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Metallorganische Chemie (MOC) Prof. Dr. M. Scheer Dr. G. Balázs Seminar zum Praktikum Anorganische Chemie III.

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Präsentation zum Thema: "Metallorganische Chemie (MOC) Prof. Dr. M. Scheer Dr. G. Balázs Seminar zum Praktikum Anorganische Chemie III."—  Präsentation transkript:

1 Metallorganische Chemie (MOC) Prof. Dr. M. Scheer Dr. G. Balázs Seminar zum Praktikum Anorganische Chemie III

2 Schwingungsspektroskopie - Basiert auf der Wechselwirkung des Moleküls (Teil des Moleküls) mit der elektromagnetischen Strahlung Elektromagnetische Spektrum Mittleres IR Bereich: 400 – 4000 cm – 2,5 µm 12 – 120 THz 50 – 500 meV

3 Schwingungsspektroskopie - in dipolare Moleküle (oder Molekülgruppen) sind die positive Ladung (der Kerne) und die negative Ladung (der Elektronen) nicht gleichmäßig verteilt => Dipolmoment (Dipol) - Wechselwirkung des Dipols mit Elektromagnetischen Strahlung führt zu: 1. Rotation des Dipols => Rotations-Schwingungs-Spektrum 2. Schwingung des Dipols => Schwingungsspektroskopie

4 Schwingungsspektroskopie - Wechselwirkung des Dipols mit der EM-Strahlung Aber O=C=O hat kein Permanentes Dipol trotzdem IR-Aktiv Deformationschw. Streckchw. symmetrisch asymmetrisch IR aktiv IR inaktiv IR aktiv

5 Infrarotspektroskopie IR-Aktivität: Hängt ab von der periodischen Änderung des Dipolmoments (dynamische Dipolmoment) eines Moleküls oder einer Gruppe im elektrischen Feld IR-Intensität: Ist proportional zum Quadrat der Dipolmomentänderung an der Gleichgewichtsstellung (In Atomgruppierungen mit hohem Dipolmoment sind die Änderungen groß) Beispiel: C=O- versus C=C-Gruppen Aus der Gruppentheorie: Eine Anregung ist IR aktiv falls einem nicht reduzierbaren Darstellung entspricht die der gleiche Symmetrie wie die x, y, z Achsen aufweist.

6 Schwingungsspektroskopie Raman-Aktivität: Eine Schwingung ist Raman aktiv, wenn sich während der Schwingung die Polarisierbarkeit des Moleküls ändert (Raman-Streuung) Aus der Gruppentheorie: Eine Anregung ist Raman aktiv falls der gleiche Symmetrie wie x 2, y 2, z 2 oder die Symmetrie einer Rotationsfunktion R x, R y, R z hat

7 Schwingungsspektroskopie Symmetriebetrachtungen Was ist Symmetrie? „Eine Figur soll symmetrisch (in weiterem Sinne) heißen, wenn sie einer ihr gleichen und ähnlichen Figur auf mehr als eine Art gleich und ähnlich gesetzt werden kann.“ „So wie jede Größe sich selbst gleich ist, so ist auch jede Figur sich selbst gleich und ähnlich. Es gibt aber Figuren, welche sich selbst auf mehr als eine Art gleich und ähnlich sind, und solche Figuren sollen symmetrisch genannt werden... Am sichersten dürfte der Grad der Symmetrie einer Figur durch die Zahl bestimmt werden, welche angibt, auf wie viel verschiedene Arten die Figur sich gleich und ähnlich ist. August Ferdinand Möbius ( )

8 Symmetrielemente -Identität, E - Keine Operation -Drehachsen (Rotationsachsen), C n, n = 2, 3, rotiert das Molekül mit 360/n grad -Spiegelebene, σ (Vertikal σ v ; Horizontal σ h ; Dihedral σ d ) - Spiegelung -Drehspiegelebene, S n (C n x σ) - besteht aus einem rotation (C n' Achse) und einer Spiegelung senkrecht auf die Rotationsachse

9 Spiegelebenen σ σ v (Vertikal): enthält eine C 2 Achse σ h (Horizontal): liegt senkrecht auf die Achse mit höchste Zähligkeit σ d (Dihedral): liegt zwischen zwei C 2 Achsen σhσh σdσd σvσv C2C2

10 Symmetrielemente

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12 Prof. Dr. M. Scheer Dr. G. Balázs Metallorganische Chemie Bestimmung der Punktgruppe und IR aktive Schwingungen von NH 3 E, C 3, σ v => C 3v

13 Bestimmung der Punktgruppe und IR aktive Schwingungen von NH 3 Aus der Gruppentheorie Γ red. = Σ λ(Charact.) Γ red. = reduzierbare Darstellung λ(Charact.) = Beitrag jeder Charakter z.B. in die Punktgruppe C 2v

14 n i = wie viele mal trägt das jeweilige Charakter (z.B. A 1, E, B 1..) zur reduzierbare Darstellung bei g = summe der Symmetrieoperationen in der Punktgruppe g i = die Anzahl der Operationen in die Operationsklasse i X red = die Anzahl an Vektoren die von der Symmetrieoperation nicht beeinflusst werden X table = der Charakter der Symmetrieoperation in den Charakterentafel

15 n A1 = 1/6Σ( )=1 n A2 = … n E = … Γ red = A 1 + E => 2 N-H Streckschwingungen; Beide IR aktiv Σ

16 Metallkarbonyle -Punktgruppensymmetrie von CpFe(CO) 2 bzw. [CpFe(CO) 2 ] 2 (Cp als symmetrische Ligand) -Anzahl an IR-Aktiven CO-Streckschwingungen

17 Exp. IR-Spektrum von [CpFe(CO) 2 ] 2

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20 “Hausaufgabe” Symmetrie (Punktgruppe) IR-Aktive Schwingungen

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22 Einführung (Metallorganischer Teil)


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