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IRMPD Spektren hydratisierter und stark gebundener Systeme

IRMPD Spectra of Water Clusters and Strongly Bound Systems

Milan Oncak (ORCID: 0000-0002-4801-3068)
  • Grant-DOI 10.55776/P35013
  • Förderprogramm Einzelprojekte
  • Status laufend
  • Projektbeginn 01.02.2022
  • Projektende 31.01.2027
  • Bewilligungssumme 348.852 €
  • Projekt-Website

Wissenschaftsdisziplinen

Chemie (100%)

Keywords

    IRMPD, Theoretical Chemistry, Multi-Reference Methods, Ab Initio Calculations, Master Equation Modeling

Abstract

Molekulare Spektroskopie bietet uns sehr detaillierte Informationen über Eigenschaften der Moleküle an, z.B. über Bindungslänge zwischen Atomen, die Distribution der Elektronen in einem Molekül oder seine Reaktivität. Die experimentell gemessenen Spektren können uns verraten, dass ein Molekül in verschiedenen Strukturen (Isomeren) existiert oder dass es durch etliche Reaktionskanäle dissoziiert. Die erhaltenen Kenntnisse können wir dann dazu nutzen, um verschiedene chemische Prozesse zu modellieren, z.B. in der atmosphärischen Chemie, Reaktivitätsstudien oder Verbrennung. Leider können diese Informationen aus den Spektren nicht immer direkt extrahiert werden, da die Analyse der Spektren sogar bei den kleinsten Molekülen mit ein paar Atomen nicht trivial ist. Im Projekt konzentrieren wir uns auf die Infrared Multiple Photon Dissociation (IRMPD), eine spektroskopische Technik, während der ein Molekül Infrarotphotonen absorbiert, bis es dissoziiert. Anders gesagt geben wir dem Molekül Energie in Form von Strahlung und, wenn diese Energie eine gewisse Grenze erreicht, wird das Molekül zersetzt. Interessanterweise enthalten die IRMPD-Spektren die Information über den Zustand des Moleküls vor der Photonenabsorption und über die elementaren chemischen Schritte während der Photonenabsorption. Die Methode wird in verschiedenen Anwendungen inklusive der Biologie benutzt. Der IRMPD-Prozess ist besonders in zwei Molekülsystemen nicht trivial: 1) In hydratisierten Molekülen und Ionen, aus denen Wassermoleküle über komplizierte Wege wegfliegen. 2) In stark gebundenen Systemen, bei denen viel Energie benötigt wird, bevor sie dissoziieren. In beiden Fällen geht es um Systeme mit vielen Freiheitsgraden und die Analyse der Spektren stellt eine Herausforderung dar. Um die IRMPD-Spektren zu modellieren, werden wir Methoden der theoretischen Chemie verwenden. Wir werden die Prozesse aus der Sicht des Moleküls beschreiben: Wie wahrscheinlich ist es, dass es ein Photon aus einem Laser oder der Sonne absorbiert? In welchem Zustand befindet sich das Molekül zu einem bestimmten Zeitpunkt? Wie wahrscheinlich ist die molekulare Dissoziation, mit welchen Fragmenten? Der statistische Ansatz ermöglicht uns, das Schicksal der Moleküle in jedem Zeitpunkt vorherzusagen, wobei die experimentelle Situation so genau wie möglich nachgebildet wird. Die Zusammenarbeit mit den Experimentatoren stellt einen grundlegenden Aspekt des Projekts dar. Wir werden mit zwei experimentellen Gruppen zusammenarbeiten, der AG Martin K. Beyer in Innsbruck und der AG Dr. Joost M. Bakker in Radboud, Niederlanden. Sie werden uns experimentelle Daten und sofortiges Feedback über die Qualität unseres Modellierungsansatzes liefern. Die Zusammenarbeit ermöglicht uns auch neue Experimente vorzuschlagen und dadurch unser Modell zu verbessern.

Forschungsstätte(n)
  • Universität Innsbruck - 100%
Nationale Projektbeteiligte
  • Christian Van Der Linde, Universität Innsbruck , nationale:r Kooperationspartner:in
  • Martin Beyer, Universität Innsbruck , nationale:r Kooperationspartner:in
Internationale Projektbeteiligte
  • Joost M. Bakker, Radboud University - Niederlande

Research Output

  • 53 Zitationen
  • 18 Publikationen
Publikationen
  • 2025
    Titel The UV Photodissociation Spectrum of FeOH+: Electronic Insight into the Simplest Iron Hydroxide Complexes
    DOI 10.1021/acs.jpca.5c06546
    Typ Journal Article
    Autor Jin S
    Journal The Journal of Physical Chemistry A
    Seiten 10730-10736
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Electronic Spectroscopy of C60+ and Its Analogs C60H2O+, C60H+, C60D+, and C60Mg+
    DOI 10.3847/1538-4357/adfd50
    Typ Journal Article
    Autor Ganner L
    Journal The Astrophysical Journal
    Seiten 47
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Carbon Dioxide and Water Activation by Niobium Trioxide Anions in the Gas Phase
    DOI 10.1021/acs.jpca.3c01394
    Typ Journal Article
    Autor Salzburger M
    Journal The Journal of Physical Chemistry A
    Seiten 3402-3411
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Spectroscopy of cluster aerosol models: IR and UV spectra of hydrated glyoxylate with and without sea salt
    DOI 10.1039/d3ea00039g
    Typ Journal Article
    Autor Bersenkowitsch N
    Journal Environmental Science: Atmospheres
    Seiten 1396-1406
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Path Integral Monte Carlo Simulation on Molecular Systems with Multiple Electronic Degrees of Freedom
    DOI 10.1021/acs.jctc.4c01717
    Typ Journal Article
    Autor Hu¨Tter M
    Journal Journal of Chemical Theory and Computation
    Seiten 4397-4404
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Infrared Multiple Photon Dissociation Spectroscopy of the H–H Stretching Mode and Low-Lying Electronic Transitions in Fe+(H2)1,2 and Fe+(D2)1,2
    DOI 10.1021/acs.jpca.5c00196
    Typ Journal Article
    Autor Jin S
    Journal The Journal of Physical Chemistry A
    Seiten 3455-3465
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Spectroscopy of C 120 - and larger fulleride cluster monoanions in the mid-infrared
    DOI 10.1039/d5cp03392f
    Typ Journal Article
    Autor Kappe M
    Journal Physical Chemistry Chemical Physics
    Seiten 21150-21156
    Link Publikation
  • 2025
    Titel Electron attachment to CH 3 COCl molecule and clusters
    DOI 10.1039/d5ra02679b
    Typ Journal Article
    Autor Kocábková B
    Journal RSC Advances
    Seiten 23983-23993
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Symmetry reduction induced by argon tagging gives access to low-lying excited states of FeH + in the overtone region of the Fe–H stretching mode
    DOI 10.1039/d4cp03270e
    Typ Journal Article
    Autor Jin S
    Journal Physical Chemistry Chemical Physics
    Seiten 26363-26369
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Master equation modeling of water dissociation in small ionic water clusters: Ag + (H 2 O) n , n = 4–6
    DOI 10.1039/d4ra03518f
    Typ Journal Article
    Autor Hütter M
    Journal RSC Advances
    Seiten 22185-22194
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Multiconfigurational Character of Repulsive A2Sg + State Leaves Strong Signature in the Photodissociation Spectrum of Zn2 +
    DOI 10.1021/jacs.4c05620
    Typ Journal Article
    Autor Jank D
    Journal Journal of the American Chemical Society
    Seiten 16385-16388
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Master equation modeling of blackbody infrared radiative dissociation (BIRD) of hydrated peroxycarbonate radical anions
    DOI 10.1063/5.0200253
    Typ Journal Article
    Autor Salzburger M
    Journal The Journal of Chemical Physics
    Seiten 134304
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Magic cluster sizes of cationic and anionic sodium chloride clusters explained by statistical modeling of the complete phase space
    DOI 10.1039/d4cp00357h
    Typ Journal Article
    Autor Hartmann J
    Journal Physical Chemistry Chemical Physics
    Seiten 10904-10918
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Doubly charged dimers and trimers of heavy noble gases
    DOI 10.1039/d4cp00465e
    Typ Journal Article
    Autor Schöpfer G
    Journal Physical Chemistry Chemical Physics
    Seiten 11482-11490
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Iron Complexes as Potential Carriers of Diffuse Interstellar Bands: The Photodissociation Spectrum of Fe+(H2O) at Optical Wavelengths
    DOI 10.1021/acs.jpca.4c00148
    Typ Journal Article
    Autor Juanes M
    Journal The Journal of Physical Chemistry A
    Seiten 1306-1312
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Electron attachment to CCl3COOH molecule and clusters
    DOI 10.1088/1402-4896/ad908e
    Typ Journal Article
    Autor Kocábková B
    Journal Physica Scripta
    Seiten 125410
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Spectroscopy of C60+ and C120+ in the mid-infrared
    DOI 10.1063/5.0176407
    Typ Journal Article
    Autor Kappe M
    Journal The Journal of Chemical Physics
    Seiten 204302
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Simplified Multiple-Well Approach for the Master Equation Modeling of Blackbody Infrared Radiative Dissociation of Hydrated Carbonate Radical Anions
    DOI 10.1021/jacs.2c07060
    Typ Journal Article
    Autor Salzburger M
    Journal Journal of the American Chemical Society
    Seiten 21485-21493
    Link Publikation

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