Quantendynamik von S>N2-Reaktionen

Abstract

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.