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 Trockenstress – Biologen entschlüsseln SOS-Signal von Pflanzen
27.03.2020 | Universität Hohenheim

nachricht Der Venusfliegenfallen-Effekt: Neue Studie zeigt Fortschritte der Forschung an Immunproteinen
26.03.2020 | Jacobs University Bremen gGmbH

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: Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

Physiker der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität Würzburg gelungen, einen „Trichter für Licht“ zu entwickeln, der bisher nicht geahnte Möglichkeiten zur Entwicklung von hypersensiblen Sensoren und neuen Technologien in der Informations- und Kommunikationstechnologie eröffnet. Die Forschungsergebnisse wurden jüngst im renommierten Fachblatt Science veröffentlicht.

Der Rostocker Physikprofessor Alexander Szameit befasst sich seit seinem Studium mit den quantenoptischen Eigenschaften von Licht und seiner Wechselwirkung mit...

Im Focus: Junior scientists at the University of Rostock invent a funnel for light

Together with their colleagues from the University of Würzburg, physicists from the group of Professor Alexander Szameit at the University of Rostock have devised a “funnel” for photons. Their discovery was recently published in the renowned journal Science and holds great promise for novel ultra-sensitive detectors as well as innovative applications in telecommunications and information processing.

The quantum-optical properties of light and its interaction with matter has fascinated the Rostock professor Alexander Szameit since College.

Im Focus: Künstliche Intelligenz findet das optimale Werkstoffrezept

Die möglichen Eigenschaften nanostrukturierter Schichten sind zahllos – wie aber ohne langes Experimentieren die optimale finden? Ein Team der Materialforschung der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat eine Abkürzung ausprobiert: Mit einem Machine-Learning-Algorithmus konnten die Forscher die strukturellen Eigenschaften einer solchen Schicht zuverlässig vorhersagen. Sie berichten in der neuen Fachzeitschrift „Communications Materials“ vom 26. März 2020.

Porös oder dicht, Säulen oder Fasern

Im Focus: Erdbeben auf Island über Telefonglasfaserkabel registriert

Am 12. März 2020, 10.26 Uhr, ereignete sich in Südwestisland, ca. 5 km nordöstlich von Grindavík, ein Erdbeben mit einer Magnitude von 4.7, während eines längeren Erdbebenschwarms. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ haben jetzt dort ein neues Verfahren zur Überwachung des Untergrunds mithilfe von Telefonglasfaserkabeln getestet.

Ein von GFZ-Forschenden aus den Sektionen „Oberflächennahe Geophysik“ und „Geoenergie“ durchgeführtes Online-Monitoring, das Glasfaserkabel des isländischen...

Im Focus: Quantenoptiker zwingen Lichtteilchen, sich wie Elektronen zu verhalten

Auf der Basis theoretischer Überlegungen von Physikern der Universität Greifswald ist es Mitarbeitern der AG Festkörperoptik um Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock gelungen, photonische topologische Isolatoren als Lichtwellenleiter zu realisieren, in denen sich Photonen wie Elektronen verhalten, und somit fermionische Eigenschaften zeigen. Ihre Entdeckung wurde jüngst im renommierten Fachblatt „Nature Materials“ veröffentlicht.

Dass es elektronische topologische Isolatoren gibt – Festkörper die im Innern den elektrischen Strom nicht leiten, dafür aber umso besser über die Oberfläche –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

Wichtigste internationale Konferenz zu Learning Analytics findet statt – komplett online

23.03.2020 | Veranstaltungen

UN World Water Day 22 March: Water and climate change - How cities and their inhabitants can counter the consequences

17.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltweit einzigartig: Neue Anlage zur Untersuchung von biogener Schwefelsäurekorrosion in Betrieb

27.03.2020 | Architektur Bauwesen

Schutzmasken aus dem 3D-Drucker

27.03.2020 | Materialwissenschaften

Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

27.03.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics