Kondenserad fas Kemi

en grundläggande utmaning i kondensfas kemi är att förstå det dynamiska samspelet mellan elektronisk struktur (energinivåer, laddningsfördelningar, bindning, spinn) och molekylstruktur (atomarrangemang, bindningsavstånd, samordning etc.). “Övergångstillståndet” mellanprodukt mellan reaktant och produktarter är av kritisk betydelse eftersom subtila konformationsförändringar och kemisk bindningsbildning/upplösning i denna regim bestämmer slutligen vilka reaktiva vägar som gynnas.

det centrala målet med detta forskningsprogram är att tillämpa ultrasnabba röntgenstrålar för att utveckla ny insikt i molekyldynamik i kondenserad fas. Tidsupplösta mätningar av XANER (RÖNTGENABSORPTION nära Kantstruktur) kan ge detaljerad information om dynamiken i valensladdningsstrukturen, medan tidsberoende EXAFS (Extended X‑ray Absorption Fine Structure) ger information om förändringar i den lokala atomstrukturen. Röntgenmätningar på tidsskalan för en vibrationsperiod ger viktig ny information om lösningsfas kemiska reaktioner inklusive: konformationsförändringar, bildning / upplösning av bindningar, laddningsöverföring, förändringar i oxidationstillstånd etc.

tre områden med nuvarande fokus är (1) solvated övergångsmetallkomplex som uppvisar stark koppling mellan molekylstruktur och elektroniska egenskaper som härrör från ligandfältet, (2) små halogenmolekyler som uppvisar lösningsfasreaktivitet som skiljer sig markant från den i gasfasen och (3) strukturell dynamik i flytande vatten under direkt vibrationell excitation. I framtiden hoppas vi kunna utvidga detta tillvägagångssätt till molekylära kristaller som uppvisar nya kooperativa effekter.