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Matrixisolation

Matrixisolation
Matrixisolation: A. Closed-Cycle Cryocooler (4K), B. FTIR & UV/VIS Spektrometer, C. NdYAG-Laser für Laserablation, D. Massenspektrometer, E. Öldiffusionspumpe

Die Matrixisolationsspektroskopie stellt eine Methode zur Untersuchung von Intermediaten und neuartigen meist sehr instabilen Verbindungen dar. Hierfür werden bereits dargestellte oder in-situ erzeugte Moleküle in einer meist inerten Edelgasmatrix bei sehr tiefen Temperaturen, z.B. 4 Kelvin, ausgefroren. Diese isolierten Moleküle können dann mittels spektroskopischer Methoden wie z.B. der Infrarot oder Raman Spektroskopie charakterisiert werden.

Dabei liegt ein wesentlicher Vorteil darin, dass die Moleküle durch ihre geringe Konzentration (~ 0,1%) in dem sogenannten inerten Matrixmaterial wie den Edelgasen Neon oder Argon ausgefroren vorliegen. Dies führt zum einen zu sehr scharfen Banden im Spektrum zum anderen können Diffusionsprozesse oder Reaktionen wie z.B. Dimerisierungen verhindert werden. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gerade bei der Untersuchung von hochfluorierten und sehr reaktiven Verbindungen.

Über die Isolation in inerten Materialien wie Neon, Argon, Krypton, Stickstoff usw. hinaus, besteht jedoch auch die Möglichkeit sogenannte Reaktivmatrizen zu entwickeln. So ist eines unserer Ziele die Entwicklung von reinen Fluormatrizen um Elemente in ihren höchsten Oxidationsstufen zu stabilisieren. 

Zur Charakterisierung der Zielmoleküle sind zahlreiche Methoden bereits zum Einsatz gekommen wie z.B. IR-, Raman- und UV/VIS-Spektroskopie aber auch ESR, Mössbauer, Fluoreszenz Spektrsokopie wurden schon angewendet.

Weiterführende Literatur:

Eigene Arbeiten zur Matrixisolation: