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Projekt
Wettbewerb zwischen Wasserstoffbrückenbindungen und Dispersionswechselwirkungen in ionischen und molekularen Flüssigkeiten untersucht mittels spektroskopischer und thermodynamischer Methoden
Antragsteller
Professor Dr. Ralf Ludwig; Professor Dr. Sergey Verevkin
Fachliche Zuordnung
Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269854963
Der Wettbewerb zwischen Wasserstoffbrückenbindungen und Dispersionswechselwirkungen in ionischen und molekularen Flüssigkeiten soll mit Hilfe von Infrarot- und Tetrahertz-Spektroskopie, verschiedenen thermodynamischen Methoden und quantenchemischen Berechnungen unter Berücksichtigung der Dispersionskorrektur untersucht werden. Dabei wird die wichtige Rolle der Dispersionskräfte für die Bildung von Clustern in allen drei Aggregatzuständen studiert: im Festkörper, in der Flüssigkeit und in der Gasphase. Die Strukturen der Cluster in jedem Aggregatzustand werden mit der Röntgendiffraktion und spektroskopischen Methoden bestimmt, während die Phasenübergänge mit thermodynamischen Methoden analysiert werden. Zu diesem Zweck werden ionische und molekulare Verbindungen synthetisiert, die eine Kontrolle der nicht-kovalenten Wechselwirkungen erlauben. Die molekularen Flüssigkeiten zeichnen sich dadurch aus, dass die Moleküle Abbilder der in den ionischen Flüssigkeiten eingesetzten Kationen sind. Auf diese Weise können wir die unterschiedliche Rolle von Dispersionskräften beim Übergang von ionischen zu molekularen Flüssigkeiten unter Ausschaltung der starken Coulombkräfte studieren. Die Verbindungen sind so ausgesucht, dass die Zunahme der Dispersionskräfte bei gleichzeitiger Schwächung der Wasserstoffbrücken kontrolliert erfolgen kann. Die kombinierten spektroskopischen (MIR, FIR, THz), thermodynamischen (Kalorimetrie, Thermogravimetrie, Dampfdruckmessungen) und theoretischen Methoden (DFT und Gn) erlauben die Untersuchung des subtilen Gleichgewichts zwischen Coulomb-Wechselwirkung, Wasserstoffbrücken und Dispersionskräften in diesen Verbindungen. Insbesondere kann die Rolle von Dispersionswechselwirkungen in der flüssigen Phase untersucht werden, in der die meisten chemischen Reaktionen ablaufen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
