Einführung in die Physikalische Chemie Teil V: Molekülspektroskopie

Die Molekülspektroskopie umfasst die mannigfaltigen Erschei nungen der Wechselwirkung von MolekUlen mit elektromagneti scher Strahlung. Besonders fruchtbar erwiesen hat sich das Studium der Absorption und der Emission von Strahlung sowie der Ionisation durch Strahlung. Diese Vorgänge bilden heute wohl die ergiebigste Quelle zur Erforschung der energetischen Eigenschaften von Molekülen. DarUber hinaus erlauben sie auch RUckschlUsse auf den geometrischen Bau und auf die Elektronenstruktur. Da die Theorie der Wechselwirkung zwi schen Strahlung und Materie weitgehend ausgearbeitet ist und in vielen Fällen quantitativ durchgefUhrt werden kann, ist die Aussagekraft spektroskopischer Experimente gross. In andern Fällen, wo eine theoretische Analyse nicht voll ständig möglich ist, können die Spektren wenigstens zur ana lytischen Charakterisierung von Substanzen dienen. Oft sind empirisch gefundene Korrelationen spektraler Banden mit funk tionellen Gruppen eine wirksame Hilfe bei Strukturaufklärungen. Besondere Vorteile der meisten spektroskopischen Methoden sind der geringe Substanzbedarf und der Umstand, dass die Substanz dabei nicht zerstört wird. Viele dieser Methoden eignen sich deshalb auch zum Nachweis und zur Charakterisie rung von kurzlebigen Zwischenprodukten bei Reaktionen. 1. 1. Beschreibung der Strahlung Um einen möglichst hohen Grad von Anschaulichkeit zu wahren, verzichten wir auf eine einheitliche Beschreibung der elek tromagnetischen Strahlung. Wir stellen sie einerseits als elektromagnetische Welle dar, welche sich im Vakuum mit der 8 Lichtgeschwindigkeit c = 3'10 m/s fortpflanzt und bei einer Wellenlänge A eine Frequenz v = C/A besitzt. Oft wird statt der Frequenz die Wellenzahl v = l/A angegeben.