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Spektroskopische und quantenchemische Charakterisierung von aromatischen Ionen-Liganden-Wechselwirkungen
Schmies, Matthias
Das Ziel dieser Promotionsarbeit ist die systematische Charakterisierung aromatischer Ionen-Liganden-Wechselwirkungen, da diese in vielen chemischen und biophysikalischen Prozessen von entscheidender Bedeutung sind. Dazu werden Untersuchungen an aromatischen Molekülen mit einer Vielzahl unterschiedlicher funktioneller Gruppen und deren Wechselwirkungen mit den umgebenden Liganden durchgeführt. Hauptsächlich werden Argon, molekularer Stickstoff und Wasser als Vertreter für unpolare, quadrupolare und polare Solvensmoleküle verwandt.
Dazu werden die Ionen-Liganden-Komplexe als Molekularstrahl im Vakuum mittels Infrarotlaserspektroskopie und Massenspektrometrie untersucht und deren Spektren mit quantenchemischen Simulationen dieser Komplexe verglichen, um so ein qualitatives Verständnis der verschiedenen Parameter, wie Ladung, funktionelle Gruppen sowie Art und Grad der Mikrosolvatation zu entwickeln.
Zusätzlich wurden im Rahmen einer Kooperation zeitaufgelöste Messungen an einigen dieser Systeme durchgeführt, um so die Dynamik der Umlagerungsprozesse des Solvensmoleküls z. B. durch eine Veränderung des Ladungszustandes zu beobachten.
The goal of this thesis is the systematic characterization of aromatic ion-ligand interactions, because they are relevant in many chemical and biophysical processes. For this purpose, investigations on aromatic molecules are carried out with a variety of functional groups and their interactions with the surrounding ligands. Mainly argon, molecular nitrogen, and water are used as substitutes for nonpolar, quadrupolar, and polar solvent molecules.
For this purpose, the ion-ligand complexes are studied in a molecular beam in vacuum using infrared laser spectroscopy and mass spectrometry. Their experimental spectra are compared with quantum chemical simulations of these complexes, to develop a qualitative understanding of the various parameters, such as charge, functional groups and the nature and degree of microsolvation.
In addition, in a cooperation time-resolved measurements on some of these systems have been carried out in order to observe the dynamic of the rearrangement processes of the solvent e.g. by a change of the charge state.
