Einführung in Die Physikalische Chemie: Teil V: Molekülspektroskopie

ISBN-13: 9783540129837 / Niemiecki / Miękka / 1984 / 156 str.

Heinrich Labhart; E. Haselbach

Opis

Die Molekulspektroskopie umfasst die mannigfaltigen Erschei nungen der Wechselwirkung von MolekUlen mit elektromagneti scher Strahlung. Besonders fruchtbar erwiesen hat sich das Studium der Absorption und der Emission von Strahlung sowie der Ionisation durch Strahlung. Diese Vorgange bilden heute wohl die ergiebigste Quelle zur Erforschung der energetischen Eigenschaften von Molekulen. DarUber hinaus erlauben sie auch RUckschlUsse auf den geometrischen Bau und auf die Elektronenstruktur. Da die Theorie der Wechselwirkung zwi schen Strahlung und Materie weitgehend ausgearbeitet ist und in vielen Fallen quantitativ durchgefUhrt werden kann, ist die Aussagekraft spektroskopischer Experimente gross. In andern Fallen, wo eine theoretische Analyse nicht voll standig moglich ist, konnen die Spektren wenigstens zur ana lytischen Charakterisierung von Substanzen dienen. Oft sind empirisch gefundene Korrelationen spektraler Banden mit funk tionellen Gruppen eine wirksame Hilfe bei Strukturaufklarungen. Besondere Vorteile der meisten spektroskopischen Methoden sind der geringe Substanzbedarf und der Umstand, dass die Substanz dabei nicht zerstort wird. Viele dieser Methoden eignen sich deshalb auch zum Nachweis und zur Charakterisie rung von kurzlebigen Zwischenprodukten bei Reaktionen. 1. 1. Beschreibung der Strahlung Um einen moglichst hohen Grad von Anschaulichkeit zu wahren, verzichten wir auf eine einheitliche Beschreibung der elek tromagnetischen Strahlung. Wir stellen sie einerseits als elektromagnetische Welle dar, welche sich im Vakuum mit der 8 Lichtgeschwindigkeit c = 3'10 m/s fortpflanzt und bei einer Wellenlange A eine Frequenz v = C/A besitzt. Oft wird statt der Frequenz die Wellenzahl v = l/A angegeben."

Spis treści

1. Einleitung.- 1.1. Beschreibung der Strahlung.- 1.2. Allgemeine Gesetze der Wechselwirkung von Strahlung mit Molekülen.- 1.3. Eine Gesamtheit von Molekülen im Strahlungsfeld.- 1.4. Unterteilung des Gebietes der Molekül- Spektroskopie.- 2. Magnetische Kernresonanz.- 2.1. Eigenschaften von Kernen.- 2.2. Kerne im Magnetfeld.- 2.3. Experimentelle Anordnungen zur Beobachtung der Kernresonanz.- 2.4. Das Magnetfeld am Ort der Kerne.- 2.5. Durch Bindungselektronen vermittelte Wechselwirkung zwischen Kernspins.- 2.6. Abhängigkeit der Kernresonanzspektren von der Bewegung der Moleküle.- 2.7. Quadrupoleffekte.- 2.8. Kernresonanzspektren in flüssiger Lösung.- 2.9. Signalform und kinetische Phänomene.- 3. Elektronenspinresonanz.- 3.1. Freies Elektron im Magnetfeld.- 3.2. Experimentelles.- 3.3. Das Elektronenspinresonanz-Spektrum von atomarem Wasserstoff.- 3.4. Aromatische Radikalionen.- 3.5. Alkyl-Radikale.- 3.6. Linienform und Relaxationseffekte.- 4. Übergänge zwischen Rotationszuständen.- 4.1. Das Rotationsspektrum von linearen Molekülen.- 4.2. Experimentelles.- 4.3. Rotationsspektren nicht linearer Moleküle.- 4.4. Auswertung von Rotationsspektren.- 5. Übergänge zwischen Vibrationszuständen.- 5.1. Das Vibrationsspektrum eines zweiatomigen Moleküls.- 5.2. Experimentelles zur IR-Spektroskopie.- 5.3. Das Rotations-Schwingungsspektrum von zweiatomigen Molekülen.- 5.4. Infrarotspektren mehratomiger Moleküle.- 5.4.1. Normalschwingungen und Normalkoordinaten.- 5.4.2. Gruppenschwingungen.- 5.4.3. IR-Spektren in kondensierter Phase.- 5.5. Anwendungen der IR-Spektroskopie.- 5.6. Raman-Spektren.- 6. Übergänge zwischen Elektronenzuständen.- 6.1. Das Spektrum eines Elektrons im eindimensionalen Potentialkasten.- 6.2. Das Spektrum eines zweiatomigen Moleküls im Gaszustand.- 6.2.1. Das elektronische Übergangsmoment.- 6.2.2. Der Pranck-Condon-Paktor.- 6.2.3. Die Rotations-Auswahlregeln.- 6.3. Spektren von mehratomigen Molekülen in Lösung.- 6.4. Charakterisierung von Absorptionsbanden in Lösung.- 6.5. Beobachtungsmaterial und seine Deutung im Hückelmodell.- 6.6. Desaktivierung von Molekülen in Lösung.- 6.7. Induzierte Emission, Laser.- 7. Photoelektronen-Spektroskopie.- 7.1. Prinzip.- 7.2. Experimentelles.- 7.3. UV-Photoelektronenspektren.- 7.4. Deutung von UV-Photoelektronenspektren im MO-Modell.- 7.5. X-Photoelektronenspektren (ESCA).- 8. Röntgenfluoreszenz-Spektroskopie.- 8.1. Prinzip.- 8.2. Experimentelles.- 8.3. Anwendung der Röntgenfluoreszenz- Spektroskopie.- 9. Mössbauer-Spektroskopie.- 9.1. Prinzip und Experimentelles.- 9.2. Anwendungen.- 10. Elektronenstoss-Spektroskopie.- 10.1. Prinzip.- 10.2. Experimentelles.- 10.3. Elektronenenergie-Verlust-Spektren.- 10.4. Elektronen-Transmissions-Spektren.- Anhang I Zur quantenmechanischen Behandlung der Wechselwirkung von Strahlung mit Molekülen.- Anhang II Berechnung von Übergangsmomenten für zweiatomige Moleküle.- 2. Umschlagseite: Internationales Mass-System (SI-Einheiten).- 3. Umschlagseite: Naturkonstanten.