Elektronisch angeregte Zustände von Molekülen

Forschungsprojekt P 14442Elektronisch angeregte Zustände von Molekülen Hans LISCHKA09.10.2000 Ultraschnelle (femtosekunden) Laserpulse werden verwendet, um besseres Verständnis der Elementarschritte chemischer Reaktionen zu erhalten. Aufbauend auf den Arbeiten von Zewail wurde das Gebiet der Femtochemie begründet, in dem Gasphasenreaktionen, atomare und molekulare Cluster sowie Oberflächenprozesse untersucht werden. Eine enge Wechselwirkung zwischen Theorie und Experiment ist für das Verständnis der Details der Dynamik von großer Bedeutung. Dieses Projekt konzentriert sich besonders auf photochemische Primarprozesse. Dazu benötigt man genaue Energieflächen für Moleküle in angeregten Zuständen und die Kreuzungspunkte sind von wesentlicher Bdeutung für den Verlauf der chemischen Reaktion, da sie als Trichter wirken, durch welche der strahlungslose Übergang in den niedrigen Zustand (vielfach der Grundzustand) stattfindet. Es ist unser Ziel, genaue, quantenchemische Methoden für die Berechnung der Energieflächen angeregter Zustände und deren konischer Überschneidungen zu entwickeln. Dafür dient der analytische MR-CI Gradient unseres COLUMBUS Programms als Ausgangspunkt. Außerdem wollen wir in Zusammenarbeit mit dem SFB ADLIS-P9 (Femtochemie-Theorie) Dynamikrechnungen durchführen. Basierend auf dieser Methodologie ist geplant, hochpräzise Rechnungen von "benchmark" Qualität für einige herausragende Problemstellungen auszuführen. Eine davon ist die Photoisomerisierung des Äthylens, wofür bisher widersprüchliche Mechanismen basierend auf theoretischen Rechnungen vorgeschlagen wurden. Ein anderes, interessantes Beispiel ist Acetylen, bei dem Wiederkehr und Dämpfung von Wellenpaketen untersucht werden soll. Acetylen hat auch eine sehr interessante Photodissoziationsdynamik, bei der einige Energieflächen involviert sind. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen sollen angeregte Zustände ausgewählter, kleinerer Moleküle mit biologischer Relevanz (wie z.B. Formamid und Alanin) berechnet werden. Hier wollen wir insbesondere Protonierungsprozesse und die Stabilität verschiedener tautomerer Formen im angeregten Zustand studieren. Intramolekulare Protontransferprozesse, wie etwa in Malonylaldehyd, sollen ebenfalls untersucht werden.