Erstellen von Baumdiagrammen

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Hallo Leute,

es handelt sich um die folgende Aufgabenstellung (siehe Anhang). Wie soll ich hier das Baumdiagramm zeichnen? ich weiß nicht, ob mein Ansatz korrekt ist, aber in dieser Verbindung gibt es 3x ein Dublett. Cl und 1JCC koppeln nicht, da c-12 und Cl NMR inaktiv sind, aber die restlichen Koppeln miteinander

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Du solltest dir angewöhnen, die Kopplungskonstanten möglichst in der richtigen Größe einzuzeichnen.
Wo du doch schon so ein schönes Karomuster hast!

Zunächst die CH2-Gruppe:
Die Protonen koppeln mit der CH3-Gruppe und mit dem 13C.
Damit hast du
- ein Dublett mit 30 Hz (2JCH)
- ein Quartett mit 6 Hz (3JHH)
Also ein großes Dublett von kleinen Quartetts.

Die CH3-Gruppe:
Die Protonen koppeln mit der CH2-Gruppe und ebenfalls mit dem 13C.
Damit hast du
- ein Dublett mit 64 Hz (1JCH)
- ein Triplett mit 6 Hz (3JHH)
Also ein großes Dublett von kleinen Tripletts.

!! Die Größen der JCH-Kopplungskonstanten sind völlig falsch.
1JCH ist ca. 125 Hz und 2JCH ca. 1-10 Hz.
Wer hat sich das ausgedacht?

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Ich check ehrlich gesagt nicht, wie genau ich das zeichnen soll. ich hab die ganze Zeit hin und her probiert aber das ganze will mir noch nicht einleuchten.
ich versteh‘ nicht wann ein Abstand zwischen den Ästen ist und wann nicht. Also ich hab hier mehrere Varianten aufgezeichnet. Ich kann aber nicht nachvollziehen welches Baumdiagramm das richtige ist. ich hoffe, du weißt was ich meine…

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Und die Kopplungskonstanten waren so in der Aufgabenstellung angegeben. ich glaube, dass dem Aufgabensteller ein Fehler unterlaufen ist.

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Uff, zum letzten Mal:
Messe es ab!
Du hast doch Kästchen!
z.B. 1 Kästchen = 3 Hz

Ein Dublett mit 30 Hz heißt, dass zwischen den beiden Ästen ein Abstand von 10 Kästchen ist.
Ein Quartett von 6 Hz heißt, dass der Abstand zwischen zwei Ästen des Quartetts 2 Kästchen ist.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Hää, ob da ein Abstand ist oder nicht hängt ja von der Überlagerung ab. Falls sich die peaks überlagern, dann ist da kein Abstand zwischen den Ästen wie ich weiß. Außerdem komme ich so in Summe nicht auf die 30 Hz. Also in Summe ergibt das Quartett 24 und nicht 30. Habe ich einen Denkfehler?

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Im Quartett musst du ja auch nicht auf 30 kommen, wieso denn?
Die 30 misst du von der ersten Linie des 1. Quartetts zur ersten Linie des 2. Quartetts.
Außerdem ist die Summe des Quartetts nicht 24 , sondern 18. Es sind nur 3 Abstände.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Im Studium wurde mir das die ganze Zeit falsch beigebracht, also in der Lerngruppe hatten wir ähnliche Beispiele besprochen und da haben wir's anders gelöst. Jetzt macht's langsam klick, aber es hapert immer noch. Wie bist du auf die 18 Hz gekommen, hää? Wie bist du da vorgegangen? Welche Differenz hast du da gewählt?

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Achsooo, stimmt!! Schön langsam versteh' ich's.
Aber noch etwas: Wie bist du denn auf die 30 gekommen? Wenn ich die 30 Hz von der 1.Linie des 1. Quartetts zur ersten Linie des 2. Quartetts messe, komme ich auf eine andere Zahl. In Summer ergeben ja die Abstände des Quartetts 18 und dann zähle ich ja 6 dazu bis zur 2. Linie des 2. Quartetts. Habe ich wieder einen Denkfehler?

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Von der ersten zur ersten sind es 10 Kästchen = 30 Hz.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

aber es muss doch eine andere Variante geben, um diese Aufgabe zu lösen. Ich werde ja nicht immer Kästchen haben. Hat das nichts mit der Spinquantenzahl zu tun. So etwas wie 3 Energieniveaus oder so...

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Ja, schon, dahinter steckt die Spinquantenzahl. Aber die ist für die relevanten Kerne eigentlich immer 1/2. Dann spaltet jeder Nachbar die Linie zu einem Dublett auf.

Die Frage ist, was die Aufgabe verlangt. Wenn Kopplungskonstanten angegeben sind, solltest du schon maßstäblich zeichnen. Ohne Kästchen nimmst du eben ein Lineal.
Wenn man etwas geübter ist, braucht man meist auch kein Baumdiagramm mehr, dann kann man das im Kopf.

Ihr müsst sowas aber doch im Seminar/Übung gemacht haben?
Vielleicht solltest du mal zu einem NMR-Spektroskopiker bei euch hingehen und es dir noch mal in Ruhe erklären lassen?

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Grundsätzlich habe ich die Aufgabe ja verstanden, ich tu mich nur schwer zu erkennen, wann ein Abstand zwischen den Ästen gibt und wann nicht. Kann ich hier eigentlich die Quartett Äste miteinander verbinden, sodass kein Abstand zwischen den beiden Quartett-Ästen gibt? Wenn nein, wieso?
Und wann muss ich Abstand lassen und wann nicht?

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Und warum spaltet man zu einem Dublett auf, wenn die Spinquantenzahl 1/2 ist? Ist es nicht -1/2, 0, 1/2? Dann ist es ja ein Triplett oder nicht? Ich glaube, dass ich da wieder zu kompliziert denke

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Nein, nur -1/2 und +1/2.
Ohne Magnetfeld ist es Null, richtig, aber mit Magnetfeld spaltet es von Null zu +/- 1/2 auf.

Deuterium hat S = 1, da spaltet es in 3 Linien auf.
Siehe z.B. das CDCl3-Signal im Kohlenstoffspektrum: Drei gleich hohe Linien.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Woher weiß ich ob da ein Magnetfeld ist oder nicht?

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Und wann hat man zwischen den Ästen keinen Abstand?

OC-Gast · Gast

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Eben man hat ja ein Magnetfeld, sonst würde NMR ja nicht funktionieren.
Aber was meint Willy mit "Ohne Magnetfeld ist es Null, richtig, aber mit Magnetfeld spaltet es von Null zu +/- 1/2 auf" ?

OC-Gast · Gast

Hier sollte dir der Begriff "Entartung" bekannt sein,das gehört zu den Grundlagen des NMR-Experiments.

OC-Gast.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

ja, die Entartung beschreibt ja, dass zwei Kernspins dieselbe Kopplung aufweisen, das ist oft bei CH3 Gruppe der Fall. Im Spektrum sieht man die als einzelner Peak, also die Peaks überlagern sich. Aber ich verstehe immer noch nicht warum -1/2 und +1/2 ohne die 0.

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Das ist ja bei methylgruppe der Fall, die sind ja chemisch äquivalent, deswegen ist die Kopplungskonstante 0, oder wie?

Edit: kannst du mir vielleicht ein Beispiel nennen, wo eben kein Abstand zwischen den Ästen ist? ich würde gerne das Thema noch mehr verinnerlichen

OC-Gast · Gast

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

ich hab' schon einige Skripten zur NMR gelesen, aber die haben mir auch nicht wirklich weitergeholfen. Je mehr ich mich mit dieser Aufgabe auseinandersetze, desto verständlicher wird sie. Also ich bleib noch dran bis ich sie 100% verstanden habe. Wir müssen auch immer die Verhältnisse angeben. Wie ist das Verhältnis hier in diesem Fall? Ist es 1:4:4:1 ? Wenn ja wieso?

Edit: also so

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Alles baut sich aus Dubletts auf:

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Vielen Dank für das baumdiagramm, aber das sieht nicht nach meiner Zeichnung aus. Ist mein baumdiagramm faösch? Also ich kann es noch nicht nachvollziehen

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Deins ist richtig.
Meins ist nur ein allgemeines Schema zur Erklärung der Intensitäten.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Hää, dann ist mein Baumdiagramm doch nicht richtig?? Das ist dann nicht vollständig. Das check ich immer noch nicht.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

so müsste das doch sein (siehe Anhang).
Die Frage ist nur: Wie funktioniert ein Baumdiagramm mit 64 Hz?

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Das stimmt soweit.
Bis auf die 24 Hz, das muss eins weiter hoch, und da wo 24 steht, muss 18 hin.
Aber diese Abstände zeichnet man sowieso üblicherweise nicht explizit ein.

"Wie funktioniert ein Baumdiagramm mit 64 Hz?"

Was meinst du?
Nur der Abstand wird größer.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Achso upps, genau.

Also mit 64 Hz sieht‘s dann so aus, oder?

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Nein, es müssen Tripletts sein, denn der Nachbar ist in diesem Fall ja eine CH2-Gruppe.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Hää wie?? Die Methylengruppe CH2 koppelt ja mit der CH3-Gruppe und die CH3 Gruppe koppelt dann einmal mit dem H der Ch2 gruppe und ein zweites mal mit dem zweiten H der CH2 gruppe. So bin ich auch davor vorgegangen mit dem 30 Hz. Geht man nicht so vor? Weil mit 30 Hz habe ich ja zuerst ein Dublett, dann ein Triplett und dann ein Quartett. Von wo kommt denn das Dublett mit 6 Hz vom vorrigen Baudiagramm mit 30 Hz?

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Die 64 Hz sind ja die 1JCH-Kopplung. Die tritt also beim Signal der CH3-Gruppe auf.
Die Protonen der CH3-Gruppe koppeln mit der CH2-Gruppe (Triplett, 6 Hz) und mit dem 13C (Dublett, 64 Hz). Es ergibt sich also ein Dublett von Tripletts.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Ich check das immer noch nicht. Dann müssten doch die 30 Hz auch ein Dublett von Tripletts ergeben?!? ich check nicht warum die 64 Hz nicht das selbe Baumdiagramm ergeben wie die 30 Hz. Kannst du's bitte so einfach wie möglich erklären? ich hänge schon seit Tagen an diesen Beispielen

willy · Anmeldungsdatum: 22.07.2020 Beiträge: 272

Das Molekül hat 2 verschiedene Gruppen, CH2 und CH3 und damit auch 2 Signale im Spektrum.

Das Signal der CH2-Gruppe ist ein Dublett (2J = 30 Hz) von Quartetts (6 Hz).
Die Protonen koppeln mit den Protonen der CH3-Gruppe (gibt ein Quartett) und mit dem 13C (2J, gibt ein Dublett).

Das Signal der CH3-Gruppe ist ein Dublett (1J = 64 Hz) von Tripletts (6 Hz).
Die Protonen koppeln mit den Protonen der CH2-Gruppe (gibt ein Triplett) und mit dem 13C (1J, gibt ein Dublett).

Ich wüsste nicht, was man sonst noch dazu sagen kann.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Ja, das versteh ich ja. Aber warum stimmt das Baumdiagramm nicht??? Das sollte doch so stimmen. Die 30 Hz sollen ja das gleiche baumdiagramm ergeben wie die 64 Hz. ich versteh den Unterschied nicht. Im Grunde genommen haben die ja gleiche Kopplungspartner

Edit: icg hab's jetzt verstanden. Warte ich lade meine Überlegungen hoch.

fragenstellen123 · Anmeldungsdatum: 19.02.2021 Beiträge: 1373

Also so soll es sein, oder?