Jahresbericht 2007 - Leibniz-Institut für Katalyse

Schwingungsspektroskopie Schwingungsspektroskopie
Schwingungsspektroskopie Der Forschungsbereich
im Überblick
Die Arbeitsgruppe Ludwig ist sowohl an der Universität Rostock als auch
am Leibniz-Institut für Katalyse angesiedelt. Der Forschungsbereich
am Leibniz-Institut konzentriert sich zunächst auf den Einsatz der
Schwingungsspektroskopie in der Katalyse. Dies umfasst den Aufbau
einer Hochdruck in situ-IR-Spektroskopie, die Optimierung der
experimentellen Anordnung sowie die Entwicklung und Anwendung
von Programmen zur Entfaltung der Schwingungsspektren. Berechnete
Schwingungsspektren unterstützen die Interpretation der gemessenen
Spektren und erlauben Vorhersagen für die Empfindlichkeit der
IR-Spektroskopie. Die schwingungsspektroskopischen Eigenschaften
können mit Resultaten aus der NMR-Spektroskopie korreliert und so
daraus Struktur-Eigenschaftsbeziehungen gewonnen werden.
Darüber hinaus beschäftigt sich unsere Arbeitsgruppe „Physikalische
und Theoretische Chemie“ mit der Untersuchung von Clustern,
Flüssigkeiten und Grenzflächen. Mit einem geeigneten Methodenspektrum
schlagen wir eine Brücke zwischen Experiment und
Theorie. Dabei stehen der IR-, Raman- und NMR-Spektroskopie
quantenchemische Rechnungen, CPMD-Simulationen und
klassische Molekulardynamische Simulationen gegenüber. Dieses
Methodenspektrum möchten wir peu à peu auch für das Verständnis
von Prozessen in der Katalyse einsetzen.
Wichtige Themengebiete sind: Anomalien, Struktur und Dynamik
von Wasser und wässrigen Lösungen, Eigenschaften Ionischer
Flüssigkeiten, Wasserstoffbrückennetzwerke, Hydratation von
Ionen, organischen und biologischen Molekülen, hydrophobe
Effekte, der Einfluss von Temperatur, Druck und Additiven auf das
Aggregationsverhalten organischer Moleküle und auf die Struktur
von Biomolekülen. Hauptziel ist die Vorhersage makroskopischer
Eigenschaften auf Grundlage molekularer Wechselwirkungen.
Im Berichtszeitraum konnten wir dieses Methodenspektrum zur
Beantwortung wichtiger Fragestellungen einsetzen:
Druck- und Salzeffekte in wässrigen Lösungen: Die Rolle von Wasser
in Chemie und Biologie wurde bisher unterschätzt. Dabei ist diese
Substanz einzigartig. In über 60 Anomalien unterscheidet sich
Wasser von den Eigenschaften normaler Flüssigkeiten. Wir konnten
zeigen, dass Druck- und Salzeffekte zwei Seiten derselben Medaille
sind. Im unterkühlten Bereich wird die tetraedrische Nahordnung des
Leiter des Bereiches
Schwingungsspektroskopie:
Prof. Dr. Ralf Ludwig
Tel.: (0381) 498 - 6517
Fax: (0381) 498 - 6524
ralf.ludwig@
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