Was genau passiert bei der Infrarot Multiphoton Dissoziation?
In einem Bericht den ich las, stand, dass die Energie (des Photons) die vom Ion absorbiert schnell in das "Bad der Schwingungsfreiheitsgrade" des Moleküls durch intra-molekulare Schwingungsumverteilung abgegeben wird.
Ich habe Schwierigkeiten das zu verstehen. Sagen wir das Molekül hat 3 Schwingungsfreiheitsgrade bei 100, 200 und 300 cm^-1. Wenn ich einen Laser mit 300 cm^-1 auf das Molekül schieße, dann ändert sich die Quantenzahl der dritten Schwingung von z.B. v = 0 auf v = 1. Dann fällt es wieder auf v = 0, wobei es die Energie an die anderen schwingungsfreiheitsgrade abgibt? Das passiert solange, bis das Molekül genügend Energie hat, um zu dissoziieren? Trennt sich dann die Bindung der anderen Schwingungen oder wie?
1 Antwort
Ich vermute, das ist so gemeint: Du regst einen Schwingungsgrad an, der koppelt mit den anderen und transferiert seine Energie an sie, dann kann er wieder absorbieren etc. bis genug Energie im Molekül ist, daß eine Bindung aufbrechen kann.
Gewöhnlich wird bei einer solchen Prozedur die schwächste Bindung im Molekül aufbrechen, und das ist unabhängig davon, in welche Schwingung Du ständig Energie hineinpumpst; es muß nur sichergestellt sein, daß die angeregte Mode effizient Energie an die anderen abgeben kann, und daß ihr Absorptionsmaximum nicht stark davon abhängt, wieviel Energie bereits in den anderen Schwingungen steckt.
- Ich nehme an, Du meinst mit „er“ einen bestimmten Schwingungsfreiheitsgrad, der angeregt wird. Im realen Molekül sind alle Schwingungen gekoppelt, d.h., Energie kann von der einen in die andere fließen (ein N-dimensionaler harmonischer Oszillator zeigt nicht dieses Verhalten, da lebt jede Normalschwingung völlig unabhängig von jeder anderen); diese Kopplungen zwischen verschiedenen Schwingungsfreiheitsgraden werden durch Anharmonizität in den Potentialen bedingt, und sie können in der Praxis stärker oder schwächer sein.
- Die Breite kommt im wesentlichen von Mittelungen, weil jedes Molekül ein bißchen anders ist: Manche Moleküle haben gerade engen Kontakt mit einem Nachbarn, der sie stößt, andere nicht; manche rotieren mehr oder weniger; und auch der Anregungszustand der anderen Schwingungen im selben Molekül beeinflußt die Anregungsenergie (Kombinationsbanden haben ja nicht einfach die Summe der Wellenzahlen ihrer Komponenten). Alle diese Effekte zusammen bewirken eine statistische Linienverbreiterung, die besonders in kondensierter Phase viel größer ist als die natürliche Linienbreite aus der Unschärferelation (wegen der beschränkten Lebensdauer der angeregten Zustände).
Danke, das war sehr hilfreich. Ich wäre dir dankbar wenn du mir noch diese zwei Fragen beantworten könntest: