IR-Durchstrahlgeräte. Ältere dispersive Technik. Modernre FT-Technik IR 1. H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116, 2010

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1 -Durchstrahlgeräte Ältere dispersive Technik Modernre FT-Technik H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116,

2 -Durchstrahlgeräte Messprinzip : dispersives Einkanal -Gerät ht0101.vscml.html H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116,

3 ATR-Technik Attenuated (abgeschwächte) Totalreflexion Reminder: Totalreflexion n dünn = n dicht * sin β 3

4 -Strahlungsquellen SiC-Kristall Strahlungscharakteristik eines heissen Körpers (Der Schwarze Strahler) ZrO 2 & Y 2 O 3 Die Atome im Kristallgitter werden durch die Wärmeenergie zu Schwingungen (Gitterschwingungen) angeregt. Dadurch werden die Atome zu Sendern von -Strahlung. 4 H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116, 2010

5 -Proben Gas H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116,

6 -Proben Flüssig Fest 6

7 -Proben 7

8 -Proben KBr und NaCL sind -Durchlässig, daher sind sie gut als Küvetten- und Presslingmaterial geeignet 8

9 DBÄ 9

10 -Spektrum, Schwingungsmoden 1 10 Hesse/Meier/Zeeh, Thieme, 2005

11 -Spektrum, Schwingungsmoden 2 Solomons/Fryhle, Org. Chem. 9th, Wiley,

12 Ein einfaches Masse-Feder-Modell erlaubt uns die Molekülschwingung gut zu verstehen. Mit diesem Modell sind gute Abschätzungen der Schwingungsfrequenz bzw. der Wellenzahl möglich. In diesem Modell wird die Bindung zwischen zwei Atomen durch eine Feder ersetzt. Die Stärke der Feder entspricht der Stärke der Bindung und wird durch die Kraftkonstante f ausgedrückt. ν~ ν~ f ν~ 3 M 1 M 2 f Dieses Modell entspricht dem unteren Modell, wenn man die Massen M durch die reduzierte Masse µ ersetzt: M1 * M2 µ ν~ µ ν~ [cm -1 ] = 4.12 = M + M 1 2 Hierin sind M 1 und M 2 die Atommassen welche dem PSE entnommen werden Die Kraftkonstante f wird in dyn/cm eingesetzt. 1 dyn = 10-6 N f µ Diese einfache Beziehung sagt aus: Je stärker die Bindung (grosses f ) desto grösser ist die Wellenzahl der Schwingung Je grösser µ (also die Schwingende Masse) desto kleiner ist die Wellenzahl der Schwingung 12

13 Gruppe f [dyn/cm] Gruppe f [dyn/cm] C-H C=S =C-H O-H C-H N-H C C C-O C=C C-N C-C C-F C C C-Cl Beispiel: Abschätzung der Wellenzahl der C-H-Streckschwingung in Alkenen ν~ = = 3062 [cm -1 ] 0.92 C N C-Br C=O C-I =C=O =C=S C H D N O S P F Cl Br I C H D N Reduzierte Massen, µ O S P F Cl Br I

14 5 14

15 6 15

16 7 Nützliche Internet-Links Umfangreiche Datenbank Übungsspektren und weitere Links

17 8 δ CH2 Ötzi, hielt seine Lederklamotten durch Einfetten geschmeidig. Das lässt sich aus -spektroskopischen Untersuchungen schliessen O ν C=O O - O -Ca 2+ O δ CH2 ν C=O Püntner/Moss; CHIMIA 2010, 64, N

18 Lasius Umbratus 9 18

19 Alkene Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003

20 Alkene 11 Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley

21 Aromaten 12 21

22 Aromaten Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003

23 Aromaten 14 Merke: Alkene kommen bei höherer Wellenzahl, siehe Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003

24 Aromaten 15 24

25 Die NO 2 -Gruppe 16 25

26 Carbonylverbindungen, Carbonylstreckschwingung Überblick 17 O O O O Cl O H N H O O O O H O H O 26

27 Carbonylverbindungen Carbonsäuren 18 O O H 27

28 Carbonylverbindungen Ester 19 28

29 Carbonylverbindungen Ester 20 29

30 Carbonylverbindungen Lactone 21 30

31 22 Carbonylverbindungen Säurechloride 31

32 Carbonylverbindungen Anhydride 23 32

33 24 Carbonylverbindungen Amide 33

34 Carbonylverbindungen Aldehyde 25 34

35 Carbonylverbindungen Aldehyde 26 35

36 27 Carbonylverbindungen Ketone 36

37 Carbonylverbindungen Ketone 28 37

38 29 Carbonylverbindungen Ketone Konjugationseffekte & Ringspannung in cyclischen Ketone 38

39 Carbonylverbindungen Ketone; Keto-Enol-Tautomerie 30 39

40 Alkohole 31 40

41 Alkohole 32 41

42 Alkohole, Unterscheidung zwischen 1, 2 &

43 Alkohole, Wasserstoffbrücken und freies O-H 34 43

44 VdW-Addukt H-Brücken Addukt H = -34 Kj/mol Hohe T Tiefe T

45 Ether 35 45

46 Ether 36 46

47 Amine 37 47

48 Amine 38 48