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Lexikon der Chemie: Ionen-Cyclotron-Resonanz

Ionen-Cyclotron-Resonanz, Abk. ICR, spektroskopische Technik zur Untersuchung von Ionen-Molekül-Reaktionen bei niedriger kinetischer Energie und niedrigen Drücken. Der Weg eines geladenen Teilchens in einem Magnetfeld B ist eine Kreisbahn in einer Ebene, die senkrecht zum Magnetfeld steht. Die Kreisfrequenz dieser Bewegung wird natürliche Cyclotronfrequenz ωe genannt: ωe= v/r = eB/m, wobei e die Ladung des Ions, m die Masse des Ions, v die Geschwindigkeit und r der Radius der Kreisbahn ist. Wenn ein elektromagnetisches Wechselfeld E1 der Frequenz ω senkrecht zum Magnetfeld angelegt wird, so tritt Resonanz bei der Bedingung ω1 = ωe, ein, d. h., die Ionen absorbieren Energie von E1 und werden auf eine größere Geschwindigkeit und damit einen größeren Radius beschleunigt. Die Absorption kann gemessen werden, indem man bei konstanter Radiofrequenz die magnetische Feldstärke variiert und die Absorption gegen die magnetische Feldstärke B (und damit gegen m/e) aufträgt. Man erhält somit das Massenspektrum der in der Meßzelle vorhandenen Ionen. Bei einer Frequenz ω1/2π =153,57 kHz und einer Variation des Magnetfeldes zwischen 1·10-2 und 1,5 T können Ionen der Masse 1 bis 150 beobachtet werden. Besonders bedeutend sind Doppelresonanzmethoden. Es werden dabei zwei Frequenzen gleichzeitig eingestrahlt, die zwei Ionen (z. B. Reaktant- und Produkt-Ion) mit unterschiedlichen m/e-Werten gleichzeitig zur Resonanz bringen und ihre Untersuchung ermöglichen. Die möglichen Untersuchungen betreffen die Ionenstruktur, unimolekulare Zerfallsreaktionen, Autoionisation, thermodynamische Stabilität, Elektronen- und Protonenaffinität, durch Kollision induzierte Fragmentierung u. a.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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