Quantendynamik von S>N2-Reaktionen
Quantum Dynamics of SN2 Reactions
Carsten Hennig
Doctoral thesis
Date of Examination:
2006-11-01
Date of issue:
2007-03-05
Advisor:
Schmatz, Stefan PD Dr.
Referee:
Buback, Michael Prof. Dr.
Persistent Address: http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AC8C-9
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Name:
hennig.pdf
Size:
5,1 MB
Format:
PDF
Description:
Dissertation
Abstract
English
This thesis presents quantum mechanical investigations of the mechanism involved in nucleophilic bimolecular substitution reactions (SN2 reactions). The SN2 mechanism i importan both for application in a wide field o well as for the theoretical concepts i eaction dynamics. I the gas phase, the presence o wo deep wells in th reactio profile befor entra simultaneous breaking an forming of bonds give rise t several interesting features like resonances of differen d the possibility of recrossing the barrier. Time-independent quantum mechanical scattering theory is applied to investigate the role of th
Keywords: three-dimensional reactive scattering; gas-phase reactions; Lanczos; Jacobi-Davidson; collocation method
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In dieser Arbeit werden einige quantenmechanische Untersuchungen des Reaktionsmechanismus in nukleophilen bimolekularen Substitutionsreaktionen (SN2-Reaktionen) vorgestellt. Der SN2-Mechanismus ist sowohl für zahlreiche Gebiete der experimentellen Chemie als auch für die theoretischen Konzepte der Reaktionsdynamik von Bedeutung. Entlang der Reaktionskoordinate befinden sich in der Gasphase zwei tiefe Potentialtöpfe, und Bindungsbruch und -bildung finden gleichzeitig statt. Dadurch weist die Reaktion einige interessante Besonderheiten wie Resonanzen verschiedenen Typs und die Möglichkeit zur Rückkehr über die Barriere auf. Mittels zeitunabhängiger quantenmechanischer Streurechnungen wird der Einfluss der symmetrischen Schwingungen der Methylgruppe sowie von Rotationen des angegriffenen Methylhalogenids an zwei Beispielreaktionen in der Gasphase untersucht. Im ersten Fall kann eine aktive Teilnahme der Moden an der Reaktion festgestellt und somit das Konzept der Beobachtermoden dafür in Frage gestellt werden. Der zweite Fall zeigt die Bedeutung der Kopplung der Rotationsbewegung mit den reaktiven Freiheitsgraden.
Schlagwörter: dreidimensionale reaktive Streuung; Reaktionen in der Gasphase; Lanczos; Jacobi-Davidson; Kollokationsverfahren
