Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen

Orgaanisten yhdisteiden rakenteen määritykseen on olemassa useita eri tekniikoita, joista ydinmagneettinen resonanssispektroskopia (NMR, nuclear magnetic resonance spectroscopy) on yksi tärkeimmistä. Pienten ja yksinkertaisten molekyylien tapauksessa NMR-spektrin tulkinta on useimmiten suoraviivaist...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Martonen, Henri
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Kemian laitos, Department of Chemistry, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2019
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/66778
_version_ 1826225732774264832
author Martonen, Henri
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Martonen, Henri Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Martonen, Henri Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Martonen, Henri
datasource_str_mv jyx
description Orgaanisten yhdisteiden rakenteen määritykseen on olemassa useita eri tekniikoita, joista ydinmagneettinen resonanssispektroskopia (NMR, nuclear magnetic resonance spectroscopy) on yksi tärkeimmistä. Pienten ja yksinkertaisten molekyylien tapauksessa NMR-spektrin tulkinta on useimmiten suoraviivaista ja nopeaa. Molekyylien monimutkaistuessa ja atomien määrän kasvaessa kymmeniin, satoihin ellei jopa tuhansiin, kemiallisten siirtymien assignointi vaikeutuu huomattavasti tai muuttuu mahdottomaksi. Ratkaisuksi tähän on kehitetty erilaisia tapoja laskea kemiallisia siirtymiä (ja spin-spin-kytkeytymisiä), joiden avulla voidaan verrata kokeellista ja laskettua spektriä. Halu varmistua rakenteen oikeasta määrityksestä onkin useimmiten syy, jonka takia NMR-laskuja suoritetaan. Kirjallisuudesta löytyy useita esimerkkejä, joissa luonnossa esiintyvän yhdisteen rakenne on mittausten perusteella määritetty väärin. Useimmiten ongelma on rakenteen stereokemiassa, jolloin ero määritetyn ja oikean rakenteen välisissä NMR-spektreissä on pieni. Moni tällainen virheellinen tulkinta on korjattu laskennallisen kemian avulla. Tässä Pro gradu -tutkielmassa käsitellään ydinmagneettisen resonanssin teoriaa ja menetelmiä, joilla voidaan ennustaa kemiallisia siirtymiä molekyylin rakenteen perusteella. Tutkielman tarkoituksena on erityisesti pienentää kuilua kokeellisen ja laskennallisen kemian välillä. Tutkielmassa keskitytään kvanttimekaanisiin menetelmiin, jotka ovat pääosin niin sanottuja ab initio -menetelmiä eli täysin teorialähtöisiä. Tällaiset menetelmät ovat kuitenkin usein laskennallisesti hyvin raskaita, jolloin menetelmää valittaessa täytyy tehdä kompromissi käytettävän ajan ja halutun tarkkuuden välillä. Lisäksi työssä käydään läpi eri tekijöitä, jotka on otettava huomioon, että laskettu ja kokeellinen spektri vastaisivat toisiaan mahdollisimman hyvin tai arvioitaessa laskennallisen tuloksen luotettavuutta.
first_indexed 2019-12-13T21:06:48Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Tuononen, Heikki", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Mansikkam\u00e4ki, Akseli", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Martonen, Henri", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2019-12-13T07:49:59Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2019-12-13T07:49:59Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2019", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/66778", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Orgaanisten yhdisteiden rakenteen m\u00e4\u00e4ritykseen on olemassa useita eri tekniikoita, joista ydinmagneettinen resonanssispektroskopia (NMR, nuclear magnetic resonance spectroscopy) on yksi t\u00e4rkeimmist\u00e4. Pienten ja yksinkertaisten molekyylien tapauksessa NMR-spektrin tulkinta on useimmiten suoraviivaista ja nopeaa. Molekyylien monimutkaistuessa ja atomien m\u00e4\u00e4r\u00e4n kasvaessa kymmeniin, satoihin ellei jopa tuhansiin, kemiallisten siirtymien assignointi vaikeutuu huomattavasti tai muuttuu mahdottomaksi. Ratkaisuksi t\u00e4h\u00e4n on kehitetty erilaisia tapoja laskea kemiallisia siirtymi\u00e4 (ja spin-spin-kytkeytymisi\u00e4), joiden avulla voidaan verrata kokeellista ja laskettua spektri\u00e4. Halu varmistua rakenteen oikeasta m\u00e4\u00e4rityksest\u00e4 onkin useimmiten syy, jonka takia NMR-laskuja suoritetaan. Kirjallisuudesta l\u00f6ytyy useita esimerkkej\u00e4, joissa luonnossa esiintyv\u00e4n yhdisteen rakenne on mittausten perusteella m\u00e4\u00e4ritetty v\u00e4\u00e4rin. Useimmiten ongelma on rakenteen stereokemiassa, jolloin ero m\u00e4\u00e4ritetyn ja oikean rakenteen v\u00e4lisiss\u00e4 NMR-spektreiss\u00e4 on pieni. Moni t\u00e4llainen virheellinen tulkinta on korjattu laskennallisen kemian avulla.\n\nT\u00e4ss\u00e4 Pro gradu -tutkielmassa k\u00e4sitell\u00e4\u00e4n ydinmagneettisen resonanssin teoriaa ja menetelmi\u00e4, joilla voidaan ennustaa kemiallisia siirtymi\u00e4 molekyylin rakenteen perusteella. Tutkielman tarkoituksena on erityisesti pienent\u00e4\u00e4 kuilua kokeellisen ja laskennallisen kemian v\u00e4lill\u00e4. Tutkielmassa keskityt\u00e4\u00e4n kvanttimekaanisiin menetelmiin, jotka ovat p\u00e4\u00e4osin niin sanottuja ab initio -menetelmi\u00e4 eli t\u00e4ysin teorial\u00e4ht\u00f6isi\u00e4. T\u00e4llaiset menetelm\u00e4t ovat kuitenkin usein laskennallisesti hyvin raskaita, jolloin menetelm\u00e4\u00e4 valittaessa t\u00e4ytyy tehd\u00e4 kompromissi k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4n ajan ja halutun tarkkuuden v\u00e4lill\u00e4. Lis\u00e4ksi ty\u00f6ss\u00e4 k\u00e4yd\u00e4\u00e4n l\u00e4pi eri tekij\u00f6it\u00e4, jotka on otettava huomioon, ett\u00e4 laskettu ja kokeellinen spektri vastaisivat toisiaan mahdollisimman hyvin tai arvioitaessa laskennallisen tuloksen luotettavuutta.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2019-12-13T07:49:59Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2019-12-13T07:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2019", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "108", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ydinmagneettinen resonanssi", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ab initio", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201912135245", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Kemian laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Chemistry", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Fysikaalinen kemia", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Physical Chemistry", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4032", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kvanttimekaniikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "atomit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "molekyylit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "spektrit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "liuottimet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kemia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "protonit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "laskennallinen kemia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "elektronit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "NMR-spektroskopia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_66778
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:02Z
main_date 2019-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2019
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/0a596009-0402-4bee-85ab-3b91fc5e5e6c\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201912135245.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2019
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Martonen, Henri Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen ydinmagneettinen resonanssi ab initio Fysikaalinen kemia Physical Chemistry 4032 kvanttimekaniikka atomit molekyylit spektrit liuottimet kemia protonit laskennallinen kemia elektronit NMR-spektroskopia
title Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
title_full Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
title_fullStr Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
title_full_unstemmed Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
title_short Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
title_sort johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
title_txtP Johdatus kemiallisten siirtymien kvanttimekaaniseen laskemiseen
topic ydinmagneettinen resonanssi ab initio Fysikaalinen kemia Physical Chemistry 4032 kvanttimekaniikka atomit molekyylit spektrit liuottimet kemia protonit laskennallinen kemia elektronit NMR-spektroskopia
topic_facet 4032 Fysikaalinen kemia NMR-spektroskopia Physical Chemistry ab initio atomit elektronit kemia kvanttimekaniikka laskennallinen kemia liuottimet molekyylit protonit spektrit ydinmagneettinen resonanssi
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/66778 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201912135245
work_keys_str_mv AT martonenhenri johdatuskemiallistensiirtymienkvanttimekaaniseenlaskemiseen