Forschungsprojekte: Visualisierung von Aromatizität (ACID)
Die "delokalisierte Elektronendichte" wird intuitiv als Konzept verwendet, um die elektronische Struktur von konjugierten Systemen zu beschreiben. Leider gibt es jedoch keine präzise Möglichkeit, die Gesamtelektronendichte in einen Anteil lokalisierter und delokalisierter Elektronen zu separieren. Wie bei der Aromatizität, Bindungsordnung, Punktladung und anderen wichtigen Konzepten in der Chemie muss die Definition für die Dichte delokalisierter Elektronen aus fundamentaleren quantentheoretischen Parametern abgeleitet werden.
Magnetische Eigenschaften sind als Observable ein geeigneter Einstieg für eine allgemeine Beschreibung von Delokalisierung und Konjugation. Analog zur Anisotropie der magnetischen Suszeptibilität als leistungsfähiges Maß für Aromatizität haben wir die Anisotropie der induzierten Stromdichte (ACID) untersucht. So wie das Quadrat der Wellenfunktion die Gesamtelektronendichte beschreibt, definiert das ACID-Skalarfeld die delokalisierte Elektronendichte.
Die ACID-Methode hat sich als extrem vielseitiges und anschauliches Werkzeug zur Analyse von Delokalisierung bei Molekülen im Grundzustand, angeregten Zuständen, Übergangszuständen, metallorganischen Verbindungen, Hyperkonjugation und anderer through-bond- und through-space-Wechselwirkungen erwiesen.
Wichtigste Publikationen:
Delocalization of Electrons in Molecules
D. Geuenich, R. Herges, J. Phys. Chem. A 2001, 105, 3214-3220.
DOI
Anisotropy of the Induced Current Density (ACID), a General Method To Quantify and Visualize Electronic Delocalization
D. Geuenich, K. Hess, F. Koehler, R. Herges, Chem. Rev. 2005, 105, 3758-3772.
DOI
ACID ist in Gaussian® 09 ab Revision D.01 implementiert. Um eine Version der ACID-Software zu erhalten, kontaktieren Sie Prof. Herges bitte per E-Mail (rherges [at] oc.uni-kiel.de).
