title: Laserspektroskopische Untersuchungen zur mikroskopischen Dynamik photochemischer Elementarreaktionen von Wasserstoff- und Chloratomen
creator: Läuter, Almuth
subject: 540
subject: 540 Chemistry and allied sciences
description: Komplexe chemische Reaktionssysteme setzen sich aus einer Vielzahl von Elementarreaktionen zusammen. Während sich die chemische Kinetik mit der Geschwindigkeit der Produktbildung und dem Einfluss äußerer Parameter wie Druck und Temperatur auf die Reaktion beschäftigt, beschreibt die Reaktionsdynamik den Ablauf der Reaktionen auf molekularer Ebene. Dabei wird die Reaktion nicht bei einer bestimmten Temperatur, bei  der die Reaktanden immer einer breiten thermischen Energieverteilung unterliegen, sondern unter energetisch scharf definierten Anfangsbedingungen untersucht. Die Entwicklung leistungsfähiger Lasersysteme, die eine gezielte Anregung von Molekülen erlauben, war deshalb eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung der experimentellen Reaktionsdynamik. Der Einsatz von gepulsten Lasern erlaubt sowohl die zustandselektive Erzeugung von Reaktanden in Nicht-Gleichgewichtsverteilungen als auch die Analyse der Zustandsverteilung der entstehenden Produkte. In sogenannten „pump and probe“-Experimenten können so kurze Zeitauflösungen erreicht werden, dass Elementarreaktionen ohne Störung durch schnelle Folgereaktionen untersucht werden können. Mit Hilfe der laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie wurden für die Abstraktions- und die Isotopenaustauschreaktion des H + DCl-Reaktionssystems erstmals Gesamtreaktionsquerschnitte bestimmt und damit der nicht-adiabatische Reaktionskanal, der zur Bildung von spin-bahnangeregten Chloratomen führt, quantifiziert. Die experimentellen Ergebnisse wurden mit Resultaten aus quasiklassischen Trajektorienrechnungen auf den BW1 und BW2 Potentialenergieflächen verglichen. Bei der Abstraktionsreaktion zeigen sich Abweichungen, die darauf zurückgeführt werden, dass in den Potentialflächen der experimentell beobachtete Einfluss des nicht-adiabatischen Reaktionskanals unberücksichtigt bleibt. Für die Austauschreaktion dagegen zeigen Experiment und Theorie eine gute Übereinstimmung. Viele Reaktionen in der Atmosphäre werden durch die Photolyse von Molekülen eingeleitet, die nach UV-Anregung ein reaktives Atom verlieren. Große atmosphärische Relevanz besitzen chlorhaltige Verbindungen wegen ihres negativen Einflusses auf den Ozonkreislauf. Die quantitative Beschreibung dieser photochemischen Prozesse erfordert genaue Kenntnis der Quantenausbeuten dieser Reaktionskanäle. Im Zuge dieser Arbeit wurden die absoluten Chloratom-Quantenausbeuten von Tetrachlormethan (CCl4) und 1,1-Dichlor-1-fluorethan (HCFC-141b, CH3CFCl2) bei verschiedenen Photolysewellenlängen bestimmt. Für Acetylen und 1,1-Dichlor-1-fluorethan wurden die Wasserstoffatom-Quantenausbeuten ermittelt. Von besonderem Interesse ist der Zusammenhang zwischen dem spezifischen Anregungszustand und der photochemischen Reaktivität eines Moleküls. Durch die Kombination der gezielten Anregung von definierten Quantenzuständen durch geeignete Lasersysteme mit zustandsauflösenden Nachweismethoden (z.B. laserindizierte Fluoreszenz, LIF) ist dieser Zusammenhang experimentell zugänglich. Mittels der LIF-Technik wurde die Photodissoziation von hoch schwingungsangeregtem Wasser (vier OH-Streckschwingungsquanten) untersucht. Die Reaktivität selektiv angeregter Moleküle liefert wichtige Information über die Dynamik der Photodissoziationen, die wiederum als Grundlage für die Entwicklung und Validierung neuer theoretischer Methoden und Modellrechnungen dienen.
date: 2003
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/3528/1/Dissertation_Almuth_Laeuter.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00003528
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-35284
identifier:   Läuter, Almuth  (2003) Laserspektroskopische Untersuchungen zur mikroskopischen Dynamik photochemischer Elementarreaktionen von Wasserstoff- und Chloratomen.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/3528/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
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language: ger