Baqo umarov


ORGANIK  MODDALARNI  AJRATISH,  TOZALASH  VA


Download 24 Kb.
Pdf ko'rish
bet2/35
Sana26.09.2017
Hajmi24 Kb.
#16530
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35

ORGANIK  MODDALARNI  AJRATISH,  TOZALASH  VA 
TUZILISHINI  0 ‘RGANISH  USULLARI 
Organik  moddalarni  ajratib  olish  va  tozalash
H ar qanday kimyoviy m oddalarni  o'rganish  uchun  ularni so f holda ajratib 
olish zarur. Organik moddalarni tozalab olish birm uncha qiyinchilik tug'diradi, 
chunki  organik  m oddalar juda  ko'p  b o 'lib ,  ularni  ajratib  olish  usullari  ham  
turlichadir.  Organik  m oddalarni  tozalash,  tuzilishini  aniqlash va sifat tahlili 
har xil  bo 'lib,  bu  usullar organik  kimyo laboratoriya  praktikum larida  batafsil 
yoritilgan.  Biz ushbu bo'lim da oddiy hollardagi  umumiy va eng sodda tozalash 
usullarini  ko'rib chiqamiz.
Organik  m oddalarni tekshirishda ko'pincha qattiq yoki suyuqliklarga duch 
kelam iz.  Q attiq  m oddalarni  tozalashda  ularning  har  xil  eruvchanligidan 
(kristallash  va  qayta  kristallash  usullari)  foydalanadilar.  B a’zida  h ar  xil 
erituvchida  qattiq  aralashm adagi  m oddalarning  eruvchanligi  yaqin  bo'lsa, 
ularni  kristallash  usuli  bilan  tozalab bo'lm aydi.  Bunday organik  m oddalarni

s u v  b u g   i  b i la n   h a y d a s h
 yoki 
q u r u q   h a y d a s h   ( s u b li m a tl a s h )
  usullari  yordam ida 
ajratib  olish  m um kin.
Suyuq aralashmadagi  kom ponentlarni  ajratib olish  uchun  ularning boshqa 
erituvchida  yaxshi  erishidan,  ikki  aralashm aydigan  erituvchilarda  eritib, 
ajratish voronkasiga solibtindirilganda ikki qatlam hosil  bo'lishi orqali  ajratiladi 
(ekstraksiya).  So'ngra erituvchilar alohida haydalib yoki bug'Iatilib,  individual 
sof organik  m odda tozalab olinadi.  Eruvchanligi  orqali  suyuqliklarni  ajratish 
qiyin  bo'lsa  ularning  qaynash  haroratidagi  farqiga  k o'ra 
h a y d a s h   u s u l i
 bilan 
ajratiladi.  Dastlab xomaki  ajratilgan suyuqliklar qaytadan 
f r a k s i y a l a b   h a y d a s h  
orqali  m a’lum  harorat chegarasida haydash bilan toza m oddalar olinadi.  Ba’zi 
birikm alar suyuq  yoki  qattiq  bo'lishidan  q a t’iy  nazar suv  bug'i  bilan  yaxshi 
haydaladi.  Bu  hollarda 
s u v   b u g ' i   b i la n   h a y d a s h
  usuli  q o 'l  keladi.  Organik 
moddalarning hammasi  ham yuqori  haroratda barqaror emas.  Ko'pgina organik 
m oddalar qattiq  qizdirilganda  parchalanadi  yoki  sm olaga  aylanadi.  Bunday 
m oddalarni  sof holda  ajratib olish  uchun 
p a s t  b o s i m d a   ( v a k u u m d a )   h a y d a s h  
usuli  ishlatiladi.
Keyingi  yillarda  organik  birikm alam i  aralashm adan ajratib  olishning eng 
samarali 
x r o m a t o g r a f i k   u s u li
 keng qo'llanilm oqda.  Bu  usulni  birinchi  m arta 
1906-  yilda rus olimi  M.S.  Svet  kashf etdi. Xromatografik kolonka deb ataluv­
chi,  so rbentlar  (alum iniy  oksidi,  silikagel,  b o 'r,  gilm oya  kuk un i,  krax- 
m al)  bilan  to'Idirilgan  shisha  nay orqali  aralashm a  holidagi  m od dalarn ing  
eritm asi  o 'tk az ilg a n d a  ular  adsorbent  yuzasiga  yutilishi  va  m o dd alarn ing  
yuqoridan  pastga turlicha  siljishidan  foydalaniladi.  N atijada erigan  m oddalar 
aralashm asidagi  birikm a sorbent  yuzasiga turlicha  adsorblanadi  va  har qaysi 
m odda  u ch u n   kolonkadagi  o'zin ing  yig'ilish  sohasi  ajralib  qoladi.  Bu  usul 
a d s o r b s i o n  x r o m a t o g r a f i y a
 deyiladi  va faqatgina  ilmiy laboratoriyalarda emas, 
balki kimyo sanoatida ham  undan unumli foydalaniladi.  Hozirgi  kunda  yuqori 
sa m arad o rlik k a  ega  b o 'lg an   gaz-su y u q lik   xrom atografiyasi  ju d a   k o 'p  
ishlatiladi.
Organik  moddalarning  sifat tahlili
Organik  m oddalarning  tozalik  darajasini  aniqlash  uchun  ularning  fizik 
konstantalari  (suyuqlanish  va  qaynash  harorati,  sindirish  k o 'rsa tk ic h i) 
aniqlanadi.  So'nggi  yillarda  erishilgan  yutuqlar  fizik-kim yoviy  tadqiqot 
usullaridan  keng foydalanish imkoniyatini yaratdi.  Ayniqsa,  xrotografik  tahlil 
usuli  yuqori  sam aradorlikka  ega  ekanligi  barcha  tadqiqotchilar  to m on idan  
e ’tiro f etilm oqda.

Organik moddalarning individualligi va tozaligiga shubha qolmagandan  keyin 
uning tarkibi tahlil qilinadi.  Sifat tahlili yordamida uning qanday elementlardan 
tarkib topgani  aniqlanadi.  Organik moddalar,  asosan,  uglerod va vodoroddan 
iborat bo'ladi.  Bundan tashqari,  ularning tarkibida azot,  kislorod,  oitingugurt 
va  galogen  atom lari  ham   bo'ladi.  Bu  elem entlarni  aniqlash  uch un  ular 
barqaror anorganik m oddalar shakliga o'tkaziladi va analitik kimyo yordamida 
tahlil  qilinadi.
Organik  moddalarning miqdoriy tahlili
Organik  m oddalar  tarkibida  ayrim  elem entlar  mavjudligi  aniqlangach, 
endi  birikm adagi  har  qaysi  elem entning  m iqdorini  bilishim iz  lozim ,  bu, 
o 'z   navbatida,  uning  m olekulyar  massasi  va  form ulasini  aniqlashga  im kon 
tug'diradi.  M iqdor  tahlilida  tekshiriladigan  m odda  yondiriladi  va  yonish 
mahsulotlari  miqdori  aniqlanadi.  M olekulyar form ulaning aniqlanishi  uning 
tuzilishini, ya’ni  molekuladagi  atom larning bog'lanish tartibini  o'rganishdagi 
birinchi  qadam  hisoblanadi.  Yondirish  uchun olingan modda  miqdoriga qarab 
m akrotahlil  (0,1-0,5  g),  yarim  mikrotahlil  (10-50  mg)  va  m ikrotahlil  (1-10 
mg)  usullariga  ajratiladi.
Uglerod va  vodorodni aniqlash.  Buning uchun  m oddaning  aniq  m iqdori 
toza  kislorod  oqim ida  yoqiladi.  Hosil  bo'lgan  C 0 2  va  H 20   m iqdori  aniq 
o'lchagichlar  yordam ida  qayd  etiladi.  Eng  oddiy  usulda  suv  “an g id ro n ”— 
magniy perxloratiga Mg(C104)2, karbonat angidridi  KOH eritmasiga yuttiriladi 
va  m assalarning ortishidan  hosil  bo'lgan  C 0 2  va  H20   m iqdori  topiladi.
Azotni aniqlash.  Azot, odatda,  Dyum a  usuli  bilan topiladi.  Buning u chun 
m odda  C 0 2  oqim ida  C uO   tarkibidagi  kislorod  hisobidan  yoqiladi.  Ajralib 
chiqqan  elem entar azotning hajmi  o'lchanadi.  Azotni  aniqlashning  ikkinchi, 
Keldal  usuli  b o 'y ich a  m oddaning  aniq  m iqdori  k on sentrlan gan  H 2S 0 4 
ishtirokida  oksidlanadi.  Bu jarayonda  barcha  azot  (N H 4)2SO^  tuzi  shakliga 
o'tkaziladi.  Ishqor  ta ’sirida tuzdan  ajralib  chiqqan  am m iak  xlorid  kislotasi 
bilan  titrlanadi  va  azotning  miqdori  topiladi.
S o 'n g g i  y illa r d a   С ,  H ,  N  e le m e n tla r n in g   m iq d o riy   a n iq la s h  
avtom atlashtirilgan  asboblarda  5-8  daqiqa  davom ida  bajarilm oqda.  Buning 
uchun  m odda  nam unasi  yondirilganda  hosil  bo'lgan  C 0 2,  N ,  va  H 20   gaz 
xromatograflariga yuboriladi  va modda tarkibidagi  С,  H,  N  m iqdori  foizlarda 
aniq hisoblab chiqariladi.
Galogenlarni aniqlash.  Buning  uchun  tekshiriladigan  m odda tarkibidagi 
galogenlar kum ush  nitrati  ta ’sirida  cho'km aga tushiriladi  va  uni  ajratib olib 
galogen  m iqdori  topiladi.

K i s l o r o d n i   a n i q l a s h
,  odatda,  elem ent  tahlilning  natijalariga qarab,  barcha 
topilgan elem entlarning  foiz  miqdori jamlanadi  va bu qiymat  100 dan ajratish 
bilan  kislorod  miqdori topiladi. Topilgan elem entlarning foiz m iqdori  100 ga 
teng  b o'lsa,  o'rganiladigan  nam una  tarkibida  kislorod  y o 'q   degan  xulosa 
chiqariladi.
Bevosita  kislorodni  aniqlash  uchun  organik  m odda  nam unasi  inert  gaz 
oqimida  kvars naylarda  yuqori  haroratda  (800-900"C)  parchalanadi.  Kislorod 
tutgan  parchalanish  m ahsulotlari  1120-1150°C  da  qizigan  k o 'm ir  ustidan 
o'tkazilsa,  barcha  kisloroddan  CO   gazi  hosil  bo'ladi.  Is  gazi  iod(V)-oksidi 
(1 ,0 ,)  ta ’sirida  120 “C  haroratda  oksidlab  C 0 2 ga aylantiriladi:
I-,0 $   +   S C O   —>  5 C O -,  +   1-,
Ajralib  chiqqan  iodni  tiosulfat  bilan  titrlash  yoki  C 0 2  hajm ini  o'lchash 
orqali  kislorodning miqdori  foizlarda  aniqlanadi.
M o d d a l a r n i n g   o d d i y   b r u t t o  f o r m u l a s i n i   t o p is h .
  F araz  qilam izki,  С ,  H  va
О  dan  iborat  organik  m odda  tahlil  qilinganda  uning  tarkibida  C —79,19  %, 
H -5 ,7 4  %  va  0 —15,07  % borligi topildi.  Dem ak,  modda tarkibida C,  N va О 
79,19:5,74:15,07 kabi  nisbatlarda mavjud.  Bu sonlar ularning massa ulushlarini 
nisbatini  bildiradi.  M olekuladagi  har  qaysi  elem ent  atom lari  sonini  topish 
uchun  foiz  m iqdorlar tegishli  atom   massalariga  bo'linadi:
7 9 ’ 1 9  
A   A ,  
1 5 <0 7  
5 ’ 7 4  
г   / ; о
------- = 6,61; 
—-—  =  0,94- 
-------- = 5,68
12,01 
16 
’ 
1,008
Am m o  m olekuladagi  ato m lar soni  butun  sonlar bilan  ifodalanishini  esga 
olib,  olingan sonlarni  ularning eng kichik  qiymatiga bo'lish  natijasida  С  :  H
0   =   7  6 
1  nisbatlam i  hosil  qilamiz.  D em ak,  biz  o'rganayotgan  organik 
m olekulaning oddiy brutto-form ulasi  C 7H60   bilan  ifodalanadi.
M o l e k u l y a r   m a s s a n i   a n i q l a s h .
  Olingan elem ent  tahlil  natijalari  m olekula 
formulasidagi  aniq atom lar sonini  ko'rsatm aydi,  chunki  (C 7H60 ) n  formulali 
birikm ada  n  =   1,  2,  3  va boshqa son,  yoki  C 7H 60   form ulaga  m os  keladigan 
bir qancha  izom erlar bo'lishi  m um kin.  D em ak,  organik  m oddaning haqiqiy 
m olekulyar  form ulasini  topish  uchun  uning  m olekulyar  m assasini  aniqlash 
kerak.  Molekulyar massani aniqlash bir qancha  kimyoviy yoki  fizikaviy usullar 
bilan amalga oshiriladi.
M asalan,  biror  m oddaning  uglerod  va  vodorod  atom larid an   tarkib 
topganligini  bilgan  holda  u  brom   bilan  reaksiyaga  kirishadi  va  C 6H ,B r 
m oddasini  hosil  qildi  deb  faraz  qilaylik.  D em ak,  reaksiyada  b ir  atom   brom  
bitta  vodorod  o 'm in i  egallaganini  hisobga  olsak,  tekshiriladigan  m odda 
formulasi 
bo'lib  chiqadi.

Fizikaviy  usullardan  m odda bug'ining vodorodga nisbatan zichligini topish 
M eyer usuli deyiladi.  M eyer usulida  m odda  m olekulyar og'irligini  topishda 
quyidagi  form ula  bilan  hisoblanadi:  M  =   2D .  M  —  m oddaning  m olekulyar 
massasi,  D  —  m odda  bug‘ining vodorodga  nisbatan zichligi.  M odda eritm asi 
muzlash  haroratining  pasayishiga asoslangan  kriosopik \a   qaynash  harorati 
oshishiga  asoslangan  ebulioskopik usullar  ham   m a ’lum.
Bugungi  kunda  n o m a’lum   m odda  m olekulyar  massasini  topish  uchun 
eng ishonchli  va tezkor usul  mass-spektrometriya  hisoblanadi.  Yuqori ajratish 
qobiliyatiga ega  m ass-spektrom etr  yordami  bilan  m odda  m olekulyar massasi
0,00001  birlik aniqlikgacha topiladi.
Yuqoridagi  usullar  bilan  n o m a ’lum  m oddaning  tarkibi,  m olekulyar 
massasi  topildi  -  bu  hali  ishning  deboshasi  b o ‘lib,  endigi  vazifa  m oddaning 
kimyoviy xossalarini o'rganishdan iborat. Ancha qiyin va murakkab bu masalani 
yechish  u c h u n   m oddaning  kimyoviy  tuzilishini  to 'liq   an iq lash   kerak. 
Kimyoviy tuzilishni bilish shu  modda xossalarini oldindan aytishga im koniyat 
yaratadi.  Buning  uchun  esa  zam onaviy  fizik-kim yoviy  tadqiqot  usullarini 
qo'llashni  o'rganish bilan  am alga oshirilishi  m um kin.
Organik  moddalarning  fizik-kimyoviy  tadqiqiot  usullari
Organik  kimyoning vazifalaridan biri  m a’lum  xossaga ega bo'lgan  konkret 
m o d d a la r  s in te z id ir,  a m m o   o lin g an   n o m a ’lum   ta b iiy   yoki  s in te tik  
m oddalarning tuzilishini  aniqlash juda katta aham iyat  kasb etuvchi  ikkinchi 
og'ir  vazifadir.
Kimyo  fanining  sifat  va  m iqdoriy tahlil  usullari  X VIII  asrda  yaratilgan 
bo'lsa  ham ,  ular  XIX  asrda  fizikaviy  kimyo tarm oqlaridan  elektrokim yoviy 
va term okim yoviy usullar bilan  boyitildi.  Am m o bularning  barchasi  XX  asr 
kimyosi  taraqqiyoti  uchun  ilg'or o'rin  egallash  im koniyatini  yaratib bermadi. 
XIX  asr oxirlarida kimyoviy tadqiqotlami amalga oshirishda fizika fani o'zining 
spektral-optik usullarini  qo'llab yangi  revolutsion bosqich yaratdi.  XX asrga 
kelib  kimyo  fani  keskin  yuksalishining  asosiy  om illaridan  biri  zam onaviy 
fizik  va  fizik-kim yoviy  tadqiqot  usullari  (UB,  IQ,  E P R ,  Y A M R   spektros- 
kopiyasi,  rentgen-spektral,  rentgenfaza  va  rentgenstrukturaviy tahlil,  mass- 
spektrom etriya,  belgilangan  atom lar usuli,  aktivatsion  tahlil,  m agnitkim yo- 
viy,  nazariy  kvant-kim yoviy  hisoblashlar  kabi  usullar)  ning  yaratilishidir.
Z a m o n a v iy   ta d q iq o t  u su lla rin in g   k im yoda  q o 'lla n ilis h i  k im y ov iy 
m oddalarning  tarkibini  hisoblash  em as,  balki 
m urakkab  tuzilishga  ega 
birikm alam ing  nozik  m olekulyar strukturasini  isbotlash,  kimyoviy  reaksiya 
jarayoni  yo'nalishiga  har  xil  faktorlarning  ta ’sirini  o 'rg anish  im koniyatini

yaratib  berdi.  Hozirgi  vaqtda  organik  m oddalarning  tuzilishini  aniqlashda 
fizikaviy  va  fizik-kimyoviy  usullardan  keng  foydalanilm oqda.  C h un ki  bu 
usullam i  qo'llash  natijasida  ularning  tez bajarilishi  va  oz  m iqdordagi  m odda 
sarfiga erishamiz.
Fizikaviy tadqiqot usullarning nazariy asoslari  va ishlatilish  imkoniyatlariga 
qarab quyidagi turkum larga bo'linadi:
-  optik spektroskopiya;
-  radiospektroskopiya;
-   difraksion  tahlil  usullari;
-   ionizatsion  usullar  va  hokazolar.
Moddalarning  sindirish  ko'rsatkichi  va  molekulyar  refraksiya
N u r  optik  zichligi  kam  bo'lgan  m uhitdan  optik  zichligi  katta  m uhitga 
o 'tayotganda  uning  tezligi  o'zgarib,  nur  sinadi.  Y a’ni  refraksiya  hodisasiga 
uchraydi.  Agar  nurning  ikki  xil  m uhitni  ajratib  turuvchi  tekislikka  nisbatan 
tushish  burchagini 
a,  sinish  burchagini 
b  deb  belgilasak:
S in  a   _   C,
C,  va  C2 
birinchi va ikkinchi  m uhitda yorug'lik tezligi,
n 
const  sindirish  ko'rsatkichi.
M oddalarning sindirish  ko'rsatkichi  refraktom etr yordam ida aniqlanadi. 
U larning  sindirish  ko'rsatkichi  va  zichligini  aniqlangach,  L orens-L orens 
tenglam asi  yordam ida  m olekulyar  refraksiya  Кдо  hisoblanadi:
г г   - 1   M
M  _   2 
I  '  7 
0 )
n   + 1  
a
M   -   m olekulyar  massa,
d  —  m oddaning  zichligi.
M olekulyar yoki  solishtirm a refraksiya molekuladagi  ham m a elektronlar- 
ning  qutblanishini  ko'rsatadi.  Uning  qiymati  bosim ,  harorat  va  m oddaning 
holatiga  bog'lik  em as,  y a’ni  elektronlam ing  sindirish  ko'rsatkichi  (К эд)  - 
m oddalar  tozaligini  belgilaydi.  Sindirish  ko'rsatkich i  - 

tajriba  yo'li  bilan 
aniqlanib,  m odda formulasi  to'g'riligini  tekshirishga juda  katta  yordam beradi. 
O datda,  m oddaning  sindirish  ko'rsatkichi 
nD 
bilan  belgilanadi  va  natriy 
alangasidagi  sariq spektrchizig'i tom oniga  qo'yiladi.  M olekulyar refraksiyani 
aniqlash  m oddalarning eritm alari  uchun  oson  am alga  oshiriladi.

Dipol  momentlarini  aniqlash
D ipol  m om entlarini  o'lchash  molekula konfiguratsiyasi  haqida m a’lum ot 
beradi.  Eng  oddiy  misol:  H 20   molekulasi  kabi  oddiy efirlar  ham   sezilarli 
d ipol  m om entigaega.  Bu  m a’lum otlar  m olekula  to ‘g ‘ri  chiziqli  tuzilishga 
ega emasligini  ko'rsatadi;  ya’ni:
R—O —R em as,  balki

R
Endi  yorug'lik  tabiati,  uning  xossalari  haqida  qisqagina  m a’lum ot  bilan 
tanishib  chiqaylik.
Elektromagnit  to'lqinlar  haqida
Refraksiya  hodisasidan  ko‘rdikki,  har qanday m odda, faqat  m a’lum  tebra- 
nish  chastotalari  to 'g 'ri  kelgandagina  yorug'lik  nuri  yoki  elektrom agnit 
to'lqinlarini yutadi.  Elektromagnit nurlanish yoki yorug'lik ikki xil xususiyatga 
ega:
-   to 'Iq insim on,  suv  betidagi  to'lqindek  tarqaladi;
-  korpuskulyar,  ya’ni  zarracha xususiyatiga ega.
T o 'lq in ,  odatda,  to 'lq in   uzunligi  -  I,  to 'lq in   balandligi  —  A  va  uning 
tarqalish  tezligi  -  С  bilan  xarakterlanadi. T o 'lq in   uzunligi  (1),  tezligi  (C)  va 
chastotasi  (n)  orasida quyidagicha bog'liqlik  bor.  Uning m atem atik ifodasini 
yozamiz:

С
л - — 
yoki  bundan 
C  =  A - v  
(3 ,4 )
v
N urlanish  va  yutilish  energiyasi  kvantlar  bilan  belgilanadi:
A E   =  E , - E 0  =  h v   =  h j  
(5)
h
 
-   Plank  doim iysi,  6,5-  10'27  erg 
• 
sek;
v  -   tebranish  chastotasi,  birligi  G ts  yoki  s  ';
С  -  yorug'lik tezligi,  3 -   10ins m / s e k ;
1  -   to 'lq in   uzunligi,  sm ,  m km   ( I 0 ‘6  m ),  nm   (10‘9  m ).  A  ( 1 0 10  m ).
D em ak, elektrom agnit nurlanish  energiyasi tebranish chastotalariga to ‘g‘ri 
va to'lqin uzunligiga teskari proporsional ekan.  Nurlanishni tushuntirish uchun 
to'lqin  sonidan  (n)  ham   foydalaniladi:

Л 
c v
y a’ni,  bu  kattalik  1  sm.  masofadagi  yorug'lik  nurining to 'lq in la r soni  ifo- 
dasidir.
Shunday m oslam alar borki,  ular yordam ida to'lqin  uzunliklari  va shunga 
muvofiq kvant energiyalari  ham  bir xil bo'lgan nurlar olinadi va b u  moslamaga 
monoxrom ator  deyiladi.
Elektrom agnit  to'lqin  nurining  yana  bir  m uhim   xarakteristik  kattaligi 
ularning  intensivligidir.  Bu kattalik m a’lum birlik yuzadan vaqt birligida o'tgan 
kvantlar  soni  bilan  belgilanadi.
N urlam ing barcha turlari elektromagnit to'lqinlar deyiladi  va  ana shunday 
m onoxrom atik  nurlar biror modda eritmasiga tushirilsa,  uning m a ’lum qismi 
yutilib,  eritm adan  o 'tg an   nurning  intensivligi  kam ayadi.  M o d d alarn in g  
eritm asidan  o 'tg an   nurning yutilish  intensivligi  B uger-L am b ert-B er qonuni 
bilan  aniqlanadi:
lg у  = к ■ n =  D  
(6)
/ 0 -  eritm aga  tushayotgan  nur intensivligi;
/   -   eritm adan  o'tgan  nur  intensivligi;
к -  yorug'lik  oqimidagi  nur yutuvchi  m odda  konsentratsiyasi;
n -  shu  m odda tabiatiga  bog'liq doimiylik;
D -  eritm aning  optik  zichligi.
E ritm adan  o 'tay o tg an   nur  chastotasi  bilan  n u r  yutm aydigan  (tiniq) 
erituvchidagi  m odda  eritm asi  uchun  bu  tenglam a  k o 'rin ishi  quyidagicha 
o'zgaradi:
lg ^  = D  =  e C - l  
(7)
/ - e r i t m a   qalinligi  yoki  yorug'lik  nuri  uzunligi,  sm ;
С -  m odda  konsentratsiyasi,  mol/1;
e  -  ekstinksiya  yoki  m olyar  yutilish  koeffitsiyenti,  (1  /   m o lsm ).
Ya’ni  ekstinksiya koeffitsiyenti  (e) qalinligi  1  sm  bo'gan kyuvetaga solingan 
va konsentratsiyasi  1  mol  bo'lgan  eritm adan  o'tgan nurning yutilish kattaligi 
bilan ifodalanadi, boshqacha qilib aytganda, agar C =1  mol va  1=1  sm bo'lsa, 
eritm aning optik zichligi va ekstinksiya koeffitsiyenti  o 'zaro  ten g bo'ladi:

lg ^  = £ =  D
Ekstinksiya  koeffitsiyenti  kattaligi  m odda tabiati va yutiladigan  nurning 
to'lqin  uzunligiga  bog'liq.  Yutilish  intensivligining  birligi  sifatida  nurning 
eritm adan  o 'tish   foizi  ishlatiladi:

 
•100
h
M olekulalarning ichki  energiyasi  kvantlangan  bo'lib,  ularga  n u rlar bilan 
ta ’sir etilganda h ar qaysi  m odda ayrim to 'lq in   uzunlikdagi  yoki  chastotadagi 
num i yutadi  (1-jadval).
1- j  a d  v a  1.
Elektromagnit to‘lqinlar spektri
v,  sm  1
i o -3
103
10s
106
10*
10’°
X,  sm
103
10‘ 3
10'5
10'6
10~9
10‘ 10
Soha
Radiospek-
troskopiya
sohasi
Ю-
sohasi
Ko'rish
sohasi
UB-
sohasi
Rentgen
sohasi
Yadro
reaksiyasi
E
n
e
r
g
e
tik
h
o
la
tn
in
g
o
'z
g
a
r
is
h
i
1
E
le
k
tr
o
n
 
va
 
ya
d
ro
 
sp
in
i
K
ri
st
al

p
a
n
ja
- 
ra 
a
to
m
la
ri
A
to
m
la
r
n
in
g
teb
ra
n
is
h
i
V
a
le
n

e
le
k
- 
tr
o
n
la
r
in
in
g
 
q
o
‘z
g
‘a
li
sh
i
Ic
h
k

q
o
b
iq
 
e
le
k
tr
o
n
la
r
i

adrolar
Energiya,
eV
10"6
10‘ 3
10"'
10
10s
107
Pirovard natijada nur yutilishi va  molekuladagi  ichki  energiyaning ortishi 
faqat  kvant  nurlanishi  bilan  m oddaning ikki energetik darajasi orasidagi  farq 
to 'g 'ri  kelsa,  am alga  oshadi.  D em ak,  m oddaga  tushirilgan  nur  t a ’siridagi 
energetik o'zgarishlar nurning tabiatiga va ayni  shu  m odda tuzilishiga bog'liq. 
(1-rasm )
Optik  spektroskopiya
H a r qanday m olekulaga elektrom agnit to'lq in  bilan ta ’sir etilganda  uning 
energiyasini  yutgan  m odda o'zidan nurajratadi. Ana shu  t a ’sirni spektroskopik

usul  o'rganadi.  M oddalarning yorug'lik nurlarini tanlab  yutishini  o'lchashga 
asoslangan fizik-kimyoviy usullar  optik spektroskopiya deyiladi.  U  elektron 
yutilish  spektrlari  va  infraqizil  spektroskopiyadan  iborat.
E2
SE2
 
10  eV
ЛЕ2 
0.1  eV


Л Е Г   0.01  eV
;—►
 
Avlaiuna
Tebifum ia
E lek tro n
o' tishlar
о  tislilai
o' tislilai
IO  spekfrlar 
UB spehtrlar
1-rasm.  Organik  modda  va to‘Iqin  energiyasining  o‘zaro  ta’siri 
natijasidagi  aylanma,  tebranma  va  elektron  o ‘tishlar.
UB  spektroskopiya
Organik molekulalar  elektromagnit to'lqinlarni U B - va ko'zga  ko'rinuvchi 
sohada yutganda aylanm a,  tebranm a va qo'zg'algan holatga o'tkazish  uchun 
kerakli  energiya 
elektronlarni  pastki  po g'o n ad an   yuqoriroq 
energetik 
pog'onachaga  o'tkazish  uchun  sarflanadigan  energiyadan  kichik  bo'lishini
1 -rasm  yordam ida  ko'rdik.  Molekulaga  U B -nurlar ta ’sir etilganda uning har 
uchala:  aylanm a, tebranm a va elektron energiyalari o'zgaradi.  Elektronlam ing 
yutilish  spektri  yoki  bosh q ach a,  U B -sp ek tro sk o p iy a d a  elek tro m a g n it 
to 'lq in la r  energiyasi  ta ’sirida  elek tro n lam in g   b o g 'lo v ch i  o rbitallard an  
ajratuvch!  orbitallarga o'tishi  kuzatiladi.  M olekulaning bu  holati,  ilgari qayd 
qilganim izdek,  qo'zg'algan  holat  deyiladi.
E lek tro n lam in g   yo ru g 'lik   kvanti  (hv)  bilan  o 'z a ro   t a ’sirlashg and a 
energiya  yutib  yuqori  o rbitaldan  quyi  vakant  o rb itallarg a  h am   o 'tish i 
m um kin.  E lek tro n lar yadro bilan  kuchli  tortishib  turganligi  sababli  ularni 
q o 'z g 'a tish   u ch u n   k atta 
energiyali  n u r  bilan  ( A.= 120-800  nm )  t a ’sir 
etishim iz lozim .  B unda  aylanm a va  tebranm a  spektrlar ham   kuzatiladi,  bu

sp e k tr  b a ’zan  U B -s p e k trla rin in g   n ozik  s tru k tu ra s i  d e y ila d i.  N o z ik  
stru k tu ralar  U B   spektrlar talqinini  qiyinlashtiradi,  sh uning  u ch u n   m odda 
spektrlari  eritm ad a  olinadi.
Barcha  organik  m oddalar  UB-spektrdagi  yutilish  m aksim um lariga  ega. 
Uzoq  U B - va uning vakuum   sohasida  (>.= 120-190  nm )  havoning tarkibidagi 
kislorod  va  azot  m olekulalari  ham   yutilish  spektrlariga  ega,  shuning  uchun 
bu  sohada  spektr  olish  uchun  vakuum -m oslam alari  bo'lgan  spektroskoplar 
ishlatiladi.  Shularni  hisobga  olib,  yaqin  UB  va  ko'rish  sohasida  (A>210  nm 
havo va  kvars  tiniq  bo'lgani  uchun)  to'lqin  uzunligi  190-800  nm  oralig'ida 
UB-spektrlari  olinadi.  UB-spektrlarini olishning yana bir qulayligi  shundaki, 
tadqiqot  uchun  b o r-y o 'g 'i  0,1  mg  m odda  kerak.
Bizga  m a’lumki, atom  va  molekulalarda elektronlar faqat  m a’lum  energetik 
qiymatli  orbitallarda  joylashganlar.  Atom  orbitallarining  energiya  darajasi 
m a’lum   tartibli  kvant  sonlari  yig'indisi  bilan  ifodalanadi  Organik  m oddalar 
m o lek u lalarid a g i  m o le k u ly a r  o rb ita lla r  a to m   o rb ita lla rin in g   ch iziqli 
kom binatsiyasi  deb  qabul  qilingan.  Shunga  k o 'ra ,  elek tro n la r  ikki  xil 
holatlarda:  asosiy  va  qo'zg'algan  (odatda,  qo'zg'alg an  holat  yulduzcha  * 
bilan  ifodalanadi)  holatda bo'lishi  mum kin:
-  bog'lovchi  orbitallarda  T i  (asosiy holat),
-  ajratuvchi  orbitallarda  TT  (qo'zg'algan  holat).
2-j  a d v  a  1.
Ba’zi xromofor  guruhlarning yutilish  maksimumlari
Xromofor
guruhlar
Qo'zg'oladigan elektronlar 
tutuvchi  guruhlar
Yutilish
maksimumi,
nm.
Soha
intensivligi
>C =C<
л -elektronlar
~  175  -200
Kuchli soha
>C = 0
a) я -elektronlar
~  180-195
Kuchli  soha
b)  kislorodning erkin elek­
tron juftlari
- 2 7 0 - 2 9 5
Kuchsiz soha
-  N = N -
Azotning erkin elektron 
juftlari
- 3 4 0 -  370
Kuchsiz soha
- O - H
Kislorodning erkin elektron 
juftlari
-   185
O'rtacha 
kuchli  soha
-
n h
2
Azotning erkin elektron
.-2 7 5
O'rtacha
juftlari
kuchli  soha

l g s
2-rasm. 
Benzol  —  (a),  fenol
—  (b)  va  anilinnning  —  (d) 
UB  spektrlari.
3-rasm. 
R ub om itsin   etan o ld a g i 
e r itm a s in in g   U B -  va  k o ‘ ris h  
sohasidagi  elektron yutilish  spektri.
4-rasm.
  Konsentratsiyasi  С   =
5-10'- 
m o l/litr  b o 'lgan  
4- 
gidroksi propiofenonning siklo- 
geksandagi  — (a),  etanoldagi  — 
(b),  xlorid  kislotadagi  (pH   =  
3 ,0 )  —  (d )  v a 
o 'y u v c h i  
natriydagi  (pH   =   11,0)  —  (e) 
eritm alarining  UB spektrlari.
Organik m olekuladagi  elektronlar,  asosan,  ikki  xil:  a -  va л-b o g 'la r hosil 
qiladi.  Agar  m olekulada  geteroatom lar  b o'lsa,  ularning  bir  yoki  b ir  necha 
erkin  elektron  juftlari  (n-elektronlar)  ham  uchraydi.  E lektronlam ing  a  -> 
a*  o'tishlari  u ch u n ,  y a’ni  m ustahkam   ст-bog'  elektronlarini  qo'zg 'alg an 
holatga  o'tkazish  uchun juda katta energiyali  kvantlar (qisqa to'lqin uzunlikdagi 
nur)  kerak,  v - ^ c *   va  л -> л *   elektron  o'tishlari  uchun  kichikroq energiyali 
(yoki  k a tta ro q  
t o 'lq in   u z u n lik d a g i)  n u rla r  ham   k ifo y a.  E rk in   n - 
elektronlarning  energetik  sathi  л -energetik  sathdan  yuqori,  shuning uchun

л  -»  л*  elektron  ko‘chishdan  ko'ra  v ->• a*  elektron  ko'chishi  oson  amalga 
oshadi.  Shuning uchun ham ,  UB-spektr  eng oson qo'zg'aladigan л-elektronlar 
va umumlashmagan erkin elektron juftlari  ko'chishini ko'rsatadi.  Erkin elektron 
juftlari  yoki  л -elektronlarga  ega  atom lar guruhi  u  yoki  bu  yutilish  sohalarini 
beradi.  Bunday o'rinbosarlarga xrom ofor guruhlar deyiladi  (2-jadval).
U B -spektri  yozib  oluvchi  spektroskoplarning  ishchi  diapazoniga, 
asosan,  v -» 
ct
*  va  я -> л*  elektron  o'tishlariga  m os  keluvchi  200-760  nm 
to 'lq in   uzunlikdagi  nurlarning yutilishi  tanlab  olingan.
Tutash  tizim li dien  va polienlarga  nisbatan arom atik uglevodorodlarning 
UB spektrlari o'ziga xos bo'lib, murakkab shakl  nam oyon qiladi.  Benzolning 

В 



к 
t  г 
i  d  X jk   =   ISO  nrfi)  fcohada  л  ->  n*
o'tishga mos keluvchi yutilish chizig'i qayd qilinadi.  Uning boshqa hosilalarida 
esa bu  yutilish  m aksim um i  spektrni  qayd  qilish  chegarasida  kuzatiladi.  Bu 
xulosaning  to 'g 'r i  ekanligi  (
2
-rasm ,  b  va  d)  benzol  halqasidagi  vodorod 
atom larini  o'rinbosarlarga  alm ashingan  hosilalari  spektrini  olganda  osonlik 
bilan  ishonch  hosil  qilam iz.  M asalan,  benzol  halqasiga  m usbat  induktiv 
effektli  o 'rin b o sa r kiritilganda  yutilish  m aksim um i  batoxrom   (alk il
+ 6
  nm , 
galogenlar+9  nm ),  ya’ni  katta to 'lq in   uzunligi  tom onga siljiydi.  O 'rin b o sa r 
tarkibidagi  atom da erkin elektron juftlarining mavjud bo'lsa,  u benzol  halqasi 
bilan  o 'z a ro   t a ’sirlashib  kuchliroq  t a ’sir  etadi  (O H   va  O S H
3
+ I
5
  nm , 
N H 2+25  nm ).
IQ  spektroskopiya
Optik  spektroskopiyaning  ikkinchi,  eng  ko'p  tarqalgan  turi  infraqizil 
spektroskopiyadir.  Bu  usul  m oddalarning tuzilishini o 'rganishda  eng kerakli 
m a’lum otlarni  beradigan  fizik  usullardan  biri  hisoblanadi.  M oddaning gaz, 
suyuq  va  qattiq  agregat  holatida  ham   IQ  spektrlarini  olish  m um kin.  H ar 
qanday  m oddaga  m a ’lum  kvant  energiyali  (hn)  nur  ta ’sir  etilganda  uning 
ichki energiyasi ortib,  aylanma, tebranma  harakatlari va valent elektronlarining 
energiyalarini  oshiradi. Aylanma va tebranm a harakatlar m olekulaning normal 
harakati  bo'lib.  nur  energiyasi  uning  kinetik  energiyasini  oshiradi.  Shuni 
e ’tiborga  olish  lozim ki,  faqat  nurlarning  E  =   hv  energiyasi  elektronlar 
kvant pog'onalariga o'tish  energivasiga  (ДЕ)  mos kelsagina,  energiya yutiladi 
va spektr  kuzatiladi.
M a’lum ki,  m olekulada  atom lar  kimyoviy  bog 'lar  orqali  bog'langan  va 
ularning harakatini  prujina  orqali  bog'langan sharchalar harakatiga o'xshatish 
m um kin.  Y a’ni  ularning  harakatiga  cho'ziluvchi  va  qisqaruvchi  prujina 
harakatlarining yig'indisi  deb  qarash  m um kin.  O datda,  m olekula tebranishi

uchun  kvant  energiyasi  to ‘lqin  uzunligi  \  =  l-1 5 m k m   va to 'lq in  soni  v’ =  
400-4000  s n r 1  oralig'ida bo'lgan  nurlar energiyalariga  m os tushadi.
Valent  tebranishlar  chastotasi  atom   massasi  va  bog‘  energiyasi  bilan 
xarakterlanadi.  Molekuladagi atomlarning massasi  oshgan sari valent tebranish 
chastotalari  pasayadi:
v , . »  1000  s n r 1  v,. 
2950-3000  s m 1
L - L  
L - n
Bog'larning karraligi  (ya’ni  mustahkamligi)  ortgan  sari  ularning tebranish 
chastotasi  ham   ortadi:
vc _c 
»  1000  s n r 1 
vc 
1050  sm -1 
vc  0 
1100  s n r 1
v.,  .. 
1600  sm -1 
v.. 
1650  sm -1 
v„ 
»  1700  sm -1
С  =  С 
С  =  N 
С  -   О
v,.  _ 
2200  s m -1 
v, 
»  2250  sm -1
L  
n
  (_ 
L   «  N
Odatda, 
‘V ’ 
harfi  bilan  valent  tebranishlari  ifodalanadi.  IQ -spektrlarida 
valent  tebranishlarini  kuzatish  uchun  ikki  tanlash  qoidasiga  rioya  qilinishi 
lozim:
1.  IQ -nurlanish energiyasining yutilishi  uchun  m olekula tebranish paytida 
o'zining  dipol  m om entini  o'zgartirishi  lozim.
2.  N urlanishningyutilishi paytida faqat  Dn  =   +1  qiym atga teng  energetik 
o 'tish lar  sodir  bo'ladi.
S h u n isi  m u h im k i,  h a r  qaysi  fu n k sio n a l  g u ru h   u c h u n   te b ra n is h  
chastotalari  kichik  sohada  yotadi  va  uning  shu  chegaradagi  o'zgarishi  shu 
guruhning yaqin  qurshoviga bog'liq.  Spektrlarni  to 'liq  tahlil qilish jud a qiyin 
masala  bo'lgani  u chun  va  m urakkab  tuzilishdagi  m olekulalarning  spektrini 
o'rganish  uchun  qiyoslash  usulidan  foydalanadilar.


d
5-rasm .  a -  O H   guruhining sim m etrik valent tebranishi  (vs  =   3455-  3650 
sm '1),  b -  asim m etrik valent tebranishi  (v^  =   3765 sm -1),  d  -  suv molekulasi,
О —H  bogHarining  deform atsion  tebranishi  (5  =   1600  s n r 1)-
Shu  usul  bilan  -O N ,  - N H 2,  - N 0 2,  = C = 0   kabi  ato m lar g uruhi  va  C -C , 
C = C ,  C= C,  C = N ,  C=  N  kabi  ayrim  bog'larni  aniqlashga  erishadilar.  Bular 
m a 'lu m   teb ran ish   ch asto talari  bilan   belgilanadi.  Bu  xildagi  teb ran ish  
chastotalar turli organik birikmalarda kam  farq qilgani  uchun ularga xarakterli 
chastotalar  deydilar  (3-jadvaI).
Fikrimizga  misol tariqasida bir necha organik m oddalarning IQ  spektrlarini 
keltiramiz  (6-8  rasmlar).

3 - j a d v a I .
IQ spektrlaridagi xarakteristik tebranish chastotalari
Bog‘  yoki 
atom lar 
guruhi
Birikm alar
C hastota, 
v  s m '1
Intensivlik 
va  tabiati
- C   -   H
Alkanlar
2850-2960
kuchli
=   С  -   H
Aiken  va  arenlar
3010-3100
o ‘rta c h a .
=  С  -   H
AJkinlar
3300
kuchli,  o ‘tkir
-  с  -  с  -
Alkanlar
600-1500
kuchsiz
с  =  с
Aiken lar
1620-1680
o ‘zgaruvchan
-  с =  с  -
Alkinlar
2100-2260
o ‘zgaruvchan
-  С  н  N
Nitrillar
2200-2300
o ‘zgaruvchan
-   С  -   0   -
Spirtlar,  oddiy  efirlar, 
kislotalar,  m urakkab 
efirlar
1000-1300
o'zgaruvchan
С  =   0
Aldegidlar
1720-1740
kuchli
с  =  о
Ketonlar
1705-1725
kuchli
С  =   О
Kislotalar  va  m urakkab 
efirlar
1700-1750
kuchli
-  он
Spirtlar,  fenollar
3590-3650
o ‘zgaruvqhan,
keskin
-   N H 2
Birlamchi  am inlar
3300-3500
qo‘sh
ch o ‘qqi
o ‘rtacha
-   N H
Ikkilam chi  am inlar
3300-3500
singlet
o'rta ch a
1300 
iioo 
900 
800 
s n r 1
6-rasm .  /7-geksanning  IQ spektri.

7-rasm .  M etiletilketonning IQ  spektri.
Quyidagi  rasm da  ko‘rsatilgan  IQ  spektr  va  3-jadvaldagi  qiym atlardan 
foydalanib,  atsetosirka  kislota  etil  efirining  ikki  xil  ta u to m e r  holda  bo'lishi 
osonlik bilan  aniqlanadi:
H 3C 
С Н 3 
O C 2H 5 
С 
С
О
atsetosirka efirining 
diketon  shakli
II
О
Н з С ^  
^ с н  
O C 2H 5
с
I
°
\
 
' °  
н  '
atsetosirka efirining 
keto-enol  shakli
4000  3600  3200 2800 2400  2000  1900  1800  1700  1600  1500  1400  1300  1200  1100  1000  900  800  700 snr1
8-rasm .  Atsetosirka  kislota etil efirining IQ spektri.

YAMR  spektroskopiya
Y A M R   (y a d ro   m agnit  re zo n an s  sp ek tro sk o p iy a)  usuli  d iam ag n it 
zarrachalar.  kom pleks va  organik birikm alam ing tadqiqotini  amalga oshirish 
im koniyatini  b eru v ch i,  jad al  rivojlanib  borayotgan  zam onaviy  yuqori 
sam arali  fizik-kimyoviy tadqiqot usullaridan biridir.  YAMR  hodisasi dastlab 
1945-yilda  Parsell  va  Blox  rahbarligidagi  ikki  guruh  AQSH  nazariyotchi 
fiziklar  va  ingliz  olim i  Rollin  tom onidan  tajriba  paytida  k ash f qilingan. 
A m m o  uning  kim yo  fani  uchun  aham iyatli  ekanligi  1949-1951-  yillar 
davom ida  anglandi.  1960-yiIlardan  boshlab  YAM R  kimyoviy m oddalarni 
o ‘rganuvchi  asosiy  fizik  usullarning  biriga  aylandi.  YA M R  spektroskopik 
usul bilan xossalari  tadqiqot  qilinadigan  m odda atom larining yadrosi m agnit 
xususiyatiga  ega  bo'lishi  kerak,  ya’ni  yadro  spini  n oldan  farq  qilishi  (1*0) 
lozim.  Spin  deganda o ‘z magnit  maydoniga  ega b o ‘lgan,  harakatdagi zaryadli 
zarrachani  tu sh u n am iz.
YAM R spektroskopiyasi  radio to'lqinlarning yutilishiga asoslangan.  Uning 
yordam ida  bir xil  m agnit  xossali  yadrolarning turli  kimyoviy qurshovlarda 
har xil  chastotalardagi  radio to'lqinlarini  yutib,  signallar berishi  kuzatiladi. 
O qibatda  kimyoviy jih atd an   ekvivalent,  am m o  fazoviy va  m agnit  qurshovi 
turlicha  bo'lgan  noekvivalent  yadrolarning  signallari  m olekula  tarkibidagi 
boshqa  m agnit  xususiyatli  yadrolar  soni  va  tabiatiga  muvofiq  o 'ta   nozik 
strukturani  hosil  qiladi.  Y a’ni  molekuladagi  yadrolarning  o 'z a ro   spin-spin 
ta ’siri  oqibatida  signallar yig'indisi  (m ajm uasi)  -   YAM R  spektrlari  olinadi. 
Hosil  bo'lgan  spektrdagi  signallarning  intensivligi  (signal  cho 'qq ilarin ing  
yuzasi)  m olekula  tarkibidagi  har qaysi  guruh  magnitli yadrolari soniga to 'g 'ri 
proporsionaldir.  Bu  spektrlar  yordam ida  birikm alam ing  fazoviy  tuzilishi, 
organik  m odda  m olekulalarining  reaksiya  jarayonidagi  yoki  eritm adagi 
dinam ikasi  haqidagi  m uhim   m a’lum otlar  olinadi.
YAM R  usulining  dastlabki  yutug'i  vodorod  yadrosi  ( (H)  spektrlarini 
statsionar  holatdaqayd  qilish  bilan  belgilanadi  vabu jarayon,  odatda,  svip- 
spektroskopik  usul deyiladi.  Organik  m olekulalar tarkibidagi  boshqa magnitli 
yadrolarga nisbatan  vodorod izotopining  ('H ) yadrosi  — proton tabiatda jud a 
katta  miqdorda  (99,98 %)  bo'lib,  ular kuchli  intensivlikka ega bo'lgan  signallar 
beradi.  Shuning uchun vodorod yadrosining  spektrlari YAMR spektroskopiya- 
sining  xususiy holi  va  P M R  (proton  magnit  rezonans) spektri  deb yuritiladi. 
Biz  faqat  P M R   spektroskopiyasi  bilan  tanishib  chiqam iz.
Yadrolarning  magnit  xususiyatlari
K o'z  oldimizga  yadroni  sharsim on  model  sifatida ta sa w u r qilib,  undagi 
musbat  zaryad  shu  sferik  hajm da  bir  tekis  tarqalgan  deb  faraz  qilaylik.

Zaryadlangan zarracha aylanishi oqibatida uning atrofidagi  orbitasiga m os elektr 
toki  paydo bo'lib,  elektromagnit  maydon  hosil qiladi.  D em ak,  atom   tuzilishi 
haqidagi  kimyoviy planetar model tushunchasiga  k o 'ra aylanayotgan zarracha 
o'zining burchak momentiga (harakat miqdori m om enti) ega.  Burchak momenti 
qiymati  h v   birligida kvantlangan  bo'ladi
A -   Plank  doimiysi:
B urchak  m om entining  maksimal  qiymati  yadro spini  bilan  belgilanadi:
,  * 
,h
P "  
l i
 
181 
I  -   butun  yoki  kasr son  qiymatlariga  ega  bo'ladi.  Yadro  spin  kvant  soni
(1)  yoki yadro spini tushunchasi  elektron spini  tushunchasiga  o'xshaydi.  Bu 
qiym at  shu  yadro  atom ining  tartib  raqami  (n ),  uning  massa  soni  (M )  — 
y a’ni  yadrodagi  protonlar  va  neytronlar  soni  yig'indisi  bilan  belgilanadi. 
Tabiatda  ko ‘p  tarqalgan  izotoplar  ( l2sC,  |6кО,  32lfS)  juft  son  tartib   raqami 
va  m assa  soniga  ega  (I  >  0),  m agnit  xossasiga  y o 'q   va  u la r  YA M R 
spektroskopiyasi  bilan  o'rganilm aydi.  Toq  massa  soni  va  toq  tartib  raqamli 
yadrolarning spini  kasrsonlarga  mos keladi:  1  =   1/2  (^ H ,  l99F,  l36C ,  3I,,P);
I  =   3/2   (" ,B ,  J' I7C1).  Bu  yadrolar tashqi  m agnit  m aydoni  t a ’sirida  o'zlarini 
m agnitlardek tutadi va  m a’lum yo'nalishi  bo'yicha t a ’sirlashadi.
B undan  keyin 
faqat  I  *  0,  aniqrog'i 
I  =   1/2  spinli  yadro lard an 
proton larning  spektrlarini  (P M R )  o'rganishga  kelishgan  edik,  chunki  ular 
m agnit  dipol  m om entiga(soddaroq  qilib  aytsak,  m agnit  m om entiga)  ega.
Bu  m itti  m agnitchalarning yadro  magnit  m om enti  vektori  -   ju  va  burchak
m om enti  vektori  -     o 'zaro   kolleniardir  (kolleniarlik  vektorlarning  bir 
chiziqli  yoki  o 'z aro   parallel  ekanligini  ifodalovchi  tushuncha):
я
М  =  У Р  
(9)
jj,  -   yadro  m agnit  m om enti  vektori; 
p   -   burchak  m om enti  vektori; 
ў  -   girom agnit  nisbat,  radian  /   gauss-sek.
Proporsionallik koeffitsiyenti  - у boshqacha girom agnit  nisbat deyiladi.  Bu 
k a tta lik   yad ro   m agnit  m o m en tig a 
o 'x s h a b   shu  xildagi  y ad ro la rn in g  
fundam ental  xossasi  bo'lib,  bevosita  YAM R  eksperim entlari  yordam ida 
aniqlanadi.

PMR  spektrini  olish  tartibi
Organik moddalarning PM R spektrlari zamonaviy YAMR spektro-metrlarida 
yozib olinadi.  Bugungi  kunda  100,  200,  300,  400  M G s  (1  M G s =   106 gers) 
chastotada ishlaydigan spektrom etrlar ishlab turibdi.  Ularning to'lqin  uzunligi
5-10  m etrni tashkil  qiladi, ya’ni radiochastotalarga mos keladi.
P M R   spektri  olish  u c h u n ,  odatda,  5-10  foizli  eritm a  tayyorlash  kerak. 
Erituvchi  sifatida  YAM R spektrida signal  berm aydigan  eritu vchilar  (C C I4, 
C S2,)  yoki  vodorod atom lari  deyteriyga alm ashtirilgan  organik erituvchilar 
(C D ,O D ,  C D C 1,,  C F 3C O O D ,  D M S O -d 6,  D M F A -d ,  C 6D 6va  boshqalar) 
ishlatiladi.  Spektrom etrlarda  kuchli  magnit  maydoni  hosil  qiluvchi  induksion 
chulg'am lar (1) bor,  ular orasiga  nam una eritmasi  solingan kvars am pulalari
(2)  kiritiladi.  0 ‘zgaruvchan  tok  generatori  (4)  orqali  ch a sto ta  asta-sekin 
oshirilganda,  y a’ni  m agnit  m aydoni  kuchyib  borgan  sari  m odda  orqali 
o 'tu v ch i  ra d io to ‘lqin  energiyasi  rezonanslashib  energiya  yutiladi  va  bu 
o'zgarish  yozib  olivchi  m oslam a  (3)  orqali  qayd  qilinadi  (9 -rasm ).
2
9-rasm. 
P M R  spektri  olishning oddiy ko'rinishi.
1-  kuchli  magnit  m aydoni,  2-  nam una  solingan  am pula,  3-  yozuv 
m oslam asi,  4  -   yuqori  kuchlanish  generatori.
D em ak,  m odda  m agnit  m aydoniga  kiritilganda  radiochastota  o'zgarib, 
energiya qiymati  konkret proton  uchun bo'lganda energiya yutiladi  va rezonans 
signali  yoziladi.  Bir qarashda  barcha  proton  birgina  signal  berishi  lozim dek 
ko'rinadi,  am m o  m olekulada  harqaysi  proton  qo'shni  atom lardagi  elektron 
bulutlari  ta'sirid a turlicha  ekranlashgani  uchun  rezonans signallar h ar qaysi 
hoi  uchun  ham  alohida qayd qilinadi.  Proton  qo'shni atom lar yoki  funksional

guruhlar ta ’sirida elektron bulut  zichligini  ko‘p y o ‘qotsa  kuchsiz m aydonda, 
agar  m usbat  induktiv effektli  o ‘rinbosarlar qurshovida b o'lsa,  kuchli  magnit 
m aydonida  rezonanslashadi.  Rezonans  signallar  o 'rn ini  belgilash  uchun 
kimyoviy  siljish  o 'lch am siz  kattalik  d  harfi  bilan  belgilangan  shkalada 
ifodalanadi.
K o'pgina  organik  m oddalar  protonlarining  kimyoviy  siljish  kattaligi 
5 = 1 0 -IO  6  qiym atlari  chegarasida  kuzatiladi  va  IO-6  ishorasi  o 'm ig a   m illion 
hissa  (m .h.)  tushunchasi  ishlatiladi.  O 'rganiladigan  n am u na proton larining  
rezonans  signallari  m a ’lum  bir  etalonga  nisbatan  solishtirib  aniqlan ad i. 
E talon  birlik  sifatida  eng  kuchli  m agnit  m ay d o n id a  signal  beru vch i 
tetram etilsilan  [TM S,  (C H ,)4Si|  qabul  qilingan.  Uning  12  ta  p rotonlari 
kimyoviy va  m agnit jihatdan  o'zaro ekvivalent  bo'lib,  eng kuchli  m aydonda 
yagona  singlet  signal  beradi  va  bu  signal  o 'rn in i  S  =   0  m .h.  deb  belgilash 
qabul  qilingan.  Misol  tariqasida  etil  spirtining  P M R   spektri  10-rasm da 
k eltirilg an ,  u nda  signallarning  o 'rn i,  intensivligi  va  shaklini  o 'q u v c h i 
tushunadigan  qilib  izohlashga  harakat  qilamiz.
10-rasm .  Etil spirtining  P M R  spektri.
S pektrni  k o 'rsa k ,  kuchli  m aydonda  (5  1,20  m .h .)  С Н }—C H 2~ O H  
m olekulasining  m aksimal  ekranlashgan  C H 3—guruhi  protonlari  rezonans­
lashadi,  kuchsiz  m aydonda  (5  5,34  m .h.)  m aksim al  deekranlashgan  O H — 
guruhi  protonidan  signal  kuzatiladi.  C H 2—guruhi  proton laridan  ularning 
orasidagi  m aydonda  (5  3,76  m .h.)  signal  qayd  qilingan.  Bu  uch  xil  guruh 
p ro to n la r  signali  ch o 'q q ila rin in g   intensivligini  so lish tirsak ,  3:2:1  kabi 
nisbatlar hosil bo'lganiga amin bo'Iamiz.  Shunday qilib, etil spirti molekulasida 
uch  guruh  p ro to n lar  bo'lib,  intensivligiga  k o 'ra   u lardan  uchtasi  o 'z a ro  
ekvivalent bo'lib C H 3-guruhi,  ikkitasi  -   C H 2-guruhi  va bittasi  —  O H -guruhi 
protoni  hisoblanadi.

4 - j a d v a l .  
Наг xil  protonlaming  kimyoviy  siljishi  (5,  m.h.)
M olekuladagi
o‘mi
8
,  m.h.
M olekuladagi
o ‘mi
8
,  m.h.
R - С Щ
0 ,9 -
1 ,0
I-C H
3
2 . 2
siklo-С б Н п
1,42
Вг-СНз
2 , 6
R - C H
2
- R
1,3-1,5
CI-CH3
2 , 2
C I-C H
2
- C H ,
1,5
R -C H
2-1
3,0-3,4
C1-CH
2
-C H 2 -R
1,7
R -C H
2
- B r
3,4-3
,6
C1-CH
2
- C H R
2
1
,
6
-
1
,7
R -O -C H
3
3,3-3,7
R
2
-C = C R -C H j
1
,7-2,0
R-С Н г-О Н
3,4-4,0
R -C = C -C H
3
2 , 0
R -O -C H j-R
3,5-3,9
R ,-C H
1,5-2,5
R -C O O -C H
3
3,7
R -C O -C H j
2 ,1
R -C O O -C H
2
R
3,6-4,5
R-С Н з-С О О Н
2,3
R -C H
2
-C I  (Br,  I)
4,0-4
,6
R -C O O H
10,0-13,0
R -C H 2 -N 0
2
4,2-4,5
R -C H = C H -O H
15,0-18,0
R -N J b
1
,
0
-
1
,5
R
2
-C = C R -C H
2
R
1,9-2,4
R -O H
1,0-5,5
С
6
Нг-СН з
2
,
2
-
2
,4
R -C (O )- H
8,5-11,0
R - O C H
2,3-3,0
C
6
H
5
-€ H ,-C 1
4,5
R -C O -C H j-R
2
,
0
-
2 , 8
c
6
h 5- h
6
,5-8
,6
C
6
H
3
- C O - C H
3
2 , 6
C
6
H5-O H
4,0-12,0
С
6
Н
5
- С Н ,- К
2,5-3,0
N-С Н з
2 , 2
S-С Н з
3,1
N -C H jR
2,5
S -C H .-R
3,3
n - c h r
2
2,9
Kim yoviy  siljish  (5)  o ‘zgarm as  k attalik   va  sp e k tro m e trn in g   ishchi 
chastotasiga  b o g'liq  em as,  faqat  signal  beruvchi  proto n n in g   atrofidagi 
o ‘rinbosarlar  tabiati  bilan  belgilanadi.  4-jadvalda  h a r  xil  p ro to n lam in g  
kimyoviy siljish  chegaralari  keltirilgan. Jadvaldan  ko'rinadiki,  protonlam ing 
kimyoviy siljiSh  kattaligiga  unga yaqin turgan  elektromanfiyligi  katta atom lar, 
elektron odonor  va  akseptor  guruhlar,  harakatchan  p-elektronlar,  ayniqsa, 
benzol  halqasi  elektron  buluti  kuchli  ta ’sir  etadi.
Fikrim izni  oydinlashtirish  m aqsadida  10-13  rasm lardagi  ayrim   organik 
m oddalarning  P M R   spektrlarini  qarab  chiqishingizni  va  tahlil  qilishingizni 
so'raym iz.

11 -ra sm . 
Dietil  efirining  P M R  spektri.
- c ( C H
3)3
( C H 3) 3C O C H (C H 3) a
\
h
-  
_|>гЛЛАл*ч__
--- лЛЛИ-
-с (с н 3)
з-’г
(C H 3)«St
_ Л _


'2 

0  8>m.h.
Izopropiluchlam chibutil  oddiy efirining  P M R  spektri. 
31

\
/
с м -
> M v-
( C H 3) ASI
J L
_L
I


1
0
  S,m.h.
13-rasm .  2-brom propanning  P M R   spektri

Mass  -  spektrometriya
Kimyoviy  elem entlar  atom   m assalarining  kasr  sonlar bilan  ifodalanish 
sabablarini  bilasiz.  1910-yilda ingliz olimi  F.  Soddi  massasi  farq qiluvchi  h ar 
xil  atom lar  borligini taxmin  qildi.B ular  izotoplar  deb aytiladi.Bu  gipotezani 
isbotlash  uchun  ingliz fizigi  F.  Aston  elektr va  m agnit  m aydonida  neonning 
nisbiy  atom   massasi  20  va  22  ga  teng  bo'lgan  izotoplari  borligini  aniqladi. 
Aston  elem entlarning atom  massasini  aniqlashda ular parchalanganda  hosil 
bo'ladigan  ionlarning  magnit  m aydonida  og'ishini  o'lchaydigan  asbob  — 
m ass-spektrom etr yordam idan  foydalandi.
Organik m oddalarning m ass-spektrom etriya usulida o'rganish  1950-yillar 
o'rtalarida  boshlandi.  Optik spektroskopiyada  m oddaga elektrom agnit to'lqin 
t a ’siri  to 'x ta tilg a n d a n   keyin  shu  m olekula  yutgan  energiyasini  ajratib, 
boshlang'ich  holatiga  o'zgarm asdan  qaytadi.  Am m o  m ass-spektrom etriyada 
energiya yutgan m olekula qo'zg'aladi va  m olekulyar  ionlarga  parchalanadi, 
o 'z -o 'zid a n  tushunarliki, bu ionlardan boshlang'ich  m olekulaning qayta hosil 
bo'lishi  m um kin  emas.  M ass-spektrom etriyaning boshqa  usullardan  afzalligi 
shundaki,  bu  usul  bilan  ishlash  u chun  10  pikogram m   ( 1 0 12  g.)  m iqdordagi 
o'rganiladigan  m odda  nam unasi bo'lsa ham   etarli bo'ladi.  Ayniqsa, biologik 
faol  m oddalar,  dorivor  m oddalar,  gorm onal  preparatlarni  aniqlash  uchun 
k o 'p   m odda  sarflab  bo'lm aydi,  chunki  ularni  ajratib  olish ju d a  m ushkul.
M ass-spektrom etrik usul  bilan  m oddalarni  o'rganish  quyidagi  sohalarda 
juda  k o 'p   ishlatiladi:  a)  tabiiy  gazlar,  b)  havo,  d)  sanoat  chiqindilari,  e) 
yonish  natijasida  hosil bo'lgan  gazlar,  0   aerozollar.  M ass-spektrom etriyada 
molekulada sodir bo'ladigan ionlanish va dissotsilanish  hodisalari  elektronlar, 
fotonlar oqim i  va  kuchli  elektr m aydoni  ta ’sirida  ro'y beradi.
Tajriba  uchun  aniqlanadigan  m oddalarni  m ass-spektrom etrlarga  kiritish 
usullari:
1.  Sovuq  holda  kiritish, bu  usul  gazlar  uchun  qulay  va  xona haroratida 
am alga  oshiriladi  (P   =   IO-12  mm  sim ob  ustuni).
2.  Issiq  holda  nam unalarni  kiritish  (harorat  300°C ).
3.  T o 'g 'rid a n -to 'g 'ri  nam unani  kiritish  (P   =   10'6  m m   sim ob  ustuni), 
keyin  sekinlik bilan  isitish.  Bu  usulda  m olekulyar massasi  M  =   2000  gacha 
bo'lgan  birikm alarni  o'rganish  m um kin.
4.  X rom atograf yordamida kiritish.
Z am onaviy m ass-spektrom etrlarda yadro m assalarini  o 'n   m illiondan  bir 
atom   birlik  aniqlikda  o'lchash  m um kin.  D em ak,  m ass-spektrom etriya  gaz 
holidagi  m oddaning  kuchli  v akuum -fP ’* ^  Ш 'У  •Q^-«wn--simob.  ustuni)da 
elektronlar oqim i  bilan  bom bardim cii  qililKpkfcjialsMByi^CQfctl f>pf{gan  i^n 
“b o 'la k ’Marini  tahlil  qilishga asoslangan usul  ек’ф ф ;

N eytral  m olekula  parchalanganda  hosil  bo'lgan  m olekulyar ion  kation- 
radikal  b o'lib,  undan  keyin  hosil  bo'lgan  bo'lak  ionlar  yoki  kation,  yoki 
kation-radikal  bo'lishi,  m olekulyar iondan  ajralib  chiqayotgan  zarracha  m° 
radikal  yoki  neytral  m olekula bo'lishi  mumkin:

- ------►
 
M +0 
------ ►
 
A + 

m °
M ass-spektrom etriyada  bu  ketm a-ketlikdagi  parchalanishni  o'rganish 
fragm entlarni  hosil  bo'lish  yo'llari  deyiladi.
O datda,  bom bardim on  qiluvchi  elektronlar  oqim ining  energiyasi  50-70 
eV atrofida bo'ladi.  Bu oqim ta ’sirida m odda molekulasidan bir dona elektron 
ajraladi  va  m olekulyar  ion  deyiluvchi  kation  (  M +)  hosil  bo'ladi:
M  

e‘ 
M + 
+  
2  e
organik 
elektron 
molekulyar
modda 
ion
M olekulyar  ionlar  va  istalgan  bo'Iakli  ionlar  (  A+,  B+,  C +...)  bir  necha 
y o 'n a lish la rb o 'y ic h a   parchalanishlari  m u m k in .M a s s - s p e k tr o m e tr iy a d a  
neytral  m olekula o'rganilm aydi,  shuning uchun  ham ,  m ass-spektrlarni  tahlil 
qilishda eng aw al qaysi  bog'  uzilishini  va qaysi bo'lak m olekulyar-ion  musbat 
zaryadni o'zida saqlashini bilishimiz kerak.  Ionlanish jarayonida barcha bog'lar 
zaiflashadi,  bunda bir bog'  boshqasiga  nisbatan  ozm i-ko'pm i,  har xil  darajada 
zaiflanishi  mumkin.  lonlarning parchalanishi bosqichm a-bosqich  ro 'y  beradi. 
U lar, asosan, boshlang'ich bo'Iakli  ionlarning dissotsilanishidan hosil  bo'ladi:
---------
►CjHg
----- * С 3Н /
*  С 3Н 5+
- 2 H  
.C,Hft+


 
с 3н4+


  С 3Н ,
C3Hg
СНз  ^ 
C2H5
-----
*-С ,Н +
- С Н ^  
C2H4+ 
— ------- С 2Н /
^ C 3H3+
S o'ngra  m olekulyar ionning  (M +)  bir qismi  yoki  ham m asi  parchalanadi. 
Hosil  bo'lgan  ionlarning  massasiga  qarab  tashqi  m agnit  m aydoni  t a ’sirida 
ajraladilar,  chunki  har qanday zaryadlangan zarra magnit m aydonida o'zining 
harakat yo'nalishiga ega.
M ass-spektrlardagi  har bir signal  (cho'qqi)  muayyan  (m /z)ga  teng  ionga 
m os  keladi.  Ion  m iqdoriga  qarab,  unga  muvofiq  keladigan  signal  shuncha 
intensiv  b o'ladi.  Nisbiy  intensivlikni  ordinata  (y)  o'qiga,  m assa  sonlarini

absissa (x)  o'qiga qo'yib,  mass-spektr grafik tasviri  olinadi.  Bunda eng baland 
c h o ‘qqi  100  %  deb  hisoblanadi.  Bu  fikrimizni  tushuntirish  u ch u n   moy 
aldegidining mass-spektrini  (14-rasm) tahlil  qilaylik.  Spektrdagi  baland signal 
m /z   =   44  (100%)  ekanligini  oson  aniqlashim iz  m um kin,  ikkinchi  m /z  =  
29  (M -43)  signalining  intensivligi  55  foiz  ekanligini  aniqlab,  uchinchi 
intensiv  signallardan  biri  m /z   =   72  (M +)ga  va  uning  intensivligi 75  foiziga 
m os  kelishi  rasm dan  k o'rinib  turibdi.  D em ak,  tahlil  uchun  olingan  moy 
aldegidining 75 foizi o‘zgarmaydi, qolgan qismi C -C   va  C -H  bog‘lari  bo'yicha 
parchalanadi.
B a’zan  m ass-spektrda  M + l  va  M + 2  kabi  ionlar  uchun  ham   signallar 
qayd etiladi.  M asalan,  benzolning spektrida  m /z  =  78  (M +)  signallari  bilan 
birga  m /z   =   79  ( M + l ) +  va  m /z   =   80  (M + 2 )+  signallari  ham   kuzatilgan. 
B ular  benzol  tarkibida  '-’C  yoki  D  izotoplari  borligi  bilan  izohlanadi. 
M olekuladagi  o g 'ir izotoplarning miqdori  uning tabiatda tarqalganligi bilan 
m os  tushadi.  5-jadval  yordam ida  signal  cho'qqilari  intensivliklarining  foiz 
m iqdorini  aniqlab,  izotoplar signallarini  ajratish  m um kin.  B enzolning mass- 
spektrlaridagi  m /z  =   78  (M +)  signallari  100  %,  m / z =   79  ( M + l ) +ga tegishli 
signallar  6,58  %  va  m /z  =  80  (M + 2 )+  signallari  0,18 % gacha qayd qilingan. 
Bu  signallarning  m /z  =   78  (M +)  qismi  C 6H6-benzolga  taalluqli  b o 'lsa,  m /z 
=   7 9 ( M + l) +signali  nCC
Download 24 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling