Universität zu Köln

In dieser Arbeit werden molekulare Fingerabdrücke von Propanal, auch Propionaldehyd genannt (CH3CH2CHO), studiert. Dafür wurden Rotationsspektren in den Frequenzbereichen von 75-129 GHz und 170-500 GHz mit Absorptionsspektrometern in Köln gemessen. Für die Messung der Rotations-Vibrations Spektren wurde Ferninfrarot Strahlung von 80-700 cm-1 des SOLEIL-Synchrotrons in Paris genutzt (AILES A beamline). Propanal kommt in der Natur in den zwei stabilen Konformationen syn- und gauche-Propanal vor. Die beiden unterscheiden sich im Wesentlichen in der Stellung ihrer Aldehyd-Gruppe (-CHO), während die Struktur des Kohlenstoff Gerüstes, inklusive gebundener Wasserstoffatome, nahezu identisch bleibt. Mit dem ERHAM-Programm konnten die beobachteten Torsionsaufspaltungen in syn-Propanal beschrieben werden, welche aus der internen Rotation der Methylgruppe (-CH3) resultieren. Dabei wurden die Fingerabdrücke der Rotationsspektren in den Schwingungszuständen v=0, v24=1, v23=1, v15=1, v24=2 und v24=23=1 analysiert. Die Bestimmung der fundamentalen Schwingungsfrequenz v24=133.9754525(39) cm-1 von syn-Propanal ist das Ergebnis der Auswertung der Ferninfrarot Spektren. Bei Drehung der Aldehydgruppe (-CHO) aus der Symmetrieebene, welche durch die Kohlenstoffatome aufgespannt ist, entstehen zwei energetisch entartete Konfigurationen: links- und rechts-händisches gauche-Propanal. Hier resultiert durch Tunneln der Aldehydgruppe zwischen diesen beiden Konfigurationen ebenfalls eine Aufspaltung der Rotationslinien. Die resultierenden Fingerabdrücke wurden mit dem SPFIT-Programm beschrieben. Bei der Analyse der Zustände v=0 und v24=1 von gauche-Propanal dienen die beobachteten Coriolis-Wechselwirkungen und Fermi-Resonanzen der Bestimmung der Frequenz der Fundamental-Schwingung v24=68.75037(30) cm-1. Das im Rahmen der vorliegenden Arbeit neu aufgebaute Millimeter-Millimeterwellen Doppelresonanz-Experiment erlaubt die eindeutige Zuordnung von Moleküllinien aufgrund des Autler-Townes Effektes. Weiterhin wurde ein zweites Modulationsschema etabliert, hierbei wird neben der Proben- auch die Pumpfrequenz moduliert. Das führt zu stark vereinfachten Spektren ohne Stehwellencharakteristik, die nur die gesuchte(n) Linie(n) enthalten.

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