Heidelberg 1999 – scientific programme

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SYCF: Symposium Cluster und Fullerene

SYCF 2: van-der-Waals Moleküle und Cluster

SYCF 2.3: Talk

Monday, March 15, 1999, 17:00–17:15, MP1

Infrarot Spektren von H₂O⁺-Ar_n Komplexen (n=1-4) — •Doris Roth, Rouslan V. Olkhov, John P. Maier und Otto Dopfer — Institut für Physikalische Chemie, Universität Basel, Klingelbergstrasse 80, CH-4056 Basel, Schweiz

Mittels Photodissoziationsspektroskopie in einem Tandem Massenspektrometer wurden IR Spektren von H₂O⁺-Ar_n Komplexen im Bereich der OH Streckschwingungen (ν₁, ν₃) gemessen. Die Analyse zeigt, dass das erste Ar Atom linear an eines der Protonen des Wassers gebunden ist. Die Komplexierung transformiert die symmetrische (antisymmetrische) Streckschwingung des H₂O⁺ in eine gebundene (freie) Streckschwingung ν₁ (ν₃). Die starke Kopplung der ν₁ zu den intermolekularen Freiheitsgraden bewirkt eine deutliche Reduktion ihrer Frequenz verglichen zum Monomer und eine starke Linienverbreiterung durch schnelle Energieumverteilung. Im Gegensatz dazu zeigt ν₃ nur eine geringe Kopplung. Die dadurch bedingte lange Lebensdauer ermöglicht die Auflösung der Rotationsstruktur (inklusive Spin-Rotation). Das zweite Ar Atom bindet an das andere Proton (C_2v Symmetrie). Weitere Ar Liganden sind schwächer gebunden und zeigen deshalb kleinere Frequenzverschiebungen.

Ab initio Berechnungen zu Struktur, Schwingungsfrequenzen und Bindungsenergien zeigen eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten.