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Schwingungen freier Moleküle - 1. Valenz- und Deformationsschwingungen in Äthylen

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Das Äthylen-Molekül hat sechs Atome. Es kann daher 3 x 6 - 6 = 12 Normalschwingungen ausführen. Die obere Kurve zeigt das Infrarotspektrum, die untere das Raman-Spektrum des Äthylens. Fünf Normalschwingungen erscheinen als Banden im Infrarotspektrum.Sechs Normalschwingungen treten als Banden im Raman-Spektrum auf. Die Lage einer dieser Banden ist fraglich. in beiden Spektren. Man kann Die zwölfte Normalschwingung ist inaktiv die Schwingungen in Valenzschwingungen und Deformationsschwingungen einteilen. Es gibt eine C-C-Valenzschwingung, vier C-H-Valenzschwingungen, vier ebene Deformationsschwingungen und drei nichtebene Deformationsschwingungen der CH 2-Gruppen. Oft werden die englischen Bezeichnungen benutzt. Die Valenzschwingung der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung (englisch: stretching) tritt nur im Raman-Spektrum als Bande bei 1623 cm^-1 auf. Das Äthylenmolekül ist hier perspektivisch dargestellt.
Dies ist die C-C-Valenzschwingung, angeregt durch ein Energiequant h x n. Zur Verdeutlichung sind die Schwingungsamplituden fünffach vergrößert. Die große Längenänderung der Kohlenstoff-Kohlenstoffbindung ist deutlich
zu erkennen. Mit gleicher Phase ändert sich auch der Winkel zwischen den CH-Bindungen in den CH 2-Gruppen.Alle vier C-H-Valenzschwingungen treten als einzelne Banden im Infrarot- und Ramanspektrum im Bereich um 3000 cm^-1 auf. Die beiden symmetrischen Valenzschwingungen der CHz-Gruppe liegen bei
niedrigeren Frequenzen als die antisymmetrischen Valenzschwingungen. Betrachten wir jetzt eine davon, nämlich die Raman-aktive symmetrische
Valenzschwingung der CH 2-Gruppe. Bei dieser Schwingung dehnen sich die CH-Bindungen
mit gleicher Phase. Auch die Bindung zwischen den Kohlenstoffatomen schwingt hier etwas mit, jedoch im Gegentakt zur CH-Bewegung. Zwei der ebenen Deformationsschwingungen, die Scherenschwingungen (englisch:
scissors), treten um 1400 cm^-1 im Infrarot- und im Ramanspektrum auf. Hier zeigt sich die Bande der raman-aktiven Scherenschwingung. Bei dieser Schwingung ändert sich der Winkel beider CH 2-Gruppen mit gleicher
Phase. Die Längenänderung der C=C-Doppelbindung
im Molekül erfolgt im Gegentakt dazu. Die beiden übrigen ebenen Deformationsschwingungen heißen Schaukelschwingungen (englisch: rocking).
Sie zeigen beide nur sehr
schwache Banden. Im folgenden betrachten
wir die Raman-aktive Rocking-Schwingung. Bei
dieser Schwingung ändern sich nur die Bindungswinkel in der Molekülebene. Die Nickschwingungen (englisch: wagging), liefern
sehr starke Inftarotbanden, jedoch nur sehr schwache Ramanbanden. Dies hier ist die infrarot-aktive Schwingung. Bei
der Wagging-Schwingung ändern sich ebenfalls nur die Bindungswinkel, in diesem Fall jedoch senkrecht zur Molekülebene.
Valenzschwingung
Ethylen
Ethylen
Valenzschwingung
Infrarot-Spektrum
Raman-Spektrum
Diagramm
Computeranimation
Elektrochemie
Bindungsenergie
Atom
Raman-Effekt
Theoretische organische Chemie
Molekül
Valenz <Chemie>
Methacrylsäuremethylester
Kohlenstoffatom
Molekül

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Schwingungen freier Moleküle - 1. Valenz- und Deformationsschwingungen in Äthylen
Alternativer Titel Vibrations of Free Molecules - 1. Stretching and Deformation Vibrations of Ethylene
Autor Schrader, Bernhard
Schneider, Richard
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung - keine Bearbeitung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt in unveränderter Form zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.3203/IWF/C-1209
IWF-Signatur C 1209
Herausgeber IWF (Göttingen)
Erscheinungsjahr 1976
Sprache Deutsch
Produzent IWF
Produktionsjahr 1975

Technische Metadaten

IWF-Filmdaten Film, 16 mm, LT, 78 m ; F, 7 min

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Chemie
Abstract Bewegungen der Atome bei den wichtigsten Normalschwingungen des Äthylens: Valenz-Schwingungen der C=C-Doppelbindung, die Valenz- und Deformationsschwingungen der CH[2]-Gruppen. Gleichtakt- und Gegentakt-Bewegungen sowie das Konzept der charakteristischen Schwingungen werden dabei deutlich.
Schlagwörter Schwingung / im Molekül
Molekülstruktur

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