Kondensoitu Faasikemia

kondensoituneen vaiheen kemian keskeinen haaste on ymmärtää elektronisen rakenteen (energiatasot, varausjakaumat, sidos, spin) ja molekyylirakenteen (atomijärjestely, sidosetäisyydet, koordinaatio jne.). Reagantin ja tuotelajien välisellä “siirtymätilalla” on kriittinen merkitys, sillä hienovaraiset konformaatiomuutokset ja kemiallisen sidoksen muodostuminen/liukeneminen tässä järjestelmässä lopulta määräävät, mitä reaktiivisia reittejä suositaan.

tämän tutkimusohjelman keskeisenä tavoitteena on ultranopeiden röntgensäteiden soveltaminen, jotta saadaan uutta tietoa tiivistyneen vaiheen molekyylidynamiikasta. Xanesin aikaratkaisuilla (X-ray Absorption near Edge Structure) voidaan saada yksityiskohtaista tietoa valenssivarausrakenteen dynamiikasta, kun taas ajasta riippuvaiset EXAF: t (Extended X-ray Absorption Fine Structure) antavat tietoa paikallisen atomirakenteen muutoksista. Röntgenmittaukset värähtelyjakson aikajänteellä antavat tärkeää uutta tietoa liuoksessa tapahtuvista kemiallisista reaktioista, mukaan lukien: konformaatiomuutokset, sidosten muodostuminen/hajoaminen, varauksen siirto, hapettumistilan muutokset jne.

kolme ajankohtaista painopistealuetta ovat (1) solvatut siirtymämetallikompleksit, joilla on vahva kytkentä ligandikentästä johtuvien molekyylirakenteen ja elektronisten ominaisuuksien välillä, (2) pienet halogeenimolekyylit, joilla on selvästi erilainen ratkaisufaasireaktiivisuus kuin kaasufaasissa, ja (3) rakenteellinen dynamiikka nestemäisessä vedessä suorassa värähtelyjännityksessä. Tulevaisuudessa Toivomme laajentavamme tätä lähestymistapaa molekyylikristalleihin, joilla on uusia yhteistyövaikutuksia.