بررسی دینامیک رزونانس مغناطیسی هسته های ‏‎bc, 1h, 14n‎‏ و محاسبه انرژی آزاد فعال سازی از طریق یک سیستم تک مکانی و دو مکانی

دینامیک رزونانس مغناطیسی هسته ‏‎(dnmr)‎‏ یکی از شاخه های طیف سنجی رزوناس مغناطیس هسته است که محقق را قادر میسازد تا با استفاده از ثبت طیف های تجربی ‏‎nmr‎‏ در دماهای مختلف به ارزیابی مفروضات ترمودینامیکی از قبیل ثابت تعادل، ثابت سرعت و نیز انرژی فعال سازی بپردازد.وقتی دو هسته یکسان در دمای معینی تحت تاثیر جابجائی سریع یا دینامیک در مقیاس زمانی طیف سنجی ‏‎nmr‎‏ قرار میگیرند، در اینصورت جایجائی شیمیائی مشاهده شده به سرعت جایجائی بستگی داشته و در حقیقت یک میانگین کسر مولی وزنی از دو رزونانس خواهد بود. این میانگین گیری جابجائی میتواند برای ارزیابی مفروضات ترمودینامیکی از قبیل ثابت تعادل، ثابت سرعت و آنتالپی فعال سازی از طریق تجزیه و تحلیل کامل تاثیر جابجائی شیمیائی یا دینامیک بر روی مغناطیس شدن و زمانهای استراحت استفاده شود.در یک سیستم دینامیکی دو مکانی در دمای بالا، دو هسته به سرعت تبدیل داخلی پیدا میکنند بطوریکه هیچ سهمی در جابجائی شیمیائی و عرض نوار بدلیل اثرات جابجائی مشاهده نمی شود. همچنانکه دما کاهش پیدا می کند، نوار به خاطر سهمی که تعویض شیمیائی در زمان عمر حالت برانگیخته دارد شروع به پهن شدن می کند و وقتی دما پائین تر برود دو نوار مجزا تشکیل میشود.در این تز، طیف های ‏‎h-nmr‎‏ و ‏‎13c-nmr‎‏ برای ‏‎n‎‏ و ‏‎n ‎‏دی متیل فرم آمید به عنوان یک سیستم دو مکانی در یک سری دما ثبت گردیده و مقادیر ثابت سرعت و سد چرخش با استفاده از معادلات بلاخ یا از روش جدایی نوار و یا عرض نوار ارزیابی شده است. برای دست یابی به بینش بهتر در مورد خصلت انتقال دانسیته الکترون در یک سیتسم دینامیکی یک مکانی، طیف های ‏‎14n-nmr‎‏ نیز برای ‏‎n‎‏ و ‏‎n‎‏ دی متیل فرم آمید ثبت گردیده و مقادیر ثابتهای سرعت و سد چرخشی با استفاده از معادلات بلاخ اصلاح شده بدست آمده اند. در این کار از یک روش کامپیوتری نیز برای تجزیه کامل شکل نوار در طیف ها جهت ارزیابی ثابتهای سرعت استفاده شده است.در اینجا ارزیابی چند نکته قابل ذکر است.1- هسته های دارای ممان الکتریکی چهار قطبی مانند ازت ‏‎(in=1)‎‏ بطور موثری تحلیل میروند که سبب پهنای قابل ملاحظه میشوند. بنابراین نوارهای ‏‎14n-nmr‎‏ بسیار پهن تر از نوارهای ‏‎1h-nmr‎‏ یا ‏‎13c-nmr‎‏ هستند. در هسته هایی است که دارای ممان چهار قطبی هسته هستند. تا کنون هیچ اقدامی جهت مطالعه دینامیک از طریق این هسته ها صورت نگرفته است.2- در طیفهای ‏‎1h-nmr‎‏ و ‏‎13c-nmr‎‏ شدت نوار با کاهش دما افزایش پیدا میکند، در حالیکه در طیفهای ‏‎14n-nmr‎‏ شدت نوارهای جذبی با کاهش دما کاهش پیدا میکند.3- در مطالعه چرخش حول پیوند ‏‎c-n‎‏ در مولکول ‏‎n‎‏ و ‏‎-n‎‏ دی متیل فرم آمید با استفاده از طیفهای ‏‎14n-nmr‎‏ در دماهای مختلف، یک تغییر قابل ملاحظه در پارامتر غیر تقارن ‏‎(n)‎‏ در مولکول بواسطه تشکیل پیوند دو گانه جزیی رخ میدهد. این بنویه خود بر انرژی حالتهای اسپین هسته تاثیر گذاشته و سبب نقض در قاعده انتخاب ‏‎mi=+-1‎‏ می شود. در این حالت جهش هابر اساس قاعده انتخاب ‏‎mi=+-2‎‏ مشاهده می شوند. این جنبه نیز برای اولین بار در این تز مورد بررسی قرار گرفته است.