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Laserspektroskopische Untersuchungen an Halogenarenen mit REMPI- und MATI-Spektroskopie

Witte, Frank - Christian-Albrechts-Universität Kiel (2012)


Die REMPI-Spektroskopie wie auch die MATI-Spektroskopie sind sehr präzise Methoden zur Messung elektronisch angeregter Zustände (REMPI) und des kationischen Grundzustands (MATI) von Molekülen. Die (1+1')MATI-Spektroskopie kombiniert beide Spektroskopiearten, so dass sich eine zweidimensionale Methode ergibt, mit der sich Aussagen über Geometrieänderungen von Molekülen während der Anregung und Ionisierung machen lassen. Zusätzlich liefert diese Methode sehr genaue Werte der Anregungs- und Ionisierungsenergie. Insbesondere die Ionisierungsenergie ist eine der wichtigsten thermodynamischen Größen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden 1,2,3-halogensubstituierte Benzole (1,2,3-Trichlorbenzol, 1,3-Dichlor-2-fluorbenzol, 1-Chlor-2,6-difluorbenzol) und 1,3,5-Trichlorbenzol untersucht. Von Interesse waren dabei der Einfluss des Substitutionsmusters auf die Anregungs- und Ionisierungsenergie, sowie die Geometrieänderungen, die durch diese elektronischen Übergänge induziert werden. Die Ionisierungsenergien konnten für 1,2,3-Trichlorbenzol, 1,3-Dichlor-2-fluorbenzol, 1-Chlor-2,6-difluorbenzol und 1,3,5-Trichlorbenzol sehr präzise zu 9,2107±0,0007 eV, 9,3288±0,0007 eV, 9,3765±0,0007 eV und 9,3347±0,0012 eV bestimmt werden. Weiterhin wurde für 1,2,3-Trichlorbenzol und 1,3-Dichlor-2-fluorbenzol eine Geometrieänderung während der Anregung und Ionisierung besonders entlang der Schwingungsmode 17b gefunden. Diese Normalmode ist eine Out-of-plane-Schwingung mit starker Beteiligung des an 2-Position substituierten Halogenatoms. Die beiden Moleküle sind folglich im elektronisch angeregten Zustand nicht planar. Das ähnlich substituierte 1-Chlor-2,6-difluorbenzol ist im S1-Zustand planar und ändert seine Geometrie entlang der In-plane-Moden 6a, 9a und 1. 1,3,5-Trichlorbenzol ist ebenfalls planar im elektronisch angeregten Zustand und ändert seine Struktur bei der Ionisierung in Richtung der beiden Normalmoden 6 und 7. Dies ist auf eine symmetriebedingte Jahn-Teller-Verzerrung im ionischen Grundzustand zurückzuführen. Die Jahn-Teller-Aufspaltung konnte aus den erhaltenen MATI-Spektren auf 10cm1 abgeschätzt werden.


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