1-2 Maruza. Atom spektroskopiyasi usullari. Atom-emission spektroskopiya

4.3.3. YaMR SPEKTROSKOPIYaSINING KIMYoVIY TAHLILDA 
QO’LLANILIShI 
O’tgan bo’limlarda biz kimyoviy birikmalarning tuzilishini va tarkibini 
o’rganish uchun YaMR usulini qo’llash mumkinligini asosladik. Misol uchun, 
spektr chiziqlari uchun ning qiymati tadqiq qilinayotgan molekulada tarkibida 
vodorod bo’lgan qanday guruhlar borligi haqida katta aniqlik bilan birdaniga 
hukm chiqarishga imkon yaratadi, spektr chiziqlarining nisbiy intensivligi esa 
to’g’ridan to’g’ri bu guruhlarning molekuladagi nisbiy miqdorini beradi. 
Bundan tashqari har bir guruhga tegishli chiziqning multiplet tuzilishi shu 
guruh bilan o’zaro ta’sirlashuvchi vodorod yadrolarining soni to’g’risida ma’lumot 
beradi va shu orqali molekulaning qaysi guruhlari uning yaqin qo’shnilari 
ekanligini ko’rsatadi. Shunga muvofiq molekulaning tarkibida CH
3
CH
2
-, -
CH
2
CH
2
-, (CH
3
)
2
CH fragmentlar borligini YaMR spektrlari bo’yicha darhol 
aniqlash mumkin. 

---

124
ТМС
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

шкала
9.-rasm. YaMR usulining analitik ishlatilishiga misol. C
6
H
5
COOCH
2
CH
3
2etilbenzoatning spektri. 
Struktur tahlilda YaMR spetroskopiyasining qo’llanilishi va u bilan bog’liq 
bo’lgan murakkabliklarni muhokama qilish uchun misol sifatida 4.22 rasmda 
keltirilgan spektrni qaraymiz. Spektrdagi multiplet polosalarning markazlari 
quyidagi kimyoviy siljishlar bilan xarakterlanadi: =8.2, 7.5, 4.4 va 1.3 m.b.u. 
Chapdan birinchi ikkita signal kimyoviy siljishlarining qiymati va ikkita oxirgi 
signalning tuzilishi (shakli) ularni mos ravishda fenil (C
6
H
5
) va etil (C
2
H
5
) 
guruhlarga tegishli ekanligini ko’rsatadi. Bu guruhlarning integral intensivliklari 
5:2:3 (bu yerda fenil guruhining ikkala signali qo’shilgan) nisbatda bo’lishi 
molekulada fenil va etil guruhlari teng miqdorda bo’ladi deb xulosa qilishga 
imkon beradi. Agar shu bilan birga tadqiq qilinayotgan molekulaning element 
tarkibi C
9
H
10
O
2
ham ma’lum bo’lsa, bu holda kimyoviy siljishlari 8,2 va 7,2 
m.b.u. bo’lgan multiplet chiziqlarni mos ravishda karbonil guruhiga nisbatan orto 
va meta (yoki para) holatlarda joylashgan vodorod atomining yadrolariga tegishli 
ekanligini ham darhol bilsa bo’lardi. Kimyoviy siljishlari =4,4 va 1,3 m.b.u. 
bo’lgan signallar 
CH
3
CH
2
OCO
-
guruhga tegishli bo’ladi. Bu ma’lumotlarning 
hammasidan tadqiq qilinayotgan modda etilbenzoat ekanligi haqida yagona xulosa 
kelib chiqadi. Moddaning YaMR spektri tadqiq qilinayotgan molekulada fenil va 
etil guruhlari borligini aniq ko’rsatishiga qaramasdan u, molekulaning tarkibida 
magnit xossasiga ega bo’lmagan yadrolar bo’lgan guruhlarning bor-yo’qligi 
haqida hukm chiqarishga imkon bermaydi. Buni bizning misolimizga qo’llasak 
gap O va CO guruhlari haqida borayapti. Lekin, qandaydir yo’l bilan (masalan, 
element tarkibini o’rnatish yoki IK spektridan) molekulaning tarkibida bu 
guruhlarning borligi ma’lum bo’lsa, bunday holda YaMR spektri ularning 
molekulada o’zaro joylashgan joyini ko’rsatadi. Misol uchun, spektr chiziqlarining 
tuzilishini o’rganishdan CH
3
va CH
2
guruhlari bir-biri bilan qanday 
bog’langanligini ya’ni to’g’ridan-to’g’rimi yoki biror zveno masalan O yoki CO 
orqalimi aniq bilish mumkin. Agar bog’lanish CH
3
-O-CH
2
yoki CH
3
-CO-CH
2
ko’rinishlarida bo’lganda edi yadrolar o’rtasidagi spin-spin o’zaro ta’sirning 
doimiysi hisobga olmaydigan darajada kichik bo’lardi. 
Bu juda oddiy misol YaMR usulini analitik maqsadlarda ishlatish uchun 
uslubiy tomondan yondashishga misol (namuna) bo’ladi. Tadqiq qilinayotgan 
molekulaning tuzilishini faqat YaMR spektriga tayanib to’liq aniqlash juda oddiy 
holatlar uchun mumkin xolos. Lekin boshqa tadqiqot usullari, ayniqsa tebranish 

---

125
spektroskopiyasi bilan birgalikda YaMR usuli noma’lum molekulalarning tuzilishi 
to’g’risida juda ko’p foydali ma’lumotlar olishga imkon beradi. 
PMR spektri 9.3-rasmda keltirilgan moddaning brutto formulasi ma’lum. 
Modda molekulasida 11 ta vodorod atomi bor. Spektrda moddaga tegishli beshta 
signal ko’rinayapti. Signallarning bittasi singlet (1H simvol bilan belgilangan), 
qolganlari esa multiplet (ko’p chiziqli)(ular 3H, 2H, 1H va 4H simvollari bilan 
belgilangan) shaklga ega. Demak signallarning nisbiy intensivligi 3:2:1:1:4 ga 
teng.
Kimyoviy siljishlar jadvalidan foydalanib molekulaning struktura formulasini 
topishga harakat qilamiz. 
9.3-rasm. C
9
H
11
BrO ning PMR spektri. 
Ko’rinib turibdiki molekulada albatta CH
3
CH
2
etil gruppasi bor, chunki 
intensivliklari 3H va 2H bo’lgan triplet va kvartet polosalar faqat shu gruppaga 
tegishli bo’ladi. Moddaning brutto formulasidan C
2
H
5
etil gruppasini chiqarib 
tashlasak C
7
H
6
BrO qoladi, demak molekulada benzol halqasi bo’lishi kerak unga 
esa oltita C ketadi. Spektrdagi 1H triplet signal uning uch bog’ uzoqlikda ikkita 
vodorod qo’shnisi borligini ko’rsatadi. Etil gruppaning CH
2
ikkita vodorod 
atomidan boshqa ikki protonlik gruppa yo’q. Shuning uchun oxirgi uglerod atomi 
etil gruppaning yonida CH bo’lib qatnashadi. Uglerod atomining valentligini 
hisobga olib unga yoki Br ni yoki OH ni bog’lash mumkin. Agar Br ni bog’lasak 
OH gruppani benzol halqasiga joylashtirishni hyech iloji yo’q. Bundan tashqari 
eng asosiysi 4H bilan belgilangan chiziqning joyi, u, benzol halqasiga tegishli 
ekanligini (jadvalga qarang), shakli esa, AB spin sistemasiga tegishli ekanligini 
ko’rsatib turibdi. Aslida bu A
2
B
2
sistemaga tegishli lekin, asbobning ishchi 
chastotasi kichik bo’lganligi uchun chiziqlar ajralmagan. Shularni hisobga olib 
molekulaning tuzilishini quyidagicha yozamiz: 

---

126
CH
3
CH
2
CH
OH
Br
Spektrdagi 1H triplet signal CH ning protoniga tegishli, uning uchga 
bo’linishining sababi undan uch bog’ uzoqdagi CH
2
gruppaning ikkita protonidir 
(2+1=3). OH ning protoni ham CH dan uch bog’ uzoqlikda joylashgan, lekin 
shunga qaramasdan u, xuddi spirtlardagiday yonidagi proton signalining nozik 
tuzilishiga ta’sir qilmaydi. (Buning sababi boshqa joyda ko’riladi). Benzol 
halqasining di-meta va di-orto gruppalari ikkita signal beradi, orto va meta 
holatlarda joylashgan protonlar spin-spin ta’siri natijasida bu signallarning har biri 
ikkiga bo’linadi. Orto va meta protonlarning ekranlanganlik doimiyliklari bir-
biriga yaqin bo’lgani uchun ular AB spin sistemani tashkil etadi va ikkita dublet 
xuddi kvartetga o’xshab ko’rinadi. Aslida yuqorida aytganimizdek ikkita orto va 
ikkita meta proton A
2
B
2
sistemani tashkil etadi, lekin bunday past ajratishda uni 
simmetrik joylashgan deb qarasa bo’ladi. 
Metil guruh signalining triplet ko’rinishiga sabab undan uch bog’ 
uzoqlikdagi CH
2
gruppaning ikkita protoni bilan spin-spin o’zaro ta’sirdir. Uning 
polosasi yuqorida aytilgan qoidaga ko’ra intensivliklar nisbati 1:2:1 bo’lgan uchta 
chiziqchaga ajraladi (2+1=3). Metilen gruppa CH
3
ga qanday ta’sir qilsa CH
3
ham 
CH
2
ga shunday ta’sir qiladi. Bunga ko’ra CH
2
ning polosasi, nisbiy intensivligi 
1:3:3:1 bo’lgan to’rtta chiziqchaga bo’linadi (3+1=4). 
Quyidagi 9. 4-rasmda benzilasetat va etilformiatlarning 1H YaMR spektrlari 
keltirilgan. Bu spektrlarni sharxlang. 
8 6 4 2 0

CH COOCH C H
3
2
6
5
HCOOCH CH
2
3
-CH
3
-CH -
2
C H -
6
5
-CH
3
-CH -
2
HC-
_ _
O
9. 4-rasm. Benzilasetat va etilformiatlarning 
1
H YaMR spektrlari 
Ikkala spektrda ham uchtadan signal (yutilish polosasi) bor, demak 
ikkalasida ham elektron bulutining zichligi bilan farq qiluvchi uch xil vodorod 
atomlarining guruhi bor. Bu uchala guruh va ularga tegishli yutilish polosalari 
ikkala spektrda ham ko’rsatilgan. Ko’rinib turibdiki ikkala spektrda ham CH
3
va 
CH
2
guruhlarga tegishli polosalar bor. Spektrlarning ikkinchi ko’zga tashlanadigan 
tomoni benzilasetatning CH
3
va CH
2
guruhlariga tegishli polosalar etilformiat 
spektridagi shunday polosalarga nisbatan quyi maydonga qarab siljigan. 

---

127
Benzilasetatda bu polosalar singlet, etilformiatda esa multiplet shaklga (CH
3
-
triplet, CH
2
-kvartet) ega. Benzilasetatning C
6
H
5
fenil va etilformiatning HCO 
guruhlariga tegishli signallar singlet shaklga ega bo’lib spektrlarning quyi qismida 
joylashgan.
Endi spektrlardagi bu manzaralarni tushintirishga kirishsak ham bo’ladi. 
Odatda CH
3
guruh protonlarining ekranlanganligi CH
2
nikiga qaraganda katta 
bo’ladi va shuning uchun ham CH
3
ga tegishli polosa yuqori SN
2
niki esa quyi 
maydonda ko’rinadi. Benzilasetatning CH
3
va CH
2
gruppalariga tegishli polosalar 
etilformiatning xuddi shunday polosalariga nisbatan biroz chapga, ya’ni quyi 
maydonga qarab siljigan (spektrlarga qarang). Benzilasetat va etilformiat struktura 
formulalaridagi CH
3
gruppalarning joylariga e’tibor bersak buning sababi 
tushunarli bo’ladi. Benzilasetat CH
3
gruppasining protonlaridan uch bog’ 
uzoqlikda, elektromanfiyligi katta bo’lgan ikkita kislorod atomi joylashgan, 
etilformiatning CH
3
gruppa protonlaridan uch bog’ masofada esa bitta kislorod 
bor. Proton atrofida elektromanfiyligi katta bo’lgan atomlar qancha ko’p bo’lsa 
uning atrofidagi elektron bulut zichligi proporsional ravishda kamayadi va shunga 
muvofiq ravishda polosasi quyi maydonga qarab shuncha ko’p sijiydi. Ikkala 
moddaning CH
2
gruppalarining kimyoviy atrofini taqqoslasak benzilasetat CH
2
gruppasi fenil halqasiga, etilformiatning CH
2
gruppasi esa metil radikaliga 
tutashganligini ko’ramiz. Odatda fenil halqasiga bog’langan CH
2
gruppaning 
polosasi quyi maydonda ko’rinadi. 
Nima uchun ikkala moddaning bir xil guruhlariga tegishli polosalarning 
shakllari har xil? Buning sababi quyidagicha: YaMR spektri polosalarining 
shakliga magnit maydonlarining o’zaro ta’sirigina ta’sir qiladi. Magnit 
maydonlarining o’zaro ta’siri masofaga teskari, yadrolarning magnit xossasiga 
to’g’ri proporsional bo’ladi. Magnit maydonlari esa spini noldan farqli bo’lgan 
yadrolar atrofidagina mavjud bo’ladi. Biz qarayotgan molekulalarda faqat vodorod 
atomining yadrosi ya’ni proton magnit xossasiga ega. Kislorod va uglerodning 
eng ko’p uchraydigan izotoplari (
16
O va 
12
C) magnit xossasiga ega emas. Demak, 
yuqorida aytganimizdek ikkala molekulada ham magnit xossasiga ega bo’lgan 
uchtadan gruppa bor. Benzilasetatning CH
3
va CH
2
gruppalarining bir-biriga ta’sir 
qilishi mumkin bo’lgan magnit yadrolari (protonlari) bir-biridan besh bog’ 
masofada, etilformiatning xuddi shunday yadrolari esa uch bog’ masofada 
joylashgan. Albatta bir-biriga yaqin turgan magnitlarning ta’siri uzoq 
turganlarinikiga qaraganda kattaroq bo’ladi. Odatda chiziqli molekulalarda uch 
bog’ masofada turgan magnit yadrolarining o’zaro ta’siri spektr polosasining 
shakliga ta’sir ko’rsatib o’zini namoyon qiladi. Yuqorida aytganimizdek bu faqat 
spinga ega bo’lgan yadrolarga xos bo’lganligi uchun, uni spin-spin ta’sir 
deyishadi. Spinga ega bo’lgan magnit yadrolari bir-biridan uch bog’dan ko’proq 
masofa uzoqlikda bo’lsa ularning spin-spin o’zaro ta’siri sezilmaydi va shuning 
uchun ham u, polosaning shakliga ta’sir qilmaydi. Demak, benzilasetatda CH
3
va 
CH
2
gruppalar uzoq masofada bo’lganligi uchun ularga tegishli signallar nozik 
tuzilishga ega bo’lmaydi, etilformiatda esa bu gruppalarga tegishli polosalar nozik 
tuzilishga ega bo’ladi. 
Nima uchun CH
3
ning polosasi uchga CH
2
niki esa to’rtga ajraladi? 
Yuqorida aytilgan qoidaga ko’ra
CH
3
ning qo’shnisi ikkita, demak (2+1=3) uning 
signali uchga ajraladi va Paskal uchburchagi qoidasiga ko’ra triplet 
chiziqchalarning nisbiy intensivligi 1:2:1 nisbatda bo’ladi. CH
2
gruppaning uch 
bog’ uzoqlikda uchta proton qo’shnisi bor, demak uning signali (3+1=4) to’rtga 
ajralishi kerak. Ajralgan chiziqchalar intensivliklarining nisbati Paskal 

---

128
uchburchagiga ko’ra 1:3:3:1 bo’lishi kerak. Bu aytilganlarning hammasi spektrda 
ko’rinib turibdi.
Nima uchun benzilasetatning C
6
H
5
fenil va etilformiatning HCO guruhlariga 
tegishli signallar singlet shaklga ega bo’lib spektrlarning quyi qismida joylashgan. 
Singlet shaklga ega bo’lishining sababi, fenil gruppaning beshta protoni ekvivalent 
ya’ni ularning atrofidagi elektron bulutning zichligi bir xil (aslida elektron 
bulutining zichligi ozroq farq qiluvchi uch guruh poton bor va bunga mos 
ravishda ajratib ko’rsatishi katta bo’lgan YaMR spektrometrlarida bu 
gruppalarning plosalari alohida-alohida chiqadi, signallar arasidagi masofalar kam 
bo’lganligi uchun ishchi chastotasi 60-100 MGs bo’lgan spektrometrlarda bu 
polosalar qo’shilib bitta bo’lib ko’rinadi). Etilformiatning HCO gruppasiga tegishli 
polosaning quyi maydonda ko’rinishining sababi, shu protonning yaqinida 
uglerodga qo’sh bog’ orqali bog’langan kislorod atomining borligidir. Bu kuchli 
elektromanfiy atom elektron bulutlarni o’ziga tortib boshqa yadrolar atrofidagi 
elektron bulut zichligini kamaytiradi. Birinchi navbatda bu, uning yaqinida turgan 
vodorod atomi yadrosi atrofiga katta ta’sir qiladi. Buning natijasida protonning 
elektronlar bilan to’silish darajasi keskin kamayadi va unga tegishli polosa quyi 
maydonda ko’rinadi. Fenil gruppa protonlariga tegishli polosaning signali jadval 
ma’lumotlariga ko’ra spektrning kimyoviy siljishi 6,5-8,5 m.b. sohasida ko’rinadi. 
Bu juda oddiy misollar YaMR usulini analitik maqsadlarda ishlatish uchun 
uslubiy tomondan yondashishga misol (namuna) bo’ladi. Tadqiq qilinayotgan 
molekulaning tuzilishini faqat YaMR spektriga tayanib to’liq aniqlash juda oddiy 
holatlar uchun mumkin xolos. Lekin boshqa tadqiqot usullari, ayniqsa tebranish 
spektroskopiyasi bilan birgalikda YaMR usuli noma’lum molekulalarning tuzilishi 
to’g’risida juda ko’p foydali ma’lumotlar olishga imkon beradi.