300 likes | 440 Views
Elektrongerjesztési (UV-látható) spektroszkópia. energia. A benzol molekulapályái. első (elektron-) gerjesztett alapállapot. alapállapot. rezgési szintek. térbeli (rezgési) koordináta. A benzol UV-látható spektruma. A. l / nm. A klorofill UV-látható spektruma. 100 A. l / nm.
E N D
Elektrongerjesztési (UV-látható) spektroszkópia energia A benzol molekulapályái első (elektron-) gerjesztett alapállapot alapállapot rezgési szintek térbeli (rezgési) koordináta
A benzol UV-látható spektruma A l/ nm
A klorofill UV-látható spektruma 100 A l / nm
abszorpciós spektrum energia fluoreszcencia spektrum energia sugárzásmentes átmenet spinváltó átmenet belső konverzió abszorpció fluoreszcencia foszforeszencia Többatomos molekulák elektrongerjesztése:Jablonski-diagram
A abszorpciós spektrum fluoreszcencia spektrum Abszorpciós és fluoreszcencia spektrumok
Polarizált fény E nem polarizált fény előnézet oldalnézet síkban polarizált fény elliptikusan polarizált fény cirkulárisan polarizált fény +, – +, –
detektor cirkulárisan polarizált fény optikailag aktív minta eltérő abszorpció! fotoeleasztikus modulátor síkban polarizált fény Cirkuláris dikroizmus (CD) spektroszkópia
A karvon CD spektruma Kavron DA A menta ill. kömény illatanyaga l / nm Elméleti számítások és/vagy ismert kiralitású hasonló vegyületekkel való összehasonlításból abszolút kiralitás meghatározása.
~ A ~ X Fotoelektron-spektroszkópia M+ hn ~ M+ X M IEi = hn – Ei,kin Koopmans-elv (közelítés): EIi = ei ei: i-ik molekulapálya energiája
Ionizációs energia/eV A fotoelektron-spektroszkópia típusai XPS: (X-ray) Röntgen fotoelektron-spektroszkópia (ESCA: Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) UPS: (Vákuum)UV fotoelektron-spektroszkópia vegyértékelektronok ionizációja → elsősorban molekulaszerkezeti információ törzselektronok ionizációja elsősorban minőségi elemzés A nitrogénmolekula UV fotoelektron-spektruma Egy vasötvözet ESCA spektruma Ionizációs energia/eV
S=1/2 S=1 Eredő magspinű magok külső mágneses térben S: magspin I: impulzusnyomaték m: mágneses nyomaték g: giromágneses állandó magfüggő állandó Iz: impulzusnyomaték z-irányú komponense m: mágneses kvantumszám m: S, S+1, …S1, S
Mag SDE (B0=2,3487 T) g (~g) Eredő magspinű magok külső mágneses térben I=1/2 E B0 DE!!! Elektronok árnyékolják a magokat. Az árnyékolás mértéke függ a kémiai kötésektől, a kémiai környezettől! kémiai eltolódás: független B0 nagyságától (ppm: „parts per million”) s: árnyékolás Mágneses magrezonancia (Nuclear Magnetic Resonance) spektroszkópia
Az NMR spektrométer mágnes B0 minta rádió- frekvencia be rádió- frekvencia ki spektrum
Jellemző 1H NMR kémiai eltolódások Referencia: Tetrametilszilán (TMS, (CH3)4Si )
Csatolások szomszédcsoport(ok) protonjaival Tiszta etanol Etanol + sav (OH-hidrogének gyors cseréje)
Csatolások szomszédcsoport(ok) protonjaival Csatolás mértéke független a külső tértől, kötés típusra jellemző
Nobel-díjak NMR spektroszkópiáért Richard R. Ernst(1933 – ) Paul C. Lauterbur (1929 – ) Sir Peter Mansfield (1933 – ) Felix Bloch (1905 – 1983) Edward M. Purcell (1905 – 1983) Fizikai Nobel-díj 1952-ben a mágneses magrezonancia jelenségéért Orvosi Nobel-díj 2003-ban az orvos-diagnosztikai alkalmazásáért: MRI (Magnetic Resonance Imaging) Kémiai Nobel-díj 1991-ben NMR technikák kidolgozásáért Számos egyéb NMR-hez szorosan kapcsolódó Nobel-díj, például 2002: Kurt Wüthrich fehérjék szerkezetének meghatározása NMR-rel
Elektronspin rezonancia (ESR, EPR) spektroszkópia A C6H6 gyök ESR spektruma Eredő elektronspinnel rendelkező molekulák (szabad gyökök, fémkomplexek) vizsgálata. Elv uaz, mint az NMR-nél. Nagyobb mágneses momentum miatt nagyobb felhasadás az energiaszintek között. Technikai okokból „derivált spektrumot” vesznek fel. Csatolás a magspinekkel
Gáz(fázisú)-elektrondiffrakció hidegujj (kifagyasztás) vákuumszivattyú lencsék elektronforrás mintabeeresztő rés fotólemez minta
Gáz-elektrondiffrakció Radiális intenzitás Molekuláris intenzitás eloszlás Fourier-transzformáció
Röntgendiffrakció diffrakciós kép kristályos minta elektronok tükrök röntgen sugarak forgó anód Goniométer
Röntgendiffrakció DNS „B” Rosalind Franklin felvétele 1952
Röntgendiffrakció Molekulák elhelyezkedése a kristályban (elemi cella) Elektroneloszlás-térkép Röntgendiffrakcióval meghatározott molekulaszerkezet
Neutrondiffrakció röntgendiffrakció: szóródás elektronokon neutrondiffrakció: szóródás a magokon hidrogénatommagon is jól szóródik