Einführung in Die Ultrarotspektroskopie

ISBN-13: 9783642865237 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 426 str.

W. Brugel

Opis

Anschlie13end an die dem menschlichen Auge wahrnehmbare Lichtstrahlung folgt im Spektrum der elektromagnetischen Wel enstrahlung nach langeren Wellen 1 zu ein Bereich, der nach seiner Stellung im Spektrum als Ultrarot ) bezeichnet wird (Abb. 1). Auf der Erfahrung fu13end, da13 diese Strahlung von unserer Haut physiolo gisch als Warme empfunden wird und da13 die hauptsachlichste Quelle fiir diese Strahlung mehr oder weniger heiBe feste Korper sind, wird das Ultrarot oft auch, allerdings weniger genau und treffend, Warmestrahlung genannt. Dieser Bereich des Spektrums, auch sonst von erheblicher theoretischer und praktischer Bedeutung, ist fiir den Physiker und Chemiker deshalb von besonderem Interesse, weil er ihm in besonders schoner und klarer Weise einen Zugang zur Kenntnis des Molekiil- 10'f(J /0'0 1 10'6 10"'1 10-,4 6 w' w. .,, ) L- -L _ . __ . __ ' __ Amcm Ip6 10' 10', ) ---------- --'- "'----------------------- 11 in tfT/" 1 10- 101 II] 4, L, --', --'. . ., ---------------------- J. . in II 6 2 IpH) o," 'p., 1pro, 'pll) 'elf), I, OB, (0 ) (0+, (0, li in HI 'r'Slrahlenr 1-UV-ll '" Mikro-+-/fun-.-+-f?atJlo---J, WEc/lltlstr/jm I-Rantgen' Strohlenj l-Ultrarct -l Wellen sichfbar Abb. l. Lage des ultraroten Spektralbereiches im elektromagnetischen Spektrum baus gibt. Denn in diesem Spektralbereich liegen die Rotations- und Schwingungs spektren der Molekiile, also jene Manifestationen der Anderungen der molekularen Rotations- und Schwingungsenergie, die bei der Wechselwirkung der ultraroten Strahlung mit Materie in jedem der drei Aggregatzustande unter bestimmten Bedingungen eintreten."

Spis treści

I. Teil: Grundzüge der Theorie der ultraroten Spektren im Gaszustand.- 1. Kapitel: Quantentheoretische Grundlagen.- 1. Das Bohrsche Atommodell.- 2. Quantenmechanische Betrachtung.- 2. Kapitel: Die Ultrarotspektren zweiatomiger Moleküle.- 1. Vorbemerkungen.- 2. Rotationsspektren.- 3. Schwingungsspektren.- 4. Rotationsschwingungsspektren.- 5. Intensitätsbetrachtungen.- 3. Kapitel: Symmetrieeigenschaften von Molekülen und Schwingungen.- 1. Symmetrieelemente und Deckoperationen.- 2. Punktgruppen.- 3. Symmetrieeigenschaften von Schwingungen.- 4. Symmetrieeigenschaften von Dipolmomenten und Schwingungszuständen.- 4. Kapitel: Rotationsspektren vielatomiger Moleküle.- 1. Vorbemerkungen.- 2. Lineare Moleküle.- 3. Symmetrische Kreiselmoleküle.- 4. Kugelkreiselmoleküle.- 5. Asymmetrische Kreiselmoleküle.- 5. Kapitel: Schwingungen und Schwingungsspektren vielatomiger Moleküle.- 1. Berechnung der Schwingungsfrequenz.- 2. Schwingungsspektren vielatomiger Moleküle.- 3. Verfeinerung und spezielle Effekte.- 6. Kapitel: Rotationsschwingungsspektren vielatomiger Moleküle.- 1. Lineare Moleküle.- 2. Symmetrische Kreiselmoleküle.- 3. Kugelkreiselmoleküle.- 4. Asymmetrische Kreiselmoleküle.- 5. Moleküle mit innerer Rotation.- 7. Kapitel: Ultrarotspektren von Flüssigkeiten und Festkörpern.- 1. Änderungen in der Rotationsstruktur der Banden.- 2. Schwingungen in Flüssigkeiten und Festkörpern.- II. Teil: Apparative Ausrüstung und präparative Technik der Ultrarotspektroskopie.- 1. Kapitel: Strahlungsquellen.- 1. Allgemeines.- 2. Der Nernst-Stift.- 3. Der Globar.- 4. Spezialstrahlungsquellen.- 2. Kapitel: Monochromatoren.- 1. Spalte.- 2. Abbildungsoptik.- 3. Prismen.- 4. Gitter.- 5. Interferometer-Anordnungen.- 6. Strahlengang.- 7. Kennzeichnungsgrößen von Monochromatoren.- 8. Doppelmonochromatoren.- 9. Justierung und Wellenlängeneichung.- 3. Kapitel: Strahlungsempfänger.- 1. Allgemeines.- 2. Thermoelement und Bolometer.- 3. Pneumatische Strahlungsempfänger.- 4. Photoelektrische Ultrarotstrahlungsempfänger.- 5. Verstärkungs- und Anzeigefragen.- 4. Kapitel: Allgemeines über Spektrometer.- 1. Einstrahlgeräte.- 2. Doppelstrahlgeräte.- 3. Optimale Betriebsbedingungen.- 4. Schnell- oder Abtastspektrometer.- 5. Darstellung von Ultrarotspektren.- 5. Kapitel: Kommerzielle Ultrarotspektrometer.- 1. Cary Instruments, Monrovia.- 2. Baird-Atomic Inc., Cambridge.- 3. Beckman Instruments Inc., Fullerton.- 4. Sir Howard Grubb, Parsons & Co. Ltd., Newcastle upon Tyne.- 5. Hilger & Watts Ltd., London.- 6. Jenoptik Jena GmbH, Jena.- 7. E. Leitz GmbH., Wetzlar.- 8. Perkin-Elmer Corporation, Norwalk.- 9. Pye Unicam Ltd., Cambridge.- 10. Research & Industrial Instruments Co., London.- 11. Jarell-Ash Comp., Waltham.- 12. Compagnie d’Applications Mécaniques à l’Electronique, au Cinema et à l’Atomistique (CAMECA), Courbevoie.- 13. Russisches Ultrarotspektrophotometer.- 14. Spektrometer für das nahe Ultrarot.- 6. Kapitel: Zubehör zu den Spektrometern.- 1. Fenstermaterialien und Kittung.- 2. Küvetten für gasförmige Substanzen.- 3. Flüssigkeitsküvetten.- 4. Schichtdickenmessung bei Flüssigkeitsküvetten.- 5. Sonderformen von Flüssigkeitsküvetten.- 6. Reflektometer.- 7. ATR-Zusätze.- 8. Polarisatoren.- 9. Mikrospektroskopische Ausrüstung.- 10. Integratoren.- 11. Ultrarotfilter.- 7. Kapitel: Ultrarotgeräte ohne spektrale Zerlegung.- 1. Grundprinzipien.- 2. Ultrarot-Absorptions-Schreiber.- 3. Geräte mit nur einem Strahlengang.- 4. Nicht-dispersive Geräte für das nahe Ultrarot.- 8. Kapitel: Präparation der Proben.- 1. Allgemeines.- 2. Gasförmige Substanzen.- 3. Flüssigkeiten.- 4. Feste Körper.- 5. Bearbeitung von Küvettenfenstern und Trägerplatten.- III. Teil: Methoden der praktischen Ultrarotspektroskopie.- 1. Kapitel: Konstitutionsaufklärung.- 1. Charakteristische Frequenzen.- 2. Durchführung der Konstitutionsanalyse.- 3. Intensitätsspektroskopie.- 2. Kapitel: Qualitative Analyse.- 1. Qualitative Analyse.- 2. Reinheitsprüfung.- 3. Katalogisierungs- und Dokumentationsfragen.- 3. Kapitel: Quantitative Analyse.- 1. Absorptionsgesetz.- 2. BEERsches Gesetz.- 3. Integrale Absorption.- 4. Problemstellungen und Auswerte verfahren.- 5. Fehlerbetrachtungen.- 4. Kapitel: Reflexions-, Polarisations- und mikrospektroskopische Messungen.- 1. Möglichkeit und Grenze der Reflexionsspektroskopie.- 2. Grundformeln der Reflexionsspektroskopie.- 3. ATR-Technik.- 4. Diffuse Reflexion.- 5. Polarisationsmessungen.- 6. Mikrospektroskopische Messungen.- IV. Teil: Ergebnisse und Anwendungen.- 1. Kapitel: Die Ultrarotspektren wichtiger Stoffgruppen.- 1. Paraffine und Cycloparaffine.- 2. Olefine und Cycloolefine.- 3. CarbonylVerbindungen.- 4. Sonstige sauerstoffhaltige Verbindungen.- 5. Stickstoffhaltige Verbindungen.- 6. Aromatische Ringsysteme.- 7. AcetylenVerbindungen.- 8. Verbindungen mit Halogenen, Schwefel, Silicium und Phosphor.- 2. Kapitel: Hochmolekulare Substanzen.- 1. Allgemeine Gesichtspunkte.- 2. Hochpolymere Natur- und Kunststoffe.- 3. Kondensationsprodukte und kompliziertere Naturstoffe.- 3. Kapitel: Anorganische Substanzen.- 1. Grundsätzliches.- 2. Eigenschwingungen von Ionenkristallen.- 3. Gläser.- 4. Kapitel: Spezielle Effekte und Anwendungen.- 1. Wasserstoffbrückenbindung.- 2. Rotationsisomerie.- 3. Induzierte Absorption.- 4. Kristalle.- 5. Anwendungen in der Thermodynamik.- 6. Verschiedenes.