Mundarija Fizik-kimyoviy tadqiqot usullarining umumiy xususiyatlari va klassifikatsiyasi

Moddalar tuzilishini aniqlashda UB-, IQ-,YaMR- va Mass-spektroskopiyalarni birgalikda ishlatish.
Mass-spektrometriya moddani tekshirishning shu modda massasini (kо‘pincha, massaning zaryadga nisbati t/ye ni) va tekshirilayotgan moddadan olinadigan yoki о‘rganilayotgan aralashmada bor bо‘lgan ionlarning nisbiy miqdorini aniqlashga asoslangan usuldir. Bu usulda modda mass-spektral asboblar yordamida tekshiriladi.
Mass-spektrometriya usuli bilan molekuladagi funksional guruhlar molekulaning qaysi joyida joylashganligini, ayniqsa, molekulaning tashqarisiga joylashgan yon zanjirlarni aniqlash mumkin. Bu usul bilan neftdan olingan yangi birikmalarning tuzilishini aniqlashda ayniqsa ahamiyatli bо‘lib, tahlil uchun oz miqdorda (1-2 milligramm) modda sarflanadi va qisqa vaqt ichida ma’lumot olinadi. Tekshirilayotgan modda gaz, suyuq qattik bо‘lishidan qatiy nazar, ular past haroratda bug‘ qolatiga о‘tkaziladi. Sо‘ngra elektron oqimi bilan molekulaga kuchli zarba beriladi, natijada molekula elektron chiqarib, musbat zaryadli zarrachaga aylanadi. Bu zarrachalar magnit maydoniga ta’sir etib, kollektor orqali hisobga olinadi.
Yadrospektroskopiya usullari yordamida uzoq infraqizil bilan radioto‘lqin sohalari orasidagi elektromagnit to‘lqin tebranishlar chastotalari yadro va elektronlarning tashqi magnit maydonidagi faoliyati bilan bog‘liqligi o‘rganiladi.
YAMR "magnitli atom yadrolarini" o‘rganadi (masalan, vodorod yadrosi - protonlar). YAdroviy magnit rezonansi asosida boshqa spektroskopiya usullariga o‘xshab Bor nisbiyligi yotadi: h __
Energiyaning o‘zgarishi atom yadrolarining magnit xossalari bilan bog‘langan. Atom yadrolarining magnetizmi yadrolarning o‘z o‘qi atrofida aylanishi bilan tushuntiriladi, yadrolarning bu xususiyatlarini spinlar deb aytiladi.
Xarakatning miqdor momenti va magnit moment vektorlari parallel bo‘lgani uchun yadroning magnit momenti xususiyatini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin: Jh. Bunda  - magnit momenti;  - gidromagnit nisbiyligi; J - spinli kvant soni; h - Plank doimiysi;  - o‘lchov birligi radian. gauss^-1. sek^-1.
Yadroning magnit momenti qiymatini proton (spini J12) bo‘yicha olinsa, eh2 MrS ga teng, bunda Mr-proton massasi, e-proton zaryadi, S-yorug‘lik tezligi.
Yadroning xaqiqiy yadro moment spini J ga teng bo‘lsa, magnit moment quyidagicha ifodalanadi:

g -o‘lchovsiz doimiylik bo‘lib, yadro (je) - omili deb aytiladi.

Davriy sistemadagi elementlarni taxlil qilib, ularning tartib nomeri, massasi va spinlari orasida ma’lum bog‘lanish borligini bilish mumkin. Massa miqdori toq sonlardan iborat bo‘lsa, yadro spini J  12 ga teng, massa soni va tartib nomeri juft son bo‘lsa, J0 ga teng, massa soni juft, tartib nomeri toq sonlardan iborat bo‘lsa. spinlar yaxlit sonlardan tashkil topadi.
YAMR spektrlarda signal o‘rnini belgilash uchun ikki xil shkala qabul qilingan:
1)  shkalada etalon TMS ning signalini nol million ulush deb olinadi, bunda namunaning signallari 0 bilan 10 m.d. oralig‘ida namoyon bo‘ladi.
2)  (tau) shkalada esa TMS signalining o‘rni 10 m.u. ga teng deb olingan va qolgan signallarning qiymati o‘ngdan chapga kamayib borib 10 bilan 0 m.u. oralig‘ida kuzatiladi (34-rasm). Har ikkala shkala o‘rtasida juda oddiy bog‘lanish bor: 
Demak kuchsiz maydonda rezonans beruvchi protonning kimyoviy siljishiga  shkalada katta,  shkalada esa kichik qiymat muvofiq keladi, ammo PMR uchun asosan  shkala ma’lum qulaylikka ega, ya’ni kimyoviy siljish qiymatlarining ortib borishi shu signallarga tegishli protonlar ekranlashishining ortib borishiga mos keladi.
Turli protonlar signallari deyarli katta bo‘lmagan (1-2 m.u.) oralig‘ida kuzatilishi bilan bir qatorda spirtlar va aminobirikmalardagi gidroksil va aminogurux protonlarining signali bir oz kengroq shaklda va kattaroq (5-10 m.u.) oraliqda kuzatiladi.
Bir xil qurshovga ega bo‘lgan protonlar ekvivalent protonlar, har xil qurshovga ega bo‘lgan protonlar esa noekvivalent protonlar deb nomlanadi. Etil spirtining spektrida uch xil noekvivalent protonlar guruxi - CH₃, SN₂, ON bo‘lgani uchun uchta signal kuzatiladi, ammo SN₃ dagi uchta protonlar, CH₂ dagi ikkita protonlar guruxlardagi ekvivalent protonlar hisoblanadi. Protonlar stereokimyoviy ekvivalent bo‘lishi uchun ular fazoda qo‘sh bog‘ yoki assimmetrik uglerod atomiga nisbatan bir xil joylashishi zarur hisoblanadi.
Demak stereokimyoviy ekvivalent protonlarni kimeviy ekvivalent protonlar deb qarash mumkin. Signallarning intensivligiga quyidagi omillar ta’sir etadi:
a) yadrolarning energetik pog‘onalari orasidagi masofani aniqlaydigan doimiy magnit maydoni (N₀)
b) ikkita energetik pog‘onalarga taqsimlanishga ta’sir etadigan temperatura
v) vaqt birligida bo‘ladigan o‘tishlar sonini aniqlovchi radiochastotali maydon.
YAMR spektrometrlarda signal yuzasini o‘lchaydigan maxsus elektron moslama bo‘lib, uni integrator deb nomlanadi. Integrator spektr signallari ustida xuddi zinapoyaga o‘xshash, egri chiziq chizadi. Har bir "zina" balandiligi shu "zinaga" tegishli signal yuzasini belgilaydi. Demak, zinalar balandligi protonlar soniga proporsionaldir. Integrator chizig‘ida zinalar balandligi millimetr yoki santimetr hisobida o‘lchanadi (rasm). Fenilsirka kislotasining PMR spektridan, pastdagi jadvaldagi kimyoviy siljish qiymatlariga asosan, 12 m.u. dagi signal karboksil guruxining protoniga, 7.2 m.u. dagi signal benzol xalqasidagi protonlarga va nihoyat 3.5 m.u. dagi signal karboksil gurux bilan bog‘langan metilen guruxining protonlariga tegishli ekanini aniqlash mumkin.

13-rasm. Fenilsirka kislotasinint PMP spektri (SDSl₃).
Uchta signalni to‘liq talqin qilish uchun spektr ustiga chizilgan integral chizig‘idan foydalaniladi. Tarkibida bitta proton tutgan karboksil guruxiga oid signal integral balandligi 5 mm ga tengligini bilib integral chiziq zinalari balandliklarini ana shu bitta protonli signalning integral balandiligiga bo‘lib chiqiladi.

Demak, spektrdagi signallarga tegishli protonlar soni 1:5:2 kabi nisbatda ekan. Ayrim signallarning yuzasi bo‘yicha integrator moslamasi orqali miqdoriy o‘lchashlarni olib borish integrallash jarayoni hisoblangadi

.Agar tuzilishi noma’lum bo‘lgan moddaning spektri etalon moddaning spektriga nisbatan yozilgan bo‘lsa, har bitta signalning intensivligini hisoblab, ularga mos keluvchi protonlarni aniqlash mumkin.Protonlarning kimyoviy siljish qiymatlari (erituvchi -xloroform, R - uglevodorod radikali)

Protonlar turi	Kimyoviy siljish		Protonlar turi	Kimyoviy siljish
	m.u.	Gs		m.u.	Gs
1	2	3	4	5	6
	0,9	54		3,7	220
	1,3	78		3,5	210
	2,0	120		3,2	190
	5,0	300		5,8	350
	5,3	320		3,8	220
	7,3	440		5,3	320
	2,5	150		9,7	580
	1,8	108		5,0	300
	2,3	140		7	420