-Durchstrahlgeräte Ältere dispersive Technik Modernre FT-Technik H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116, 2010 1
-Durchstrahlgeräte Messprinzip : dispersives Einkanal -Gerät http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/3/anc/ir_spek/ir_geraete.vlu/page/vsc/de/ch/3/anc/ir_spek/ir_spektroskopie/ir_geraetetechnik/ir_8_4/zweistrahl_m35 ht0101.vscml.html H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116, 2010 2
ATR-Technik Attenuated (abgeschwächte) Totalreflexion Reminder: Totalreflexion n dünn = n dicht * sin β 3
-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
-Proben Gas H.Hug/Instrumentelle Analytik/Europa-Nr.:72116, 2010 5
-Proben Flüssig Fest 6
-Proben 7
-Proben KBr und NaCL sind -Durchlässig, daher sind sie gut als Küvetten- und Presslingmaterial geeignet http://www.youtube.com/watch?v=g_pcdai5kgi&feature=related 8
DBÄ 9
-Spektrum, Schwingungsmoden 1 10 Hesse/Meier/Zeeh, Thieme, 2005
-Spektrum, Schwingungsmoden 2 Solomons/Fryhle, Org. Chem. 9th, Wiley, 2008 11
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
Gruppe f [dyn/cm] Gruppe f [dyn/cm] C-H 585000 C=S 585000 4 =C-H 510000 O-H 766000 C-H 479000 N-H 635000 C C 1559000 C-O 500000 C=C 960000 C-N 490000 C-C 450000 C-F 596000 C C 518000 C-Cl 364000 Beispiel: Abschätzung der Wellenzahl der C-H-Streckschwingung in Alkenen ν~ = 510000 4.12 = 3062 [cm -1 ] 0.92 C N 1773000 C-Br 313000 C=O 1210000 C-I 265000 =C=O 1550000 =C=S 750000 C H D N O S P F Cl Br I 12 1 2 14 16 32 31 19 35.5 80 127 C 12 6.00 0.92 1.71 6.46 6.86 8.73 8.65 7.35 8.97 10.43 10.96 H 1 0.92 0.50 0.67 0.93 0.94 0.97 0.97 0.95 0.97 0.99 0.99 D 2 1.71 0.67 1.00 1.75 1.78 1.88 1.88 1.81 1.89 1.95 1.97 N 14 6.46 0.93 1.75 7.00 7.47 9.74 9.64 8.06 10.04 11.91 12.61 Reduzierte Massen, µ O 16 6.86 0.94 1.78 7.47 8.00 10.67 10.55 8.69 11.03 13.33 14.21 S 32 8.73 0.97 1.88 9.74 10.67 16.00 15.75 11.92 16.83 22.86 25.56 P 31 8.65 0.97 1.88 9.64 10.55 15.75 15.50 11.78 16.55 22.34 24.92 F 19 7.35 0.95 1.81 8.06 8.69 11.92 11.78 9.50 12.38 15.35 16.53 Cl 35.5 8.97 0.97 1.89 10.04 11.03 16.83 16.55 12.38 17.75 24.59 27.74 Br 80 10.43 0.99 1.95 11.91 13.33 22.86 22.34 15.35 24.59 40.00 49.08 I 127 10.96 0.99 1.97 12.61 14.21 25.56 24.92 16.53 27.74 49.08 63.50 13
5 14
6 15
7 Nützliche Internet-Links Umfangreiche Datenbank http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng Übungsspektren und weitere Links http://www.chem.ucla.edu/~webspectra/ http://orgchem.colorado.edu/hndbksupport/spectprob/problems.html http://www.chemgapedia.de/multispektroskopie/en/multispectroscopy.html 16
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, N0. 5 17
Lasius Umbratus 9 18
Alkene 10 19 Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003
Alkene 11 Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003 20
Aromaten 12 21
Aromaten 13 22 Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003
Aromaten 14 Merke: Alkene kommen bei höherer Wellenzahl, siehe 11 23 Günzler/Gremlich; -Spektroskopie, Wiley 2003
Aromaten 15 24
Die NO 2 -Gruppe 16 25
Carbonylverbindungen, Carbonylstreckschwingung Überblick 17 O O O O Cl O H N H O O O O H O H O 26
Carbonylverbindungen Carbonsäuren 18 O O H 27
Carbonylverbindungen Ester 19 28
Carbonylverbindungen Ester 20 29
Carbonylverbindungen Lactone 21 30
22 Carbonylverbindungen Säurechloride 31
Carbonylverbindungen Anhydride 23 32
24 Carbonylverbindungen Amide 33
Carbonylverbindungen Aldehyde 25 34
Carbonylverbindungen Aldehyde 26 35
27 Carbonylverbindungen Ketone 36
Carbonylverbindungen Ketone 28 37
29 Carbonylverbindungen Ketone Konjugationseffekte & Ringspannung in cyclischen Ketone 38
Carbonylverbindungen Ketone; Keto-Enol-Tautomerie 30 39
Alkohole 31 40
Alkohole 32 41
Alkohole, Unterscheidung zwischen 1, 2 & 3 33 42
Alkohole, Wasserstoffbrücken und freies O-H 34 43
VdW-Addukt H-Brücken Addukt H = -34 Kj/mol Hohe T Tiefe T
Ether 35 45
Ether 36 46
Amine 37 47
Amine 38 48