spektroskopische methoden

• IR-Spektroskopie: Verwendet einen monochromatischen Strahl, der durch ein Dispersionsprisma oder Gitter geleitet wird, um das Licht in verschiedene Wellenlängen zu zerlegen. Die Intensität des Lichts wird dann in Abhängigkeit von der Wellenlänge gemessen.

• FT-IR-Spektroskopie: Verwendet ein Interferometer, um Interferenzen zwischen einem Referenzstrahl und einem Probenstrahl zu analysieren. Die Messung erfolgt durch Fourier-Transformation der Interferenzmuster.

1. Raman-Effekt: Wenn Licht mit Materie interagiert, kann ein Teil des Lichts gestreut werden. Der Raman-Effekt tritt auf, wenn ein kleiner Teil des gestreuten Lichts eine Frequenzänderung erfährt, die mit den Schwingungs- und Rotationszuständen der Moleküle im Material verbunden ist. Diese Frequenzänderung resultiert aus der Wechselwirkung des Lichts mit den Molekülen und wird als Raman-Streuung bezeichnet.

2. Spektrum: Das Raman-Spektrum zeigt die Intensität des gestreuten Lichts als Funktion der Frequenzverschiebung im Vergleich zum eingehenden Licht. Diese Frequenzverschiebung wird in der Regel in Wellenzahlen (cm^-1) angegeben. Das Raman-Spektrum bietet Informationen über die molekularen Schwingungen und kann verwendet werden, um die chemische Zusammensetzung, die Struktur und die Bindungsverhältnisse eines Materials zu analysieren.

Die UV/VIS-Spektroskopie (Ultraviolett-Sichtbar-Spektroskopie) ist eine weit verbreitete analytische Technik, die zur Untersuchung der Absorption von ultraviolettem (UV) und sichtbarem Licht (VIS) durch Moleküle verwendet wird. Diese Technik basiert auf dem Absorptionsverhalten von Molekülen in Bezug auf Licht in diesem Wellenlängenbereich.

1. Moleküle absorbieren Lichtenergie in einem bestimmten Bereich des elektromagnetischen Spektrums, abhängig von den spezifischen elektronischen Übergängen innerhalb des Moleküls. Im UV/VIS-Bereich entsprechen diese Übergänge typischerweise der Anregung von Elektronen von niedrigeren Energieniveaus (Valenzband) zu höheren Energieniveaus (Leitungsband) oder zwischen verschiedenen Elektronenzuständen innerhalb des Valenzbandes.

2. Spektrum: Das UV/VIS-Spektrum zeigt die Intensität des durch die Probe transmittierten Lichts als Funktion der Wellenlänge. Die Absorption wird normalerweise als Extinktion (Absorptionskoeffizient) ausgedrückt, der als Verhältnis von absorbiertem zu einfallendem Licht berechnet wird. Das Spektrum wird oft in einem Graphen dargestellt, der die Extinktion gegen die Wellenlänge oder die Frequenz des Lichts zeigt.

Die Kernspinresonanz (NMR, Nuclear Magnetic Resonance) ist eine wichtige spektroskopische Technik in der Chemie und der physikalischen Chemie, die Informationen über die chemische Struktur und das Verhalten von Molekülen liefert. Der Name "Kernspinresonanz" stammt von der Wechselwirkung zwischen den magnetischen Eigenschaften der Atomkerne und einem äußeren Magnetfeld.

1. Kernspin: Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen, die jeweils einen Kernspin besitzen. Der Kernspin ist ein quantenmechanisches Phänomen, das die intrinsische magnetische Orientierung des Kerns beschreibt.

2. Magnetisches Moment: Jeder Kern mit einem Kernspin erzeugt ein magnetisches Moment, das im äußeren Magnetfeld ausgerichtet wird. Dies führt zur Präzessionsbewegung des Kerns um die Feldrichtung.

3. Resonanz: Wenn ein Kern mit einem magnetischen Moment in ein äußeres Magnetfeld gebracht wird, interagiert das magnetische Moment des Kerns mit dem Feld. Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere wenn das äußere Magnetfeld ein charakteristisches Frequenzspektrum aufweist, können die Kernspins in Resonanz gebracht werden, was zu einer Absorption von elektromagnetischer Strahlung führt.

4. Larmor-Frequenz: Die Resonanzfrequenz, bei der die Kernspins in Resonanz gebracht werden, wird durch die Larmor-Frequenz definiert und hängt von der Stärke des äußeren Magnetfelds sowie den spezifischen Eigenschaften des untersuchten Atomkerns ab.

5. Spektroskopie: In der NMR-Spektroskopie wird ein Molekül in ein starkes äußeres Magnetfeld gebracht, wodurch die Kernspins in Resonanz gebracht werden. Durch die Anwendung von Radiowellen bei der Larmor-Frequenz wird die Absorption von Energie durch die Kernspins gemessen, was Informationen über die chemische Umgebung der Kerne liefert.

6. Chemische Verschiebung: Die chemische Verschiebung ist ein Maß für die relative Position eines Kernresonanzsignals im NMR-Spektrum im Vergleich zu einem Referenzstandard. Sie hängt von der chemischen Umgebung des Kerns ab und kann zur Identifizierung von Molekülen verwendet werden.

   
   

   
   

beschreiben von viskoelastischen verhalten

Beim Torsionsschwingversuch wird eine Probe in Form eines zylindrischen Stabes oder einer dünnen Folie befestigt und verdreht. Diese Verdrehung wird periodisch umgekehrt, um eine Torsionsschwingung in der Probe zu erzeugen. Während die Probe verdreht wird, werden ihre mechanischen Reaktionen aufgezeichnet und analysiert, typischerweise in Form von Drehmoment und Winkelverformung.