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Mößbauerspektroskopie Die ist ein zerstörungsfreies physikalisches Fein Analyseverfahren das beispielsweise in der Bioch

Mößbauerspektroskopie

Die Mößbauerspektroskopie ist ein zerstörungsfreies, physikalisches Fein-Analyseverfahren, das beispielsweise in der Biochemie, Festkörperphysik und Geologie eingesetzt wird.

Beschreibung Bearbeiten

Schema eines Mößbauer-Spektrometers;
v. l. n. r.: Mößbauer-Antrieb, Gammastrahlen-Quelle, Kollimator, Materialprobe, Detektor

Bei der Mößbauerspektroskopie macht man sich neben dem Mößbauer-Effekt den Doppler-Effekt zunutze. Eine hyperfeine Modulation eines Gammastrahlers wird erzeugt, indem man ihn während der Messung mechanisch bewegt. So lassen sich in einem Hyperfeinspektrum Gammaquanten mit verschiedenen Energien erzeugen.

Wenn mit einer entsprechend modulierten Gammastrahlung die Probe eines Materials, deren Atomkerne Gammaquanten absorbieren können, durchleuchtet wird, lässt sich mittels entsprechender Detektoren und computergestützter Auswertung ein materialtypisches hochauflösendes Transmissionsspektrum aufnehmen.

Dies ermöglicht qualitative und quantitative Aussagen über die in der Probe enthaltenen Elemente. Über die hochaufgelöste Hyperfeinstruktur, welche aus Elektron-Kern-Wechselwirkungen resultiert, kann man nicht nur Aussagen über die Kerne selbst, sondern auch über Eigenschaften ihrer elektronischen Umgebung treffen, wie z. B. Oxidationszustand, Spinzustände, magnetisches Verhalten, Elektronegativität von Liganden und weitere Eigenschaften der chemischen Bindungen wie Grad der Kovalenz.

Anwendung Bearbeiten

Mößbauerspektrum von 57Fe

Hauptanwendungsgebiet der Mößbauer-Spektroskopie ist die Unterscheidung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen. Außerdem kann man damit die Elemente Zinn, Antimon und Tellur nachweisen. In den 1980er Jahren wurden tragbare Mößbauer-Spektrometer zur Exploration der Zinnlagerstätten des Erzgebirges eingesetzt.

Miniaturisierte Mößbauer-Spektrometer, als „MIMOS II“ an der Universität Mainz entwickelt und gebaut, sind in den NASA-Marssonden der Missionen Spirit und Opportunity im Einsatz und analysieren das Marsgestein. Diese fanden neben klaren Beweisen für Wasser auch Hinweise auf eine Phase der Marsgeschichte, in der sehr viel mehr Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden war als heute.

Ein weiteres, nur faustgroßes Exemplar, sollte mit der russischen Sonde 'Phobos-Grunt' 2013 auf dem Marsmond Phobos landen. Nachdem die Sonde in einer Parkbahn gestrandet war, trat sie am 15. Januar 2012 in die Erdatmosphäre ein und verglühte über dem Ostpazifik.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Philipp Gütlich, Eckhard Bill, Alfred X. Trautwein: Mössbauer spectroscopy and transition metal chemistry: fundamentals and application. Springer, Berlin 2011, ISBN 978-3-540-88428-6.
  • Virender K. Sharma, Göstar Klingelhöfer, Tetsuaki Nishida: Mössbauer Spectroscopy: Applications in Chemistry, Biology, and Nanotechnology. Wiley, 2013. ISBN 978-1-118-05724-7.
  • D. W. H. Rankin, Norbert Mitzel, Carole Morrison: Structural Methods in Molecular Inorganic Chemistry (Inorganic Chemistry: A Textbook Series). Wiley, 2013. ISBN 978-0-470-97278-6.
  • Colin N Banwell, Elaine M. McCash: Molekülspektroskopie: Ein Grundkurs: Ein Grundkurs. Oldenburg, 1999. ISBN 978-3-486-24507-3.
  • Christian Meier: Mößbauerspektroskopie an biomimetischen Modellkomplexen und Nicht-Häm-Eisenproteinen. Shaker, Aachen 2001, ISBN 3-8265-8381-7.
  • Stefan Lauterbach: Der Oxidationsgrad des Eisens im unteren Mantel: eine Studie des Fe3+-Gehaltes des Silikat-Perowskits in Abhängigkeit seines Al-Gehaltes mit Mößbauer-Spektroskopie und Elektronen-Energie-Verlust-Spektroskopie (EELS). Dissertation, Universität Bayreuth, 2000.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Philipp Gütlich: Physikalische Methoden in der Chemie: Mößbauer-Spektroskopie I. In: Chemie in unserer Zeit. Nr. 4, 1970, S. 133–144 (Review-Artikel, doi:10.1002/ciuz.19700040502).
  2. Philipp Gütlich: Physikalische Methoden in der Chemie: Mößbauer-Spektroskopie II. In: Chemie in unserer Zeit. Band 5, Nr. 5, 1971, ISSN 1521-3781, S. 131–141, doi:10.1002/ciuz.19710050502 (wiley.com [abgerufen am 18. Februar 2022]).
  3. Philipp Gütlich, Eckhard Bill, Alfred X. Trautwein: Mössbauer spectroscopy and transition metal chemistry: fundamentals and application. Springer, Berlin 2011, ISBN 978-3-540-88428-6.
  4. Distinct Reaction Pathways followed Upon Reduction of Oxy-Heme Oxygenase and Oxy-Myoglobin as Characterized by Mössbauer Spectroscopy. J. Am. Chem. Soc. 2007 February 7, 129(5): 1402–1412. doi:10.1021/ja067209i, PMC 2519892 (freier Volltext)
  5. Mars-Mößbauer-Group: (Memento vom 27. Juni 2009 im Internet Archive).
  6. Spiegel Online
  7. William Harwood: Russians now preparing for re-entry of failed Mars probe, in: Spaceflight Now, Datum: 17. Dezember 2011, abgerufen: 18. Dezember 2011
  8. Bernd Leitenberger: Phobos-Grunt, abgerufen: 18. Dezember 2011

Weblinks Bearbeiten

Commons: Mößbauerspektroskopie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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Veröffentlichungsdatum:
Die Mossbauerspektroskopie ist ein zerstorungsfreies physikalisches Fein Analyseverfahren das beispielsweise in der Biochemie Festkorperphysik und Geologie eingesetzt wird 1 2 3 Inhaltsverzeichnis 1 Beschreibung 2 Anwendung 3 Siehe auch 4 Literatur 5 Einzelnachweise 6 WeblinksBeschreibung Bearbeiten nbsp Schema eines Mossbauer Spektrometers v l n r Mossbauer Antrieb Gammastrahlen Quelle Kollimator Materialprobe DetektorBei der Mossbauerspektroskopie macht man sich neben dem Mossbauer Effekt den Doppler Effekt zunutze Eine hyperfeine Modulation eines Gammastrahlers wird erzeugt indem man ihn wahrend der Messung mechanisch bewegt So lassen sich in einem Hyperfeinspektrum Gammaquanten mit verschiedenen Energien erzeugen Wenn mit einer entsprechend modulierten Gammastrahlung die Probe eines Materials deren Atomkerne Gammaquanten absorbieren konnen durchleuchtet wird lasst sich mittels entsprechender Detektoren und computergestutzter Auswertung ein materialtypisches hochauflosendes Transmissionsspektrum aufnehmen Dies ermoglicht qualitative und quantitative Aussagen uber die in der Probe enthaltenen Elemente Uber die hochaufgeloste Hyperfeinstruktur welche aus Elektron Kern Wechselwirkungen resultiert kann man nicht nur Aussagen uber die Kerne selbst sondern auch uber Eigenschaften ihrer elektronischen Umgebung treffen wie z B Oxidationszustand Spinzustande magnetisches Verhalten Elektronegativitat von Liganden und weitere Eigenschaften der chemischen Bindungen wie Grad der Kovalenz 4 Anwendung Bearbeiten nbsp Mossbauerspektrum von 57FeHauptanwendungsgebiet der Mossbauer Spektroskopie ist die Unterscheidung von zweiwertigem und dreiwertigem Eisen Ausserdem kann man damit die Elemente Zinn Antimon und Tellur nachweisen In den 1980er Jahren wurden tragbare Mossbauer Spektrometer zur Exploration der Zinnlagerstatten des Erzgebirges eingesetzt Miniaturisierte Mossbauer Spektrometer als MIMOS II an der Universitat Mainz entwickelt und gebaut sind in den NASA Marssonden der Missionen Spirit und Opportunity im Einsatz und analysieren das Marsgestein 5 Diese fanden neben klaren Beweisen fur Wasser auch Hinweise auf eine Phase der Marsgeschichte in der sehr viel mehr Sauerstoff in der Atmosphare vorhanden war als heute Ein weiteres nur faustgrosses Exemplar sollte mit der russischen Sonde Phobos Grunt 2013 auf dem Marsmond Phobos landen 6 Nachdem die Sonde in einer Parkbahn gestrandet war trat sie am 15 Januar 2012 in die Erdatmosphare ein und vergluhte uber dem Ostpazifik 7 8 Siehe auch BearbeitenRudolf Mossbauer Mossbauer Effekt Oberflachenchemie NeutronenaktivierungsanalyseLiteratur BearbeitenPhilipp Gutlich Eckhard Bill Alfred X Trautwein Mossbauer spectroscopy and transition metal chemistry fundamentals and application Springer Berlin 2011 ISBN 978 3 540 88428 6 Virender K Sharma Gostar Klingelhofer Tetsuaki Nishida Mossbauer Spectroscopy Applications in Chemistry Biology and Nanotechnology Wiley 2013 ISBN 978 1 118 05724 7 D W H Rankin Norbert Mitzel Carole Morrison Structural Methods in Molecular Inorganic Chemistry Inorganic Chemistry A Textbook Series Wiley 2013 ISBN 978 0 470 97278 6 Colin N Banwell Elaine M McCash Molekulspektroskopie Ein Grundkurs Ein Grundkurs Oldenburg 1999 ISBN 978 3 486 24507 3 Christian Meier Mossbauerspektroskopie an biomimetischen Modellkomplexen und Nicht Ham Eisenproteinen Shaker Aachen 2001 ISBN 3 8265 8381 7 Stefan Lauterbach Der Oxidationsgrad des Eisens im unteren Mantel eine Studie des Fe3 Gehaltes des Silikat Perowskits in Abhangigkeit seines Al Gehaltes mit Mossbauer Spektroskopie und Elektronen Energie Verlust Spektroskopie EELS Dissertation Universitat Bayreuth 2000 Einzelnachweise Bearbeiten Philipp Gutlich Physikalische Methoden in der Chemie Mossbauer Spektroskopie I In Chemie in unserer Zeit Nr 4 1970 S 133 144 Review Artikel doi 10 1002 ciuz 19700040502 Philipp Gutlich Physikalische Methoden in der Chemie Mossbauer Spektroskopie II In Chemie in unserer Zeit Band 5 Nr 5 1971 ISSN 1521 3781 S 131 141 doi 10 1002 ciuz 19710050502 wiley com abgerufen am 18 Februar 2022 Philipp Gutlich Eckhard Bill Alfred X Trautwein Mossbauer spectroscopy and transition metal chemistry fundamentals and application Springer Berlin 2011 ISBN 978 3 540 88428 6 Distinct Reaction Pathways followed Upon Reduction of Oxy Heme Oxygenase and Oxy Myoglobin as Characterized by Mossbauer Spectroscopy J Am Chem Soc 2007 February 7 129 5 1402 1412 doi 10 1021 ja067209i PMC 2519892 freier Volltext Mars Mossbauer Group Aufbau des MIMOS II Memento vom 27 Juni 2009 im Internet Archive Spiegel Online William Harwood Russians now preparing for re entry of failed Mars probe in Spaceflight Now Datum 17 Dezember 2011 abgerufen 18 Dezember 2011 Bernd Leitenberger Phobos Grunt abgerufen 18 Dezember 2011Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Mossbauerspektroskopie Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Eine interessante Darstellung einer solchen Messapparatur Ein Versuchsprotokoll zur Mossbauerspektroskopie PDF Datei 335 kB Die Mars Mossbauer Group erklart die Mossbauerspektroskopie Verzeichnis der ETH Zurich von Datenbanken und Nachschlagewerken mit Mossbauer Spektren Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Mossbauerspektroskopie amp oldid 229403679