UV-Vis und Infrarot Flashcards
Was versteht man unter CD-Spektroskopie? Was kann damit untersucht werden?
- Zirkulardichroismus Spektroskopie
- untersucht: chirale Moleküle->aminosäuren und Proteine
Was bedeutet Dichroismus?
-Eigenschaft bestimmter Materialien Licht in abhängigkeit der Polarisation unterschiedlich stark zu absorbieren
Was ist zirkular polarisiertes Licht? Welche Arten?
- 2 Polarisationsebenen Senkrecht zueineander mit gleicher Wellenlänge
- >oszillieren mit einem Phasenunterschied von 90°
- Phasenverschiebung +90°->rechtsgängige Spirale ->Uhrzeigersinn->rechts polarisiert
- Phasenverschiebung -90% ->linksgängige Spirale gegen Uhrzeigersinn-linkspolarisiert
Was bedeutet Zirkulardichroismus?
- bestimmte Materialien absorbieren links und rechts polarisiertes Licht in unterschiedlichem Umfang
- >Zirkulardichroismus
Welche verschiedenen Arten von Energie kann ein Molekül in Gasphase haben?
1) Translationsenergie (kinetische Energie)
2) Rotationsenergie (potentielle Energie)
3) Schwingungsenergie (potentielle Energie)
4) Elektronische Anregungsenergie (potentielle Energie)
Was lässt sich zu den Schwingungs-freiheitsgraden eines Moleküls sagen?Wie werden sie bestimmt?(linear/nicht-linear)
Anzahl der Normalschwingungen ergibt sich aus:
- Translation und Rotation->reine relative Bewegung der Atome zueinander->jeweils 3 Freiheitsgrade->-6
- lineare moleküle-> nur 2 rotationsfreiheitsgrade, da Rotationen nicht mit Bewegung Atome verbunden sind->1 Schwingungsfreiheitsgrad mehr
Was ist die Auswahlregel der Infrarotspektroskopie?
-Das Übergangsdipolmoment für den Übergang zwischen den Zuständen ψ1 und ψ2 muss ungleich Null sein
Allgemeine Auswahlregel IR:Absorption erfolgt nur dann, wenn sich das vorhanden Dipolmoment während der Schwingung ändert oder während der Schwingung entsteht
Welche Arten der Normalschwingung gibt es?
- Valenzschwingung(Streckschwingung): Schwingungen bei denen eine Änderung der Bindungslänge erfolgt->Abkürzung v
- >symmetrisch(vs) und antisymmetrisch(vas) - Deformationsschwingung(Biegeschwingung):
- Schwingungen bei denen eine Änderung des Bindewinkels erfolgt->Abkürzung δ
- >symmetrisch(δs) und antisymmetrsich(δas)
- >in plane δip->in der Ebene des Moleküls und δop->aus der Ebene heraus
Welche Normalschwingungen sind infrarotaktiv?
- alle 3
- symmetrische valenz und Deformationsschwingung ->Orientierung des Wasserdipols bleibt bestehen, ändert aber seine Stärke
Welche Normalschwingungen sind infrarotaktiv?
- symmetrische Streckschwingung infrarotinaktiv->beide C=O-Dipole heben sich auf
- antisymmetrische Streckschwingung IR-aktiv
- Biegungsschwingung zweifach entartet-> führt also nur zu einem Signal im Spektrum
Was lässt sich zur benötigten Energie der Schwingungen sagen?CO2
- Deformationsschwingungen:zwei identische Bewegungen in aufeinander senkrechten Ebenen; ohne äußeren Einfluss sind sie energetisch gleichwertig, also entartet;benötigen am wenigsten Energie und sind daher am langsamsten(667,3 cm-1 )
- symmetrische Valenzschwingungen-> mehr Energie ->schneller(1388,3 cm-1 )
- antisymmetrsiche Valenzschwingung-> am meisten Energie((2349,3 cm-1 )->am schnellsten
Energiebedarf Normalschwingungen Wasser?
- ähnlich Kohlenstoff
- nur Valenzschwingungen deutlich ähnlicher vom energiebedarf
Was gilt für den Harmonischen Oszillator?
- Energieniveaus sind äquidistant (ℎ𝜔)
- Es gibt unendlich viele Energieniveaus
- Es gibt keine Dissoziation
- Spezielle Auswahlregel: ∆𝑣 = ±1
Wie unterscheidet sich der anharmonische Oszillator vom harmonischen?
-für Berücksichtigung der Anharmonizität und Dissoziation zu berücksichtigen-> Morsepotential eingesetzt
Die Zahl der Energieniveaus ist endlich Es gibt eine obere Grenze, die Dissoziationsenergie Die Abstände der Energieniveaus sind nicht äquidistant (Anharmonizität)
Warum ist ein Schwingungsübergang durch Absorption von IR Strahlung machmal auch mit Rotationsübergängen verbunden?
- Schwingungsanregung verändern sich die die Bindungslängen im Molekül und damit auch das Trägheitsmoment. Dies wiederum hat Einfluss auf die Rotationen des Moleküls
- aber Schwing. Übergang auch ohne Rot. Übergang möglich
Aufbau klassisches IR-Gitterspektrometer?
-
Wie erfolgt grundlegend quantitative Berschreibungder Absorption bei der IF-Spektroskopie?
- Lambert-Beer-Gestetz
- immer nur für eine bestimmte Wellenläne->I0(λ) und I(λ)
Wo findet die IR-Spektroskopie Anwendung in der Biologie? Wieso?
- Analyse Sekundärstrukturen von Proteinen
- Großteil der Informationen durch Amid 1-Bande, da
durch C=O Streckschwingung der Peptidbindung hervorgerufen
- C=O-> im Peptidrückgrat eines Proteins in den verschiedenen Sekundärstukturelementen an Wasserstoffbrücken unterschiedlicher Bindungsstärke beteilig
- unterschiedlichen Bandenlagen der Amid I Bande für die verschiedenen Sekundärstrukturelementen wie z.B. a Helix, Faltblatt, Turns oder ungeordneten Strukturen
Wo findet IR-Spektroskopie Anwendung?
FT-IR Spektrometer Aufbau?
- Strahlungsquelle emittiert breitbandig->mit Spiegeloptik als Parallelstrahl in Michelson Inferometer
- halbdurchlässiger Strahlenteiler(Beamsplitter) teilt Strahl in einen Ast mit festen Spielgel und ein Ast mit beweglichen Spiegel-> entlang der Strahlenachse verschiebbar
- bei Rekombination beider Strahlen entsteht, abhängig von Differenz der Wegstrecke ein Interferenzsignal
