Dokument 1.pdf - OPUS - Universität Würzburg

Aber auch aus Sicht der Anwendung lohnt sich
die Untersuchung der Moleküle: Sie treten unter
anderem beim Verbrennungsvorgang in Motoren
auf und sind dort für die Rußbildung verantwort­
lich. Nachgewiesen wurden sie auch im Weltraum,
und zwar in so genannten interstellaren Wolken.
Die Bindungen zwischen den Atomen eines Mo­
leküls sind nicht starr, sondern bis zu einem ge­
wissen Grad flexibel; die Atome schwingen also
in alle Raumrichtungen um ihren Platz im Mole­
kül. Diese Schwingungen sind umso stärker, je
mehr Energie das Molekül besitzt, und jede der
möglichen Schwingungen besitzt einen bestimm­
ten Energiewert, ab dem sie angeregt wird. Wird
eine zu starke Schwingung in Gang gebracht, kann
die Bindung zwischen den Atomen brechen und
das Molekül gespalten werden . Die Bruchstücke
lassen sich dann mit einem Detektor identifizieren.
Außerdem können die Forscher die Ge­
schwindigkeit messen, mit der die Bruchstücke
entstanden sind. Diese Daten geben Auskunft über
den genauen Reaktionsverlauf.
Im Arbeitskreis Fischer werden solche Messun­
gen folgendermaßen durchgeführt: Ausgangs­
punkt ist ein Gemisch eines Edelgases mit den
Vorläufermolekülen, das unter Druck steht. Die­
se Mixtur wird durch ein auf 1.500 Grad Celsius
erhitztes Siliciumcarbid-Röhrchen geleitet. Dabei
entstehen aus den Vorläufermolekülen die hoch
reaktiven Teilchen, für welche sich die Würzbur­
ger Chemiker interessieren.
Die Teilchen werden dann in eine unter Vakuum
stehende Messkammer geschleust und dadurch
stark abgekühlt. In der Kammer werden sie mit
Laserpulsen verschiedener Energien beschossen.
Wird durch einen Laserpuls ausreichend
Schwingungsenergie in eine Atombindung ge­
bracht, so wird diese angeregt und gebrochen.
Die entstehenden Ionen werden in der Kammer
mit einem Massenspektrometer nachgewiesen.
Auf diese Weise lassen sich genaue Daten über
die Struktur und Reaktivität von Radikalen und
Carbenen ermitteln.
Aus der Forschung 91 BLICK
Ein Radikalvorläufer, in diesem Fall Allyliodid
(oben), wird pyrolytisch in ein Allylradikal und ein
lodradikal gespalten (Mitte). Trifft ein Laserpuls mit
der richtigen Energie auf das Allylradikal, so wird
die mittlere Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung
gespalten und es bilden sich das Allen und ein
Wasserstoff radikal (unten).
Grafik: Dümmler