कक्ष ताप पर, [(C5H5)2Fe (CO)2] का ¹H-NMR स्पेक्ट्रम समान तीव्रता के दो शिखर दर्शाता है किंतु निम्न ताप पर चार अनुनाद दर्शाता है, जिनकी आपेक्षिक तीव्रताओं का अनुपात 5:2:2:1 है। C₅H₅^- की हैप्टीसीटी कितनी हैं?

Question

Question

This question was previously asked in

CSIR-UGC (NET) Chemical Science: Held on (18 Sept 2022)

Answer 1

संकल्पना:

प्रोटॉन नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद या ¹H NMR, किसी पदार्थ के अणुओं के भीतर हाइड्रोजन नाभिकों के संबंध में NMR स्पेक्ट्रोमिति में नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद का अनुप्रयोग है, ताकि उसके अणुओं की संरचना निर्धारित की जा सके।
प्रोटॉन NMR स्पेक्ट्रा को +14 से -4 ppm तक के परिसर में रासायनिक विस्थापन और प्रोटॉन के बीच चक्रण-चक्रण युग्मन द्वारा चिह्नित किया जाता है। प्रत्येक प्रोटॉन के लिए एकीकरण वक्र प्रत्येक प्रोटॉन की प्रचुरता को दर्शाता है।

व्याख्या:

यौगिक (C5H5)2Fe(CO)2 में दोनों और लिगैंड होते हैं।
कमरे के तापमान पर 1H NMR स्पेक्ट्रम कमरे के तापमान पर समान क्षेत्र के दो एकल दिखाता है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि वलय के पाँच समतुल्य प्रोटॉन 1H NMR स्पेक्ट्रा में एक एकल दिखाएंगे।
जबकि, रिंग भी 1H NMR स्पेक्ट्रा में एक एकल दिखाएगा, हालांकि प्रोटॉन सभी समतुल्य नहीं हैं।

यह “रिंग व्हिज़र” तंत्र के कारण है, जिसके द्वारा के एकलहैप्टो वलय की पाँच वलय स्थितियां कमरे के तापमान पर 1,2-धातु विस्थापन के माध्यम से इतनी तेजी से पस्पर विनिमय करती हैं कि NMR स्पेक्ट्रोमीटर वलय के लिए केवल औसत सिग्नल का पता लगा सकता है।
निम्न तापमान पर, यह प्रक्रिया धीमी होती है, और के प्रोटॉन के लिए अलग-अलग अनुनाद निम्न तापमान पर स्पष्ट हो जाते हैं, 4.5 ppm पर शिखर स्थिर रहता है, लेकिन के लिए 5.7 ppm पर दूसरे शिखर का विस्तार होता है और फिर तीव्रता अनुपात (5 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1) में चार शिखरों में विभाजित हो जाता है।

निष्कर्ष:

इसलिए, C5H5- की हैप्टिसिटी η5 और η1