Spektroskopi NMR dan IR: panduan belajar

Gagasan utama

Spektroskopi membaca struktur molekul dari cara ia menyerap radiasi atau terfragmentasi. Inframerah menunjukkan gugus fungsi yang ada, NMR menunjukkan lingkungan hidrogen, dan spektrometri massa memberi massa.

• IR: pita lebar pada 3200–3600 cm⁻¹ adalah O–H, pita kuat pada 1670–1760 cm⁻¹ adalah C=O, dan 2200–2260 cm⁻¹ adalah C≡N atau C≡C. O–H sangat lebar pada 2500–3300 cm⁻¹ menandai asam karboksilat.
• NMR ¹H: jumlah sinyal sama dengan jumlah lingkungan hidrogen berbeda. Sinyal dengan n hidrogen tetangga terbelah menjadi n + 1 garis, dan integral memberi jumlah hidrogen.
• Pergeseran kimia: C–H alkil sekitar 1 ppm, H–C–O sekitar 3,5–4 ppm, H aromatik sekitar 7 ppm, H aldehida sekitar 9–10 ppm, dan O–H asam sekitar 10–12 ppm.
• Spektrum massa: ion molekul M⁺ memberi massa molar. Menurut aturan nitrogen, M ganjil berarti jumlah nitrogen ganjil, dan Cl atau Br menunjukkan puncak M dan M+2 dengan perbandingan 3:1 dan 1:1.

Persamaan penting

• n + 1 rule
• IR: O–H 3200–3600, C=O 1670–1760, C≡N 2200–2260 cm⁻¹
• M⁺ = molecular mass
• N rule: odd M ⇔ odd number of N

Contoh soal

Etil etanoat, CH₃COOCH₂CH₃, menunjukkan pita IR kuat dekat 1740 cm⁻¹ (C=O ester) dan tidak ada pita O–H. NMR ¹H-nya memiliki tiga sinyal: singlet untuk CH₃CO pada sekitar 2,0 ppm (3H), kuartet untuk OCH₂ pada sekitar 4,1 ppm (2H), dan triplet untuk CH₃ pada sekitar 1,2 ppm (3H).

Kesalahan umum

• Menganggap hidrogen pada karbon yang sama tetapi berlingkungan berbeda sebagai setara, atau sebaliknya.
• Menerapkan aturan n + 1 pada hidrogen pada karbon yang sama. Hanya tetangga pada karbon bersebelahan yang membelah sinyal.
• Menyamakan puncak dasar, yang tertinggi, dengan puncak ion molekul.

Latihan

Uji dirimu dengan soal latihan tentang topik ini: Spektroskopi NMR dan IR