10A1_IR spektroskopie

Podobné dokumenty
- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

Vybrané spektroskopické metody

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE

Vybrané metody spektráln. lní analýzy. Metody charakterizace nanomaterálů I

Metody charakterizace nanomaterálů I

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Elektromagnetické záření. lineárně polarizované záření. Cirkulárně polarizované záření

Fyzika IV Dynamika jader v molekulách

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

13. Spektroskopie základní pojmy

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

INFRAČERVENÁ A RAMANOVA SPEKTROMETRIE

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

Infračervená spektrometrie

Absorpční fotometrie

Spektrometr pro měření Ramanovy optické aktivity: proč a jak. Optická sestava a využití motorizovaných jednotek.

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

Infračervená a Ramanova spektrometrie

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

IDENTIFIKACE LÉČIVA V TABLETÁCH POMOCÍ RAMANOVY SPEKTROMETRIE

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie

Nekovalentní interakce

INFRAČERVENÁ A RAMANOVA SPEKTROMETRIE

Ramanova spektroskopie

Nekovalentní interakce

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová

Teorie Molekulových Orbitalů (MO)

INSTRUMENTÁLNÍ METODY

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu

Náboj a hmotnost elektronu

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.8. Laserové zpracování materiálu. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Kmity a rotace molekul

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

Spektroskopické metody. Ramanova spektroskopie

Pokročilé cvičení z fyzikální chemie KFC/POK2 Vibrační spektroskopie

Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Born-Oppenheimerova aproximace

Využití UV/VIS a IR spektrometrie v analýze potravin

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

Náboj a hmotnost elektronu

Elektronová a absorpční spektroskopie, Vibrační spektroskopie (absorpční a Ramanova rozptylu)

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

Infračervená spektroskopie

Rozměr a složení atomových jader

Opakování

Symetrie Platonovská tělesa

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie. UV-vis oblast. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Symetrie Platonovská tělesa

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Spektroskopické metody. převážně ve viditelné, ultrafialové a blízké infračervené oblasti

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Zdroje optického záření

Identifikace barviv pomocí Ramanovy spektrometrie

CZ.1.07/2.2.00/ AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

IDENTIFIKACE NEZNÁMÉ ORGANICKÉ LÁTKY POMOCÍ INFRAČERVENÉ SPEKTROMETRIE

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

INTERPRETACE INFRAČERVENÝCH SPEKTER

Viková, M. : ZÁŘENÍ II. Martina Viková. LCAM DTM FT TU Liberec, (hranol, mřížka) štěrbina. Přednášky z : Textilní fyzika

08C_elektronová spektra molekul

Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

ZÁKLADY SPEKTROMETRIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II

IČ spektroskopie. IR Spectroscopy FTIR moderní technika viz dále

A až E, s těmito váhami 6, 30, 15, 60, 15, což znamená, že distribuce D dominuje.

Od kvantové mechaniky k chemii

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Spektrometrické metody. Luminiscenční spektroskopie

NMR spektroskopie. Úvod

Spektroskopie v UV-VIS oblasti. UV-VIS spektroskopie. Roztok KMnO 4. pracuje nejčastěji v oblasti nm

SPEKTROSKOPICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

02 Nevazebné interakce

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Vazby v pevných látkách

Jak vibrují atomy v molekulách

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu.

4 Přenos energie ve FS

Fyzika IV. g( ) Vibrace jader atomů v krystalové mříži

Infračervená spektroskopie (Infrared spectroscopy)

Molekuly 2. Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem. Hybridizace. Hybridizace sp 3. Hybridizace

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

Kovy - model volných elektronů

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Transkript:

C6200-Biochemické metody 10A1_IR spektroskopie Petr Zbořil

IR spektroskopie Excitace vibračních a rotačních přechodů Valenční vibrace n Deformační vibrace d

IR spektroskopie N atomů = 3N stupňů volnosti Vibrační modus: molekulární pohyb, ve kterém atomy vibrují ve fázi se stejnou frekvencí Lineární molekuly: 3N -5 modů (odečet rotace) Nelineární molekuly 3N 6 modů

IR spektroskopie Podmínka viditelnosti absorpce v IR spektru vibrace musí být provázena změnou dipólového momentu (např. asymetrické vibrace) (Elmg. záření je oscilující dipolový moment)

Podmínky viditelnosti IR Absorpce záření jen u molekul s dipolmomentem, který se mění absorbcí kvant Vektor el. pole vibrující molekuly se periodicky mění absorbce záření s nímž je v resonanci: ν = 1/2π. k/μ Hookův zákon silová konstanta / redukovaná hmotnost k = f(typu vazby) C-C... 0,5 knm -1, C=C... 0,95, C C... 1,5 μ = m 1.m 2 / (m 1 + m 2 ) E v = k/2 (r-r 0 ) 2 = (v + ½). h ν 0 (aplik. Sch. rovnice) E v+1 = k/2 (r 1 -r 0 ) 2 = (v + ½). h ν 0 E = h ν = E v+1 - E v = h ν 0 Neaktivní Neaktivní molekuly jednoatomové symetrické nepolární (H 2, N 2, O 2...) mající symetrické valenční vibrace (CO 2 )

Podmínky viditelnosti IR Oblasti spektra fingerprint 900 1300 cm -1 charakteristické pásy vazeb 1300 3700 Vlivy skupenství ν g ν l ν s (s vhodné na určení struktury, ne změny) vodíkové vazby rostou dipolární interakce konjugace menší ν isotopová záměna ν = f(1/μ) D za H apod.

IR spektroskopie E = hn Vlnočet = cm -1 Blízká 0.78-2.5 mm 12800 4000 cm -1 Střední 2.5 50 mm 4000 200 cm -1 Vzdálená 50-1000 mm 200 10 cm -1 X H 3600 2700 X=Y 2700 1900 X=Y 1900 1500 X-Y 1500-500 n bar = 1/2p (k AB /m AB ) 1/2 kde m AB = M A M B /(M A + M B ) Kde k je silová konstanta, MA, MB hmotnosti atomů, n vlnočet A B

IR spektroskopie

Typické IR spektrum IR spektroskopie

Příklady vibrací cm -1 n OH (alkohol) 3300-3700 n NH2(amin) 3200-3500 n SH (thioly) 2500-2600 d HOH (voda) 1550-1650 biopolymery n SH (cystein) 2600-2700 n NH2 (amidy) 3200-3400 n C=O (Asp, Glu) 1710-1720 n COO- 1410-1570 n C-N 1625 n NH3+ 1670 d jádro (Tyr) 1515 n NH (Trp) 3400 n O-PO (fosfát) 900 d jádro (nukl. báze) 1520-1570 n CO, dnh (pep. vazba) 1620-1670 dcn, dnh 1500-1550 Polohy abs. pásu podle typu vazeb X -H 3600 2700 X=Y 2700 1900 X=Y 1900 1500 X-Y 1500-500

IR spektroskopie IR spektra proteinů Amid I - 1655 cm -1 n N-CO Amid II 1550 cm -1 d NH CN Závislost spektra peptidové vazby na typu struktury Amid I (D 2 O) a-helix 1651-1657 b- struktura 1620-1640 1670-1680 RC 1640-1648

Schema přístroje IR spektroskopie

IR spektroskopie Zdroj žhavené materiály (slitiny kovů, keramika) vlákna, tyčinky (nichromový zdroj, Nernstova tyčinka, globar) Monochromátor mřížka jiná hustota vrypů Michelsonův interferometr za vzorkem Detektor fotoelektrický tepelný

IR spektroskopie FT-IR spektroskopie Michelsonův interferometr

IR spektroskopie FT-IR spektra proteinů, změna konformace CaF 2, D 2 O, 60 mg/ml, 10 ml H bs

Ramanova spektroskopie NC 1930 Neelastický rozptyl srážky fotonů s částicí Není absorpční Měříme vyzářené světlo Sir C. V. Raman

Ramanova spektroskopie Rozptyl, měření vyzářeného světla o Virtuální stav excitace

Ramanova spektroskopie

Ramanova spektroskopie n R = n o n vibr Rayleigh Dn = n o n R = n o (n o n vib ) Dn = n vib lo = 555 nm no = 18 000 cm -1 Pokud n vib = 1600 cm -1 n R = 18 000 1 600 = 16 400 cm -1 l R = 610 nm Stockes n o n vib Anti-Stockes n o + n vib

Ramanova spektroskopie Zdroje: lasery He-Ne 633 nm Ar 488 nm

Ramanova spektroskopie

Ramanova spektroskopie Polarizovatelnost molekuly a vibrační mody Viditelnost vibrace v Ramanově spektru vyžaduje změnu polarizovatelnosti vazby Doplňkové k IR Symetrické vibrace CO2

Ramanova spektroskopie Indukce dipólu P v elektrickém poli E i P = a. E i a polarizovatelnost E i = E o cos(2pn i t) n i vlnočet záření a= a o + a v cos(2pn v t) n v vibr. frekvence molekuly p = E o a o cos(2pn i t) + E o a v cos(2pn i t).cos(2pn v t) + E o a v [cos2pt(n i +n v ) + cos2pt(n i - n v )] Poměr intenzit Stockesových a anti-stockesových linií I A /I S = (n i n v ) 4.e (-hnv/kt) (n i + n v ) Anti-Stockesovy linie jsou mnohem slabší

Ramanova spektroskopie Infrared Raman Fyzikální efekt Příprava vzorku Absorpce Změna diplového momentu (silné, iontové vazby jako O-H, N-H) Optimální tloušťka (transmission mode) kontakt vzorku nutný Komplikace Silná absorpce skla, vody, CO 2 Fluorescece Materiály Zejména organické látky Neomezeno Rozptyl Změna polarizovatelnosti (silné: kovalentní vazby jako C=C, C-S, S-S) Bez kontaktu, destrukce jednoducháý příprava voda nebo sklo neruší měření Frekvenční rozsah 4000-700 cm -1 4000-50 cm -1 (Stokes and Antistokes)

Ramanova spektroskopie Běžná Ramanova spektroskopie Excitace světlem E DE = E ex - E z Např. l chromoforu 220 nm, l světla 488 nm Rezonanční Ramanova spektroskopie Elektronové a vibrační přechody excitace světlem E DE = E ex - E z l světla je kratší než l odpovídajícího el. přechodu (l chromoforu 550 nm, l světla 500-400 nm, laditelný laser) Rezonanční Ramanův efekt zesílení určitých liníí

Dn Dn

Ramanova spektroskopie Resonanční Ramanova spektra cyt c: 1340 1550 cm-1: oxidační a vazebný stav hemového Fe. 1375 a 1504 cm-1 oxidovaný stav, bis-his hemu (6cLS konfigurace). Redukovaný stav: 1353 1468 cm-1 (5cHS konfigurace)

Ramanova spektroskopie Vazba izotopů CO na cytochrom b5.

Ramanova spektroskopie Analýza mutantů Leu88Asp Prakticky totožná CD spektra RR: 1482, 1565 6 koordinační Fe, s vysokým spinem 1505, 1582 6 koordinační, nízký spin divoký kmen a mutant prakticky totožné

Ramanova spektroskopie nas CD2 nscd2 nscd3 nscd3 Spektrum deuterovaného DPPC