G4 Monografiaväitöskirja
Molecular dynamics view on matrix isolation (2022)

Järvinen, T. (2022). Molecular dynamics view on matrix isolation [Doctoral dissertation]. University of Jyväskylä. JYU Dissertations, 544. http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9356-6

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Järvinen, Teemu

eISBN: 978-951-39-9356-6

Lehti tai sarja: JYU Dissertations

eISSN: 2489-9003

Julkaisuvuosi: 2022

Sarjan numero: 544

Kirjan kokonaissivumäärä: 1 verkkoaineisto (xix, 143, 8 sivua, 1 numeroimaton sivu)

Kustantaja: University of Jyväskylä

Kustannuspaikka: Jyväskylä

Julkaisumaa: Suomi

Julkaisun kieli: englanti

Pysyvä verkko-osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9356-6

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava

Tiivistelmä

Kyky tunnistaa eri molekyyleja on yksi kemian päätavoitteista. Yleinen nykyaikainen menetelmä on havainnoida molekyylien värähtelyä infrapunaspektrin tai Raman-spektroskopian avulla. Tätä menetelmää käytetään matriisieristyskokeissa, joissa yksittäisiä molekyyleja tai komplekseja eristetään kiinteän jalokaasusta tai typestä tehtyyn matriisiin. Tällöin alhaisissa lämpötiloissa kiinteytyvä jalokaasuympäristö on inertti ympäristö, jossa voidaan säilöä kemiallisesti reaktiivisia molekyyleja ja radikaaleja. Tutkittavia molekulaarisia systeemejä ympäröivä matriisi vaikuttaa sen sisällä olevien molekyylien värähdyksiin, jonka seurauksena spektroskopialla nähtävissä signaaleissa on muutoksia. Vaikka nämä muutokset eivät yleensä estä molekyylien tunnistamista, on muutosten alkuperän ymmärtäminen tärkeää. Se antaa informaatiota, jolla voidaan selvittää, miten matriisin atomit ovat asettuneet tutkittavan molekyylin ympärille. Tästä käytetään termiä saittirakenne, joka tarkoitaa matriisissa esiintyviä paikallisia, lokaaleja rakenteita. Nämä paikalliset rakenteet ovat spektroskooppisesti havaittavia ja tunnistettavia, jotka puolestaan antavat viitteitä siitä, miten kemialliset reaktiot matriisissa tapahtuvat ja mistä spektrissä nähtävät erilaiset rakenteet syntyvät. Tämä väitöskirja esittelee menetelmän, jolla näitä matriisin aiheuttamia muutoksia voidaan mallintaa perustuen molekyylidynamiikkaan. Menetelmä mahdollistaa myös kemiallisten reaktioiden mallintamisen matriisissa. Menetelmän avulla lasketut tuloksen sisältävät uutta tietoa tiettyjen molekyylien saittirakenteista ja molekyylien värähtelyjen kautta käynnistetyistä reaktioista. Tulokset sisältävät vastauksia muutamiin vuosikymmeniä vanhoihin ongelmiin, jotka käsittelevät kiinteän matriisiympäristön vaikutuksia kemiallisten systeemien rakenteisiin ja spektroskopiaan. Tulevaisuudessa tässä väitöskirjassa esitetyistä menetelmästä ja kehitys ehdotuksista, kehitysehdotuksista voi tulla todennäköisesti osa standardia laskennallista tutkimusta matriisieristyskokeiden tukemisessa. Tämä mahdollistaa tällä tutkimuksen saralla uuden aikakauden, jolloin matriisin aiheuttamat muutokset spektriin on järjestäen ymmärrettävissä ja reaktiot ovat mallinnettavissa riittävällä atomitason tarkkuudella.

YSO-asiasanat: molekyylit; tunnistaminen; värähtelyt; molekyylidynamiikka; spektroskopia; Raman-spektroskopia; kemialliset reaktiot; fotonit; mallintaminen; matriisit

Liittyvät organisaatiot

Hankkeet, joissa julkaisu on tehty

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2022