Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Entzifferung eines geheimnisvollen Moleküls

02.03.2010
Kölner Wissenschaftler veröffentlichen in Nature Chemistry

In den meisten Molekülen sitzen die Atome an festen Plätzen. Ganz anders im protonierten Methan, CH5+, in dem die Wasserstoffatome sogar ihre Plätze wechseln.

Dem interdisziplinären Team von Experimentalphysikern der Universität zu Köln um Prof. Dr. Stephan Schlemmer, vom FOM Institut für Plasmaphysik in Rijnhuizen (NL) und theoretischen Chemikern der Ruhr-Universität Bochum um Prof. Dr. Domink Marx ist es nun gelungen, der Bewegung der Wasserstoffatome auf die Spur zu kommen.

Insbesondere interessierte die Frage, was mit der Bewegungsfreiheit dieses Chamaeleons geschieht, wenn man nach und nach die Wasserstoffatome durch schwerere Deuteriumatome ersetzt. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden gestern in der renommierten britischen Fachzeitschrift "Nature Chemistry" veröffentlicht.

Lieblingsplätze im Molekül
Trotz der rasend schnellen Bewegung der Wasserstoffatome im protonierten Methan (CH5+) sortieren sich die Wasserstoffatome bevorzugt in einer Zweiergruppe (H2) und einem Dreibein (CH3). Es tat sich eine "einfache" Frage auf: Gibt es wegen dieser Sortierung und trotz der Bewegung Lieblingsplätze für die Wasserstoffatome, wenn man einige Wasserstoffatome (H) durch ihre schweren Brüder Deuterium (D) ersetzt?
Die Kölner Experimente
Um diese Frage zu beantworten, haben die Forscher die H-Atome im CH5+ Molekül schrittweise durch D-Atome ersetzt und von den so entstandenen Molekülen Infrarotspektren aufgenommen. Dazu wurden die Moleküle in einem Ionenspeicher festgehalten, auf tiefe Temperaturen heruntergekühlt, und dann mit dem Infrarotlaser FOM-Instituts für Plasmaphysik beleuchtet. Die Kölner Spektren zeigen dramatische Unterschiede für die verschiedenen Moleküle. Mit den ausgefeilten Simulationen der Bochumer Chemiker konnten die Spektren richtig gedeutet werden, wenn der Quantennatur der Bewegung der H und D-Atome Rechnung getragen wurde. Bei dem Vergleich mit den experimentellen Spektren bestätigte sich schließlich, was die Forscher schon seit langem vermutet hatten: Die H und D Atome setzen sich tatsächlich bevorzugt an ihre Lieblingsplätze.
Neue Fragen
Das neue Wissen um das Verhalten der Wasserstoffatome ist für die Kölner Wissenschaftler und ihre Kollegen von generellem Interesse, da CH5+ als Prototyp für eine ganze Klasse von Molekülen gilt, bei denen die Atome ihre Plätze tauschen. Mit der Frage, ob die schnellen Bewegungen der Atome mit der Anlagerung weiterer Aggregate abnimmt, wollen sich die Forscher in Zukunft beschäftigen.
Bei Rückfragen:
Prof. Dr. Stephan Schlemmer
I. Physikalisches Institut
Universität zu Köln
Zülpicher Strasse 77
50937 Köln
Telefon 0221 470 5736
E-Mail: schlemmer@ph1.uni-koeln.de
Prof. Dr. Dominik Marx,
Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Ruhr-Universität Bochum,
44780 Bochum,
Telefon 0234/32-28083
E-Mail: dominik.marx@rub.de
Verantwortlich:
Dr. Patrick Honecker

Gabriele Rutzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.astro.uni-koeln.de/labastro
http://www.uni-koeln.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Entzündung weckt Schläfer
29.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Rostocker Forscher wollen Glyphosat „entzaubern“
29.03.2017 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten