Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare
|
|
- Edmondo Marchese
- 6 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare
2 TIPO DI SPETTROSCOPIA INTERVALLO DI LUNGHEZZA D ONDA TIPO DI TRANSIZIONE QUANTICA ULTRAVIOLETTO-VISIBILE nm Elettroni di legame INFRAROSSO 0, mm Rotazione delle molecole RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE 0,6-10 m Spin dei nuclei in un campo magnetico
3 La Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) è una tecnica analitica molto potente che permette di ottenere dettagliate informazioni sulla struttura molecolare dei composti in esame. La spettroscopia NMR misura l'assorbimento di radiazione elettromagnetica in molecole immerse in un forte campo magnetico. Questo assorbimento avviene ad opera dei nuclei di particolari atomi (tipicamente 1 H o 13 C). Quindi con l'nmr si esaminano direttamente i nuclei atomici e non gli elettroni. Ogni informazione sull'intorno chimico viene dedotta osservando il comportamento dei nuclei atomici.
4 Sono osservabili all'nmr solo i nuclei che hanno un momento magnetico nucleare di spin, e che quindi si comportano come l'ago di una bussola che si può orientare in un campo magnetico applicato Il momento magnetico nucleare di spin m è dato dalla relazione m = g I h/2p P g è il rapporto giromagnetico I è il numero quantico di spin nucleare h è la costante di Plank.
5 Lo spin nucleare viene prodotto dalle particelle che costituiscono il nucleo, protoni e neutroni. Queste si comportano come se fossero in rotazione (spin) attorno al loro asse, e hanno spin 1/2. P In molti atomi (come nel 12 C) gli spin sono tutti appaiati, uno in opposizione all'altro e quindi si annullano reciprocamente e il nucleo atomico ha uno spin risultante I uguale a zero. In alcuni atomi, però, (come in 1 H e in 13 C) il nucleo possiede uno spin risultante I diverso da zero.
6 Le regole per determinare lo spin nucleare si possono così riassumere: 1) Se i protoni e i neutroni sono entrambi pari, allora il nucleo ha spin zero. 2) Se i protoni e i neutroni sono gli uni pari e gli altri dispari, allora il nucleo ha spin semi intero(1/2, 3/2, 5/2,...). 3) Se i protoni e i neutroni sono entrambi dispari, allora il nucleo ha spin intero (1, 2, 3,...). NEUTRONI PROTONI I ESEMPI PARI PARI ZERO DISPARI PARI PARI DISPARI SEMI-INTERO DISPARI DISPARI INTERO
7 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare In condizioni appropriate un campione immerso in un campo magnetico può assorbire una radiazione elettromagnetica nella regione della radiofrequenza. E le frequenze assorbite dipendono dalle caratteristiche del campione. 1) TUTTI I NUCLEI POSSIEDONO UNA CARICA e in alcuni questa carica ruota (SPIN) sull asse nucleare producendo un DIPOLO MAGNETICO orientato parallelamente all asse P
8 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare 1 H 2 H 12 C 13 C 14 N 15 N 16 O 17 O 19 F 31 P Isotopo Numero quantico di spin I 1/ /2 1 1/2 0 5/2 1/2 1/2 Abbondanza natural % 99,
9 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare Quando un nucleo dotato di SPIN viene immerso in un campo magnetico, il nucleo, come l ago di una bussola è sottoposto ad una coppia di forze che lo fanno ruotare per allinearlo col campo magnetico esterno. Le possibili orientazioni che il nucleo può assumere sono governate dal numero quantico μ che può avere valori +I e I con incrementi di unità e quindi può avere valori pari a 2I+1 orientazioni rispetto alla direzione del campo.
10 Nel caso di un nucleo con SPIN 1/2 ci sono due possibili orientazioni μ = -1/2 e μ = + 1/2 Il momento magnetico nucleare non rimane fermo, ma continua ad oscillare attorno al campo magnetico applicato B 0 compiendo un moto simile a quello di una trottola. I due stati possibili del nucleo NON HANNO LA STESSA ENERGIA ma lo stato μ = +1/2 (allineato con il campo) si trova ad un livello di energia leggermente più bassa di quello con μ = - 1/2 (opposto al campo).
11 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare Accertata l esistenza di due LIVELLI ENERGETICI per il protone è possibile FORNIRE ENERGIA SOTTOFORMA DI RADIAZIONE (radiofrequenza ) per promuovere la transizione tra livelli energetici in un campo magnetico stazionario B 0 Eq di precessione di Larmor, correla RADIOFREQUENZA APPLICATA (misurata in MHz) con l INTENSITA DEL CAMPO MAGNETICO =g B 0 /2p Tale frequenza (frequenza di Larmor) dipende dal nucleo (attraverso il rapporto giromagnetico (g) e dall intensità del campo magnetico applicato B 0 ).
12 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare =g B 0 /2p All'aumentare del campo applicato Bo, aumenta la frequenza di Larmor e quindi la differenza di energia tra i livelli. B 0 Per il protone è necessaria una frequenza di 100 MHz in presenza di un campo magnetico B 0 = 2,35 Tesla. Se applichiamo una frequenza di 60MHx sarà necessario un campo magnetico B 0 = 1,41 Tesla. QUANDO QUESTO RAPPORTO VIENE SODDISFATTO IL SISTEMA SI TROVA IN RISONANZA L energia viene assorbita dal protone che passa ad uno stato energetico superiore e si registra lo SPETTRO NMR
13 Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare La differenza in energia tra i due stati di spin è dipendente dalla forza del campo magnetico esterno applicato ed è sempre molto piccola. Differenze energetiche tra stati di spin protonico -1/2 E=-2m z B 0 E E mbx I +1/2 E=2m z B 0 B 0 B x a 2.34 T l eccesso di popolazione è di 6 nuclei per milione!
14 Sappiamo che E = h Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare dove h = costante di Plunk e la g B 0 /2p. Quindi E = h g /2pB 0. Ma g = 2πμ/hI quindi sostituendo E =h 2πμ hi semplificando E = μb0 I Bo 2p Differenze energetiche tra stati di spin protonico -1/2 E=-2m z B 0 E E mbx I +1/2 E=2m z B 0 B 0 B x a 2.34 T l eccesso di popolazione è di 6 nuclei per milione!
15 Se la differenza di energia tra i due livelli è piccolissima la popolazione di nuclei nei due stati è praticamente identica con una prevalenza piccolissima per lo stato a bassa energia (allineato con il campo). Per il protone in un campo magnetico di 1,4 Tesla (60MHz) abbiamo ogni 200 nuclei uno in più nello stato a bassa energia. In un campo magnetico da 7.05 Tesla (300MHz) abbiamo 5 nuclei in più nello stato di bassa energia ogni nuclei (Quindi Una Maggiore Sensibilità). SONO PROPRIO QUESTI POCHI NUCLEI IN ECCESSO ALLINEATI CON IL CAMPO MAGNETICO B 0 QUELLI CHE PERMETTONO DI GENERARE IL SEGNALE NMR. Differenze energetiche tra stati di spin protonico =g B 0 /2p < 0.1 cal/mole 1 to 20 T
16 Assorbimento di energia Se il campione viene irradiato con una radiazione elettromagnetica di frequenza uguale alla frequenza di Larmor, ci sarà una interazione della componente magnetica della radiazione con i momenti magnetici nucleari. L'energia della radiazione potrà così essere trasferita ai nuclei. Ogni assorbimento di radiazione comporta un cambiamento di orientazione dello spin nucleare che ruoterà da allineato con il campo ad opposto al campo. Quando si verifica questa transizione di spin, si dice che i nuclei sono in risonanza con la radiazione applicata, da qui il nome di Risonanza Magnetica Nucleare, NMR. IL SEGNALE NMR VIENE GENERATO CON IL METODO AD IMPULSO. 1) Tutti i nuclei di una specie vengono eccitati contemporaneamente da un impulso di radiofrequenza che contiene tutto l'intervallo di frequenze necessario. 2) L'energia assorbita dai nuclei viene lentamente ceduta agli atomi vicini a causa di fenomeni detti di rilassamento 3) Il segnale raccolto è un segnale oscillante con frequenza, la frequenza di Larmor del nucleo in esame, che si smorza nel tempo e che viene detto FID (Free Induction Decay), libero decadimento dell'induzione.
17 RIASSUMIAMO I PASSAGGI ESSENZIALI PER OTTENERE LO SPETTRO NMR 1) Mettiamo il campione in un forte campo magnetico per orientare gli SPIN NUCLEARI nella posizione allineata o contro il CAMPO MAGNETICO 2) Applichiamo un impulso di RADIOFREQUENZA (microsecondi) per produrre un eccesso di nuclei eccitati con lo SPIN in opposizione al campo magnetico 3) Registriamo il FID ovvero il segnale emesso dai nuclei mentre gli SPIN nucleari ritornano alla situazione di equilibrio (1 secondo) Grafico in funzione del TEMPO 4) Elaborazione dei dati al COMPUTER applicando la TRASFORMATA DI FOURIER per ottenere lo spettro NMR Grafico in funzione delle frequenze Nel metilioduro gli idrogeni sono equivalenti, avranno tutti la stessa frequenza di risonanza
18 Poiché il DIPOLO MAGNETICO di un certo nucleo è una COSTANTE TUTTI I NUCLEI DI UN CERTO TIPO DOVREBBERO RISUONARE ESATTAMENTE ALLA STESSA FREQUENZA IN UN CAMPO MAGMETICO B 0 IL SEGNALE NMR di ogni nucleo risulta spostato nello spettro a frequenze diverse a seconda del suo INTORNO CHIMICO Abbiamo un segnale uguale per tutti gli H di una molecola GLI ELETTRONI SONO PARTICELLE CARICHE CHE IMMERSE NEL CAMPO MAGNETICO B 0 SI MUOVONO E GENERANO UN PICCOLO CAMPO MAGNETICO INDOTTO OPPOSTO A QUELLO MOLTO FORTE APPLICATO.
19 NMR-Chemical shift Tutti i nuclei di una certo tipo (es. 1 H) sono esattamente identici, e se sottoposti allo stesso campo magnetico risuonano esattamente alla stessa frequenza. Ma se tutti i nuclei 1 H di una molecola risuonassero alla stessa frequenza, la spettroscopia NMR sarebbe praticamente inutile! Fortunatamente i nuclei sono all interno degli atomi, e sono quindi circondati dagli elettroni. Le nubi di elettroni intorno ai nuclei sono in grado di schermare leggermente il campo magnetico subito dal nucleo, e questo effetto è diverso da atomo a atomo. Quindi i nuclei chimicamente differenti risuonano a frequenze leggermente diverse. Le differenze di frequenza sono piccole (centinaia di Hz rispetto alle centinaia di MHz della radiazione elettromagnetica) ma possono essere misurate accuratamente. Incremento frequenza a campo magnetico costante Incremento campo magnetico a frequenza fissa Incremento di schermo da elettroni extranucleari
20 NMR-Chemical shift In presenza del campo magnetico esterno, gli elettroni iniziano a muoversi ordinatamente con un movimento su un orbita perpendicolare al campo magnetico. Il movimento degli elettroni produce a sua volta un campo magnetico (che è quindi indotto dal campo magnetico esterno), che ha direzioni diverse in punti diversi dello spazio. All interno della nuvola elettronica, il campo magnetico indotto si oppone al campo magnetico applicato, ed il nucleo subisce un campo magnetico totale minore del campo magnetico applicato: il nucleo risulta schermato. Una nube di elettroni scherma il nucleo che si trovi al suo interno.
21 NMR-Chemical shift Riassumendo: il campo magnetico applicato causa un movimento degli elettroni nella nube elettronica, che produce un campo magnetico indotto che scherma il nucleo. L effetto schermante è tanto maggiore quanto maggiore è la densità elettronica intorno al nucleo. meno schermato più schermato B sch B sch B eff B eff Energia relativa B eff =B 0 -B sch =B 0 -B 0 =B 0 *(1- ) Energia assorbita =costante di schermo B 0 I protoni circondati da una alta densità elettronica risuonano a frequenza inferiore di protoni circondati da una bassa densità elettronica.
22 CHEMICAL SHIFT O SPOSTAMENTO CHIMICO La differenza nella posizione di assorbimento di un protone rispetto alla posizione di assorbimento di un protone di riferimento viene definita spostamento chimico o chemical shift. L entità dello spostamento è misurato in parti per milione (ppm) ed è espresso con δ. x ri feri mento 6 x 10 ri feri mento ppm [Hz] ri f[mhz] La molecola usata come riferimento è il TetraMetilSilano (TMS) che presenta protoni fortemente schermati a causa dell effetto induttivo +I esercitato dal silicio. La maggioranza dei composti organici presenta segnali a sinistra del TMS. Nuclei in intorni chimici diversi avranno differenti valori di spostamento chimico, mentre nuclei nello stesso intorno chimico avranno lo stesso spostamento chimico.
23 CHEMICAL SHIFT O SPOSTAMENTO CHIMICO Il calcolo del δ risulta molto utile ai fini pratici in quanto rende possibile il confronto dei chemical shift a differenti campi magnetici (strumenti con diversa potenza). g (1 ) B0 2p Campi magnetici Bassi B 0 Campi magnetici Alti
24 Caratteristiche di uno spettro NMR 1) Chemical shift danno indicazioni sul tipo di protoni presenti 2) Integrali danno indicazioni sul rapporto tra i protoni presenti. 3) Accoppiamenti H-H danno informazioni sulle relazioni tra gruppi, ovvero quanti sono i protoni vicini a quello in esame.
25 NMR-Chemical shift Fattori che influenzano il chemical shift: 1. Intramolecolari: - Effetti induttivi - Effetti di anisotropia di legame - Effetti di repulsione di Van der Waals 2. Effetto del solvente 3. Effetto della concentrazione 4. Effetto temperatura 5. Presenza di legami idrogeno
26 NMR-Chemical shift Fattori che influenzano il chemical shift: 1. Intramolecolari: - Effetti induttivi - Effetti di anisotropia di legame - Effetti di repulsione di Van der Waals 2. Effetto del solvente 3. Effetto della concentrazione 4. Effetto temperatura 5. Presenza di legami idrogeno
27 EFFETTO INDUTTIVO: Chemical shift: Effetto induttivo La schermatura di un nucleo è proporzionale alla densità della nuvola elettronica su quel nucleo! elettronegatività La diminuzione di densità elettronica porta ad un deschermo sul protone.
28 Protoni adiacenti ad atomi elettronegativi risultano DESCHERMATI quindi sentono un campo magnetico applicato più intenso e subiscono transizione a frequenze maggiori e, nello spettro, si trovano ad uno spostamento chimico più alto. Lo spostamento chimico assoluto risulta tanto maggiore quanto più grande è il campo applicato, quindi strumenti diversi fornirebbero spostamenti chimici assoluti diversi in rapporto alla intensità del loro campo magnetico. Per questo si preferisce utilizzare lo spostamento chimico relativo definito dall'equazione: In questo modo lo spostamento chimico, misurato in ppm (Hz/MHz), è indipendente dal campo applicato
29 Chemical shift: effetti anisotropici EFFETTI di ANISOTROPIA di legame: Sono effetti dovuti ai campi magnetici indotti dalla circuitazione di elettroni di legame e di non legame presenti nella molecola. A seconda dell orientazione della molecola rispetto alle linee di forza del campo magnetico applicato, si potrà assistere ad una variazione dell intensità del campo magnetico indotto (anisotropia). I legami all interno delle molecole organiche danno luogo a fenomeni di anisotropia che influenzano la posizione di risonanza dei protoni presenti.
30 Chemical shift: effetti anisotropici L anisotropia di un determinato legame è correlata alla capacità che hanno i suoi elettroni di creare nello spazio differenti zone di schermo e deschermo a seconda dell orientazione della molecola rispetto alle linee di forza di B 0. Ai fini dell interpretazione degli spettri NMR è importante considerare gli effetti di anisotropia dei seguenti legami: C C C O C C C C
31 Chemical shift: effetti anisotropici Legame semplice: L effetto di anisotropia del legame semplice σ C C porta ad un effetto di deschermo sui protoni del metano in seguito alla sostituzione con gruppi alchilici. Inoltre tale effetto giustifica anche la diversa frequenza di risonanza osservata per i protoni assiali (Ha) ed equatoriali (He) nei cicloesani. R 3 CH R 2 CH 2 RCH 3 CH 4 ~ ,23 δ
32 Chemical shift: effetti anisotropici Doppio legame: Il campo magnetico indotto crea una zona di deschermo nel piano dell anello. Sopra e sotto il piano si osserva una zona di schermo. Per effetto dell anisotropia del doppio legame, i protoni che giacciono sul piano individuato dagli orbitali sp 2, vengono deschermati e pertanto risuonano a campi bassi. C C H R 3 CH R 2 CH 2 RCH 3 CH ~ ,23 δ
33 NMR-Chemical shift Carbonile: L effetto anisotropo è analogo a quello del doppio legame. I protoni nel piano del legame C=O sono deschermati e cadono a campi bassi. I protoni aldeidici cadono a valori molto più bassi dei protoni olefinici ( 9 10 ppm) a causa di un effetto induttivo addizionale H C O C C H H 3 C C O RCH 3 TMS δ
34 Chemical shift: effetti anisotropici Triplo legame: Per i protoni acetilenici l anisotropia produce, un effetto schermante che porta la risonanza verso campi alti. Oltre all effetto di anisotropia, negli alchini è presente un effetto induttivo del triplo legame di tipo deschermante, pertanto tali protoni cadono a sinistra rispetto agli alcani. C C H R C C H R 3 CH R 2 CH 2 RCH 3 CH ~ ,23 δ
35 Anello aromatico: Chemical shift: effetti anisotropici Il campo magnetico indotto crea una zona di deschermo nel luogo dei protoni nel piano dell anello. Sopra e sotto il piano si osserva una zona di schermo. La schermatura sopra e sotto il piano è più intensa della deschermatura nel piano dell anello.
36 Chemical shift: schermatura di Van der Waals Effetto di schermatura di Van der Waals E un effetto meno frequente. Se un protone all interno di una molecola, per ragioni conformazionali, è vicino ad un altro atomo/gruppo ad una distanza inferiore alla somma dei raggi di VdW, si assiste ad un effetto di deschermo.
37 NMR-Chemical shift Come già accennato, tipi diversi di protoni in genere presentano valori diversi di chemical shift. Di seguito si riporta una tabella in cui sono riportati nella scala i più comuni tipi di protoni. Si noti che la maggior parte dei protoni compaiono tra 0 e 10 ppm. Il riferimento, tetrametilsilano (TMS) appare a 0 ppm, e aldeidi appaiono vicino a 10 ppm. Notare che questi sono valori tipici e che ci sono un sacco di eccezioni! aromatici eteri solfuri alcani saturi alcoli Regione Campi Bassi esteri Regione Campi Alti amidi
38 NMR-Chemical shift I chemical shift, espressi in (ppm), sono indipendenti dall intensità del campo magnetico applicato (B 0 ) e dalla corrispondente frequenza operativa dello strumento (MHz); I chemical shift, espressi in Hz, sono invece dipendenti dall intensità del campo magnetico applicato (B 0 ) e dalla corrispondente frequenza operativa dello strumento (MHz); I gruppi elettronegativi provocano uno spostamento dei segnali, dei protoni ad essi vicini, a valori più alti di chemical shift ( ). I protoni legati ad O o N hanno valori variabili di chemical shift ( ). I sistemi p di alcheni o aromatici deschermano sensibilmente i protoni ad essi legati spostando i relativi segnali a valori più alti di chemical shift ( ). I protoni di acidi carbossilici e di aldeidi sono generalmente i più deschermati. Struttura chemical shift (ppm) RCH R 2 CH R 3 CH ~1.5 ArCH R 2 NCH R 2 CHOR R 2 CHCl RC(=O)CHR RCHCR=CR 2 ~1.7 RC=CH ArH RC(=O)H RCCH R 2 NH 2-4 ROH 1-6 ArOH 6-8 RCO 2 H 10-12
39 Valori di riferimento RCH CH 3 Br O C H 3 C O O C H 3 C CH 3 CH 3???
40 I due segnali hanno diversa intensità 3 2 Valori di riferimento RCH R 2 CH
41 deschermati Campi bassi schermati Campi alti
42 Spostamento Chimico - Chemical Shift Il segnale NMR di ogni nucleo risulta spostato nello spettro a frequenze più alte o più basse a seconda del suo intorno chimico. Gli elettroni sono particelle cariche e, come tali, quando vengono immersi nel campo magnetico Bo, si muovono e generano un piccolo campo magnetico indotto bi opposto a quello molto più forte applicato. Il campo magnetico indotto scherma il nucleo dalla piena forza del campo applicato. Il campo magnetico sentito dal nucleo B = Bo - bi H legato ad atomi poco elettronegativi. Gli elettroni di legame sono più vicini a H. Effetto di schermatura più forte: gli elettoni di legame producono un campo magnetico βi (in opposizione a Bo) che investe l'idrogeno H legato ad atomi più elettronegativi. Gli elettroni di legame sono più lontani da H. Effetto di schermatura piccolo: gli elettoni di legame producono un campo magnetico βi (in opposizione a Bo) che investe l'idrogeno solo marginalmente.
43 Spostamento Chimico - Chemical Shift Lo spostamento chimico è la differenza tra la frequenza (in Hz) del segnale NMR del nucleo in esame e quella del TMS (tetrametilsilano), che viene preso come riferimento. Spostamento chimico (assoluto) = Hz (Hmisurato) Hz (HTMS) L assorbimento all NMR del tetrametilsilano TMS (CH3)4Si nel quale gli idrogeni e i carboni sono più fortemente schermati di quanto si osserva nella maggior parte delle altre molecole organiche che quindi hanno tutte spostamenti chimici positivi. Lo spostamento chimico assoluto, però, è proporzionale al campo applicato, quindi strumenti che usano campi magnetici più intensi producono spostamenti chimici assoluti maggiori. Spostamento chimico (relativo) In questo modo lo spostamento chimico misurato in ppm (Hz/MHz), è indipendente dal campo applicato, quindi è uguale su tutti gli strumenti indipendentemente dall intensità del loro campo magnetico.
44 Spostamento Chimico - Chemical Shift
45 Anomalia! Lo spostamento chimico degli idrogeni vinilici (δ = 5-6) e aromatici (δ = 7-8) risulta molto più alto di quanto sarebbe prevedibile in base alla sola elettronegatività dell atomo al quale sono legati. In effetti il campo magnetico indotto βi prodotto dalla nuvola π è opposto al campo applicato Bo nel centro della molecola, ma è concorde con Bo nelle zona periferica, in corrispondenza degli idrogeni vinilici e fenilici. Questi idrogeni sentono quindi un campo più intenso di Bo (B = Bo + bi) e così assorbono a δ particolarmente elevati.
46 Integrale L intensità del segnale è proporzionale al numero di idrogeni che generano il segnale L area sotto un certo picco (l integrale) è direttamente proporzionale al numero di quel tipo di idrogeni nella molecola Le integrazioni sono date come i più semplici numeri interi che si ottengono dal rapporto tra le aree dei picchi, quindi l acido acetico, CH3COOH ha due picchi nello spettro 1H-NMR, uno a δ = 2 con area = 3, ed un secondo a δ = 12 con area = 1. L acetato di metile, CH3COOCH3 ha anch esso due picchi nello spettro 1H-NMR, uno a δ = 2 con area = 1, ed un secondo a δ = 4 con area = 1 (i due picchi hanno la stessa area relativa, quindi ognuno rappresenta tre idrogeni).
47 DIETIL ETERE MOLTEPLICITA SCRIVERE STRUTTURA
48 NMR- Accoppiamento spin-spin I segnali degli spettri NMR hanno struttura fine (o molteplicità): ogni protone dà luogo a più di un segnale. La causa della struttura fine è l accoppiamento spin-spin, ossia l influenza degli stati di spin di un nucleo sulla frequenza di risonanza dei nuclei che lo circondano. Ciò rende gli spettri NMR più complessi, ma anche molto più ricchi di informazioni. L acrilonitrile ha solo tre protoni, ma nel suo spettro 1 H NMR compaiono 12 linee!
49 Idrogeni di un gruppo CH 3 che ha un solo idrogeno adiacente, Ha, non equivalente agli idrogeni del CH 3. L idrogeno Ha può avere due orientamenti di spin, concorde o discorde con il campo magnetico applicato Beff. Così il campo magnetico reale sentito dagli idrogeni del CH 3 è dato dal campo magnetico applicato Beff aumentato o diminuito del campo magnetico β prodotto dall idrogeno adiacente Ha. Nella metà delle molecole, quindi, il campo magnetico sentito dagli idrogeni del CH 3, a causa dell idrogeno vicino Ha, è Beff + β, mentre è Beff β nell altra metà delle molecole. Il risultato è che il segnale degli idrogeni in esame viene diviso in 2 picchi uguali (doppietto), per opera di un solo idrogeno vicino.
50
51 Idrogeni di un gruppo CH 3 che ha due idrogeni adiacenti Ha dietil etere CH3 CH2 O CH2 CH3 Questo caso si verifica nel dove gli idrogeni del metile CH3 sono influenzati dai due idrogeni adiacenti del gruppo CH2. Ora dobbiamo considerare in quanti modi diversi possono orientarsi i due nuclei 1H del CH2. Possono disporsi in quattro modi diversi: ( ) tutti e due allineati col campo, ( ) o ( ) uno allineato e uno in opposizione, ( ) tutti e due contro il campo
52 Il campo magnetico sentito da un idrogeno del CH 3 può assumere, quindi, tre diversi valori: Beff + 2b, Beff, Beff - 2b. Il risultato è che il segnale degli idrogeni del CH 3 viene suddiviso in tre picchi (tripletto) per opera dei due idrogeni del CH 2 adiacenti. Dalle considerazioni precedenti si può anche ricavare l intensità relativa dei picchi del tripletto. Dato che ognuna delle quattro combinazioni di spin è ugualmente probabile, ciascuna ha il 25% di probabilità: la situazione centrale si verifica nel 50% dei casi, le altre due nel 25%, quindi il segnale di un protone adiacente ad un gruppo CH2 è diviso in tre picchi distinti (tripletto) le cui aree stanno nel rapporto 25 : 50 : 25 cioè 1 : 2 : 1.
53 REGOLA GENERALE il segnale di un protone viene suddiviso da n idrogeni adiacenti in (n + 1) picchi. Quindi la molteplicità del segnale è uguale al numero di idrogeni vicini più 1 (m = n + 1).
54 L intensità relativa dei picchi di un segnale si può anche ricavare dalla piramide di Tartaglia s=singoletto, d=doppieto, t=tripletto, q=quartetto, qui=quintetto, sex=sestetto. TRE INFORMAZIONI FONDAMENTALI CHE CI DÀ UNO SPETTRO NMR: 1) lo spostamento chimico ci dice a quale gruppo funzionale appartiene l idrogeno che produce quel segnale 2) l area dice quanti idrogeni producono quel segnale 3) la molteplicità dice quanti idrogeni adiacenti vi sono intorno a quelli che producono il segnale.
55 Il chemical shift ci dice che l idrogeno è legato ad un atomo elettronegativo La molteplicità ci dice che è legato ad un carbonio con tre atomi di idrogeno L integrale ci dice che è il segnale relativo a due atomi di idrogeno Il chemical shift ci dice che l idrogeno è legato ad un atomo non elettronegativo La molteplicità ci dice che è legato ad un carbonio con due atomi di idrogeno L integrale ci dice che è il segnale relativo a tre atomi di idrogeno
56 3 6 1
57 NMR del isopropil metil etere CH3 O CH(CH3)2 Il multipletto a δ = 4 è dovuto ad un CH accoppiato con i due Il singoletto a δ = 3,5 è dovuto agli idrogeni del CH3 legato all ossigeno ed è un picco singolo poiché non è adiacente a nessun idrogeno. due CH3 a δ = 1.
58 La separazione tra i picchi di un multipletto viene chiamata costante di accoppiamento J, viene misurata in Hz e non dipende dal campo applicato Valori tipici per J raramente eccedono i 20 Hz ed è importante notare che due gruppi di protoni accoppiati tra loro mostrano esattamente la stessa costante di accoppiamento. Gli effetti di queste suddivisioni sono spesso descritti usando il metodo dell albero di frazionamento che rappresenta il picco originale di assorbimento suddiviso in (n+1) picchi per mezzo della costante di accoppiamento J.
59 il deuterio 2H con spin = 1, non è visibile all NMR del protone i segnali ci appaiono come semplici tripletti, ciascuno è suddiviso dall accoppiamento con il CH2 centrale. Le costanti di accoppiamento che si osservano nei due tripletti sono lievemente diverse; la costante a-b è Jab = 15 Hz e la costante b-c è Jbc = 12 H CH 2 adiacente all ossigeno è spostato a δ = 3,75 CH2 adiacente al bromo è spostato a δ = 3,4
60 Il modello di frazionamento per il CH 2 centrale: suddiviso dai protoni sul carbonio (a) in un tripletto, con Jab = 15 Hz, ed ancora ognuno di questi picchi essendo ulteriormente suddiviso dai protoni sul carbonio (c) in tripletti con Jbc = 12 Hz. Il CH 2 centrale ha 9 picchi centrati attorno a δ = 1,55
61 Accoppiamento spin-spin: molteplicità Nei sistemi aromatici trisostituiti la posizione dei sostituenti può essere identificata da un sistema caratteristico.
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
BREVE INTRODUZIONE ALLA SPETTROSCOPIA NMR
Mauro Tonellato BREVE INTRODUZIONE ALLA SPETTROSCOPIA NMR www.pianetachimica.it Breve introduzione teorica alla Spettroscopia NMR I nuclei degli atomi che possiedono un numero dispari di protoni, un numero
DettagliL effetto del sostituente (induttivo e coniugativo) modifica:
L effetto del sostituente (induttivo e coniugativo) modifica: 1 la densità elettronica del centro di reazione influenza la REATTIVITA Se da un atomo di ad un altro cambia la distribuzione degli elettroni
DettagliInformazioni che si possono ricavare da uno spettro protonico
Informazioni che si possono ricavare da uno spettro protonico Per interpretare uno spettro 1 H NMR bisogna: 1) Contare il numero di picchi che corrispondono agli idrogeni fisicamente diversi nella molecola.
Dettagliγ= rapporto magnetogirico
Proprietà magnetiche dei nuclei I nuclei (massa + carica) sono in rotazione (spin) Metodi Fisici in Chimica Organica - NMR z µ p y x Alla rotazione (spin) è associato un momento angolare, p p = h I( I
DettagliNUCLEI NMR ATTIVI E SPIN
NUCLEI NMR ATTIVI E SPIN I diversi nuclei risuonano a campi magnetici (e frequenze) molto diversi La frequenza caratteristica a cui risuonano i nuclei dello standard è Ξ Per un nucleo specifico, le variazioni
DettagliRisonanza Magnetica Nucleare
Risonanza Magnetica Nucleare Il fenomeno della risonanza magnetica nucleare è legato ad una proprietà p di alcuni nuclei quale lo spin. Lo spin è una proprietà fondamentale come la carica e la massa. Protoni,
DettagliBenzil Acetato. Linea dell integrale. La linea dell integrale rappresenta una quantità proporzionale al numero di H. Rapporto tra le altezze
Benzil Acetato La linea dell integrale rappresenta una quantità proporzionale al numero di Linea dell integrale 55 : 22 : 33 = 5:2:3 Rapporto tra le altezze Accoppiamento Spin-Spin Accoppiamento SPIN-SPIN
DettagliRisonanza magnetica di spin: ESR (o EPR) nucleare: RMN/NMR
Risonanza magnetica di spin: ESR (o EPR) nucleare: RMN/NMR 1944-prima osservazione della ESR 1938-prima osservazione della NMR Tecniche spettroscopiche oggi standard Applicazioni di caratterizzazione e
Dettagliν [Hz] δ [ppm] = ν rif [MHz]
EMIAL SIFT SPSTAMENT IMI sizione del segnale di risonanza dei protoni di una molecola) pettrometria NMR non sarebbe molto utile se tutti i protoni risuonassero alla stessa uenza!! toni all interno di una
DettagliSpettrometria di Risonanza Magnetica Nucleare
Spettrometria di Risonanza Magnetica Nucleare Tipo di spettroscopia Intervallo di lunghezza d onda Intervallo di numeri d onda (cm -1 ) Tipo di transizione quantica Emissione raggi γ 0.005-1.4Å - nucleare
DettagliINTRODUZIONE ALLA SPETTROSCOPIA NMR
Mauro Tonellato INTRODUZIONE ALLA SPETTROSCOPIA NMR www.pianetachimica.it Basi teoriche della spettroscopia NMR www.pianetachimica.it Premessa La spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) è una
DettagliRisonanza magnetica nucleare
Risonanza magnetica nucleare Università di Firenze Corso di Tecnologie Biomediche Lezione del 31 ottobre 2003 Leonardo Bocchi Principi fisici Premessa Modello classico Visualizzazione semplificata Equazione
DettagliRisonanza Magnetico Nucleare
Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Risonanza Magnetico Nucleare 21/3/2005 RMN ovvero NMR Spettroscopia RMN permette di - acquisire immagini 2D e 3D di parti del corpo umano ottima risoluzione
DettagliLa molecola è: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3
ESERCIZI DI NMR La molecola è: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 Lo spettro presenta solo segnali a campi molto alti relativi a H legati a C sp 3 di tipo alchilico e tutti primari o secondari. Di conseguenza si
DettagliNMR e Fenomeni Dinamici
NMR e Fenomeni Dinamici L NMR è molto utile per lo studio di fenomeni dinamici come equilibri, scambi intere intramolecolari,, studi conformazionali,, isomerizzazioni configurazionali etc. Alla base dell
DettagliMetodi spettroscopici
Metodi spettroscopici I metodi spettroscopici sono tecniche sperimentali basate sull interazione tra energia e materia per la determinazione di proprietà fisiche e chimiche. Metodi spettroscopici L interazione
Dettagli+ ε (deschermo) ε (schermo) α β α. B o
Il fenomeno dell accoppiamento di spin Nuclei non equivalenti possono interagire attraverso i loro momenti di spin Ai fini della indagine strutturale di molecole incognite è necessario sario non solo considerare
DettagliLa teoria atomica moderna: il modello planetario L ELETTRONE SI MUOVE LUNGO UN ORBITA INTORNO AL NUCLEO
La teoria atomica moderna: il modello planetario L ELETTRONE SI MUOVE LUNGO UN ORBITA INTORNO AL NUCLEO La luce La LUCE è una forma di energia detta radiazione elettromagnetica che si propaga nello spazio
Dettagli1. PRINCIPI GENERALI IL METODO A IMPULSI
1. PRINCIPI GENERALI IL METODO A IMPULSI LA RADIAZIONE EM CAMPO ELETTRICO OSCILLANTE CAMPO MAGNETICO OSCILLANTE Radiofrequenze n = 40-1000 MHz (In pratica: 300 1000 MHz) Lo Spin Nucleare I I = 0, 1/2,
DettagliLo spettro 13 C NMR. La spettroscopia
Lo spettro 13 C NMR La spettroscopia 13 C NMR presenta un problema connesso a due fattori: 1. Il rapporto giromagnetico basso [γ(c) = 7.095.10-27 JT -1 ; γ(h) = 28.212.10-27 JT -1 ] determina una piccola
DettagliSpettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)
È basata sulle interazioni tra la componente magnetica di una radiazione elettromagnetica, dell ordine delle radiofrequenze, con i nuclei delle molecole poste in un forte campo magnetico. Permette di ottenere
DettagliParametri da cui dipendono le costanti di accoppiamento
Parametri da cui dipendono le costanti di accoppiamento 2 J: può essere negativa o positiva 2 J 12-15 z se Csp 3 ; 2-4 z se Csp 2 Metodi Fisici in Chimica Organica - NMR 3 J: è di solito positiva a) angolo
DettagliSpettroscopia NMR Interazioni spin-spin
Spettroscopia NMR Interazioni spin-spin meno schermato più schermato H sch H sch H eff H eff Energia relativa Energia assorbita B 0 Accoppiamento tra nuclei Energia relativa Energia assorbita H A Accoppiamento
DettagliSPETTROSCOPIA DI RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE. Studio dell Equilibrio Cheto-Enolico 2,4- pentadione 3-metil-2,4-pentadione
SPETTRSCPIA DI RISNANZA MAGNETICA NUCLEARE Studio dell Equilibrio Cheto-Enolico 2,4- pentadione 3-metil-2,4-pentadione 1 La risonanza magnetica nucleare è una tecnica spettroscopica che permette lo studio
DettagliINTRODUZIONE ALLA RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE
INTRODUZIONE ALLA RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE PARTE 1 Corso di Tecniche Chimico fisiche in ambito sanitario dr.ssa Isabella Nicotera Le frequenze NMR si trovano nella regione delle radiofrequenze dello
DettagliSpettroscopia. 05/06/14 SPET.doc 0
Spettroscopia 05/06/14 SPET.doc 0 Spettroscopia Analisi del passaggio di un sistema da uno stato all altro con scambio di fotoni Spettroscopia di assorbimento Spettroscopia di emissione: In entrambi i
DettagliCHIMICA: studio della struttura e delle trasformazioni della materia
CHIMICA: studio della struttura e delle trasformazioni della materia 1 Materia (materali) Sostanze (omogenee) Processo fisico Miscele Elementi (atomi) Reazioni chimiche Composti (molecole) Miscele omogenee
DettagliL ONDA ELETTROMAGNETICA UNITA DI MISURA E DEFINIZIONI. ν ν. λ =
IR: Teoria Campo elettrico L ONDA ELETTROMAGNETICA Lunghezza d onda Direzione di propagazione Campo magnetico Lunghezza d onda (cm) Numero d onda (cm -1 ) UNITA DI MISURA E DEFINIZIONI c λ = ν ν ν = =
DettagliIntroduzione alla Risonanza Magnetica Nucleare
Chimica Fisica III - Modulo B A.A. 203-204 Dott.ssa Marilena Di Valentin con la collaborazione del Dott. Marco Ruzzi Introduzione alla Risonanza Magnetica ucleare Testo di riferimento: Capitolo 4 Peter
DettagliFORZE INTERMOLECOLARI
FORZE INTERMOLECOLARI Le forze intermolecolari sono forze di attrazione che si stabiliscono tra le molecole che costituiscono una sostanza Determinano la tendenza delle molecole ad avvicinarsi. Per ogni
DettagliEsperimenti FT-NMR a impulsi
Vettore magnetizzazione netta M 0 per un nucleo immerso in un campo magnetico B 0, per indurre la transizione l impulso RF è applicato lungo la direzione dell asse x. Il campo magnetico alternante applicato
DettagliIBRIDAZIONE. MODELLO DELL ORBITALE di LEGAME
IBRIDAZIONE MODELLO DELL ORBITALE di LEGAME Approccio più semplice per descrivere la struttura elettronica di una specie sfruttando il concetto di orbitale. METANO Gli atomi nel formare legami usano elettroni
DettagliEsercizio 2 Soluzione
Esercizio 2 Soluzione Poiché il testo non ci fornisce la formula molecolare del composto incognito, per prima cosa dobbiamo ricavarla a partire dai dati dell analisi elementare. Con questa tecnica otteniamo
DettagliParticelle Subatomiche
GLI ATOMI Particelle Subatomiche ELEMENTI I diversi atomi sono caratterizzati da un diverso numero di protoni e neutroni; il numero di elettroni è sempre uguale al numero dei protoni (negli atomi neutri)
DettagliSpettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare)
Spettroscopia NMR (Risonanza Magnetica Nucleare) studia l assorbimento della radiazione a radiofrequenze da parte di molecole quando i loro atomi sono orientati da un campo magnetico applicato. rispetto
DettagliS P E T T R O S C O P I A. Dispense di Chimica Fisica per Biotecnologie Dr.ssa Rosa Terracciano
S P E T T R O S C O P I A SPETTROSCOPIA I PARTE Cenni generali di spettroscopia: La radiazione elettromagnetica e i parametri che la caratterizzano Le regioni dello spettro elettromagnetico Interazioni
DettagliLA STRUTTURA DELLE MOLECOLE. Orbitali molecolari e legame chimico
LA STRUTTURA DELLE MOLECOLE Orbitali molecolari e legame chimico GLI ORBITALI MOLECOLARI Quando degli atomi collidono tra di loro i loro nuclei ed elettroni vengono a trovarsi in prossimità influenzandosi
DettagliAssorbimenti di alcani (stretching. Corso Metodi Fisici in Chimica Organica Prof. Renzo LUISI Uniba. vietata la vendita
Assorbimenti di alcani (stretching C-H) Corso Metodi Fisici in Chimica rganica Prof. Renzo LUISI Uniba. vietata la vendita Analisi di spettri: ALCANI (C-H) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1300 1000 700 500
DettagliINTERPRETAZIONE DEGLI SPETTRI IR
INTERPRETAZIONE DEGLI SPETTRI IR Anche se non esistono gruppi di regole per la interpretazione completa degli spettri infrarossi, si è trovato che possono essere utili alcune linee-guida generali. 1. Cominciare
DettagliMauro Tonellato SPETTROSCOPIA NMR. Indice
Mauro Tonellato SPETTRSPIA NMR Indice 1. Introduzione 2 2. Spostamento himico 10 3. Area dei Picchi 19 4. Accoppiamento di Spin: Molteplicità 20 5. Albero di Frazionamento 25 6. Accoppiamento di Spin tra
DettagliCORSO DI CHIMICA ORGANICA. Testo consigliato: Chimica Organica H.Hart,D.J.Hart, L.E.Craine Zanichelli
CORSO DI CIMICA ORGANICA Testo consigliato: Chimica Organica.art,D.J.art, L.E.Craine Zanichelli Nucleo contenente neutroni e protoni 10-2 m Spazio extranucleare contenente elettroni NUMERO ATOMICO: numero
DettagliRISONANZA MAGNETICA NUCLEARE (N.M.R.) o IMAGING A RISONANZA MAGNETICA (M.R.I.)
RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE (N.M.R.) o IMAGING A RISONANZA MAGNETICA (M.R.I.) e una tecnica non invasiva impiega radiazioni a bassa frequenza (non ionizzanti!) ν 10-100 MHz (radiofrequenze) sfrutta la
DettagliElettronegatività Elettronegatività
Elettronegatività Nel legame covalente tra atomi uguali, la nuvola elettronica è simmetrica rispetto ai due nuclei (es. H 2, Cl 2, F 2 ) legame covalente apolare. Nel legame covalente tra atomi con Z eff
DettagliIdentificazione di un composto organico:
Identificazione di un composto organico: Laboratorio di Chimica Organica II? O O NO 2 Identificazione di un composto organico: Laboratorio di Chimica Organica II? Analisi elementare: formula bruta (C x
DettagliLABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA Barbara Milani tel
LABORATORIO DI CHIMICA INORGANICA Barbara Milani milaniba@units.it tel. 040 5583956 Ricevimento: venerdì dalle 15.00 alle 17.00 oppure previo appuntamento Libri di testo: gli stessi proposti dal Prof.
DettagliESERCIZI W X Y Z. Numero di massa Neutroni nel nucleo Soluzione
ESERCIZI 1) La massa di un elettrone, rispetto a quella di un protone, è: a. uguale b. 1850 volte più piccola c. 100 volte più piccola d. 18,5 volte più piccola 2) I raggi catodici sono: a. radiazioni
DettagliSpettroscopia. Spettroscopia
Spettroscopia Spettroscopia IR Spettroscopia NMR Spettrometria di massa 1 Spettroscopia E un insieme di tecniche che permettono di ottenere informazioni sulla struttura di una molecola attraverso l interazione
DettagliORBITA ORBIT LI ALI MOLECOLARI
ORBITALI MOLECOLARI Una molecola è dotata di una serie di orbitali detti orbitali molecolari Gli elettroni risiedono negli orbitali molecolari che, in molti casi, sono distribuiti (delocalizzati) su tutta
DettagliLegame covalente polare
Legame chimico: covalente polare Legame covalente polare Il passaggio dal legame covalente al legame ionico è il risultato di una distribuzione elettronica non simmetrica. Il simbolo δ (lettera greca delta
DettagliI RADICALI. Caratteristiche
I RADIALI aratteristiche os è un radicale Un radicale è una specie che possiede un elettrone spaiato Per rappresentare l elettrone spaiato del composto radicalico si usa un punto R R R R N R O R S R ome
DettagliLa Risonanza Magnetica Funzionale
La Risonanza Magnetica Funzionale Facoltà di Farmacia Corso di Laurea in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche Attività a scelta dello studente AA 2004-2005 Cosimo Del Gratta Dipartimento di Scienze Cliniche
DettagliATOMO. Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton
Democrito IV secolo A.C. ATOMO Lavoisier Proust Legge della conservazione della massa Legge delle proporzioni definite Dalton (808) Teoria atomica Gay-Lussac volumi di gas reagiscono secondo rapporti interi
DettagliTECNICHE SPETTROSCOPICHE
TECNICHE SPETTROSCOPICHE L interazione delle radiazioni elettromagnetiche con la materia e essenzialmente un fenomeno quantico, che dipende sia dalle proprieta della radiazione sia dalla natura della materia
DettagliChemical shifts di protoni (CH 3, CH 2 o CH) in posizione α rispetto ad un sostituente
Chemical shifts di protoni (C 3, C 2 o C) in posizione α rispetto ad un sostituente 32 (continua) 33 Chemical shifts dei protoni di benzeni monosostituiti 34 (contunua) 35 La conseguenza della NON dipendenza
DettagliLegame chimico: covalente polare Legame covalente polare
Legame chimico: covalente polare Legame covalente polare Il passaggio dal legame covalente al legame ionico è il risultato di una distribuzione elettronica non simmetrica. Il simbolo δ (lettera greca delta
DettagliSPETTROSCOPIA UV-VIS LEZIONE 9
SPETTROSCOPIA UV-VIS LEZIONE 9 RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA La radiazione elettromagnetica è la propagazione nello spazio e nel tempo dell energia elettromagnetica tramite onde e corpuscoli. natura ondulatoria:
DettagliLa spettroscopia NMR può dare una un grande numero di informazioni sulla struttura di molecola organiche. Esempio di uno spettro NMR
La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR, dall inglese Nuclear Magnetic Resonance) sfrutta la differenza di energia che i vari stati di spin nucleari possono assumere in presenza di un campo
DettagliCOMPETENZE ABILITÀ CONOSCENZE. descrivere la. Comprendere ed applicare analogie relative ai concetti presi in analisi. struttura.
ca descrivere la struttura dell atomo, la tavola periodica e le sue caratteristiche per spiegare le differenze tra i vari tipi di legami, descrivendoli e interpretandoli alla luce degli elettroni di valenza
DettagliSISTEMI DI SPIN E COSTANTE DI ACCOPPIAMENTO. Corso Metodi Fisici in Chimica Organica Prof. Renzo LUISI Uniba. vietata la vendita
SISTEMI DI SPIN E COSTANTE DI ACCOPPIAMENTO Accoppiamento di spin Definizione dei sistemi di spin Nuclei chimicamente non-equivalenti vengono identificati dalle lettere A, B, C. X..etc. L attribuzione
DettagliIntroduzione alla Chimica Organica V Ed.
William H. Brown - Thomas Poon Introduzione alla Chimica Organica V Ed. Capitolo 2 2.1 Cosa sono gli acidi e le basi secondo Arrhenius? Un Acido di Arrhenius è una sostanze che sciolta in acqua produce
DettagliLezione n. 20. Visibile. La spettroscopia UV/Visibile. Antonino Polimeno 1
Chimica Fisica Biotecnologie sanitarie Lezione n. 20 Principi generali delle spettroscopie ottiche La spettroscopia UV/Visibile Visibile Antonino Polimeno 1 Spettroscopie ottiche (1) - Le tecniche di misura
DettagliNMR Stato Solido. Non distruttivo. Studio di materiali. Polimeri insolubili, membrane cellulari, materiali ceramici, legno, ossa
NMR Stato Solido Non distruttivo Solidi cristallini, amorfi, polveri Studio di materiali Polimeri insolubili, membrane cellulari, materiali ceramici, legno, ossa Non richiede preparazione del campione,
DettagliI legami covalenti eteronucleari spostano la carica del legame sull atomo più elettronegativo
La polarità I legami covalenti eteronucleari spostano la carica del legame sull atomo più elettronegativo L elettronegatività è il parametro di riferimento utilizzato per valutare il trasferimento di carica
DettagliTeoria Atomica di Dalton
Teoria Atomica di Dalton Il concetto moderno della materia si origina nel 1806 con la teoria atomica di John Dalton: Ogni elementoè composto di atomi. Gli atomi di un dato elemento sono uguali. Gli atomi
DettagliAtomo. Evoluzione del modello: Modello di Rutherford Modello di Bohr Modello quantomeccanico (attuale)
Atomo Evoluzione del modello: Modello di Rutherford Modello di Bohr Modello quantomeccanico (attuale) 1 Modello di Rutherford: limiti Secondo il modello planetario di Rutherford gli elettroni orbitano
DettagliI LEGAMI CHIMICI. Configurazione elettronica stabile: è quella in cui tutti i livelli energetici dell atomo sono pieni di elettroni
I LEGAMI CIMICI In natura sono pochi gli elementi che presentano atomi allo stato libero. Gli unici elementi che sono costituiti da atomi isolati si chiamano gas nobili o inerti, formano il gruppo VIII
DettagliATOMI E MOLECOLE. Psicobiologia Lezione nr. 1. Prof. Lasaponara
ATOMI E MOLECOLE Psicobiologia Lezione nr. 1 Prof. Lasaponara La struttura dell atomo I legami chimici e le molecole I componenti elementari della materia vivente 20 miliardi di anni fa Caratteristiche
DettagliESERCIZI SPETTROMETRIA DI MASSA
ESERCIZI SPETTROMETRIA DI MASSA A SPUNTI DI RIFLESSIONE 1. In cosa differiscono le tecniche soft da quelle strong? 2. Con quali tecniche si hanno maggiori probabilità di ottenere ioni molecolari? 3. Per
DettagliL atomo di Bohr. Argomenti. Al tempo di Bohr. Spettri atomici 19/03/2010
Argomenti Spettri atomici Modelli atomici Effetto Zeeman Equazione di Schrödinger L atomo di Bohr Numeri quantici Atomi con più elettroni Al tempo di Bohr Lo spettroscopio è uno strumento utilizzato per
DettagliIL LEGAME A IDROGENO
IL LEGAME A IDROGENO Il legame idrogeno è un particolare tipo di interazione fra molecole che si forma ogni volta che un atomo di idrogeno, legato ad un atomo fortemente elettronegativo (cioè capace di
DettagliL atomo. Il neutrone ha una massa 1839 volte superiore a quella dell elettrone. 3. Le particelle fondamentali dell atomo
L atomo 3. Le particelle fondamentali dell atomo Gli atomi sono formati da tre particelle fondamentali: l elettrone con carica negativa; il protone con carica positiva; il neutrone privo di carica. Il
DettagliIstituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare Prof. A. Andreazza. Lezione 7. Il modello a shell
Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare Prof. A. Andreazza Lezione 7 Il modello a shell Modello a shell Le informazioni ottenute sul potenziale di interazione nucleone-nucleone vengono usate concretamente
DettagliIN UN ATOMO SI DISTINGUE UN NUCLEO CARICO POSITIVAMENTE ATTORNO AL QUALE RUOTANO PARTICELLE CARICHE NEGATIVAMENTE: GLI ELETTRONI (e - ) (-)
LA VITA, LA CHIMICA E L ACQUA PER INIZIARE QUALCHE CENNO DI CHIMICA LA MATERIA E FATTA DI COMBINAZIONI DI ELEMENTI. GLI ELEMENTI SONO COMPOSTI DA SINGOLI ATOMI, LE PIU PICCOLE UNITA CHE MANTENGONO LE PROPRIETA
DettagliIl legame chimico ATOMI MOLECOLE
Il legame chimico Gli atomi tendono a combinarsi con altri atomi per dare un sistema finale più stabile di quello iniziale (a minor contenuto di energia). ATOMI MOLECOLE 1 Stati repulsivi di non legame
DettagliCapitolo 8 La struttura dell atomo
Capitolo 8 La struttura dell atomo 1. La doppia natura della luce 2. La «luce» degli atomi 3. L atomo di Bohr 4. La doppia natura dell elettrone 5. L elettrone e la meccanica quantistica 6. L equazione
DettagliCHIMICA ORGANICA I con Elementi di Laboratorio Corso di Laurea in CHIMICA, Chimica Applicata, Scienza dei Materiali (L.T.)
IMIA GANIA I con Elementi di Laboratorio orso di Laurea in IMIA, himica Applicata, Scienza dei Materiali (L.T.) Esercitazione n. 8 Aspetti generali di reazioni e meccanismi. TEMINI ED AGMENTI PE L SVLGIMENT
Dettagliψ = Il carbonio (Z=6) - 2 elettroni equivalenti nello stato 2p - la funzione d onda globale deve essere antisimmetrica tripletto di spin, S=1
s 1s s 1s p + p o p - configurazione elettronica del C nello stato fondamentale di tripletto di spin [He] (s) (p) p + p o p - configurazione elettronica del C nello stato eccitato di singoletto di spin
DettagliACCOPPIAMENTO DI SPIN
ACCOPPIAMENTO DI SPIN ACCOPPIAMENTO INDIRETTO (SCALARE) Interazione magnetica fra nuclei Mediato dagli elettroni di legame Misurato dalla J (Hz) costante di accoppiamento Termine di contatto di Fermi Contatto
DettagliCHIRALITA' E' una proprietà relativa ad oggetti PRIVI DI UN PIANO DI SIMMETRIA.
CIRALITA' E' una proprietà relativa ad oggetti PRIVI DI UN PIANO DI SIMMETRIA. non simmetrica rispetto al piano piano di simmetria La mano destra non è sovrapponibile alla mano sinistra: ne è invece l'immagine
Dettaglidelle interazioni accoppiate dell intorno dei due atomi nell ambito della molecola.
FATTORI CHE INFLUENZANO LA FREQUANZA DI ASSORBIMENTO Torniamo ora alla legge di Hooke: : abbiamo detto che questa relazione ci permette di conoscere la frequenza alla quale assorbirà un oscillatore di
DettagliMOLECOLE. 2 - i legami chimici. Prof. Vittoria Patti
MOLECOLE 2 - i legami chimici Prof. Vittoria Patti Gli stati di aggregazione della materia STATO SOLIDO molecole ravvicinate, struttura ordinata, volume proprio, forma propria STATO LIQUIDO molecole
DettagliLezione 3. Legame Chimico. Teoria degli Orbitali Molecolari
Lezione 3 Legame Chimico Teoria degli Orbitali Molecolari 1 Perchè si formano i legami? Un diagramma di energia mostra che un legame fra due atomi si forma se l energia del sistema diminuisce quando i
DettagliIL LEGAME CHIMICO. Per descrivere come gli elettroni si distribuiscono nell atomo attorno al nucleo si può far riferimento al MODELLO A GUSCI
IL LEGAME CIMICO Come dagli atomi si costruiscono le molecole 02/19/08 0959 PM 1 Per descrivere come gli elettroni si distribuiscono nell atomo attorno al nucleo si può far riferimento al MODELLO A GUSCI
DettagliTeoria dell Orbitale Molecolare
Teoria dell Orbitale Molecolare Un orbitale molecolare è il risultato della combinazione lineare degli orbitali atomici appartenenti agli atomi che costituiscono la molecola; questi orbitali molecolari
DettagliCARATTERIZZAZIONE RILASSOMETRICA DI VINI ED ACETI
Università degli Studi di Torino Facoltà di Scienze M.F.N Corso di Laurea Magistrale in Chimica Clinica, Forense e dello Sport TESI DI LAUREA CARATTERIZZAZIONE RILASSOMETRICA DI VINI ED ACETI Candidato:
DettagliCH 3 Br CH 3 O. CH 3 CH 2 OH BeCl 2 H 2 CO NH 4 HCN H 3 O + C 2 H 2 C 2 H 4. AlCl 3 F 3 CCO 2 H
1. Disegnate le strutture di Lewis (con tutti gli atomi e lone pairs doppietti elettronici spaiati) delle seguenti molecole CH 3 Br CH 3 O CH 3 CH 2 OH BeCl 2 H 2 CO NH 4 + HCN H 3 O + C 2 H 2 C 2 H 4
DettagliMauro Tonellato SPETTROSCOPIA NMR. Indice
Mauro Tonellato SPETTRSPIA NMR Indice 1. Basi Teoriche 2 2. Spostamento himico 9 3. Area dei Picchi 18 4. Accoppiamento di Spin: Molteplicità 19 5. Albero di Frazionamento 24 6. Accoppiamento di Spin tra
Dettaglinumeri quantici orbitale spin
La funzione d onda ψ definisce i diversi stati in cui può trovarsi l elettrone nell atomo. Nella sua espressione matematica, essa contiene tre numeri interi, chiamati numeri quantici, indicati con le lettere
DettagliSelezione per le Olimpiadi Internazionali della Chimica 2011 Fase nazionale Soluzione dei problemi a risposta aperta. :.. Xe O..
Selezione per le limpiadi Internazionali della himica 2011 ase nazionale Soluzione dei problemi a risposta aperta 3. REATTIVITÀ E RMA DELLE MLELE: composti dello Xenon a) Le reazioni bilanciate richieste
DettagliLEGAMI INTERMOLECOLARI LEGAMI INTERMOLECOLARI
I legami (o forze) intermolecolari sono le forze attrattive tra particelle: molecola - molecola, molecola - ione, ione - ione In assenza di queste interazioni tutti i composti sarebbero gassosi NB: attenzione
DettagliNumeri quantici. Numero quantico principale n: determina l'energia dell'elettrone e può assumere qualsiasi valore intero positivo.
Numeri quantici Numero quantico principale n: determina l'energia dell'elettrone e può assumere qualsiasi valore intero positivo. n= 1, 2, 3,. Numero quantico del momento angolare : Determina la forma
DettagliGLI ORBITALI ATOMICI
GLI ORBITALI ATOMICI Orbitali atomici e loro rappresentazione Le funzioni d onda Ψ n che derivano dalla risoluzione dell equazione d onda e descrivono il moto degli elettroni nell atomo si dicono orbitali
DettagliCLASSIFICAZIONE DELLE BANDE DI ASSORBIMENTO. Fig. 4
CLASSIFICAZIONE DELLE BANDE DI ASSORBIMENTO Fig. 4 1 E PERCE BANDE E NON RIGE? E 3 Nell pratica : E 2 E 1 E 0 4000 600 cm -1 4000 600 cm -1 Tra 2 livelli vibrazionali puliti Sottolivelli rotazionali 2
DettagliLo Spettro Elettromagnetico
Spettroscopia 1 Lo Spettro Elettromagnetico Lo spettro elettromagnetico è costituito da un insieme continuo di radiazioni (campi elettrici e magnetici che variano nel tempo, autogenerandosi) che va dai
DettagliATOMO POLIELETTRONICO. Numero quantico di spin m s
ATOMO POLIELETTRONICO La teoria fisico-matematica che ha risolto esattamente il problema dell atomo di idrogeno non è in grado di descrivere con uguale precisione l atomo polielettronico. Problema: interazioni
DettagliCenni sulla struttura della materia
Cenni sulla struttura della materia Tutta la materia è costituita da uno o più costituenti fondamentali detti elementi Esistono 102 elementi, di cui 92 si trovano in natura (i rimanenti sono creati in
DettagliCos è un trasformazione chimica?
Chimica Lezione 1 Cos è un trasformazione chimica? Una reazione chimica è una trasformazione della materia che avviene senza variazioni misurabili di massa, in cui uno o più reagenti iniziali modificano
DettagliESERCIZI NMR. 1. La realizzazione di un tomografia (imaging) NMR è più o meno pericolosa per la persona di una tomografia PET?
ESERCIZI NMR A SPUNTI DI RIFLESSIONE 1. La realizzazione di un tomografia (imaging) NMR è più o meno pericolosa per la persona di una tomografia PET? 2. Come si spiega il fatto che l adozione della tecnica
DettagliORBITALI E CARATTERISTICHE CHIMICHE DEGLI ELEMENTI
ORBITALI E CARATTERISTICHE CHIMICHE DEGLI ELEMENTI Nelle reazioni chimiche gli atomi reagenti non cambiano mai la loro natura ( nucleo ) ma la loro configurazione elettronica. Nello specifico ad interagire
Dettagli