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Über eine fundamentale Änderung der Art der chemischen Bindung durch Isotopensubstitution

Abstract

Isotopeneffekte können die Bildung und den Bruch chemischer Bindungen im Verlauf chemischer Reaktionen maßgeblich beeinflussen. Hier berichten wir über die Entdeckung einer fundamentalen Änderung der Art der chemischen Bindung durch Isotopensubstitution. Sie beruht auf systematischen quantenchemischen Rechnungen für die Isotopomere BrLBr, wobei “L” ein Wasserstoffisotop bezeichnet. Demnach werden alle vergleichsweise schwereren Isotopomere BrHBr, BrDBr, BrTBr und Br4HBr durch Van‐der‐Waals‐Bindung stabilisiert, wobei 4H das myonische Helium‐Atom bezeichnet, also das schwerste Wasserstoffisotop. Demgegenüber ist das leichteste Isotopomer, BrMuBr, ausschließlich schwingungsgebunden, wobei “Mu” das Myoniumatom bezeichnet; dies ist in Übereinstimmung mit seiner möglichen Beobachtung im jüngsten Experiment zur Mu+Br2‐Reaktion. Demzufolge wird BrMuBr am Sattelpunkt der Potentialenergiefläche stabilisiert, wobei der Anstieg der Potentialenergie durch Absenkung der Schwingungsnullpunktsenergie überkompensiert wird.

Der Kleinste tanzt aus der Reihe: Ab‐initio‐Rechnungen offenbaren eine fundamentale Änderung von der Van‐der‐Waals‐Bindung der schwereren Isotopomere BrHBr, BrDBr, BrTBr, Br4HBr (links) zur Schwingungsbindung des leichtesten Isotopomers BrMuBr (rechts).

Autoren:   Donald G. Fleming, Jörn Manz, Kazuma Sato, Toshiyuki Takayanagi
Journal:   Angewandte Chemie
Jahrgang:   2014
Seiten:   n/a
DOI:   10.1002/ange.201408211
Erscheinungsdatum:   10.10.2014
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