Seite 1 UV/IR-Kurs UV/IR- Kurs OC1-Praktikum Dr. Julia Wirmer-Bartoschek Schwalbe Gruppe N160 Raum 315 [email protected]Seite 2 UV/IR-Kurs Spektroskopische Methoden, Messgrössen ν ∗ λ = c E = h * ν c ~ ν λ ν = = 1 ν ~ λ = Wellenlänge ν = Frequenz = Wellenzahl c = Lichtgeschwindigkeit (3*10 10 cm/s) h = Plank‘sche Konstante (6,63*10 -34 Js) 10 -10 10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 10 0 10 2 Wellenlänge (cm) γ-rays x-rays UV VIS IR μ-wave radio Seite 3 UV/IR-Kurs Absorption/Emission von Licht • Absorption von Licht geeigneter Frequenz: → Übergang vom Grundzustand in den angeregten Zustand Übergang • Emission: → Rückkehr in den Grundzustand → Spontan oder simuliert Absorption hν Emission hν ψ 0 ψ 1 ψ 1 ψ 0 ΔE=E(ψ 1 )-E(ψ 2 ) Seite 4 UV/IR-Kurs UV-Spektren • Schematisches Absorptionsspektrum • Anwendung: → Nachweis von bestimmten funktionellen Gruppen → Erkennung konjugierter Doppelbindungen → Bestimmung von Konzentrationen von Proteinen und Nucleinsäuren → Kinetiken → Einsatz als Detektor in der Chromatographie Licht Intensität Wellenlänge λ I 0 I
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UV/IR-Kurs Spektroskopische Methoden, Messgrössenschwalbe.org.chemie.uni-frankfurt.de/sites/default/files/oc1p/IR... · Seite 17 UV/IR-Kurs Spektrale Bereiche im IR-Spektrum C –
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• Absorption von Licht geeigneter Frequenz: → Übergang vom Grundzustand in den angeregten Zustand Übergang
• Emission:→ Rückkehr in den Grundzustand→ Spontan oder simuliert
Absorptionhν Emission hν
ψ0
ψ1 ψ1
ψ0
ΔE=E(ψ1)-E(ψ2)Seite 4
UV/IR-KursUV-Spektren
• Schematisches Absorptionsspektrum
• Anwendung:→ Nachweis von bestimmten funktionellen Gruppen→ Erkennung konjugierter Doppelbindungen→ Bestimmung von Konzentrationen von Proteinen und Nucleinsäuren→ Kinetiken→ Einsatz als Detektor in der Chromatographie
LichtIntensität
Wellenlänge λ
I0
I
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UV/IR-KursLambert-Beersche‘s Gesetz
• Absorptionsspektroskopie
• Abnahme der Strahlungsintensität durch Absorption:
• Lambert-Beersche‘s Gesetz
dcIIlogE ⋅⋅== ε0
deII ⋅−= α0
dc,dIIln ⋅⋅⋅=⋅= εα 30320
α= Extinktionskoeffizient der Lösung
ε=molarer Extinktionskoeffizient
d= SchichtdickeSeite 6
UV/IR-KursChromophore Gruppen im UV
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UV/IR-KursIR-Spektroskopie
• Prinzip:→ Durch Absorption von Infrarot-Strahlung (IR) werden
Schwingungnen im Molekül angeregt
• Ziel:→ Erkennung funktioneller Gruppen durch charakteristische
Schwingungsniveaus→ Harmonischer Oszillator schwingt um
die Gleichgewichtslage auch bei hoher Energie
• Reales Zweiatomiges Molekül→ Diskrete Schwingungsniveaus→ Assymetischer Verlauf der
Potentialkurve→ Ungleiche Abstände der
Schwingungsniveaus→ Dissoziation des Moleküls bei hoher
Energie
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UV/IR-KursAnharmonischer Oszillator
• Anharmonischer Oszillator als bessere Beschreibung:→ Morse Potential→ nicht äquidistante Energieniveaus→ Dissoziationsgrenze vorhanden→ bei RT v=0 hauptsächlich besetzt
aDifference between stretching frequency of C=O and stretching frequency of a~i\1 &
saturated ketone (1715 cm-)."
o-H, N-H, C-H
fingerprint Bereich
Aromaten
fingerprint Bereich: uncharakleristis::h
Gerüst- Ober- und Kombination=hwingun~~C,C-O,C-X
3700 2800 2000 1600 1400
I4000
I3000
I2000
I1600
I1400
I1200
I1000
I800
I600
I400
C-O
Alkohole
Ether
3700 3000
OH, NH
Alkohole
Amine
2500 1900
I
C=C C=N- , -X=C=V
Alkine
Nitrile
1600 1450
L.:J
Aromat
1680 1590
C=C L-J Alkene
1260 1000 900 680
1...1__---'I I I
Ö (\~-H)/
Aromat
Substi tuti on snuster
\ \ 3100' 2800
C-H U--.J C-H/
Alkene AlkaneAromaten
1800 1650
L-J C=O
Aldehyde
KetoneCarbonsäure
1000 675
1 I
Ö (\~-H)/
Alkene
TabtUt A.135 (Fortstlzung)
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Tabelle A.135 (Fortsetzung)
Wellenzahl'l in cm-' Schwingungilyp Verbindungen WellenzahPl in cm- I Schwingungstyp Verbindungen
I) ss = sehr stark, s = stark, m = mittel, w = schwach, b = br~it, sb = sehr breit
2900...2400 m -Q-D-Yalenz-N-D-Yalenz
2830...2815 m -O-CH3-Yalenz2820...2760 m -N-CH3-Yalenz2820...2720 m -C(O)-H-Valenz2600...2550 w -S-H·Yalenz2300...2 100 m-s -{)eX·Yalenz
(X=C,N,O)2270...2000 s -Y==C=X-Yalenz
(Y=N,C; X=O,S)-N).valenz
2260...2190 w -CeoC·Yalenze
2260 m -N-N-Yalenz2260...2210 m --e.=.N-Yalenz2185 ...2120 m -N=C-Yalenz2140...2100 m -e-c-Yalenz1850...1600 s -C-O-Yalenz1785...1700 s -e=O-Yalenz1840... 1780 s -e=O'Yalenz1780...1720 s1780...1750 s -e=O-Yalenz.1760...1700 s -e-O-Yalenz1720...1690 s -e-O-Yalenz
1750...1730 s -e=O-Yalenz1730... 1710 s -e-O-Yalenz
1745 s -e=Q-Yalenz1715 s --C-O-Yalenz1705 s -C-O-Yalenz1715... 1680 s -e=Q-Yalenz
1690... 1630 s -e=N.Yalenz1690... 1660 s -e=o-Yalenz1690... 1650 s -C=Q-Yalenz
1675... 1630 m -C=C-Yalenz1650... 1620 m -NH2·Deform.1650... 1550 m ~N-H-Deform.
1630... 1615 m H-O-H-Deforrn.1610... 1590 m Ringschwingung
1610...1560 ss -CO-Valenz in COOe1600...1775 -NHf-Deform.15001570, .. 1510 m -N...H·Deform.1560... 1515 s -N02-Yalenz