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Vollständige Abbildung von Molekülorbitalen gelungen

08.09.2022

Bild: Darstellung der Sigma-Orbitale σ(7,3) und σ(0,8) von Bisanthen (oben) und Cu-metallisiertem Bisanthen (unten). copyright: — Haags et al., Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abn0819

Orbitale zeigen ähnlich wie ein Foto in Langzeitbelichtung, wo sich Elektronen in einem Atom oder Molekül bevorzugt aufhalten. In Lehrbüchern werden sie oft als bunte Ballons dargestellt. Nach ihrer räumlichen Orientierung werden Molekülorbitale als Pi- oder Sigma-Typ bezeichnet. Forschenden aus Berlin, Jülich, Graz und Marburg gelang es jetzt neben den bisher dargestellten Pi- Orbitalen auch die zugehörigen Sigma-Orbitale zu erfassen. Besonders letztere verändern sich bei der Bildung neuer chemischer Bindungen. Deren Darstellung ist deshalb ein großer Schritt, chemische Reaktionen direkt auf molekularer Ebene zu beobachten. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Science Advances publiziert.

Die Experimente mit Synchrotronstrahlung wurden an der Metrology Light Source (MLS) der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Berlin in Zusammenarbeit mit Prof. Mathias Richter, Dr. Alexander Gottwald und dem Doktoranden Hans Kirschner durchgeführt. Die Jülicher Forschenden betreiben dort an einer kalibrierten Beamline einen speziellen Analysator für die Orbital-Tomographie. Die Arbeit erfolgte in Kooperation mit Prof. Michael. G. Ramsey und Prof. Peter Puschnig von der Universität Graz, mit denen die Jülicher Forscher schon seit Jahren zusammenarbeiten. Prof. Michael Gottfried von der Universität Marburg half bei der Vorbereitung der Experimente. 

Nachricht des Forschungszentrum Jülich:
www.fz-juelich.de/de/aktuelles/news/fachmeldungen/2022/molekuelorbitale-umfassend-abbilden

Orginalpublikation:
A. Haags et al., Momentum-space imaging of σ-orbitals for chemical analysis,
Sci. Adv. 8, eabn 0819 (2022)
DOI: 10.1126/sciadv.abn0819

Ansprechpartner:

H. Kirschner, 7.13, E-Mail: Opens local program for sending emailhans.kirschner(at)ptb.de