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Bei der Strukturaufklärung handelt es sich um die Ermittlung der Struktur eines
Moleküls oder Festkörpers. Im geschichtlichen Zeitablauf betrachtet, geschah die
Strukturaufklärung bis ungefähr 1950 durch hauptsächlich chemische Methoden.
Als erstes muß bestimmt werden, aus welchen Elementen eine Verbindung besteht. Dies
erreicht man durch die qualitative Analyse. Diese liefert zwar Informationen darüber,
welche Elemente das Molekül enthält. Sie sagt allerdings nichts darüber aus, wieviele
Atome eines Elementes am Bau der Verbindung beteiligt sind.
Um Aufschluß über das Atomverhältnis zu erhalten, bedarf es quantitativer Methoden.
Man erhält als Ergebnis die Summenformel, auch empirische Formel genannt, der
Verbindung. Ein Beispiel dafür ist C2H6O, Ethanol. Diese Formel hat Vor- und
Nachteile: zum einen ist sie sehr kurz, hat aber im Gegenzug dazu wenig Aussagekraft,
da sie nur angibt in welchem Verhältnis die einzelnen Atome zueinander stehen.
Allerdings bekommt man aus ihr keine Informationen über die Anordnung der Atome
im Molekül. Sie sagt ebenfalls nichts über im Molekül auftretende funktionelle Gruppen
aus. Hierfür sind wiederum bestimmte Nachweisreaktionen notwendig:
Beispielsweise läßt mit der Fehling- Reaktion sich feststellen, ob eine Verbindung eine
Aldehyd- Gruppe, -CHO, aufweist. Eine Keto- Gruppe, -CO-, ließe sich wiederum
mittels der Seliwanow- Reaktion nachweisen. Durch solche Nachweis- Reaktionen kann
nun unter teilweise zeitaufwendigen Tests festgestellt werden, welche funktionelle
Gruppen ein Stoff aufweist.
Allerdings haben alle chemischen Versuche einen gewaltigen Nachteil: sie alle
zerstören den zu untersuchenden Stoff. Diese Mittel der Strukturanalytik wären
beispielsweise in der Kriminalistik völlig unbrauchbar, da man hier oftmals nur winzige
Spuren hat, die zu analysieren sind. Hier sind die physikalischen Methoden brauchbarer:
die Massenspektroskopie beispielsweise ermöglicht es aus kleinsten Mengen einer
Probe die Molekülmasse zu bestimmen.
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