Worksheetsطيفيه شابتر3 IR
Total questions: 34
Worksheet time: 39mins
The vibrational spectrum of a molecule is a unique physical property and is characteristic of the molecule.
طيف الاهتزازات لجزيء هو خاصية فيزيائية فريدة ومميزة للجزيء
is used for identification by the comparison of "unknown" spectrum with reference spectra , lead to characterization, and possibly even identification of unknown samples.
يستخدم للتعرف عن طريق مقارنة الطيف "غير المعروف" مع الطيفات المرجعية
يؤدي إلى توصيف وربما حتى تحديد عينات غير معروفة
IR
UV
mass
NMR
- WHAT IS The IR information can indicate ? /ماهي معلومات الأشعة تحت الحمراء التي يمكن أن تشير الى
In IR spectroscopy, molecules interact with radiation from the IR region of the EMR and
IR region = _____________
في طيفية الأشعة تحت الحمراء، تتفاعل الجزيئات مع الإشعاع من منطقة الأشعة تحت الحمراء في طيف الأشعة الكهرومغناطيسية
نطاق الأشعة تحت الحمراء =
excites the vibrations of covalent bonds within the molecule, including stretching and bending modes.
تحفز اهتزازات الروابط التساهمية داخل الجزيء، بما في ذلك وضعيات التمدد والانحناء
In practice, it is the __________ that are "IR active" and their excitation can be observed in an IR spectrum.
عملياً، فإن ……………… هي التي تكون "نشطة بالأشعة تحت الحمراء" ويمكن ملاحظة تحفيزها في طيف الأشعة تحت الحمراء.
Ionic bonds.
روابط ايونيه
Hydrogen bonds.
روابط هيدروجين
Polar covalent bonds
الروابط التساهمية القطبية
Nonpolar covalent bonds.
روابط تساهميه غير قطبيه
The IR spectrum is generally divided into two approximate regions ، what they are ?
عادةً ما يتم تقسيم طيف الأشعة تحت الحمراء إلى منطقتين تقريبيتين
Basic Theory of IR Absorption :
We need to talk about
1- IR energy modes (Types of vibration in molecules)
2- Band positions
3- Band Intensity
النظرية الأساسية لامتصاص الأشعة تحت الحمراء:
نحن بحاجة للتحدث عن النقاط التالية:
1- أوضاع طاقة الأشعة تحت الحمراء (أنواع الاهتزاز في الجزيئات)
2- مواقع الفروقات الطيفية
3- شدة الفروقات الطيفية
T
F
• IR energy absorption corresponds to specific modes, corresponding to combinations of atomic movements, such as ………………………………………… and ………………………………………… of bonds between groups of atoms.
توافق امتصاص الطاقة في الأشعة تحت الحمراء مع أوضاع محددة، تتناسب مع تراكب حركات الذرات، مثل ……………… و………………………… للروابط بين مجموعات الذرات
Bending ( change in bond angle)
and stretching
( change in bond length )
is characteristic of the atoms in the group and their bonding
هي سمة من سمات الذرات في المجموعة وترابطها
IR Energy Modes , Corresponds to ………………… and ……………………
في أوضاع طاقة الأشعة تحت الحمراء، تتوافق مع
vibrations only
اهتزاز فقط
rotations only
دوران فقط
translational motion
حركة متعدية
vibrations and rotations
الاهتزازات والدوران
سمي كل موضع من هذه الاوضاع
أنواع الاهتزازات الجزيئية
A vibrating bond in IR can be compared to the physical model of a vibrating spring system that can be described by ……………… of harmonic oscillation.
يمكن مقارنة الرابطة المهتزة في الأشعة تحت الحمراء بالنموذج الفيزيائي لنظام الينابيع المهتزة الذي يمكن وصفه بـ ………………… للتذبذب المتناغم.
Using the force constant k (which reflects the stiffness of the spring) and the two masses m1 and m2, then the equation indicates how the frequency (v) of the absorption should change as the properties of the system change
باستخدام ثابت القوة k (الذي يعكس صلابة الينابيع) والكتلتين m1 و m2، تشير المعادلة إلى كيفية تغير تردد الامتصاص (v) بمرور الوقت عند تغير خصائص النظام.
* قانون هووك حفظظظ
______ can be used to estimate the wavenumber (v) of light that will be absorbed by chemical bonds
يمكن استخدامه لتقدير عدد الموجات من الضوء الذي ستمتصه الروابط الكيميائية
in Hooke law the v = ____ * (K / μ )1/2
K is the force constant (in dynes / cm) and for:
single bond: K = _____ dynes/cm
double bond: K = _______ dynes/cm
triple bond: K = ______ dynes/cm
μ = ________
(a)
حلي هذا المثالين باستخدام قانون هووك
For example in
C=C bond
Factors affecting Absorption Frequency / العوامل التي تؤثر على تردد الامتصاص :
1. Strength of chemical bond: قوة الرابطة الكيميائية
2. Masses of attached atoms to the bond: كتلة الذرات المرتبطة بالرابطة
3. Hydrogen bonding: الرابطة الهيدروجينية
4. Resonance: التأرجح
5. Bond angle or ring strain: زاوية الرابطة أو توتر الحلقة
6. Hybridization: التهجين
7. Polarity of bonds: طبيعة الروابط البولارية
8. External factors: العوامل الخارجية
eg. state of measurements, conc., temp., solvent used
As the bond strength increases, the frequency value increases.
مع زيادة قوة الرابطة، تزداد قيمة التردد
For a stronger bond (larger k value), v increases؛ Compare (increasing bond strength)
Bond Strength
CC bonds : C-C (_____ cm-1), C=C (_______ cm-1) and C≡C (______ cm- 1)
• CH bonds: C-C-H (…………… cm-1), C=C-H (………………… cm-1) and C≡C-H (…………………… cm-1)
(a)
( Masses of Atoms )
For heavier atoms (larger m value), frequency (V) decreases compare
(increasing reduced mass)
للذرات الأثقل (قيمة م الأكبر)، يقل التردد (ف) بالمقارنة مع زيادة الكتلة المقلصة.
As the mass increased (from top to bottom), the frequency value decreased.
كلما زادت الكتله من فوق الى اسفل قلت قيمة التردد
T
F
( H-bonding )
• For example: free-OH is observed at 3600cm-1 while H-bonded – OH is observed at 3400cm-1
العلاقه:
The more hydrogen bonds there are, the frequency value decreases.
كلما كانت هناك روابط هيدروجينيه قلت قيمة التردد
الروابط الهيدروجينيه روابطها ضعيفه
T
F
( Resonance )
Resonance is _____ factors
الرنين هو عامل ………
علاقته : كلما كان هناك رنين في مواضع اكثر قلت قيمة التردد
electronic
in Resonance ; Which type of unsaturation ketone is associated with an absorption peak at 1675 cm-1?
في الرنين؛ أي نوع من كيتون عدم التشبع يرتبط بذروة الامتصاص عند 1675 سم-1؟
𝛼,β, 𝛾, δ, ε - unsaturation
𝛼,β, 𝛾, δ, ε, ζ - unsaturation
𝛼,β - unsaturation
𝛼,β, 𝛾, δ - unsaturation
in Resonance ; Which type of unsaturation ketone is associated with an absorption peak at 1690 cm-1?
في الرنين؛ أي نوع من الكيتون غير المشبع يرتبط بذروة الامتصاص عند 1690 سم-1؟
𝛼,β, 𝛾, δ, ε - unsaturation
𝛼,β, 𝛾, δ, ε, ζ - unsaturation
𝛼,β - unsaturation
𝛼,β, 𝛾, δ - unsaturation
in Resonance; Which functional group is associated with an absorption peak at 1710 cm-1?
في الرنين؛ ما هي المجموعة الوظيفية المرتبطة بذروة الامتصاص عند 1710 سم-1؟
𝛼,β, 𝛾, δ, ε - unsaturation
𝛼,β, 𝛾, δ, ε, ζ - unsaturation
isolated ketones
𝛼,β, 𝛾, δ - unsaturation
What effect does conjugation of (C=O) or (C=C) with 𝛼, β - unsaturation or aryl group have on the absorption wavelength?
ما هو تأثير اقتران (C=O) أو (C=C) مع 𝛼 أو β - عدم التشبع أو مجموعة الأريل على الطول الموجي للامتصاص؟
Increases the double bond character and increases the wave number
يزيد من خاصية الرابطة المزدوجة ويزيد من عدد الموجة
Decreases the double bond character and decreases the wave number
يقلل من خاصية الرابطة المزدوجة ويقلل من رقم الموجة
Increases the double bond character and decreases the wave number
يزيد من خاصية الرابطة المزدوجة ويقلل من رقم الموجة
Decreases the double bond character and increases the wave number
يقلل من خاصية الرابطة المزدوجة ويزيد من عدد الموجة
( Bond angle / زاوية الرابطه or ring strain/ اجهاد الحلقة)
العلاقه :
As the ring size increases, the frequency decreases and vice versa
كلما زاد حجم الحلقه يقل التردد و العكس
الزاويه اقل و التردد اعلى
As the ring size decrease the wave number increase due to the increasing of S-character of (C=O) group.
حجم الحلقة يقلل من زيادة عدد الموجة يؤدي الى زيادة خاصية س لمجموعة الكربونيل .
~~~~~~~~~~~~~~~~
* رتبي التالي من التردد الاعلى الى الادنى
* Arrange the following from highest frequency to lowest
( Hybridization / التهجين )
What is the correct hybridization, from strongest to weakest, with each hybrid written with its frequency value?
ماهو التهجين الصحيح , من الاقوى الى الاضعف مع كتابة كل تهجين بقيمة تردده
sp > sp2 > sp3
sp2 > sp > sp3
sp2 > sp3 > sp
( Polarity of Bond قطبية الرابطة )
what is the relationship between the polarity of a chemical bond and the intensity of the band?
ما هي العلاقة بين قطبية الرابطة الكيميائية و شدة الرابطة ؟
The polarity of the bond has no effect on band intensity.
ليس لقطبية الرابطة أي تأثير على شدة الرابطة.
The higher the polarity, the lower the band intensity.
كلما ارتفعت القطبية، انخفضت شدة الرابطة.
The more polarity, the higher band intensity.
كلما زادت القطبية، زادت شدة الرابطة.
Which of the following chemical bonds would result in a weak band due to low dipole moments?
أي من الروابط الكيميائية التالية ستؤدي إلى نطاق ضعيف بسبب قيم منخفضة للقطب الكهربائي؟
C-H , C-C , C=C , C≡C
C-N , C=O , C-O , O-H
all of them
Band intensity is qualitatively described as:
يتم وصف شدة الرابطة نوعيا على أنها
______ (vs), _______ (s), _______ (m), _______ (w)
and ______ (var)
(a)
Symmetrical bonds have dipole moments and thus IR bands observed in the spectrum (ie. infrared acdive)
الروابط المتماثلة لديها قيم للقطب الكهربائي وبالتالي يتم رصد نطاقات في الطيف الأشعة تحت الحمراء (أي أنها نشطة في الأشعة تحت الحمراء)
T
F
