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Schwingungen freier Moleküle - 2. Schwingungsformen der Methylgruppe in Propen

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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.
Atom
Molekül
Methylgruppe
Molekül
Propen
Propen
Methylgruppe
Diagramm
Methylgruppe
Valenzschwingung
Computeranimation
Atom
Infrarot-Spektrum
Diagramm
Methacrylsäuremethylester
Methylgruppe
Molekül
Theoretische organische Chemie
Elektrochemie

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Schwingungen freier Moleküle - 2. Schwingungsformen der Methylgruppe in Propen
Alternativer Titel Vibrations of Free Molecules - 2. Forms of Vibration of the Methyl Group in Propene
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-1210
IWF-Signatur C 1210
Herausgeber IWF (Göttingen)
Erscheinungsjahr 1976
Sprache Deutsch
Produzent IWF
Produktionsjahr 1975

Technische Metadaten

IWF-Filmdaten Film, 16 mm, LT, 71 m ; F, 6 1/2 min

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Chemie
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.
Schlagwörter Schwingung / im Molekül
Molekülstruktur

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