Methodological Developments in X-ray Charge Density Determination - Modell- Entwicklungen für experimentelle Ladungsdichtebestimmung

• Antragsteller: Professor Dr. Tibor Koritsanszky
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5450129

Wir schlagen eine umfassende Weiterentwicklung des ‚Pseudoatom’-Formalismus vor, derderzeit eine weite Anwendung findet zur Interpretation hochaufgelösterRöntgenbeugungsdaten, um experimentelle Elektronendichten im Festkörper zugänglich zumachen. Im Einzelnen ist Folgendes vorgesehen: (i) Herleitung von Dichteradialfunktionenund komplexen Streufaktoren für Atome in Molekülen, (ii) Entwurf vonVerfeinerungsprozeduren und Entwicklung von standardisierten Computerprogrammen, umKonvergenzprobleme beim Fitting der Modelle zu reduzieren, und (iii) Anwendung dieserneuen Optionen bei der Analyse von ‚State-of-the-Art’ Röntgenbeugungsdaten, um mithilfevon Elektronendichteinformationen ‚nicht traditionelle’ chemische Bindungen wie Metall-Liganden-Wechselwirkungen und Bindungen in hypervalenten undElektronenmangelverbindungen interpretieren zu können.Der Hauptanteil der Forschung wird den Aufbau einer Datenbank betreffen, dietransferierbare Parameter der statischen Elektronendichte von einzelnen Atomen in typischerBindungssituation enthalten soll. Diese Parameter werden aus den Elektronendichten kleinerMoleküle auf quantentheoretischem ab initio-Niveau berechnet und für eine anschließendeStrukturfaktorverfeinerung verwendet. Durch Anwendung des ‚Stockholder’-Partitionierungs-Schemas auf theoretische molekulare Dichten werden atomare Dichtenhergeleitet, die dann in Form einer endlichen Zahl von Multipolen dargestellt werden können.Die Pseudoatom-Projektion von ‚Stockholder’-Atomen liefert korrelationsfreieMultipolpopulationen und analytische Dichteradialfunktionen (Streufaktoren) für gebundeneAtome. Diese Funktionen sind den üblicherweise verwendeten Slater-Typ-Funktionenüberlegen, die aus Hartree-Fock-Rechnungen mit Minimum-Basissatz bestimmt sind. Die hiergeplanten Untersuchungen sind vergleichbar zu früheren Bemühungen, Basisfunktionen fürroutinemäßige quantenchemische ab initio Anwendungen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1178: Experimentelle Elektronendichte als Schlüssel zum Verständnis chemischer Wechselwirkungen
• Internationaler Bezug: USA