Kernspinrelaxation von Formaldehyd an Oberflächen und in der Gasphase

Christian Bechtel
2002
Ich danke allen, die mir bei der Durchführung dieser Arbeit behilich waren, insbesondere: Herrn Professor Dr. Bernhard Schramm für die auÿerordentlich gute und intensive Betreuung. Die häug stattgefundenen wissenschaftlichen Gespräche und Diskussionen mit ihm haben in groÿem Maÿe zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen, Herrn Professor Dr. Gerhard K. Wolf für seine Bereitschaft, das Zweitgutachten zu erstellen, den Mitarbeitern im Arbeitskreis für die gute Arbeitsatmosphäre, insbesondere Manfred
more » ... Schillinger für seine groÿe Hilfsbereitschaft, allen Mitarbeitern der feinmechanischen, elektronischen und glastechnischen Werkstatt, die anfallende Reparaturen immer schnell und kompetent durchgeführt haben. Ganz besonders danke ich Uwe Branczyk für sein Engagement bei den Reparaturen des Excimer-Lasers. zu guter letzt danke ich allen, die diese Arbeit Korrektur gelesen haben: Einleitung Allgemeines Kernspin-Isomere existieren für polyatomare Moleküle mit zwei oder mehreren identischen und äquivalenten Kernen mit nicht verschwindendem Kernmoment. Dazu zählen unter anderen molekularer Wassersto (H 2 ), Wasser (H 2 O) und Formaldehyd (H 2 CO). Mit Ausnahme von ortho-und para-Wassersto ist das Wissen über diese Kernspin-Isomere jedoch äuÿerst begrenzt. Das lag bisher in erster Linie an der experimentellen Schwierigkeit der Isomerentrennung. Mit der Fragestellung, wie sich Kernspin-Isomere ineinander umwandeln und mit welcher Geschwindigkeit sie das tun, beschäftigten sich Theoretiker seit der Einführung des Spins in der Quantenmechanik durch Pauli [36] . So war schon früh bekannt, dass die ortho-und para-Isomere von Wassersto bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck über ein Jahr beständig sind [17] , sowie bei tiefen Temperaturen verschiedene Wärmekapazitäten besitzen [16] . Ein groÿer Vorteil für die Forschung an H 2 ist, dass seine Isomere im Gegensatz zu anderen Molekülen leicht getrennt werden können. Grund dafür ist die groÿe Energielücke k T mit T = 171 K zwischen den Rotationszuständen J=0 (para) und J=1 (ortho), die weit über dem Siedepunkt von 20,4 K liegt, so dass durch Abkühlen in Gegenwart eines geeigneten Katalysators hinreichend schnell para-Wassersto hergestellt werden kann. Bei komplexeren Molekülen wie H 2 CO mit eng beieinander liegenden Rotationsniveaus ist diese Methode nicht tauglich, da das Gas kondensiert, bevor es zu einer Isomerentrennung kommt. Mittlerweile stehen zusätzliche Trennverfahren zur Verfügung, allen voran die kernspinselektive Photolyse, die in dieser Arbeit zum Einsatz kommt, sowie die Licht-induzierte Drift (LID). Chapovsky und Hermans geben einen Überblick über die experimentellen Möglichkeiten der Isomerentrennung [9] . Es gibt bis dato zwei bekannte Mechanismen, über die sich Kernspin-5
doi:10.11588/heidok.00002967 fatcat:lg6oyeemljhwpp2xmm66l6qvqi