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1 Aktuelle Themen der Physikalischen Chemie (SS 2013) PD Dr. Knut Asmis alle Powerpoint-Dateien auf

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Präsentation zum Thema: "1 Aktuelle Themen der Physikalischen Chemie (SS 2013) PD Dr. Knut Asmis alle Powerpoint-Dateien auf"—  Präsentation transkript:

1 1 Aktuelle Themen der Physikalischen Chemie (SS 2013) PD Dr. Knut Asmis alle Powerpoint-Dateien auf und dem Moodle-Server der Universität Leipzig

2 2 Zusammenfassung Femtochemie (Ahmed Zewail, Nobelpreis Chemie 1999) Fortsetzung - Anwendungen: Echtzeitbeobachtung der... -Tautomerisierung von Basenpaaren (Protonentransfer) - Erster Schritt des Sehprozesses (Photoisomerisierung von Retinal)

3 3 Überblick Molekulare Reaktionsdynamik - Nobelpreis Chemie 1986 (Herschbach, Polanyi, Lee) - Methode der gekreuzten Molekularstrahlen (Herschbach) - Infrarot Chemilumineszenz (Polanyi) - Potentialdiagramme, Hammond-Postulat und Polanyi-Regeln - F + D 2 DF + D Reaktion (Lee, Teil 1) Literatur: 1)Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, )Physical Chemistry, McQuarrie und Simon, University Science Books (1997). 3)Molecular Reaction Dynamics, Levine, Cambridge University Press (2009). 4)http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1986/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1986

4 4 Nobelpreis Chemie (1986) molekulare Reaktionsdynamik Dudley Herschbach (Harward) Yuan Lee (Berkeley) John Polanyi (Toronto)

5 5 Nobelpreis Chemie (1986) F + D 2 FD + D Dudley Herschbach (Harward) Yuan Lee (Berkeley) John Polanyi (Toronto) Konturdiagramm der Winkel- und Geschwindigkeitsverteilung der DF Produkte

6 6 Herschbach: gekreuzte Molekularstrahlen K + CH 3 I KI + CH 3 K ~1960 CH 3 I KI CH 3 KI K und KI K elastisch gestreute K-Atome (keine Reaktion) inelastisch gestreute KI Moleküle (Produkt) Laborkoordinatensystem Schwerpunktskoordinatensystem H 0 = -106 kJ/mol

7 7 J. Polanyi: Infrarot Chemilumineszenz 7 1) Exp. Aufbau 2) IR-Fluoreszenzspektrum (~3700,~3800 cm -1 ) Cl + HI HCl(v*) + I Fluoreszenz Photomultipier Vakuum (5*10 -4 mbar, kaum Kollisionen) Schwingungsübergang (z.B.: v=6 v=4) Rotationszustand Chlor-Isotop (76% 35 Cl und 24% 37 Cl) Wellenlänge ( m) Wellenzahl (cm -1 ) HI Cl ~1972

8 8 Infrarot Chemilumineszenz 8 3) 2D Plot der rel. Geschwindigkeitskonstanten k (v,J) Rotationsenergie Schwingungsenergie kinetische Energie H 0 = -32 kcal/mol (~ -133 kJ/mol) H 0 70% E vib 13% E rot 17% E trans v: Schwingungsquantenzahl J: Rotationsquantenzahl 4) (nicht-) erfolgreiche Stöße Cl + HI HCl + I

9 9 Potentialdiagramme A + B-C A-B + C A + B-C A-B + C A + B-C [AB C] A-B + C [AB C] reaktive Trajektorie E kin (Edukte) E kin (Produkte) reaktive Trajektorie E vib (BC) E vib (AB) nicht-reaktive Trajektorie E kin (Edukte) zu klein nicht-reaktive Trajektorie Ev ib (BC) zu groß (Ansicht 120° gedreht) A + B-C A-B + C [AB C]

10 10 Polanyi-Regeln früher Übergangszustand (attraktives Potential) später Übergangszustand (repulsives Potential) E kin (Edukte) E vib (Produkte)E vib (Edukte) E kin (Produkte) - Hammond Postulat R H-I R H-Cl - Prinzip der mikroskopischen Reversibilität Cl + HI HCl + IHCl + I Cl + HI G<0 G>0


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