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Instrumentelle Analytik Biochemie (Subject) / Strukturanalytik (Lesson)

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• Wie groß ist die Wellenlänge einer Infrarot-Strahlung mit einer Frequenz von 3·10^13 Hz? a) 1 μm b) 10 μm c) 1 mm b) 10 μm Erklärung: ν = c/λ 3*1013 = 3*108/λ λ = 3*108 m*s-1 / 3*1013 s-1= 10-5 m = 10 μm
• Die Übergangswahrscheinlichkeit für eine spontane Emission nach Anregung ist abhängig von: a) der Population im angeregten Zustand b) der Übergangsfrequenz zum Quadrat c) der Übergangsfrequenz zur dritten Potenz c) der Übergangsfrequenz zur dritten Potenz Erklärung: Übergang in den Grundzustand:a) induzierte Emission mit Bmn = Bnmb) spontane Emission mit Amn ~ ν3 ·Bmn → starke Zunahme bei hohen Übergangsfrequenzen!
• Eine kurze Lebensdauer angeregter Zustände mit hoher Energie (z.B. Elektronenanregung): a) wird verursacht durch vermehrte spontane Emissionsprozesse b) wird verursacht durch beschleunigte induzierte Emission c) führt zu größeren Linienbreiten a) wird verursacht durch vermehrte spontane Emissionsprozessec) führt zu größeren Linienbreiten Erklärung: Empfindlichkeit der spektroskopischen Methode nimmt mit ΔE zu (größere Populationsdifferenzen)!Lebensdauer τ von angeregtem Zustand nimmt mit größerem ΔE ab (mehr spontane Emission)!=> größere Linienbreite (s. Heisenberg’sche Unschärferelation)
• Besetzungsverhältnisse von Grund- und angeregten Zuständen: a) sind abhängig von entsprechenden Energiedifferenzen b) sind abhängig von der Temperatur c) sind abhängig von den Absorptionsgeschwindigkeiten a) sind abhängig von entsprechenden Energiedifferenzenb) sind abhängig von der Temperatur Erklärung: Damit ist die gesamte absorbierte/emittierte Strahlung abhängig von der Populationsdifferenzzwischen Grund- und angeregtem Zustand (Boltzmann-Verteilung): Nm/Nn = e-ΔE/RT im thermischen Gleichgewicht
• Erlaubte und verbotene elektronische Übergänge: a) werden bestimmt durch die Größe des entsprechenden Übergangsdipolmoments b) sind abhängig von der Übergangsfrequenz c) zeigen sich in der Größe der molaren Extinktionskoeffizienten a) werden bestimmt durch die Größe des entsprechenden Übergangsdipolmomentsc) zeigen sich in der Größe der molaren Extinktionskoeffizienten
• Eine beobachtete Bande im UV-vis Spektrum bei 290 nm mit einem molaren Extinktionskoeffizienten von ε = 60 deutet auf a) ein Olefin mit 3 konjugierten Doppelbind b) ein Aldehyd/Keton mit verbotenem n→π* Übergang c) einen Aromaten ohne weitere Auxochrome hin. b) ein Aldehyd/Keton mit verbotenem n→π* Übergang Erklärung: · bei Absorptionen λ > 300 nm vermutlich >3 konjugierte Einheiten (λ jedoch kleiner 300) · bei aromatischen Systemen liegt ε meist im Bereich 1.000 – 10.000 (ε jedoch kleiner 100) · verbotene n→π* Übergänge in Ketonen/Aldehyden besitzen ε ~ 10 – 100
• Der Vergleich eines X-H mit einem X-D Oszillator zeigt, dass a) die Nulllpunktsenergie bei X-D größer ist b) die Dissoziationsenergie bei X-D größer ist c) die X-D IR-Bande eine geringere Intensität besitzt b) die Dissoziationsenergie bei X-D größer ist c) die X-D IR-Bande eine geringere Intensität besitzt
• Das Modell des anharmonischen Oszillators a) berücksichtigt auch Dissoziationsvorgänge b) besitzt stationäre Zustände mit jeweils gleicher Energiedifferenz c) erlaubt auch Oberschwingungen mit Δv > 1 a) berücksichtigt auch Dissoziationsvorgängec) erlaubt auch Oberschwingungen mit Δv > 1
• IR-Aktivität a) Die Streckschwingung Vs von NH3 ist IR-inaktiv b) Deformationsschwingungen δ von CO2 sind IR-aktiv c) alle Schwingungen von homonuklearen, zweiatomigen Molekülen sind IR-inaktiv b) Deformationsschwingungen δ von CO2 sind IR-aktivc) alle Schwingungen von homonuklearen, zweiatomigen Molekülen sind IR-inaktiv
• Normalschwingungen a) HCN besitzt 4 Normalschwingungen b) CH4 besitzt 10 Normalschwingungen c) Benzol C6H6 besitzt 30 Normalschwingungen a) HCN besitzt 4 Normalschwingungenc) Benzol C6H6 besitzt 30 Normalschwingungen Normalschwingungen bei linearen Molekülen: 3N-5 bei nicht-linearen Molekülen: 3N-6
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• Die Kopplung von Gerüstschwingungen im Molekül a) erzeugt hauptsächlich IR-Banden im fingerprint-Bereich b) erlaubt die Zuordnung zu einzelnen Strukturelementen c) ist stark falls sich Masse und Kraftkonstante der Oszillatoren signifikant unterscheiden a) erzeugt hauptsächlich IR-Banden im fingerprint-Bereich
• Bei einer Wellenzahl von 3000 cm-1 beträgt die entsprechende Frequenz ν (in Hz) a) 3*10^12 b) 9*10^13 c) 9*10^14 b) 9*10^13 v∼=1/λ λ=1/3000 cm-1=1/300000 m-1=3,333...*10-6m v=c/λ=3*108 m*s-1/3,333...*10-6 m=9*1013
• Das Verhältnis der Schwingungsfrequenz v zwischen 1H-35Cl und 1H-37Cl (Isotopeneffekt) beträgt a) 1,0008 b) 1,41 c) 1,08 a) 1,0008 μCl35-H = (mCl35·mH)/(mCl35+mH) ≈ m1 μCl37-H = (mCl37·mH)/(mCl37+mH) ≈ m2 νCl35-H/νCl37-H=√(m2/m1)=1,00075...≈1,0008
• Oberschwingungen a) sind wesentlich schwächer als die Grundschwingung b) besitzen generell die genau doppelte Frequenz der entsprechenden Grundschwingung c) besitzen normalerweie eine kleinere Frequenz als die zweifache Frequenz der Grundschwingung a) sind wesentlich schwächer als die Grundschwingungc) besitzen normalerweie eine kleinere Frequenz als die zweifache Frequenz der Grundschwingung
• Schwache bis mäßig starke Banden knapp oberhalb 3000 cm-1 weisen auf a) Alkine, Alkene oder Aromaten b) Amine c) Alkohole mit Ausbildung von H-Brücken hin. a) Alkine, Alkene oder Aromaten
• Eine Bande im Carbonylbereich mit einer weiteren starken Bande im Bereich ~1200 cm-1 spricht für das Vorliegen a) eines Säureamids b) eines Carbonsäureanhydrids c) eines Carbonsäureesters c) eines Carbonsäureesters
• Das magnetogyrische Verhältnis γ bezeichnet das Verhältnis von a) Kerndrehimpuls zu kernmagnetischem Moment b) kernmagnetischem Moment zu Kerndrehimpuls c) von Kerndrehimpuls zu Spinquantenzahl b) kernmagnetischem Moment zu Kerndrehimpuls μ = γ * P → γ = μ/P μ → kernmagnetisches Moment γ → magnetogyrisches Verhältnis P → Kerndrehimpuls
• Die α- und β-Zustände von Spin-1/2 Kernen unterscheiden sich im a) Betrag ihres magnetischen Moments b) in der z-Komponente ihres magnetischen Moments c) in ihrer magnetischen Quantenzahl b) in der z-Komponente ihres magnetischen Momentsc) in ihrer magnetischen Quantenzahl
• Die Resonanzfrequenz im NMR-Experiment ist direkt proportional zur a) äußeren Magnetfeldstärke b) zum Kerndrehimpuls c) zum magnetogyrischen Verhältnis a) äußeren Magnetfeldstärkec) zum magnetogyrischen Verhältnis
• Die relative Empfindlichkeit von NMR-aktiven Kernen ist abhängig von a) ihrem magnetogyrischen Verhältnis b) ihrer Spinquantenzahl c) ihrer elektronischen Abschirmung durch Elektronen a) ihrem magnetogyrischen Verhältnis
• -I Effekte eines Bindungspartners führen zu einer a) verstärkten Abschirmung b) einer Tieffeldverschiebung im NMR-Spektrum c) einer Hochfeldverschiebung im NMR-Spektrum b) einer Tieffeldverschiebung im NMR-Spektrum
• Die Frequenzdifferenz zweier NMR-Signale bei 4,5 und 4,7 ppm und einer Messfrequenz von 600 MHz beträgt a) 120 Hz b) 600 Hz c) 1200 Hz a) 120 Hz Erklärung: 1 ppm = 600 Hz Δppm = 4,5-4,7 = 0,2 0,2 ppm = 120 Hz
• Die aromatischen o-, m- und p-Protonen von Nitrobenzol sind von links nach rechts zunehmend Tieffeld-verschoben a) o - m - p b) m - p - o c) m - o - p b) m - p - o Erklärung: +M-Effekt führt zu Abschirmung insbesondere für o- und p-Protonen
• Der Ringstromeffekt in π-konjugierten Systemen a) führt zu einer starken Entschirmung von Kernen in der Ringebene b) führt zu einer Abschirmung von Kernen ober- und unterhalb der Ringebene c) wird auch für nicht-aromatische Systeme beobachtet a) führt zu einer starken Entschirmung von Kernen in der Ringebeneb) führt zu einer Abschirmung von Kernen ober- und unterhalb der Ringebene Erklärung: "In NMR-Experimenten lässt sich der Effekt der cyclischen Elektronendelokalisation in aromatischen Verbindungen durch die damit einhergehenden magnetischen Effekte (Ringstromeffekt) nachweisen: das durch den Ringstrom induzierte magnetische Feld führt bei Benzol zu einer Protonenresonanz bei 7,3 ppm (Entschirmung) wohingegen vergleichbare vinylische Protonen in Cyclohexen bei 5,6 ppm erscheinen. Protonen, welche sich oberhalb oder im inneren Bereich eines aromatischen π-Systems befinden, erfahren dagegen eine Abschirmung."
• H-Brücken-gebundene Protonen werden a) entschirmt b) weisen eine starke Temperaturabhängigkeit in ihrer chem. Verschiebung auf c) weisen bei intermolekularen Wechselwirkungen eine Konzentrationsabhängigkeit in ihrer chemischen Verschiebung auf a) entschirmtb) weisen eine starke Temperaturabhängigkeit in ihrer chem. Verschiebung aufc) weisen bei intermolekularen Wechselwirkungen eine Konzentrationsabhängigkeit in ihrer chemischen Verschiebung auf Erklärung: H-Brücken-gebundene Protonen stark entschirmtδ(OH, NH, SH) stark c- und T-abhängig!
• Folgende Protonen sind chemisch äquivalent: a) Methylenprotonen an von 2’-Desoxyribofuranose b) Methylenprotonen an C5 von 2’-Desoxyribofuranose c) Methylenprotonen in 1-Brom-2-Chlor-Ethan c) Methylenprotonen in 1-Brom-2-Chlor-Ethan
• Eine Auflösung von A=10.000 bedeutet, dass die Massenpeaks a) 5.000 und 5.000,5 b) 1.000 und 1.001 c) 200 und 200,02 noch getrennt detektiert werden können. a) 5.000 und 5.000,5c) 200 und 200,02 Erklärung: Auflösung A = m/Δm a) 5000/0,5 = 1000 < 10000 ...
• Bei einer Ionisation mit energiereichen Elektronen von 50 eV werden hauptsächlich a) Molekül-Dikationen gebildet b) Molekül-Monokationen gebildet c) Molekül-Monokationen und Fragmentionen gebildet c) Molekül-Monokationen und Fragmentionen gebildet M + e- (~50-70 eV) → M+● + 2 e-        Eel ≥ 1. IP (~10 eV)M + e- → M++ + 3 e-       Eel ≥ 2. IP (~70 eV)M + e- → (M+●) → F+ + N●      Eel ≥ Auftrittspotential für Fragmention F+ (~20 eV > 1. IP!)                         → F+● + N
• Als Quasimolekülion bezeichnet man a) ein nach Ionisierung fragmentiertes Molekülbruchstück b) ein durch Protonierung positiviertes Molekül c) ein mehrfach geladenes Molekül b) ein durch Protonierung positiviertes Molekül
• Welche Feststellung ist richtig? a) Isotopenpeaks charakterisieren Moleküle, die mindestens ein weniger häufiges Isotop beinhalten b) der Basispeak bezeichnet den Molekülionenpeak c) isobare Ionen besitzen die gleiche nominelle Masse a) Isotopenpeaks charakterisieren Moleküle, die mindestens ein weniger häufiges Isotop beinhaltenc) isobare Ionen besitzen die gleiche nominelle Masse Erklärung: In einem Massenspektrum bezeichnet man das Signal (Peak) mit der höchsten Intensität als Basispeak. Dass viele Elemente aus mehreren natürlichen Isotopen bestehen, spiegelt sich in einem Massenspektrum wider. Darin werden Signale (Peaks) von Molekülen (Molekülionenpeaks) oder Molekülfragmenten (Fragmentionenpeaks), die solche Elemente enthalten, von sogenannten Isotopenpeaks begleitet (Abb. 1) . Aus den Intensitätsverhältnissen der Isotopenpeaks kann auf Elemente, die in der Probe enthalten sind, und ihre Menge geschlossen werden.
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• CHBr3 zeigt im Massenspektrum a) 3 Peaks bei (M), (M+2) und (M+4) im Verhältnis 1:1:1 b) 4 Peaks bei (M), (M+2), (M+4) und (M+6) im Verhältnis 1:3:3:1 c) 4 Peaks bei (M), (M+2), (M+4) und (M+6) im Verhältnis 27:27:9:1 b) 4 Peaks bei (M), (M+2), (M+4) und (M+6) im Verhältnis 1:3:3:1
• Der (M+1) Isotopenpeak aufgrund des 13C Isotops in einer Verbindung mit n C-Atomen a) ist immer kleiner als der Molekülionenpeak b) wird mit n > 100 größer als der Molekülionenpeak c) ist nur bei Makromolekülen mit MW > 10.000 größer als der Molekülionenpeak b) wird mit n > 100 größer als der Molekülionenpeak
• Welche Feststellung ist richtig? a) ein organisches Molekül mit insgesamt 2 Stickstoffatomen besitzt ein geradzahliges Molekulargewicht b) bei einfacher Bindungsspaltung eines Molekülions mit geradzahligem Molekulargewicht entsteht ein Fragmention mit ungeradzahligem Molekulargewicht c) bei einer Umlagerung eines Molekülions mit geradzahligem Molekulargewicht entstehen Umlagerungsprodukte mit geradzahligem Molekulargewicht a) ein organisches Molekül mit insgesamt 2 Stickstoffatomen besitzt ein geradzahliges Molekulargewichtb) bei einfacher Bindungsspaltung eines Molekülions mit geradzahligem Molekulargewicht entsteht ein Fragmention mit ungeradzahligem Molekulargewichtc) bei einer Umlagerung eines Molekülions mit geradzahligem Molekulargewicht entstehen Umlagerungsprodukte mit geradzahligem Molekulargewicht

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