Allgemeine Chemie
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Alt 05.04.2009, 19:19   #1   Druckbare Version zeigen
AcidBurned  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 349
Schwingung im Molekül

Hallo zusammen!

a.) Wieviele C-H-Valenzschwingungen gibt es beim Formaldehyd?
b.) Wie viele Schwingungsfreiheitsgrade betätigen diese Schwingungen?
c.) Die asymmetrische Valenzschingung von Formaldehyd ist zweifach entartet. Zeichnen Sie beide Zustände und geben Sie die Zahl der von dieser Schwingung betätigten Freiheitsgrad an.
d.) Wie viele Schwingungsmöglichkeiten hat ein CO2 Moleküle? Welche dieser Schwingungen sind IR- und welche Raman-aktiv?


Mit den obigen Aufgaben habe ich Probleme, hier meine Ansätze:

a.) "Bildanhang siehe unten"
Einmal eine Symmetrische Schwingung und einmal eine unsymmetrische Schwingung, also 2 verschiedene C-H-Valenzschwingungen. Richtig?
b.) Ein Nichtlineares Molekül hat 3N-6 Freiheitsgrade. N ist hier gleich 4, also kommt man auf: 6 Freiheitsgrade
3 Davon fallen auf die Translation, 3 auf die Rotation. Dann hab ich alle verbraucht und habe somit keinen Schwingungsfreiheitsgrad? Da kann ja was nicht stimmen...
c.) Da weiss ich gar net weiter.
d.) Asl lineares Molekül 3N-5, mit N=3. Also 4 mhh aber weiter komm ich dann wieder nicht
Kann mir jemand weiter helfen? Vielen Dank und Gruß

Acid

Ich habe die Frage bereits hier gepostet, rechne dort jedoch nicht mit einer Antwort. Falls doch werde ich hier bescheid geben, damit sich niemand noch Mühe machen muss.
http://vorhilfe.de/read?i=533872
Angehängte Grafiken
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Geändert von AcidBurned (05.04.2009 um 19:27 Uhr)
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Alt 05.04.2009, 19:35   #2   Druckbare Version zeigen
Blausiegel Männlich
Mitglied
Beiträge: 35
AW: Schwingung im Molekül

Hallo!
Zu a) Das ist korrekt.

Zu b) Die 3N-6 Regel bezieht sich nur auf Schwingungsfreiheitsgrade ( "-6" entspricht grade den Rotations- und Translationsbewegungen)...das hast du allerdings in d) auch schon korrekt beantwortet.

Zu c)Du weißt ja nun schon, was die asymmetrische Valenzschwingung ist und dass diese zweifach entartet ist. D.h. zwei "verschiedene" Schwingungen führen zum gleichen Ergebnis. Stichwort: Spiegelung

Zu d) Was sind denn die Vorraussetzungen für IR- bzw. Raman-Aktivität? Tip: Dipolmoment und Polarisierung während der Schwingung beachten.

Zur weiteren Hilfe: eine ziemlich gute Lerneinheit von Chemgapedia.

Geändert von Blausiegel (05.04.2009 um 19:44 Uhr)
Blausiegel ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 23:38   #3   Druckbare Version zeigen
AcidBurned  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 349
AW: Schwingung im Molekül

Hallo Blausiegel!
Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Hallo!
Zu a) Das ist korrekt.
Na immerhin
Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Zu b) Die 3N-6 Regel bezieht sich nur auf Schwingungsfreiheitsgrade ( "-6" entspricht grade den Rotations- und Translationsbewegungen)...das hast du allerdings in d) auch schon korrekt beantwortet.
Soll heißen wenn ich mit 3N-5 rechne passt das Ergebnis?
Also 1 Schingungsfreiheitsgrad?

Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Zu c)Du weißt ja nun schon, was die asymmetrische Valenzschwingung ist und dass diese zweifach entartet ist. D.h. zwei "verschiedene" Schwingungen führen zum gleichen Ergebnis. Stichwort: Spiegelung
Also nur ein Freiheitsgrad?

Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Zu d) Was sind denn die Vorraussetzungen für IR- bzw. Raman-Aktivität? Tip: Dipolmoment und Polarisierung während der Schwingung beachten.
Ok das ist nach Chemgapedia gut verstanden.

Danke für Deine Hilfe!
AcidBurned ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 08:33   #4   Druckbare Version zeigen
juergen64  
Mitglied
Beiträge: 657
AW: Schwingung im Molekül

Hallo,

Zitat:
Zitat von AcidBurned Beitrag anzeigen
Also nur ein Freiheitsgrad?
Das mit der zweifachen Entartung ist Unsinn. Die CH2-Gruppe in Formaldehyd (Punktgruppe C2v) kann genau eine symmetrische (Rasse A1) und eine antisymmetrische (nicht "asymmetrische"!) (Rasse B2) Valenzschwingung ausführen. Zweifache Entartungen (Rasse E) kommen überhaupt nicht vor.

Gruß,
Jürgen
juergen64 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 11:15   #5   Druckbare Version zeigen
Blausiegel Männlich
Mitglied
Beiträge: 35
AW: Schwingung im Molekül

Zitat:
Zitat von juergen64 Beitrag anzeigen
Hallo,
Das mit der zweifachen Entartung ist Unsinn. Die CH2-Gruppe in Formaldehyd (Punktgruppe C2v) kann genau eine symmetrische (Rasse A1) und eine antisymmetrische (nicht "asymmetrische"!) (Rasse B2) Valenzschwingung ausführen. Zweifache Entartungen (Rasse E) kommen überhaupt nicht vor.
Du wirst mit Sicherheit Recht haben - von Symmetrie und dergleichen verstehe ich noch nicht viel. Allerdings denke ich, dass deine Ausführungen zum Beantworten der Aufgabe zu weit gehen.
Es wird ja schon im Aufgabentext von Entartung gesprochen, so dass man anscheinend mit diesen Informationen arbeiten soll.
In wie weit damit ein falsches Verständnis vermittelt wird, sei dahingestellt...in unserer PC Vorlesung des zweiten Semesters haben wir ähnliche Sachen gehört. Symmetrie folgt nun im vierten Semester und wird dann wohl mit einigen Missverständnissen aufräumen.

@Acid:
Jedes Molekül besitzt 3N Freiheitsgrade. Davon gehen 3 auf die Translation und 3 (bei linearen 2) auf die Rotation. Alles was danach noch übrig bleibt, sind Schwingungsfreiheitsgrade. Was macht das nun im Falle des Formaldehyd?

Gruß
Blausiegel
Blausiegel ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 11:26   #6   Druckbare Version zeigen
juergen64  
Mitglied
Beiträge: 657
AW: Schwingung im Molekül

Hallo,

Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Es wird ja schon im Aufgabentext von Entartung gesprochen, so dass man anscheinend mit diesen Informationen arbeiten soll.
Der Aufgabentext ist schlicht falsch. Das Formaldehyd-Molekül hat C2v-Symmetrie, und in dieser Punkgruppe gibt es keine Entartungen. Das sind die simplen Fakten. Ich weiß nicht, wie man per Aufgabenstellung verlangen kann, mit falschen Informationen zu arbeiten.

Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
In wie weit damit ein falsches Verständnis vermittelt wird, sei dahingestellt...in unserer PC Vorlesung des zweiten Semesters haben wir ähnliche Sachen gehört. Symmetrie folgt nun im vierten Semester und wird dann wohl mit einigen Missverständnissen aufräumen.
Nochmal: Die Behauptung, irgendeine Normalschwingung eines Moleküls mit C2v-Symmetrie sei entartet, ist schlicht und einfach falsch. In dieser Punktgruppe gibt es die Symmetrierassen A1, A2, B1 und B2, aber nicht E, F usw. Ich verstehe auch nicht, wie man Normalschwingungen diskutieren kann, ohne von Symmetrien gehört zu haben. Wie soll das gehen?

Gruß,
Jürgen
juergen64 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 12:14   #7   Druckbare Version zeigen
AcidBurned  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 349
AW: Schwingung im Molekül

Danke für eure Beiträge. Es sei dazu gesagt, dass der Großteil der Hörer noch keine Symmetrie Vorlesung hatte.
Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
@Acid:
Jedes Molekül besitzt 3N Freiheitsgrade. Davon gehen 3 auf die Translation und 3 (bei linearen 2) auf die Rotation. Alles was danach noch übrig bleibt, sind Schwingungsfreiheitsgrade. Was macht das nun im Falle des Formaldehyd?
Mit N=6 komme ich insgesamt auf 12, abzüglich 6 verbleiben 6. Richtig?

Gruß Acid
AcidBurned ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 13:32   #8   Druckbare Version zeigen
Blausiegel Männlich
Mitglied
Beiträge: 35
AW: Schwingung im Molekül

Zitat:
Zitat von AcidBurned Beitrag anzeigen
Mit N=6 komme ich insgesamt auf 12, abzüglich 6 verbleiben 6. Richtig?
Das Ergebnis stimmt, ausser dass N=4 gelten muss..aber das wird wohl ein Verschreiber sein. ;-)

@Jürgen:
Ich will und kann den Wahrheitsgehalt ihrer Aussage auch garnicht anzweifeln, da mir wie bereits erwähnt die entsprechenden Kenntnisse über Punktgruppen bzw. Symmetrien noch nicht vermittelt wurden.
Allerdings denke ich, dass die beschränkten Kenntnisse über Normalschwingungen und Freiheitsgrade - um die es in dieser Aufgabe ja primär geht - schon einen gewissen Nutzen haben, zum Beispiel bei der Berechnung von Hochtemperaturgrenzwerten für Wärmekapazitäten.

Gruß
Blausiegel
Blausiegel ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 07.04.2009, 13:41   #9   Druckbare Version zeigen
juergen64  
Mitglied
Beiträge: 657
AW: Schwingung im Molekül

Hallo,

Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Allerdings denke ich, dass die beschränkten Kenntnisse über Normalschwingungen und Freiheitsgrade - um die es in dieser Aufgabe ja primär geht - schon einen gewissen Nutzen haben, zum Beispiel bei der Berechnung von Hochtemperaturgrenzwerten für Wärmekapazitäten.
Ich habe ehrlich keine Idee, wie man an die Normalschwingungen herankommen will, ohne etwas über Symmetrie zu wissen. Wenn es nur um deren bloße Anzahl geht, kann man sich Detailfragen über deren Aussehen oder Entartung sparen.

Gruß,
Jürgen
juergen64 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 16:46   #10   Druckbare Version zeigen
AcidBurned  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 349
AW: Schwingung im Molekül

Zitat:
Zitat von Blausiegel Beitrag anzeigen
Das Ergebnis stimmt, ausser dass N=4 gelten muss..aber das wird wohl ein Verschreiber sein. ;-)
Ja natürlich.

Möchte mich recht herzlich bei euch beiden bedanken.

Gruß Acid
AcidBurned ist offline   Mit Zitat antworten
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