Uhlík, C, je prvek, který je základní součástí organických sloučenin. Má velkou schopnost vytvářet lineární řetězce a cykly, díky tomu je variabilita jeho sloučenin vysoká. Průmyslově se jedná o velice důležitý prvek, protože některé jeho sloučeniny jsou základní energetické suroviny (ropa, uhlí, plyn). V současné době známe zhruba 10 miliónů sloučenin uhlíku.

Elementární uhlík vytváří řadu alotropů. Na Zemi je tvořen převážně směsí dvou izotopů ¹²C a ¹³C, ve svrchních vrstvách atmosféry vzniká radioaktivní izotop ¹⁴C, který postupně klesá na zemský povrch a v malých koncentracích je přítomen v živých organismech, to umožňuje datovat stáří dřevěných (obecněji organických) předmětů pomocí radioizotopové metody. ¹⁴C srážkou neutronu s jádrem dusíku ¹⁴N.

$$ ^1_0n +\ ^{14}_{7}N \rightarrow\ ^{14}_6C +\ ^1_1p$$

Rozpad jádra probíhá mechanismem β^–, poločas rozpadu je asi 5700 let.

$$\ ^{14}_6C \rightarrow\ ^{14}_7C +\ ^0_{-1}e^-$$

NMR

Izotop ¹³C má v NMR nižší citlivost než ¹H, ale podstatně větší rozsah chemických posunů. Zastoupení v přírodě je pouze 1,1 %, proto měření probíhá nejčastěji s protonovým dekaplerem, aby nedocházelo k dalšímu snižování intenzity píků spin-spinovou interakcí. Velmi často se pro zvýšení citlivosti využívá techniky přenosu polarizace z protonů (např. INEPT). Pokud jsou na uhlík vázány protony, lze využít 2D techniky, např. HSQC a HMBC. U velmi koncetrovaných vzorků lze měřit i interakce mezi jádry ¹³C, technika se nazývá INADEQUATE.

Důležitou informaci nesou i uhlíkové satelity v ¹H NMR, jejich přítomnost je dána štěpením protonového signálu uhlíkem ¹³C. Vzhledem k zastoupení jádra ¹³C pozorujeme pouze satelity, většina vzorku je tvořena izotopomerem obsahujícím ¹²C, který štěpení nezpůsobuje.[7]

Odkazy

1. Uhlík na české wikipedii
2. Uhlík na anglické wikipedii
3. Časopis Carbon
4. Carbon nanomaterials for high-performance supercapacitors
5. ¹³C NMR
6. INADEQUATE NMR
7. Information-Rich ¹³C Satellites

Navigace