NMR스펙트럼 분석

목차

1. 실험제목
2. 키워드
3. 실험목적
4. 실험원리
5. 시약 및 기구
6. 실험방법
7. 실험결과
8. 실험고찰

본문내용

실험제목
케토-에놀형의 분자의 NMR 스펙트럼 분석

키워드
NMR 분광법, 케토-엔올 토토머화

실험목적
1H NMR 스펙트럼을 이용하여 분자 구조를 알아보고 평형 상수, 깁스에너지, 엔트로피, 엔탈피를 구해본다.

실험원리
핵자기공명 방법은 분자를 연구하는 과학적 수단으로 화학과 고체 물리 분야에서 널리 사용되며, 시료에 손상을 주지 않는 분석방법으로서 값비싼 핵산이나 RNA, DNA 그리고 단백질의 특성을 분석 하는데 사용된다. 원자가 자기장 내에 놓이면 원자핵의 스핀에 의해 에너지가 제만준위(Zeeman level)로 나뉜다. 이 준위 사이에서 공명한다.
원자핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있으며 이들은 스핀(spin)이라는 양자역학적 성질을 가지고 있다. 원자핵의 스핀은 양자화된 각운동량에 따른 자기양자수(magnetic quantum number)를 가지며 일정한 방향성을 갖는다. 그리고 1H이나 13C등과 같이 총 스핀양자수가 0이 아닌 경우에는 자화율을 가지며, 바로 이 성질에서 핵자기공명 현상이 비롯된다.
또한, 분자의 핵은 전자로 둘러싸여 있는데, 핵이 전자에 의해 외부 자기장으로부터 완전한 영향으로부터 가로 막혀 있는데 이를 가려짐 효과(shielding effect)라고 합니다. 그러므로 분자구조로 인한 가려짐 효과에 차이가 생기게 되고, nmr 스펙트럼에 반영되어 구조분석이 가능하게 되는 것입니다. 핵이 가해준 복사선과 공명을 이룰 때, 가려짐 효과가 크면 높은 세기의 외부자기장이 필요하게 되고 반대로, 작으면 낮은 세기의 외부자기장이 필요하게 됩니다.
따라서, 스펙트럼에서 핵이 공명하는 위치는 분자내의 환경에 의존하며 각각 다른 세기의 자기장에서 피크를 얻게 되는데, 이를 화학적 이동이라고 합니다. 또, 스펙트럼에서 각 피크의 아래 면적은 그 피크가 나타내는 양성자수에 비례하게 됩니다. 그러므로 양성자의 상대적인 비를 알 수 있게 됩니다.

참고 자료

핵심물리화학책 20장
수업자료
실험자료
유기화학책 18장
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=611635&cid=42420&categoryId=42420
https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e200403/e200403-1301.pdf
https://www.google.co.kr/search?biw=1920&bih=969&tbm=isch&sa=1&ei=ZC