Schwingungen freier Moleküle - 2. Schwingungsformen der Methylgruppe in Propen

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Formal Metadata

Title
Schwingungen freier Moleküle - 2. Schwingungsformen der Methylgruppe in Propen
Alternative Title
Vibrations of Free Molecules - 2. Forms of Vibration of the Methyl Group in Propene
Author
Schrader, Bernhard
Schneider, Richard
License
CC Attribution - NonCommercial - NoDerivatives 3.0 Germany:
You are free to use, copy, distribute and transmit the work or content in unchanged form for any legal and non-commercial purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor.
DOI
IWF Signature
C 1210
Publisher
IWF (Göttingen)
Release Date
1976
Language
German
Producer
IWF
Production Year
1975

Technical Metadata

IWF Technical Data
Film, 16 mm, LT, 71 m ; F, 6 1/2 min

Content Metadata

Subject Area
Abstract
Bewegungen der Atome bei den wichtigsten Normalschwingungen des Propens: Valenz-Schwingungen der C=C-Doppelbindung, die Valenz- und Deformationsschwingungen der CH[3]-Gruppe. Gleichtakt- und Gegentakt-Bewegungen sowie das Konzept der charakteristischen Schwingungen werden dabei deutlich.
Keywords
Schwingung / im Molekül
Molekülstruktur
Propene Molecule Methylgruppe Propene Molecule Atom
Graph Methylgruppe
Valenzschwingung Methylgruppe
Computer animation Valenzschwingung
Atom
Graph Infrarot-Spektrum
Methacrylsäuremethylester
Molecule Methylgruppe
Theoretische organische Chemie Elektrochemie
Als Beispiel für ein komplizierter gebautes Molekül betrachten wir Propen. Da es aus neun Atomen besteht, kann das Molekül 21 Normalschwingungen ausführen. Beim Propenmolekül liegt
das vordere H-Atom der Methylgruppe
in der Molekülebene. Die Schwingung der C=C-Doppelbindung (englisch: stretching) ist sowohl Infrarot- als auch Ramanaktiv.
Beachten Sie die große Längenänderung
der C=C-Doppelbindung, aber auch die damit gekoppelte Veränderung vieler Bindungswinkel. Es gibt 9 verschiedene Schwingungen der Methylgruppe: drei Valenzschwingungen, drei
Deformationsschwingungen und zwei Schaukel- oder Rocking-Schwingungen. Davon haben jeweils zwei die gleiche Frequenz; sie sind entartet (englisch: degenerate). Dazu kommt eine Torsions- oder Twistingschwingung. Im Bereich der C-H-Valenzschwingungen finden wir eine symmetrische und zwei miteinander entartete Valenzschwingungen der CH 3-Gruppe (englisch:
stretching). Hier eine der entarteten Valenzschwingungen: Die nach hinten weisenden C-H-Bindungen schwingen mit entgegengesetzter Phase wie die nach vorn zeigende C-H-Bindung. Die CH 3-Deformationsschwingungen liegen im
Bereich um 1400 cm^-1. Hier zunächst die symmetrische Deformationsschwingung. Es
ist deutlich zu erkennen, daß sich jetzt auch die Länge der benachbarten CC-Bindungen verändert. Sämtliche Atome zeigen kleine Auslenkungen aus der Ruhelage. Betrachten wir jetzt eine der entarteten Deformationsschwingungen der
CH 3Gruppe (englisch: degenerate). Gleichzeitig mit
der Vergrößerung des Winkels zwischen den nach hinten weisenden C-H-Bindungen wird der Winkel mit der nach vorn zeigenden C-H-Bindung kleiner
und umgekehrt. Die Schaukelschwingung (englisch: rocking) ist nur im Infrarotspektrum
deutlich erkennbar. Zusammen mit der Schaukelbewegung der CH 3-Gruppe führt die
CH 2-Gruppe (links im Bild) eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung
aus. In der CH 3-Gruppe besitzt
die Torsionsschwingung (englisch: twisting) im Infrarot- und Ramanspektrum nur eine
äußerst geringe Intensität. Es ist
deutlich zu erkennen, daß der linke Teil des Moleküls eine Torsion erfährt, welche der Drehung der Methylgruppe entgegengesetzt ist.
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