Methoden der Chemie III WS 2009/10 - 1

Methoden der Chemie III WS 2009/10 - 1

Methoden der Chemie III Teil 1 Modul M.Che.1101 WS 2010/11 1 Moderne Methoden der Anorganischen Chemie Mi 10:15-12:00, Hrsaal II George Sheldrick [email protected] Teil. 1. Kristallstrukturbestimmung Die Vorlesungen werden je ca. 50 Minuten dauern, gefolgt von eine bung im gleichen Hrsaal (ca. 40 Minuten). Jede bung wird mit 0 bis 2 Punkten belohnt. Diese Punkte werden 24% der Praktikumsnote ausmachen. Maximal 24 Punkte werden angerechnet (theoretisch wren fr die 13 bungen 26 mglich). Das Praktikum dauert eine Woche (5 Tage, 13 bis 18 Uhr). Es wird in Zweiergruppen gearbeitet und es knnen maximal 10 Studierende pro Woche das Praktikum absolvieren. Zwei Termine sind im Mrz und vier im Sommersemester vorgesehen. Die Anmeldung erfolgt ber Stud-IP. Jede Gruppe fngt montags an und jede/r Studierende wird an dem Freitag seine/ihre Ergebnisse kurz vorstellen und ein paar Fragen dazu beantworten. Die bungspunkte, die Prsentation und das Praktikumsprotokoll bilden die Grundlage der Benotung. Teil 2 (Meyer/Demeshko, Spektroskopische Methoden) findet

Donnerstags 10:15-12:00 statt, gefolgt von einem eigenen Praktikum. Die Klausur (fr beide Teile zusammen) findet an Mittwoch, dem 2. Mrz und die Wiederholungsklausur an Mittwoch, dem 6. April 2011 statt. Warum Kristallstrukturbestimmung? Mit Kernresonanz kann man die Strichformel eines organischen Molekls bestimmen, aber ohne Hilfe eines Kraftfeldes keine Bindungslngen und -winkel bestimmen. Rntgenstrukturbestimmung ist nicht immer die genaueste Methode, Bindungslngen zu bestimmen. Fr sehr kleine Molekle kann die Rotationsspektroskopie oder sogar Elektronenbeugung im Gaszustand genauer sein. Aber die Bestimmung von dreidimensionalen Kristallstrukturen mit Hilfe der Rntgenbeugung ist auch fr sehr groe Strukturen (Proteine, DNA, Viren...) geeignet, und sehr breit einsetzbar, z. B. fr Mineralien, metallorganische Verbindungen oder Naturstoffe. Kristallstrukturen sind sehr objektiv und nach 50 Jahren immer noch gltig. Vor allem anorganische und metallorganische Zeitschriften verlangen Kristallstrukturen als einen Beweis dafr, dass man eine

Verbindung tatschlich synthetisiert hat. Aber: Fr die Kristallstrukturbestimmung sind Kristalle unbedingt erforderlich! Nobelpreise fr Kristallographen 1914 M. von Laue 1915 W.H. Bragg und W.L. Bragg 1954 L. Pauling 1962 J.C. Kendrew, M. Perutz, F. Crick, J.D. Watson und M.H.F. Wilkins 1964 Dorothy C. Hodgkin 1976 W.N. Lipscomb 1982 A. Klug 1985 H.A. Hauptman und J. Karle 1988 J. Deisenhofer, R. Huber und H. Michel 1997 J.E. Walker 2003 P. Agre und R. MacKinnon 2006 R. Kornberg 2009 V. Ramakrishnan, T.A. Steiz und Ada Yonath RNA-Polymerase II Der Preis fr Chemie 2006 ging an Roger Kornberg (Stanford, USA) fr seine Kristallstrukturen von RNA-Polymerase II in Aktion: RNA wird synthetisiert

DNA (Bauplan) Enzym (ProteinKatalysator) Das Ribosom Der Preis fr Chemie 2009 ging an Venkatraman Ramakrishnan (MRC Cambridge, UK), Thomas A. Steitz (Yale, USA) und Ada Yonath (Weizmann Institut, Israel) fr die Aufklrung der Struktur des Ribosoms durch Rntgenbeugung an Kristallen. Kleine Untereinheit: PDB 1fka, 24982 Atome, Auflsung 3.3 , P41212, a = b = 496, c = 173 . Orange: RNA (ca. 90%), blau: Protein. Groe Untereinheit: PDB 1ffk, 64268 Atome, Auflsung 2.4 , C2221, a = 212, b = 300, c = 574 . RCSB PDB: http://www.rcsb.org/ Kristallstrukturbestimmung: Literatur Das mit Abstand geeignetste Buch fr diesen Kurs ist: W. Massa,

Kristallstrukturbestimmung, 6. Auflage Sept. 2009, Teubner Verlag, ISBN 978-3834806499, ca. 36 Euro. Exemplare dieser Monographie befinden sich in der AC Bibliothek; der Bibliothekar Herr Wske kann Ihnen helfen, sie zu finden. Biomolecular Crystallography von Bernhard Rupp, 1. Auflage 2010, Garland Science, ISBN 978-0815340812 (ca. 90 Euro) ist eine umfassende, aktuelle und gut lesbare Beschreibung der Kristallstrukturbestimmung von biologischen Moleklen. Fr die ersten zwei Vorlesungen (Punktgruppen) gibt es ein besonders schnes Online-Tutorial: http://symmetry.otterbein.edu/ Sprechstunde: Dienstags 8:30-9:30 im Zimmer 333 der AC Symmetrie und Punktgruppen Die Symmetrie eines Molekls wird mit einer Punktgruppe beschrieben. Nur zwei-, drei-, vier- und sechszhlige Achsen sind mit einem Kristallgitter kompatibel, mit der Folge, dass nur 32 dieser Punktgruppen (die so genannten kristallographischen Punktgruppen) die Grundlage der 230 Raumgruppen bilden, die die Symmetrie von dreidimensionalen periodischen Strukturen beschreiben. Es ist nicht mglich, ein periodisches Muster miy fnfzhligen Achsen zu erzeugen.

Symmetrieelemente O H 180 H C2 N H H 120 C3 H Das H2O Molekl besitzt eine C2-Drehachse entlang der Winkelhalbierenden, und zwei Spiegelebenen, die sich in der Drehachse treffen. Die Punktgruppe lautet C2v oder mm2.

Jede Kombination zweier dieser Elemente wrde das Dritte erzeugen. Das NH3 Molekl besitzt eine C3-Drehachse und drei Spiegelebenen, die sich in der Drehachse treffen. Die Punktgruppe lautet C3v oder 3m. Kombinationen von Symmetrieelementen Die Kombination zweier Symmetrieelemente erzeugt immer ein Drittes, zum Beispiel fhrt eine zweizhlige Achse in der Ebene einer Spiegelebene (C2v) zu einer weiteren Spiegelebene (wie im alternativen Namen 2mm sichtbar ist). a + d +c II I

b Zwei zweizhlige Achsen senkrecht zueinander erzeugen eine Dritte, senkrecht zu beiden. Die Achse I wandelt Punkt a (+ bedeutet, dass er oberhalb der Ebene liegt) in Punkt b. Die Achse II wandelt b in c. Die Transformation a c entspricht einer neuen zweizhligen Achse senkrecht zu a und b. Eine zweizhlige Achse (oder eine hhere geradzahlige Symmetrieachse) senkrecht zu einer Spiegelebene fhrt automatisch zu einem Inversionszentrum. Zwei Spiegelebene erzeugen stets eine Drehachse entlang der Schnittkante. Schnflies und Hermann-Mauguin Das Schnflies-System wird meist von Spektroskopikern und das

Hermann-Mauguin-System von Kristallographen benutzt. Beide Systeme sind etwas gewhnungsbedrftig. Ein Inversionszentrum heit i (S) oder 1 (H-M). Bei einer vertikalen Hauptachse heien vertikale Spiegelebenen v bzw. m; horizontale Spiegelebene sind h bzw. /m. Eine N-zhlige Drehachse heit CN (S) oder N (H-M). Beispiele: C1=1; C2=2; C3=3; C4=4; Ci=1; Cs=m; C2v=2mm; C2h=2/m [Cs heit auch C1v und 2mm kann mm2 genannt werden]. Schnflies und Hermann-Mauguin (fort.) Das Schnflies und das Hermann-Mauguin System sind sich weniger hnlich, wenn zustzliche zweizhlige Drehachsen senkrecht zur Hauptachse stehen. Die Hauptachse heit dann D statt C (S) bzw. eine oder zwei Ziffern 2 folgen nach der Hauptachse (H-M). Z.B. D2=222, D3=32, D4=422. Das H-M System ist hier etwas verwirrend. Auf 2 wird verzichtet, wenn die zustzliche zweizhlige Achse einfach durch Drehung um die Hauptachse entsteht (z.B. 32), aber nicht wenn sie anderweitig zustande kommt (z.B. 222 und 422). Die Kombination 42 erzeugt weitere zweizhlige Achsen sowohl senkrecht zu 4 und 2 als auch um 45 zu 2 und senkrecht zu 4.

C2 C2 C2 C4 C2 Weitere D-Punktgruppen (1) Eine DN-Punktgruppe besitzt sowohl eine CN-Achse als auch zweizhlige Achsen senkrecht dazu. Wenn vertikale Spiegelebenen vorhanden sind (zwischen den zweizhligen Achsen), aber keine horizontale Spiegelebene, dann heit die Punktgruppe DNd. Wenn sowohl vertikale als auch horizontale Spiegelebenen vorhanden sind, heit sie DNh. Beispiele: CH2 HC 2 F O O

Fe O F O O O [Fe(ox)3] D3=32 3 F H2C P F F H2C

PF5 D3h=6m2 CH2 CH2 C6H12 (Cyclohexan) D3d=3m Weitere D-Punktgruppen (2) In der Punktgruppe D2d ist eine der drei zweizhligen Achsen anders als die zwei, die senkrecht zu ihr stehen sie ist nmlich auch eine S4 (4) Achse. In D2h=mmm dagegen sind alle drei zweizhligen Achsen gleichberechtigt. B2Cl4 kann beide dieser Punkgruppen einnehmen, je nachdem, ob es sich im Gaszustand oder im Kristall befindet: Cl Cl Cl B

Cl B B2Cl4 (Gas) B B Cl Cl B2Cl4 (Kristall) D2h=mmm Cl Cl D2d=42m Die 32 kristallographischen Punktgruppen Schnflies HermannMauguin C1 Ci C2 Cs=C1v

C2h C2v D2 D2h C4 S4 D4 C4v C4h D2d D 1 1 2 m 2/m mm2 222 mmm 4 4 422 4mm

4/m 42m 4/mmm C3 C3i=S6 D3 C3v D3d C6 C3h D6 D3h C6h C6v D6h T Th Td O 3 3 32

3m 3m 6 6 622 6m2 6/m 6mm 6/mmm 23 m3 43m 432 bungsfragen Welche Symmetrieelemente und Punktgruppen (nach beiden Systemen) besitzen: 1) H2O2 (gauche) 2) SF4 3) B2H6 4) C2H6 (gestaffelt und ekliptisch) 5) H2C=C=CH2

Recently Viewed Presentations

  • 4th International Conference on Maltese Linguistics Universit Lyon

    4th International Conference on Maltese Linguistics Universit Lyon

    Previous literature. Two main types of claim:-t . is triggered by an initial . consonant cluster . in the following plural noun. Not quite as contradictory as they may seem!
  • Chapter 4: More on Two-Variable Data

    Chapter 4: More on Two-Variable Data

    Chapter 4: More on Two-Variable Data. Categorical Variables. Use counts or percentages that fall into various categories. Organized into two-way tables. Two-way tables describe two categorical variables. Rows make up one variable; columns make up the other.
  • A geography of taste: fair trade coffee and spatialized tag ...

    A geography of taste: fair trade coffee and spatialized tag ...

    Wordle of Rank 1 Winners - all countries - all years. Wordle of Ranks 2-10 Winners. Wordle of Ranks 11 and above Winners. See differences between Group 1 vs group 26+ ... A geography of taste: fair trade coffee and...
  • Eafit-congreso Estudiantil De Mercadeo

    Eafit-congreso Estudiantil De Mercadeo

    DESARROLLO DE CANALES DE VENTAS Y DISTRIBUCIÓN: ESTRATEGIA DE COMPETITIVIDAD Productor Distribuidor Detallista Consumidor COMPROMISO DE TODA COMPAÑÍA EN TODA LA CADENA COMERCIAL PARA BLINDAR LA MARCA!
  • Cell Anatomy

    Cell Anatomy

    Anatomy of the Cell. Cells are not all the same. All cells share generalstructures. All cells have three main regions. Nucleus. Cytoplasm. Plasma membrane
  • Chapter 14

    Chapter 14

    The World Health Organization considers iron deficiency to be the number one nutritional disorder in the world, affecting as much as 80% of the world's population in both developing and industrialized nations. Iron in the Body.
  • Diapositivo 1 - WordPress.com

    Diapositivo 1 - WordPress.com

    What nationality are you? Where are they from? She's from Russia. They are from Japan. He's from Britain. She's from The USA. He's from Greece. He's from Portugal. He's from South Africa. She's from Spain. They're from Timor. He's from...
  • Implementing Neural Networks for Text Classification: Data Sets

    Implementing Neural Networks for Text Classification: Data Sets

    Times New Roman Arial Courier New Fireball Implementing Neural Networks for Text Classification: Data Sets Data Set Selection Advantages of Standard Data Sets Most popular corpora Reuters-21578 data set Reuters-21578 data set Example of a Reuter-21578 document 20-newsgroup data set...