Spektroskopie

Grundlagen der Molekülspektroskopie im ultravioletten (UV) und sichtbaren (Vis) Spektralbereich

Wie Moleküle UV- und sichtbares Licht durch Elektronenanregung absorbieren, wie sich daraus Strukturinformation und Konzentration ableiten lassen und wie das Verfahren in der Arzneimittelanalytik eingesetzt wird.

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Trifft ultraviolettes oder sichtbares Licht auf ein Molekül, kann es Valenzelektronen in energiereichere Orbitale heben. Anders als in der Atomspektroskopie entstehen dabei keine scharfen Linien, sondern breite Banden, weil Schwingungs- und Rotationszustände mitangeregt werden. Gegenüber der IR-Spektroskopie, die Molekülschwingungen erfasst, ist die Energie hier deutlich höher. Ein UV-Vis-Spektrum beschreibt, bei welchen Wellenlängen ein Stoff absorbiert und wie stark. Verantwortlich dafür sind Chromophore, also Strukturelemente wie Carbonylgruppen, aromatische Ringe oder konjugierte Doppelbindungen.

Die Unterseiten folgen dieser Logik: Zuerst geht es um die physikalischen Vorgänge bei der Anregung, dann um den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und Lage der Banden, etwa warum ein ausgedehntes Polyen wie β-Carotin farbig erscheint. Darauf baut das Lambert-Beer-Gesetz auf, das die Absorption mit der Konzentration verknüpft und damit quantitative Messungen erst möglich macht. Es folgen Aufbau und Prüfung des Spektralphotometers, wie sie das Arzneibuch verlangt.

Am Ende stehen die pharmazeutischen Anwendungen: Gehaltsbestimmungen, Farbreaktionen und die UV-Detektion in der HPLC. Hier schließt das Thema an die Chromatographie an und leitet zu verwandten optischen Verfahren wie der Fluorimetrie über.

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