Analytiska metoder för molekyler

Vad för typ av strålning använder röntgenkristasllografi?

Elektromagnetiskt strålning, röntgenstrålning specifik (typ av elektromagentisk strålning)

Varför behöver våglängden av det man analyserar vara samma som längden på det man vill analysera?

För att om man vill få det i den deljstorleken måste storleksordningen på våglängden vara lika stor som det man vill undersöka.

Vad bygger röntgenkristallografi på?

Interferens

Hur fungerar röntgenkristallografi?

Röntgenstrålning mot molekyl → elektroner i molekylen sprider ljuset → ljuset träffar fler olika atomplan vilket ger mycket spridning → spridningen kan interferera → skapar differaktionsmönster → elektrontäthet kan användas för att mäta atomavstånd/konstruera 3D struktur

Varför är det svårt att detektera väte i röntgenkristallografi? Vad kan man använda istället?

För att väte endast har en elektron → kommer inte sprida ljuset mycket → kommer inte bli lika mycket interferens → differaktionsmönster blir svagt. Neutralkristallografi, intereagerar med atomkärnan istället

Hur kan röntgenkristallografi bidra till läkemedelsutveckling?

Genom att känna till strukturen på det aktiva sätet kan man tillverka inhibitatorer

Hur hänger våglängd ihop med fotonenergi?

Kortare vågläng → högre fotonenergi

Vilken typ av energi exciteras från UV, Mikrovågor och IR vågor

Excitering, rotation och vibration

Varför passar UV- synligt ljus för elektronexitering?

För det krävs hög energi för att excitera elektronen, dessa har korta våglängder → hög fotonenergi

Vad kan analyseras med elekron excitering?

Vad för molekyler som finns i ett ämne, koncentrationen av en viss molekyl

Vad krävs för att en elektron ska exciteras?

Rätt fotonenergi eftersom energinivåerna är kvantiserade

Vad är HOMO och LUMO, används dessa termerna för att förklara elektronexcitering.

Elektronen går ifrån HOMO (highest ockupied orbital) → LUMO (lowest unockupied orbital). Vid excitering (absorbtion)

Stort delta E mellan HOMO och LUMO, vad bidrar det till

Att det kommer ta upp en foton ifrån UV spektrumet (kortare våglängd), eftersom det inte absorberas ur synligt spektrum kommer ämnet bli färglöst

Vad är konjugerade dubbelbindningar? Varför är molekyler med konjugerade dubbelbindningar oftast färgade?

Konjugerade dubbelbindningar har alternerande enkel och dubbelbindningar → elektronera i pi orbitalerna kommer bli delokaliserade → detta gör att orbitalenergierna hamnar närmre varandra → behövs mindre fotonenergi → synligt spektrum

Vad gör mikrovågor?

De kan excitera en molekyls rotationsenergitillstånd

Vad krävs för att en molekyls rotationsnergitillstånd ska exciteras?

En molekyls rotationsenergier är kvantiserade, det krävs en foton med rätt energi. Dessutom krävs det att molekylen är en PERMANENT DIPOL.

Hur har de används?

T.ex för att hitta ämnen i rymden. Molekyl emitterar mikrovågor → fångas upp→ varje molekyl har en unik rotationsspektrum. (rotationenergier är kvantiserade) → jämför med laboratioespektrum på molekyler

Vad gör IR-strålning?

Exciterar molekylens vibrationsenergitillstånd. Är kvantserat för molekyler

Vad krävs för att en molekyl ska exciteras med IR-strålning?

Foton med “rätt” energi, samt att dipolmomentet FÖRÄNDRAS under vibrationen

Hur många vibrationer har en molekyel med två atomer?

Ett

Varför har större molekyler flera toppar i IR spektrumet?

Större molekyler → fler atomer → flera möjliga typer av vibrationer

Vad kan man få för infromation från IR spekrum?

Vilka funktionella grupper som finns i molekyler. Funktionella grupper har ofta karakteristiska absorbtioner i IR-spektrum, eftersom de binder och vibrerar på samma sätt/sitt unika sätt.

Varför är CO2 och H2O växthusgaser men inte H2?

De har dipolmemoent i vissa vibreringsmoment

Vilken funktion har kromatografi?

Är en metod för att separera ämnen

Vad kan man få ut ifrån ett kromatogram?

Hur lång tid det tog för ett ämne att passera den stationära faser → säger vilket ämne det är

Kan få koncentration av ämnet

Vad är elementaranalys, vad kan alanyseras?

Elementaranalys kan vilken mängd av ett grundämne som finns i ett ämne. Man kan få förhållandet mellan olika grundämnen → empirisk formel.

Den ger ingen information om hur grundämnena faktiskt sitter bunda till varandra

Vad är masspektroskopi?

Masspektroskopi separerar ämnen eftersom förhållandet mellan massa och laddning skiljer sig mellan olika molekyler. (m/z)

Man joniserar ämnte → låter det separeras i masspektrometer → får ut ett diagram → molekylmassa & identifiera ämne