Forschungsschwerpunkt: |
C 3-Prof. f. Anorg. Chemie (Kaupp)
Am Hubland, 97074 Würzburg Mail: kaupp@mail.uni-wuerzburg.de Url: http://www-anorganik.chemie.uni-wuerzburg.de/kaupp/ |
Wissenschaftliche Mitglieder:
Professoren:
Wissenschaftliche Mitarbeiter:
Forschungsschwerpunkte (und Projekte auf Basis der Grundausstattung):
Die Kernmagnetische Resonanz (NMR) und die Elektronenspin-Resonanz (ESR oder EPR) gehören zu
den mit Abstand wichtigsten spektroskopischen Methoden in der Chemie, der Biologie und den
Materialwissenschaften. Die quantenchemische Berechnung der grundlegenden Parameter, die mit diesen
Methoden experimentell zugänglich sind, stellt eine neue Dimension in der Wechselwirkung zwischen
Theorie und Experiment dar. Zusätzlich zu Strukturen, Energien oder Schwingungsspektren kann direkt
quantenchemisch der Bezug der experimentellen Daten zu Struktur und elektronischen Eigenschaften
der zugrundeliegenden Moleküle sowie indirekt zu deren Reaktivität hergestellt werden. Wir beschäftigen
uns seit etlichen Jahren mit der Entwicklung neuer Dichtefunktionalmethoden zur Berechnung von NMR
und EPR-Parametern (chemische Verschiebungen, Spin-Spin-Kopplungskonstanten, Kernquadrupol-Kopplungskonstanten,
Hyperfein-Kopplungskonstanten sowie elektronische g-Tensoren), in enger internationaler Zusammenarbeit mit der
Gruppe von Prof. Dr. Vladimir G. Malkin von der Slovakischen Akademie der Wissenschaften in Bratislava.
Insbesondere stehen Verbindungen schwererer Elemente im Vordergrund, was die effiziente Berücksichtigung
relativistischer Effekte sowie der Effekte der Elektronenkorrelation erforderlich macht. Es stehen mittlerweile
eine Vielzahl neuer Methoden zur Verfügung, weitere werden entwickelt. Diese Methoden erlauben ein quantitatives
und qualitatives Verständnis zahlreicher Fragestellungen, was wiederum den anwendungsorientierten Arbeiten
im Arbeitskreis (siehe 1. Forschungsschwerpunkt) zugute kommt. Es wurden in der Folge dieser Entwicklungen
neue Konzepte entwickelt, z.B. beim Verständnis von Spin-Bahn-Effekten auf chemische Verschiebungen,
beim Mechanismus der Hyperfeinkopplung in Übergangsmetallkomplexen, oder bei der Abhängigkeit der
g-Tensoren biologisch relevanter Radikale von der Protein-Umgebung.
Ergebnisse:
Beispiele lassen sich folgenden repräsentativen Publikationen entnehmen:
M. Kaupp, R. Reviakine, O. L. Malkina, A. Arbuznikov, B. Schimmelpfennig, V. G. Malkin J. Comput. Chem. 2002,
23 , 794-803. J. Vaara, O. L. Malkina, H. Stoll, V. G. Malkin, M. Kaupp J. Chem. Phys. 2001, 114, 61-71. O. L.
Malkina, J. Vaara, B. Schimmelpfennig, V. G. Malkin, M. Kaupp J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9206-9218. M. L. M
unzarová, P. Kubácek, M. Kaupp J. Am. Chem. Soc. 2000, 112, 11900-11913. M. Munzarová, M. Kaupp J. Phys. Chem.
A 1999, 103, 9966-9983.
Auszeichnungen und Preise:
2001 Dirac Medal of the World Association of Theoretically
Oriented Chemists (WATOC).