Elektronenbeugung und Molekülbau. II

Abstract

Elektronenbeugung wn d M o leku 1 Ir au,. I I Pow R. W i e r k (Xlit 23 I'ignrcn) l n h a i t : 1. Grundlagen uiicl Ziel. -a 2. Esperimenteile Erginzungen. -3. Studien uber Kohlenwasserstoffe. -4. Fragen der Isomerie und der freien Drehbsrkeit. -.5. Bemerkung zur \Tinkeluiig am Sauerstoffatom. -Zusammenfassung. NrtturwisseIlsc1i:iftell 1% S. 205. 1930. 2 ) Ann. cl. I'hys. [5] 9. S. 521. 1931. (I). 454 AnnalPn der Physik. 5. Folge. Band 13. 1932 durcli die Elektronenhiille iii einfacher Weise Rechiiung gez -P tragen. Es ist niinilich q = ~ ~~, wo F den Atoniform-sin2 faktor fur Riiiitgenstrahlen bedeutet. Die experiinentelle Methodc besteht in dem DurchschieBen eines schmalen Molekularstrahles mit einem feinen Biindel hoinogener Elektronen von etwa 45 kV besclileunigender Spannung und tier photographischen E'ixierung der gestreuten Elektronen. Grundlagen und Ziel I)In dei-genannten Arbeit wurtle in etwa 20 Fiillen (Tetrnchloride, dreiatoinige uiid cyclische Molekule) gezeigt, daR die iMetliocle einfacli und eindeutig genug ist, um sichere Aixssagen iiber die Struktar der Molekiile und iiber die Abstinde ilircr Atome zu gewinnen. Das Ziel des vorliegenden Berichtes uber die im abgelaufenen Jahre ausgefuhrten Messungen ist nun weniger, miigtjchst geiiaue htoinabstiinde anzufiihren, als rielinehr einen Uberldick iiber den Snwendungsbereich der Methode zu geben. Es sol1 also untersucht werden, ob der riiuniliche Bau auch komplizierterer Molekiile erfaBt werden kana. Die Methode ist noch verbesserungsbetlurftig, aber auch verhesserungsf iihig. Als Hauptergebnis dieser Arbeit sei voraeggenornmen, dal3 auf Grund der festgestellten guten Xonstanz der Atoniabstiinde auch griil3ere Nolekule analysierbar sind: es wird gezeigt werden, (la8 die Vorausberechnung der Streuverteilung unter Zugrundelegung bestimmter Molekulmodelle und konstanter Atomabstande (z. B. C-C1, C-C, C=C usw.) zu guter Ubereinstimmung mit dem experimentell gefundencn Streubild fiihrt, wobei andere Modelle, die offenbar der Rirklichkeit nicht entsprechen, mit Sicherheit auszuschlieBen sind. Ks ist besonders bemerkenswert, daB die bisher untersuchteii Biille, abgesehen von der Frage der freien Drehbarkeit untl der Stabilitat des Valenzwinkels am Kohlenstoffatom, zu lieinen Widerspriichen mit der klassischen Stereochemie gefuhrt ha1)en. 2. Experimentelle ErganzungenDa die experimentelle Methodik und ihre apparative Ausfiihrung 1) in der vorhergehenden Arbeit ausfuhrlich dargestellt wurde, seien hier nur eiuige Verbesserungen angefiihrt, die sich im weiteren Verlauf der Arbeit als sweckmabig und notwendig erwiesen haben. Es ist wesentlich fur die VermeBbarkeit der Aufnahmen, daR der Schleier mijglichst gering ist. Es hat sich geseigt, daB er zum griiBeren Teil von Elektronen herriihrt, die am Rand der Austrittsiiffnung der Elektronendiise gestreut werden. Im Falle der Rontgenstrahlen wird diese Blendenstreuung in einfacher Weise beseitigt durch Anwendung einer ,,Finger-1) Vollstlindige Versuchsanordnungen werden nun vom Seemann-Labor, Freiburg i. B. h...

Early Days of Gas Electron Diffraction Studies in Japan

“…So Morino made his first GED work with him by modifying the apparatus for measurement of the diffraction halos of gas-phase dichloroethane [19]. As already reported by Wierl [10,11] and Beach/Palmer [20], it was easily confirmed that the trans form was the main conformer in the vapor. In addition, the presence of the cis form was excluded, and the diffraction pattern, especially the feature of a weak peak at s ∼ = 6.0Å −1 , supported the suggestions from the dipole moment, Raman, and theoretical studies that about 20% gauche form was present at room temperature.…”

“…There they remarked: "Es scheinen zwei Gleichgewichtslagen vorzuliegen, die einer cis-und translage entsprechen." In the lovely GED papers of Wierl [10,11], he observed the Cl· · ·Cl distances in ClH 2 C CH 2 Cl at 3.2 ± 0.1 and 4.4 ± 0.1Å, and he interpreted them as the cis and trans forms, respectively. His assignment was rather surprising, however, because he had correctly calculated the dependence of the Cl· · ·Cl distance on the angle of internal rotation and displayed it in a diagram [11].…”

“…In the lovely GED papers of Wierl [10,11], he observed the Cl· · ·Cl distances in ClH 2 C CH 2 Cl at 3.2 ± 0.1 and 4.4 ± 0.1Å, and he interpreted them as the cis and trans forms, respectively. His assignment was rather surprising, however, because he had correctly calculated the dependence of the Cl· · ·Cl distance on the angle of internal rotation and displayed it in a diagram [11]. There he clearly showed that the former distance, 3.2 ± 0.1Å, corresponded to "the 120 • form (from the trans position, namely the gauche)" instead of cis, as commented many years later by Edgell and Glockler [12].…”

“…Kohlrausch assigned his Raman spectrum of dichloroethane to a mixture of trans and cis forms [13], probably influenced by Wierl's preceding papers of GED [9][10][11].…”

The Mechanism of Some Important Organic Reactions.

“…In a normal paraffin chain the binding forces between the carbon atoms of the chain can be assumed to be practically constant. Wierl (42) has measured the distances in Angstrom units between the carbon atoms in a chain by his method of electron rays, as follows: ethane, C2H6,1.52 ± 0.1; propane, CsHs, 1.52 ± 0.05; butane, C4H10, 1.52 ± 0.05; pentane, C6Hi2, 1.53 ± 0.05; hexane, C6Hi4, 1.54 ± 0.05. Investigations with Rontgenrays have shown that the dimensional increase of the elementary compound per CH2 group in a series of homologous paraffins is completely constant, the value of this distance being 1.54 A. U.…”