Elektronendichte und Struktur lichtinduzierter metastabiler Isomere

• Applicant: Privatdozent Dr. Theo Woike
• Subject Area: Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 36985449

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Bestimmung der Elektronendichte und der Struktur von Komplexen, in denen reversible lichtinduzierte metastabile isomere Zustände erzeugt werden können. Aus der Elektronendichteverteilung soll die Ursache für das Auftreten der isomeren Zustände bestimmt werden, um weitere photoaktive Liganden daraus abzuleiten, zu testen und ihre Anwendung als extrem schnelle holographische Datenspeicher zu optimieren. Die Liganden Z = NO, N2, NO2, SO2, (CH3)2SO können in oktaedrisch koordinierten Übergangsmetallkomplexen vom Typ [ML5Z] mittels Lichtbestrahlung in zwei langlebige reversible isomere Zustände Sl, Sll überführt werden. Dabei treten Platzwechsel zwischen den Stickstoff-, Schwefel- und Sauerstoffatomen auf, bei denen die ursprüngliche N,S-Bindung zum Zentralatom M (M-NO, M-SO) in die O-Bindung übergeht (M-ON, M-OS; Drehung um 180°, Sl). Zwischen der 180°- Drehung liegt eine ebenfalls metastabile 90°-Konfiguration der N-O, S-O, N-N Liganden über dem Zentralatom (Drehung um 90°, Sll). Die Lebensdauer der metastabilen Isomere bei Raumtemperatur hängt ab vom Zentralatom und den Liganden. Solche lichtinduzierten metastabilen Strukturänderungen wurden mittels Röntgen- und Neutronenbeugung bei hinreichend tiefen Temperaturen aufgeklärt. Röntgen-Diffraktionsdaten bieten die Möglichkeit, eine genaue Kenntnis der Elektronendichteverteilung zu erhalten, in der die Ursache für die Bildung und die Stabilität der Isomere sichtbar wird. In Kombination mit einer Dichtefunktional- Rechnung (DFT) läßt sich aus diesen Bindungseigenschaften die Ursache für die Bildung und die Stabilität der Isomere als Funktion des Zentralatoms und der Liganden ableiten.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Czech Republic
• Participating Person: Dr. Vaclav Petricek