Matrixisolation: Erzeugung und Nachweis reaktiver Moleküle

Abstract In jüngster Zeit hat sich das Hauptaugenmerk bei chemischen Reaktionen deutlich verlagert: Während man in der Vergangenheit hauptsächlich an den Reaktionsprodukten und deren Eigenschaften interessiert war, gewinnen seit einiger Zeit zunehmend Reaktionsmechanismen und Strukturen von Zwischenstufen an Bedeutung. Die Charakterisierung der Intermediären erlaubt dabei auf besonders eindrucksvolle Weise die Aufklärung des Reaktionswegs. Darüber hinaus können häufig aus der Struktur solcher Teilchen (z. B. aus bisher nicht beobachteten Bindungsverhältnissen) allgemeine Konzepte zur Systematik bei Bindungsfragen abgeleitet oder gestützt werden. Allerdings ergeben sich wegen der Reaktivität und Instabilität von Zwischenprodukten bei einer Untersuchung Probleme prinzipieller und technischer Art, die bei der Charakterisierung von Endprodukten nicht auftreten. Meist verhindert die kurze Lebensdauer (1 bis 10‐12s) eine einfache Identifizierung. Ähnliche Probleme tauchen auf, wenn Spezies untersucht werden sollen, die in der Gasphase nur bei hohen Temperaturen stabil sind oder als Zersetzungsprodukte unter solchen Bedingungen entstehen. Welche prinzipiellen Untersuchungsmöglichkeiten stehen zur Verfügung? Eine davon, nämlich die in den fünfziger Jahren von George C. Pimentel eingeführte Methode der Matrixisolation, wird in dem vorliegenden Beitrag beschrieben. Dabei steht eine Vielzahn von Techniken zur Verfügung, mit denen unterschiedliche Spezies in der Matrix (im allgemeinen feste Edelgase) isoliert werden können. Die Vielfalt wird mit Beispielen zu den Themenkreisen: Stabile Gase, Hochtemperatur‐Spezies, Matrixreaktionen und Photochemie belegt.