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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 knut.asmis@uni-leipzig.de alle Powerpoint-Dateien auf http://www.fhi-berlin.mpg.de/~asmis/teaching.htm und dem Moodle-Server der Universität Leipzig knut.asmis@uni-leipzig.de http://www.fhi-berlin.mpg.de/~asmis/teaching.htm

2 2 Zusammenfassung 24.6.2013 Femtochemie (Ahmed Zewail, Nobelpreis Chemie 1999) Fortsetzung - Wellenpakete - Anwendungen: Echtzeitbeobachtung der... - molekulare Schwingung im I 2 - Photodissoziation von ICN (direkte Dissoziation) - Photodissoziation von NaI (Innere Umwandlung) - Tautomerisierung von Basenpaaren (Protonentransfer)

3 3 Übersicht 25.6.2013 Femtochemie (Ahmed Zewail, Nobelpreis Chemie 1999) Fortsetzung - Anwendungen: Echtzeitbeobachtung der... -Tautomerisierung von Basenpaaren (Protonentransfer) - Erster Schritt des Sehprozesses (Photoisomersierung von Retinal) Literatur: 1)Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, 2010 2)J.S. Baskin and A.H. Zewail, Journal of Chemical Education, Vol.78 p. 737 (2001). 3)O.-H. Kwon and A.H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. Vol. 104 p. 8705 (2007). 4)Q. Wang, R.W. Schoenlein, L.A.Peteanu, R.A. Mathies, C.V. Shank, Science Vol. 266, p. 422–4 (1994) 5)D. Polli et al., Nature Vol 467, p. 440-3 (2010). Programm: SuperWave (Prof. M. Allan, http://www.chem.unifr.ch/ma/dir_allan/SuperWave.html)http://www.chem.unifr.ch/ma/dir_allan/SuperWave.html

4 4 Femtochemie: Tautomerisierung 360 fs1.7 ps Beobachtungen: - biexponentieller Zerfall des elektronisch angeregten Dimers - ausgeprägter Isotopeneffekt

5 5 Femtochemie: Tautomerisierung Reaktion desto langsamer, desto polarer das Lösungsmittel konzertierter Mechanismus zu eniergiereich! sequentieller Mechanismus (Gasphase) sequentieller Mechanismus (polares LM) Tautomer Dimer Zwitterion Polarität k polares LM stabilisiert polare Spezies mehr! Stabilisierung des Zwitterions Schritt 2 langsamer Dipolmoment ~12D Dipolmoment=0D

6 6 Femtochemie: Rhodopsin 11-cis-Retinal Stäbchenzelle enthält ca. 10 8 Rhodopsine

7 7 Femtochemie: Rhodopsin Konzentration des trans-Isomers Oszillationen kohärente Wellenpaketdynamik über mehrere Pikosekunden!

8 8 Femtochemie: Rhodopsin D Polli et al. Nature 467, 440-443 (2010) doi:10.1038/nature09346 konische Durchschneidung Pump-Probe Experiment mit 20 fs Pulsen: detektiert wird die Änderung der transienten Absorption -stimuliert Emission Signal nimmt zu - stimulierte Absorption Signal nimmt ab

9 9 Femtochemie: Rhodopsin D Polli et al. Nature 467, 440-443 (2010) doi:10.1038/nature09346 konische Durchschneidung stimulierte Emission Signal nimmt zu stimulierte Absorption Signal nimmt ab ExperimentTheorie

10 10 Femtochemie: Rhodopsin A) erfolgreiche Trajektorie (cis/trans-Isomerisierung) B) nicht-erfolgreiche Trajektorie (zurück zur cis-Struktur) Diederwinkel Femtosekunden D Polli et al. Nature 467, 440-443 (2010)


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