VORLESUNGEN:

Methoden der Anorganischen Chemie

Materialien zur Vorlesung (Links und Vorlagen, Stand: WS 05/06)

Volltextversion zum WS 07/08 in Vorbereitung

Physikalisch-chemische Charakterisierungsmethoden spielen in der Chemie eine immer weiter zunehmende Rolle. Im Rahmen dieser Vorlesung geht es nicht (wie z.B. in der Vorlesung 'Analytik II') primär um die Elementbestimmung oder die quantitative Bestimmung bekannter Verbindungen, sondern um Methoden zur Ermittlung von Strukturinformationen von (ev. bisher unbekannten) Molekülen oder Festkörpern oder die Bestimmung bestimmter Stoffeigenschaften. Gegenüber der Anwendung der Methoden in der organischen Chemie gibt es in der anorganischen Chemie allein durch die Elementvielfalt viele Erweiterungen/Komplikationen, die insgesamt auch eine stärker physikalische Auseinandersetzung mit der jeweiligen Methode erfordern. Andererseits werden viele Methoden durch die komplexen Atomkerne/Verbindungen so kompliziert, daß gegenüber der Beschreibung der Verfahren in der PC (z.B. Vorlesung PC II) erhebliche Vereinfachungen vorgenommen werden müssen. Wegen der hohen Koordinationszahlen in anorganischen Verbindungen kommt der Vereinfachung der Effekte durch die Einführung von Symmetrie eine entscheidende Bedeutung zu.

Volltextversion, im WS07/08 im Aufbau

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Materialien, Links usw.; Stand WS05/06

Einleitung und Übersicht

Vorlagen zur Einleitung
- Vorlage 0-1: Inhalt und Literatur (PS, PDF)
- Vorlage 0-2: Problem - Methode - Information (PS, PDF)
- Vorlage 0-3: Energieskalen; Einteilung der Methoden (PS, PDF)
SVGs
- zu Energien, Einheiten und Methoden(gruppen)

I. Spektroskopische Methoden

Generelles zur Spektroskopie
- Links
  - Fotos historischer Spektroskope
  - div. Online-Programme zur Spektroskopie (Univ. Potsdam)
  - Linksammlung ETH-Zürich (besonders unter Lehrmittel viele nützliche und gut kommentierte Links)
  - Java-Applets
    - Absorption (Prinzip der Absorption im VIS-Bereich, subtraktive Farbmischung)
    - Emission (Prinzip der Emission im VIS-Bereich, additive Farbmischung)
    - Filter (Prinzip der Filter im VIS-Bereich)
- Vorlagen
  - Vorlage I-1.1: Spektrometer - Spektrum (allgemein) (PS, PDF)

Elektronenspektren I (UV/VIS, CD/ORD)

Links

Fotos von UV/VIS-Spektrometern aus der AC (AK Vahrenkamp, AK Janiak)


Aussenansicht	Innenansicht			In-Situ Mess-Stab

PDFs
- Ableitung der Mikrozustände von d²-Ionen
Vorlagen
- Vorlage I-2.1: Energiebereiche, Atomspektren I (PS, PDF)
- Vorlage I-2.2.: Atomspektren II, Komplexe (PS, PDF)
- Vorlage I-2.3.: Termschemata und Elektronenkonfiguration I (PS, PDF)
- Vorlage I-2.4.: Termschemata und Elektronenkonfiguration II (PS, PDF)

NMR-Spektroskopie

Links
- Web-Spectra (NMR und IR)
- Foto NMR
- NMR Lab-Tours
- Gyroskop (mechanisches Modell für die Lamor-Präzession)
- Physik zum Gyroskope (mit Videos)
- The Basics of NMR (sehr umfassende und gut gemachte Einführung in die NMR-Spektroskopie (von Joseph P. Hornak)
- Links direkt zu den Spektren der Vorlesung:
  - B₁₀H₁₄ (neutral)
  - B₁₀H₁₄ (markiert, nur B)
  - B₁₀H₁₄ (markiert, mit H)
  - B₁₀H₁₄ (mit markierten H)
  - u.a. VRMLs zu Dodecasil 1H

Fotos "unseres" (=AC) NMR-Spektrometers (Bruker, 200 MHz)


Gesamtansicht	Spektrometer	Steuerrechner

Spektrometerunterseite mit Messkopf		Probenröhrchen	Elektronik-Schrank

ausgebauter Messkopf (Gesamtansicht)

Messkopf (Unterseite)		Messkopf (Probenseite)

Vorlagen
- Vorlage I-3.1: Prinzipien der NMR, Beispiel-Spektren I (PS, PDF)
- Vorlage I-3.2: Beispiel-Spektren II (PS, PDF)

ESR- und NQR-Spektroskopie
- Links
- Vorlagen

Mößbauerspektroskopie

Links
- Rudolf Mößbauer
- Deutsches Museum zum Moessbauer-Effekt
Vorlagen
- Vorlage I-5.1: Prinzip, Isomerieverschiebung (PS, PDF)
- Vorlage I-5.2: Quadrupolaufspaltung, magnetische Hyperfeinaufspaltung (PS, PDF)
Links

Fotos vom Mössbauer-Spektrometer aus der AC (AK Janiak)


Gesamtansicht		Transducer mit Laser zur v-Messung	Detektor

Quellenschieber und Probenhalterung	Probenbehälter	Fe/Rh-Quelle	Elektronik-Schrank

Grundlagen der Symmetrielehre (Punktgruppen)
- SVGs
  - Schema zur Bestimmung von Punktgruppen
  - Stereographische Projektion
  - s. auch die Seite zu Punktgruppenbeispielen in VRML und SVG
- Links
  - Schönflies
  - alle 32 Punktgruppen mit stereographischen Projektionen und VRML-Darstellungen der Polyeder mit Flächen allgemeiner Lage (von unserem Viror-Partner in der Kristallographie)
  - Special: Oktaeder-Symmetrie
- Vorlagen
  - Vorlage I-6.1: Basissymmetrieelemente 1. Art (Drehachsen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.2: Basissymmetrieelemente 2. Art und zusammengesetzte Symmetrieelemente (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.3: Nomenklatur Punktgruppen (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.4: Tabellen der Punktgruppen, Punktgruppenbestimmung (Schema) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.5: Beispiele I (C_nv-Gruppen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.6: Beispiele II (C_nh-Gruppen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.7: Beispiele III (D_n-Gruppen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.8: Beispiele IV (D_nh-Gruppen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.9: Beispiele V/VI (D_nd-/S_n-Gruppen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.10: Beispiele VII (Tetraeder- und Oktaeder-Gruppen) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.X: (Oktaeder) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.X: Gruppe-Untergruppe-Bastelbogen (Modell Oktaeder) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.X: Bandsymmetrien (Sonderstunde am 22.12.00) (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.11: Darstellungstheorie I (PS, PDF)
  - Vorlage I-6.12: Darstellungstheorie II (PS, PDF)

Schwingungsspektroskopie (IR, RAMAN, XANES)

Links
- (Fast) Alles zu IR-Spektroskopie (von Ralf Arnold) (sehr empfehlenswerte Seiten, in Deutsch)
- www.raman.de (kurze Einführung in RAMAN-Spektroskopie, von der LMU München)
- Web-Spectra (NMR und IR)

Fotos "unserer" (=AC) RAMAN/IR-Spektrometer


Interferometer	Strahlteiler im Interferometer	Bolometer (IR-Detektor)

Interferometer	Strahlteiler im Interferometer	Bolometer (IR-Detektor)

Vorlagen
- Vorlage I-7.1: IR/RAMAN: Apparatives (PS, PDF)
- Vorlage I-7.2: Oktaeder: Symmetrie und interne Schwingungen (PS, PDF)

II. Beugungsmethoden

Generelles zu Beugungsmethoden
- Links
  - Teaching Guide X-Ray and Neutron Diffraction von Th. Proffen und R. B. Neder von der Uni in Würzburg; mit vielen interaktiven Spielchen!
  - Birbeck College Crystallographic Courses
- Vorlagen
  - keine
Grundlagen der Kristallographie (Translationssymmetrie, Flächen- und Raumgruppen)
- SVGs
- Links
  - Special zu Cmca (I₂-Struktur)
  - Crystallography 101 (gut gemachte Seiten auch zu Beugungsmethoden und Symmetrielehre allgemein)
  - Cristallografia Online (in Italienisch)
  - Vorlesung Kristallographie I von unserem Viror-Partner in der Kristallographie
- Vorlagen
  - Vorlage II-2.1: Flächengruppen I (Symmetrieelemente, Alle im Überblick) (PS, PDF)
  - Vorlage II-2.2: Flächengruppen II (Beispiele) (PS, PDF)
  - Vorlage II-2.3: Raumgruppen I (Symmetrieelemente) (PS, PDF)
  - Vorlage II-2.4: Raumgruppen II (Alle im Überblick) (PS, PDF)
  - Vorlage II-2.5: Raumgruppen III (Beispiel Cmca) (PS, PDF)
Theoretische Prinzipien der Beugung
- Vorlagen
  - Vorlage II-3.1: Prinzip der Beugung (PS, PDF)

Röntgen- und Neutronenbeugung an Pulvern

Links
Vorlagen
- Vorlage II-4.1: Pulvermethode: Apparatives (PS, PDF)
- Vorlage II-4.2: Pulvermethode Beispiel 1: Iod (PS, PDF)
- Vorlage II-4.3: Pulvermethode Beispiel 2: Cu-Au-Legierungen (PS, PDF)
- Vorlage II-4.4: Neutronenbeugung (PS, PDF)

Fotos aus dem Röntgenbereich der AC


Röntgenröhre	Pulverdiffraktometer (Gesamtansicht)	Pulverdiffraktometer

	Ofen auf dem Pulverdiff	Pulverdiffraktometer mit PSD + Probenwechsler

Links zur Neutronenbeugung
- Darsbery Station 2.1
- Spallations-Quelle
- ISIS-Homepage
- HMI, Berlin, Instumentierung
- ILL, Grenoble
- FRM-II München
- Magnetische Struktur von MnO (VRML)

Röntgen- und Neutronenbeugung an Einkristallen, Grundlagen der Strukturbestimmung

Vorlagen
- Vorlage II-5.1: Einkristallmethode (PS, PDF)

Fotos aus dem Röntgenbereich der AC


CAD4 (Vierkreisdiffraktometer mit Sczintillationszähler und Kappa-Goniometer

Bruker-Flächenzähler mit CCD,

Stoe-Flächenzähler mit Image Plate Detektor

Elektronenbeugung (mit EXAFS, LEED, RHEED)
- Vorlagen
  - 11.7. Elektronenbeugung an Gasen
  - 11.8. LEED und EXAFS

III. Bildgebende Verfahren, Mikroskopie

Die Bedeutung dieser Methoden nimmt zwar auch in der Chemie immer weiter zu, aber da vor allem Oberflächen untersucht werden können, ist es doch ein Randgebiet der Chemie und die verschiedenen Methoden erreichen lange nicht die Bedeutung der Spektroskopie oder Beugung.

Generelles zu bildgebenden Verfahren
Optische Mikroskopie
EM/TEM
- Links
  - EM (und AFM/STM)
- Vorlagen
  - Vorlage III-3.1: Elektronenmikroskopie (PS, PDF)
AFM/STM
- Links
  - AFM/STM (und EM)
- Vorlagen
  - Vorlage III-4.1: Tunnel- und Kraftmikroskopie (PS, PDF)

Weitere Methoden

Viele weitere Links und Materialien zu den etwas exotischeren Methoden finden sich seit WS 04/05 auf der Seite der Spezialvorlesung Methoden der Festkörperchemie.