Спектр ЯМР 13С для K3Co(CN)6 в D2O

[Nimicus]

Добрый день, коллеги!

У меня есть вопрос по характеру спектра ЯМР ¹³С для K₃Co(CN)₆ в D₂O. Поскольку CN-группы эквивалентны и соседствуют с одним атомом кобальта (спин для основного изотопа ⁵⁹Co равен 7/2), то сигнал углерода должен быть представлен в виде 8 линий одинаковой интенсивности (по формуле 2*спин + 1 = 2*(7/2) + 1 = 8). Однако, интенсивность крайних линий заметно больше остальных 6 линий - с чем это может быть связано? 

Изменено 22 Марта, 2023 в 14:02 пользователем Nimicus

[birg77out]

ИИ

Вы абсолютно правы, что в спектре ЯМР 13С для соединения K3Co(CN)6 из-за взаимодействия эквивалентных атомов углерода с некомпенсированным электронным спином Co(II) (S = 3/2) ожидается сигнал из 8 линий сравнимой интенсивности.

Однако на практике часто наблюдается усиление интенсивности крайних линий мультиплета. Это может быть связано со следующими причинами:

Некоторая разница в скоростях spin-lattice релаксации для разных переходов, что приводит к вариациям интенсивности.

Дополнительное уширение центральных линий за счет неидеальности широкополосной декаплинг протонов.

Наличие неэквивалентных атомов углерода из-за искажения тетраэдрической симметрии комплекса в растворе.

Примеси парамагнитных комплексов Co(II) с меньшим числом CN-лигандов.

Для выяснения точной природы эффекта нужен дополнительный анализ и варьирование условий эксперимента. Но наиболее вероятно различие в релаксации и уширение центральных линий.

Если выразится по другому:

Ваши предположения по поводу спектра ЯМР ^13C для K3Co(CN)6 в D2O очень логичны. По правилу 2I + 1, где I означает спин, ожидается 8 линий одинаковой интенсивности. В данном случае, изотоп ^59Co имеет спин 7/2.

Тем не менее, разница в интенсивности крайних линий может быть связана со сложной спиновой системой, где учитываются влияние более высоких моментов. Это известно как структура Гамова-Теллера.

Также, могут вносить различия различные неидеальности в аппаратуре и методах обработки данных ЯМР.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) это мощный инструмент в научных исследованиях, который может рассказать многое о структуре и динамике молекул. Но как любой прецизионный инструмент, ЯМР требует строгого соблюдения условий эксперимента и обработки данных.

В случае неожиданных результатов, всегда полезно проверить установки прибора, провести калибровку и иметь под рукой несколько методов обработки данных для сравнения.