المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11826 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية



Why do chemically distinct nuclei absorb energy at different frequencies?  
  
46   09:42 صباحاً   التاريخ: 2025-04-21
المؤلف : Jonathan Clayden , Nick Greeves , Stuart Warren
الكتاب أو المصدر : ORGANIC CHEMISTRY
الجزء والصفحة : ص54-55
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء العضوية / مواضيع عامة في الكيمياء العضوية /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 30-12-2021 2115
التاريخ: 14-10-2019 1440
التاريخ: 28-10-2019 1238
التاريخ: 27-10-2019 1782

In the spectrum you see above, each peak represents a different kind of carbon atom: each one absorbs energy (or resonates—hence the term ‘nuclear magnetic resonance’) at a different frequency. But why should carbon atoms be ‘different’? We have told you two factors that affect the energy difference (and therefore the frequency)—the magnetic field strength and what sort of nucleus is being studied.

So you might expect all 13C nuclei to resonate at one particular frequency and all protons (1H) to resonate at one (different) frequency. But they don’t. The variation in frequency for different carbon atoms must mean that the energy jump from ‘nucleus-aligned-with’ to ‘nucleus-aligned-against’ the applied magnetic field must be different for each type of carbon atom. The reason is that the 13C nuclei in question experience a magnetic field that is not quite the same as the magnetic field that we apply. Each nucleus is sur rounded by electrons, and in a magnetic field these will set up a tiny electric current. This current will set up its own magnetic field (rather like the magnetic field set up by the electrons of an electric current moving through a coil of wire or solenoid), which will oppose the magnetic field that we apply. The electrons are said to shield the nucleus from the external magnetic field. If the electron distribution varies from 13C atom to 13C atom, so does the local magnetic field experienced by its nucleus, and so does the corresponding resonating frequency.

As an example, consider ethanol (right). The red carbon attached to the OH group will have a smaller share of the electrons around it compared to the green carbon since the oxygen atom is more electronegative and pulls electrons towards it, away from the red carbon atom. The magnetic field that the red carbon nucleus feels will therefore be slightly greater than that felt by the green carbon, which has a greater share of the electrons, since the red carbon is less shielded from the applied external magnetic field—in other words it is deshielded. Since the carbon attached to the oxygen feels a stronger magnetic fi eld (it is more ‘exposed’ to the fi eld as it has lost some of its electronic shielding) there will be a greater energy difference between the two alignments of its nucleus. The greater the energy difference, the higher the resonant frequency (energy is proportional to frequency).

So, for ethanol we would expect the red carbon with the OH group attached to resonate at a higher frequency than the green carbon, and indeed this is exactly what the 13C NMR spectrum shows. 13C NMR spectrum of ethanol




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .