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Meckesche Symbole Die meckeschen Symbole 1 2 3 4 ist eine eher selten genutzte Bezeichnung für eine nach Reinhard Mecke

Meckesche Symbole

Die meckeschen Symbole ist eine eher selten genutzte Bezeichnung für eine nach Reinhard Mecke (1895–1969) benannte Symbolik von Molekülschwingungen einfacher Gruppen, das heißt zwei bis vier Atome.

Mecke präsentierte seine Vorstellung der Streck- und Deformationsschwingungen von Molekülgruppen erstmals 1930 auf der Bunsentagung in Heidelberg und nochmals genauer auf einer Tagung 1931 in Leipzig. Seine Idee wurde damals stark kritisiert, da man die Meinung vertrat, dass Normalschwingungen nur unter Einbeziehung aller Atome des Moleküls möglich sind. In den folgenden Jahrzehnten setzte sich Meckes Klassifizierung der Normalschwingungen zunehmend durch und ist heutzutage in der Molekülspektroskopie allgemein akzeptiert.

Zuordnungen Bearbeiten

Mecke führte für einfache Molekülgruppen zunächst eine Einteilung der Schwingungen in Valenz- und Deformationsschwingungen ein. Valenzschwingungen waren für ihn dabei Schwingungen bei denen vorwiegend die Kräfte der Bindung beansprucht werden (die einzelnen Bindungen werden gestaucht oder gesteckt). Diese wurden allgemein mit dem Symbol υ (klein geschriebenes Ypsilon) bezeichnet. Deformationsschwingungen (δ, klein geschriebenes Delta) – auch als Biegeschwingung gezeichnet – sind hingegen die restlichen Schwingungen, bei denen sich vorwiegend die Form bzw. Gestalt des Moleküls ändert (der Bindungswinkel ändert sich).

Ausgehend von der maximalen Anzahl von Normalschwingungen eines gewinkelten bzw. linearen Moleküls ( bzw. , wobei die Anzahl der Atome ist) ergeben sich für diese Molekül laut Mecke Streckschwingungen (νi) und Deformationsschwingungen (δi). Die einzelnen Valenz- und Deformationsschwingungen wurden dabei für gemäß ihrer energetischen Lage im Spektrum durchnummeriert, wobei der jeweiligen Schwingung mit der geringsten Energie der Index 1 zu geordnet wurde.

Eine alternative Bezeichnung kann anhand der betrachten Molekülgruppen und vorhandenen Symmetrien der Schwingungen vorgenommen werden. Es ergeben sich symmetrische und asymmetrisch (bzw. anti-symmetrische) Schwingungen, z. B. die symmetrische und die asymmetrische Streckschwingung (νs und νas). Im nebenstehenden Beispiel wird dies für Ethen gezeigt, es ergeben sich die Streckschwingungen νs(C=C), νas(C-H) und νs(C-H) sowie die Deformationsschwingungen δas(C–H) und δs(C–H).

Später wurden die Deformationsschwingungen in Abhängigkeit von der charakteristischen Änderung in Bezug auf das Molekül genauer bezeichnet und weitere Symbole eingeführt:

  • In der Ebene (engl. in-plane)
    • δ … Spreizschwingung (engl. bending), manchmal auch Scherenschwingung (engl. scissoring) genannt
    • γ … Pendelschwingung (engl. rocking), manchmal auch Schaukelschwingung genannt
  • Aus der Ebene heraus (engl. out-of-plane)
    • τ … Torsionsschwingung gegenüber einer Achse im Molekül (engl. twisting)
    • ϰ … Kippschwingung (engl. wagging), manchmal auch Nickschwingung genannt

Symbolübersichten sind in vielen Standardwerken der Molekülspektroskopie zu finden. Dabei ist jedoch zusagen, dass sich die Zuordnung von Schwingung und Symbol teilweise geändert hat, so nutzen einige Autoren von Standardwerken wie Günzler oder Nakamoto, Schrader eine andere Zuordnung und zusätzliche Indizes. Beispielsweise werden in aktueller Literatur sehr häufig die Symbole ω für die Kippschwingung (engl. wagging) und ρ für die Pendelschwingung (engl. rocking) genutzt.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Robert T. Conley: Infrared spectroscopy. Allyn and Bacon, 1972, S. 22.
  2. ↑ Johann Weidlein, Ulrich Müller, Kurt Dehnicke: Schwingungsspektroskopie: Eine Einführung. 2., überarb. Auflage. Thieme, Stuttgart 1988, ISBN 3-13-625102-4, S. 42.
  3. Arnold Eucken, K. H. Hellwege (Hrsg.): Landolt - Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik. Bd. 1: Atom- und Molekularphysik. 2. Teil: Molekeln I (Kerngerüst). 6. Aufl., Springer, Berlin 1951, S. 212–571
  4. Bernhard Schrader (Hrsg.): Infrared and raman spectroscopy: methods and applications. VCH, Weinheim u. a. 1995, ISBN 3-527-26446-9, S. 33, 71, 88.
  5. ↑ W. Lüttke, G. A. A. Nonnenmacher: Reinhard Mecke (1895 – 1969): Scientific work and personality. In: Journal of Molecular Structure. Band 347, 1995, S. 1–17, doi:10.1016/0022-2860(95)08532-Z.
  6. R. Mecke: Experimentelle Ergebnisse zur Bandenspektroskopie mehratomiger Moleküle. In: Peter Josef William Debye (Hrsg.): Molekülstruktur (= Leipziger Vorträge). Verlag von S. Hirzel, Leipzig 1931, S. 23–49.
  7. R. Mecke: Valenz- und Deformationsschwingungen einfacher Moleküle I. Allgemeine Theorie. In: Zeitschrift für physikalische Chemie / Abt. B, Chemie der Elementarprozesse, Aufbau der Materie. Band 16, Nr. 6, 1932, ISSN 0372-9664, S. 409–420 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8. ↑ R. Mecke: Das Rotationsschwingungsspektrum des Acetylens. III. In: Zeitschrift für Physik. Band 64, Nr. 3-4, 1930, S. 173–185, doi:10.1007/BF01397589.
  9. Reinhard Mecke, Hilmar Spiesecke: Die Infrarot- und Raman-Spektren hochsymmetrischer Moleküle mit Urotropinstruktur. In: Chemische Berichte. Band 88, Nr. 12, 1955, S. 1997–2002, doi:10.1002/cber.19550881231.
  10. ↑ vgl. Hans-Ulrich Gremlich, Helmut Günzler: IR-Spektroskopie: Eine Einführung. 4. Auflage. Wiley-VCH, 2003, ISBN 3-527-30801-6, S. 168.
  11. K. Nakamoto (Hrsg.): Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. 4. Auflage. Wiley, 1986, ISBN 0-471-01066-9, S. 2.
  12. ↑ Bernhard Schrader (Hrsg.): Infrared and Raman Spectroscopy. Methods and applications. VCH-Wiley, 1995, ISBN 3-527-26446-9, S. 33.
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Die meckeschen Symbole 1 2 3 4 ist eine eher selten genutzte Bezeichnung fur eine nach Reinhard Mecke 1895 1969 5 benannte Symbolik von Molekulschwingungen einfacher Gruppen das heisst zwei bis vier Atome Mecke prasentierte seine Vorstellung der Streck und Deformationsschwingungen von Molekulgruppen erstmals 1930 auf der Bunsentagung in Heidelberg und nochmals genauer auf einer Tagung 1931 in Leipzig 6 Seine Idee wurde damals stark kritisiert da man die Meinung vertrat dass Normalschwingungen nur unter Einbeziehung aller Atome des Molekuls moglich sind 5 In den folgenden Jahrzehnten setzte sich Meckes Klassifizierung der Normalschwingungen zunehmend durch und ist heutzutage in der Molekulspektroskopie allgemein akzeptiert Zuordnungen BearbeitenMecke fuhrte fur einfache Molekulgruppen zunachst eine Einteilung der Schwingungen in Valenz und Deformationsschwingungen ein 7 8 Valenzschwingungen waren fur ihn dabei Schwingungen bei denen vorwiegend die Krafte der Bindung beansprucht werden die einzelnen Bindungen werden gestaucht oder gesteckt Diese wurden allgemein mit dem Symbol y klein geschriebenes Ypsilon bezeichnet Deformationsschwingungen d klein geschriebenes Delta auch als Biegeschwingung gezeichnet sind hingegen die restlichen Schwingungen bei denen sich vorwiegend die Form bzw Gestalt des Molekuls andert der Bindungswinkel andert sich Ausgehend von der maximalen Anzahl von Normalschwingungen eines gewinkelten bzw linearen Molekuls 3 N 6 displaystyle 3N 6 nbsp bzw 3 N 5 displaystyle 3N 5 nbsp wobei N displaystyle N nbsp die Anzahl der Atome ist ergeben sich fur diese Molekul laut Mecke N 1 displaystyle N 1 nbsp Streckschwingungen ni und N 2 displaystyle N 2 nbsp Deformationsschwingungen di Die einzelnen Valenz und Deformationsschwingungen wurden dabei fur gemass ihrer energetischen Lage im Spektrum durchnummeriert wobei der jeweiligen Schwingung mit der geringsten Energie der Index 1 zu geordnet wurde 8 Eine alternative Bezeichnung kann anhand der betrachten Molekulgruppen und vorhandenen Symmetrien der Schwingungen vorgenommen werden Es ergeben sich symmetrische und asymmetrisch bzw anti symmetrische Schwingungen z B die symmetrische und die asymmetrische Streckschwingung ns und nas Im nebenstehenden Beispiel wird dies fur Ethen gezeigt es ergeben sich die Streckschwingungen ns C C nas C H und ns C H sowie die Deformationsschwingungen das C H und ds C H Spater wurden die Deformationsschwingungen in Abhangigkeit von der charakteristischen Anderung in Bezug auf das Molekul genauer bezeichnet und weitere Symbole eingefuhrt 9 In der Ebene engl in plane d Spreizschwingung engl bending manchmal auch Scherenschwingung engl scissoring genannt g Pendelschwingung engl rocking manchmal auch Schaukelschwingung genannt Aus der Ebene heraus engl out of plane t Torsionsschwingung gegenuber einer Achse im Molekul engl twisting ϰ Kippschwingung engl wagging manchmal auch Nickschwingung genanntSymbolubersichten sind in vielen Standardwerken der Molekulspektroskopie zu finden Dabei ist jedoch zusagen dass sich die Zuordnung von Schwingung und Symbol teilweise geandert hat so nutzen einige Autoren von Standardwerken wie Gunzler 10 oder Nakamoto 11 Schrader 12 eine andere Zuordnung und zusatzliche Indizes Beispielsweise werden in aktueller Literatur sehr haufig die Symbole w fur die Kippschwingung engl wagging und r fur die Pendelschwingung engl rocking genutzt 2 10 12 Einzelnachweise Bearbeiten Robert T Conley Infrared spectroscopy Allyn and Bacon 1972 S 22 a b Johann Weidlein Ulrich Muller Kurt Dehnicke Schwingungsspektroskopie Eine Einfuhrung 2 uberarb Auflage Thieme Stuttgart 1988 ISBN 3 13 625102 4 S 42 Arnold Eucken K H Hellwege Hrsg Landolt Bornstein Zahlenwerte und Funktionen aus Physik Chemie Astronomie Geophysik und Technik Bd 1 Atom und Molekularphysik 2 Teil Molekeln I Kerngerust 6 Aufl Springer Berlin 1951 S 212 571 Bernhard Schrader Hrsg Infrared and raman spectroscopy methods and applications VCH Weinheim u a 1995 ISBN 3 527 26446 9 S 33 71 88 a b W Luttke G A A Nonnenmacher Reinhard Mecke 1895 1969 Scientific work and personality In Journal of Molecular Structure Band 347 1995 S 1 17 doi 10 1016 0022 2860 95 08532 Z R Mecke Experimentelle Ergebnisse zur Bandenspektroskopie mehratomiger Molekule In Peter Josef William Debye Hrsg Molekulstruktur Leipziger Vortrage Verlag von S Hirzel Leipzig 1931 S 23 49 R Mecke Valenz und Deformationsschwingungen einfacher Molekule I Allgemeine Theorie In Zeitschrift fur physikalische Chemie Abt B Chemie der Elementarprozesse Aufbau der Materie Band 16 Nr 6 1932 ISSN 0372 9664 S 409 420 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche a b R Mecke Das Rotationsschwingungsspektrum des Acetylens III In Zeitschrift fur Physik Band 64 Nr 3 4 1930 S 173 185 doi 10 1007 BF01397589 Reinhard Mecke Hilmar Spiesecke Die Infrarot und Raman Spektren hochsymmetrischer Molekule mit Urotropinstruktur In Chemische Berichte Band 88 Nr 12 1955 S 1997 2002 doi 10 1002 cber 19550881231 a b vgl Hans Ulrich Gremlich Helmut Gunzler IR Spektroskopie Eine Einfuhrung 4 Auflage Wiley VCH 2003 ISBN 3 527 30801 6 S 168 K Nakamoto Hrsg Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds 4 Auflage Wiley 1986 ISBN 0 471 01066 9 S 2 a b Bernhard Schrader Hrsg Infrared and Raman Spectroscopy Methods and applications VCH Wiley 1995 ISBN 3 527 26446 9 S 33 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Meckesche Symbole amp oldid 222999806