Moleküler ışın yöntemi
Moleküler yayma yöntemi bir yöntemdir kimya , kinetik ve yapısal bilgiler kimyasal reaksiyonlar elde edilebilir.
prensip
Her biri bir tip partikülden en az iki ışın ( moleküler ışınlar veya atomik ışınlar ) üretilir. Bu ışınları bir vakumda çaprazlayarak veya birleştirerek , moleküllerin reaksiyona girmesi sağlanır.
Moleküler ışınların hızı ve çarpışması, aşağıdakilerin belirli bir dağılımına yol açar:
Vakum "yabancı moleküllerin" etkisini engeller,
- moleküler ışınları ve ürünleri saptırabilen,
- bu istenmeyen bir şekilde reaksiyona katılabilir.
Normal laboratuvar koşulları altındaki reaksiyonlarda, bu "yabancı moleküller" çözücü , hava ve muhtemelen aynı zamanda koruyucu bir gazın molekülleridir .
Algılama, kinetik bilgi için kütle spektrometresi ile veya yapısal bilgi için rotasyon spektroskopisi , kızılötesi spektroskopi ile yapılabilir.
Kinetik çalışmalar
Kinetikte, moleküler ışın yöntemi, moleküller arası etkileşimleri etkilemeden bir reaksiyonda yer alan atomların ve moleküllerin çarpışma süreçlerini araştırmak için kullanılır . Çarpışma süreçlerinin yorumlanması, özellikle reaksiyon için gerekli minimum enerji hakkında istatistiksel bilgi sağlar. Çünkü görünüşte reaktif parçacıkların her çarpışması, bu parçacıkların bir reaksiyonuyla sonuçlanmaz.
Moleküler ışınlar çaprazlanır, moleküller geçiş alanında kısmen birbirleriyle reaksiyona girer. Moleküller çarpışma ve kısmi reaksiyon yoluyla dağılır . Saçılan moleküller tespit edilir, kütleleri belirlenir ve buradan saçılan partiküllerin bileşimi belirlenir.
Aşağıdaki olaylar meydana gelir:
- Kesişme alanında çarpışmayan moleküller , orijinal moleküler ışının hareket yönünü korur.
- Çarpışan ve reaksiyona giren moleküller, esas olarak, orijinal moleküler ışınların uçuş yönlerinden kaynaklanan bir uçuş yönü alırlar.
- Çarpışan ancak reaksiyona girmeyen moleküller her yöne güçlü bir şekilde dağılmıştır.
Çarpışma veya reaksiyon nedeniyle orijinal uçuş yönünün açısından sapma, reaksiyon ürünlerinin saçılma açısı, moleküler ışınların kesişme alanının boyutu ve parçacıkların uçuş süresi basit çarpma teorisi kullanılarak değerlendirilebilir. ve rafine etki teorisi.
Yapısal Araştırmalar
Yapısal çalışmalarda, çarpışmalar daha az ilgi çekicidir. Burada ara ürünlerin yapıları ve reaksiyonların son ürünleri incelenir.
Yalnızca reaksiyona giren, yani orijinal moleküler ışınların uçuş yönünden kaynaklanan uçuş yönünü az çok alan parçacıklar ölçülür.
Mikrodalga spektroskopi ve kızılötesi spektroskopi ile bazen diğer spektroskopik yöntemler yardımıyla ara ve son ürünlerde meydana gelen bağ uzunlukları, rotasyonlar, konformasyonlar, titreşimler vb. Bilgiler elde edilebilir ve bu bilgilerden yapının yorumlanması için kullanılabilir. ve başka türlü erişilemeyen türlerdeki bağ durumu.
uygulama
Moleküler ışın yöntemi genellikle fiziksel kimyadaki çok çeşitli kinetik çalışmalarda kullanılır . Moleküler ışın yöntemiyle yapısal analiz günümüzde giderek artan bir şekilde "egzotik" komplekslerin araştırılmasında kullanılmaktadır , örn. B. cıva - asal gaz kompleksleri.
Her iki uygulama türü de temel araştırma için daha fazla kullanılır ve bu nedenle endüstriyel olarak nadiren kullanılır.
Edebiyat
Gerd Wedler; Fiziksel kimya ders kitabı ; Wiley-VCH; 1997