Entwicklung und Anwendung eines Programmpaketes zur effizienten Beschreibung spin-bahn-abhängiger Eigenschaften großer Moleküle

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christel M. Marian
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5314136

Zum Verständnis einer Vielzahl photochemischer und photophysikalischer Prozesse, katalytischer Reaktionen mit Übergangsmetallen sowie bestimmter spektroskopischer Eigenschaften ist der Einbezug von Spin-Bahn-Kopplungseffekten zwingend erforderlich. Die Spin-Bahn-Kopplung, die über die spezielle Relativitätstheorie Einzug in die Quantenchemie hält, ist sehr aufwendig zu berechnen. Bestehende Programme sind kaum für den Einsatz an großen und in der Praxis interessanten Molekülen geeignet. Ziel des Antrags ist die Entwicklung eines neuen Programmpaketes, das verschiedene, in jüngerer Zeit entwickelte Methoden aus der spinabhängigen und spinfreien Quantenchemie mit neu zu entwickelnden Routinen für die Berechnung von Moleküleigenschaften kombiniert und dessen Anwendung auf einige aktuelle Probleme. Dazu soll die Dichtefunktional/Multireferenz-CI-Methode (DFT/MRCI) unter Verwendung atomarer meanfield-Spin-Bahn-Integrale zu einem Spin-Bahn-CI-Verfahren erweitert werden. Mit den erhaltenen Wellenfunktionen sollen sowohl "spinverbotene" Übergänge zwischen Zuständen verschiedener Multiplizität (wie etwa Lebensdauern angeregter Zustände, Übergänge zwischen verschiedenen Zuständen im Verlauf einer Reaktion und Absorptionsspektren in Schwerelementverbindungen) als auch g-Tensoren berechnet werden, mittels derer paramagnetische ElektronenResonanzspektren (EPR) simuliert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen