Universitätspublikationen
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Die Geschichte einer naturwissenschaftlichen Hypothese : Rede zur Feier des 18. Januar 1923
(1923)
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Richard Lorenz
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Beiträge zur Erweiterung der Hückel'schen Theorie der Pi-Elektronensysteme
(1963)
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Geerd Diercksen
- Beiträge zur Erweiterung der Hückel'schen Theorie der Pi-Elektronensysteme Hückel entwickelte 1931 ein Verfahren zur quantenmechanischen Berechnung zahlreicher Eigenschaften von zr-Elektronensystemen. Obwohl die Theorie halbtheoretisch ist, hat sie einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis solcher Eigenschaften von ungesättigten und aromatischen Verbindungen geliefert, die dem Grundzustand der Moleküle zugeschrieben werden können, so z. B. der Resonanzstabilität und der Reaktivität. Doch ist sie nur in der Lage, die Eigenschaften dieser Verbindungen richtig zu beschreiben, die durch angeregte Zustände der Moleküle mitbestimmt werden, wie z. B. die Spektren, wenn man für das Resononanzintegral einen entsprechenden Wert verwendet, der von dem für den Grundzustand benutzten bedeutend abweichen kan. Im ersten Abschnitt der vorliegenden Arbeit wird die Hückel'schen Theorie der Pi-Elektronensysteme diskutiert. Einen nur annähernd vollständigen Überblick über die Beiträge zu dieser Theorie zu geben, würde den Rahmen der Arbeit überschreiten. Daher wurde sich im Wesentlichen darauf beschänkt, die Grundgedanken und die Näherungen des Verfahrens klar darzustellen und kritisch zu betrachten, sowie die Anwendungsmöglicheiten zu beschreiben. Hartmann hat 1960 eine Erweiterung der Hückel 'schen Theorie vorgeschlagen, die auch solche Eigenschaften ungesättigter und aromatischer Verbindunsen richtig erfaßt, die aur der Beteiligung angeregter Zustände beruhen, wie am Beispiel der Spektren gezeigt wurde. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird die Hückel-Hartmann'sche Theorie der Pi-Elektronensysteme dargestellt und die Ergebnisse mit denen der Hückel'schen Theorie verglichen. Hartmann selbst hat die Erweiterung nur für gleichatomige Pi-Elektronensysteme und unter zahlreichen Vernachlässigunen durchgeführt. Dieser Umstand und die wenigen zu der Theorie erst vorliegenden Arbeiten ließen es wünschensert erscheinen, die Hückel-Hartmannsche Theorie der Pi-Elektronensysteme systematisch und in möglichst allgemeiner Form zu diskutieren. Im dritten Abschnitt der Arbeit wird daher eine Generalisierung der Hückel-Hartmannt'schen Theorie durchgeführt. Mit Hilfe des entwickelten Verfahrens wird anschließend der Einfluß der Überlappungen auf die Ergebnisse untersucht und eine Erweiterung der Hückel-Hartmann'schen Theorie auf heteroatomare Pi-Elektronensysteme angegeben.
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J-Kopplungs-gestützte Diederwinkelanalyse im Fettsäurebindungsprotein
(1996)
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Thorsten Egbert Rolf Brandau
- In dieser Arbeit wurde eine Geometrieuntersuchung am FABP-Molekülmodell durchgeführt. Um 3J-Kopplungsinformation für die Diederwinkelanalyse zu bestimmen, wurden J-modulierte [15N,1H]-COSY-Experimente durchgeführt. Mit Hilfe numerischer Anpassungsroutinen wurden die Signalintensitäten quantitativ ausgewertet, um sehr genaue 3JHN,H-alpha-Kopplungskonstanten zu erhalten. Diese Kopplungskonstanten wurden in Kraftfeldrechnungen als experimentelle Randbedingungen für die Phi-Diederwinkel des Proteinrückgrates berücksichtigt. Dadurch ist eine Aussage über die Winkelverteilung und über die zeitlich gemittelten Kopplungseffekte im Proteinmodell möglich. Die aus der Molekulardynamiksimulation bestimmten 3JHN,H-alpha-Kopplungskonstanten wurden mit den experimentellen verglichen. Die Analyse ergab, daß die den beta-Faltblättern zugewandten Ränder der alpha-Helixbereiche sowie zwei der zehn beta-Faltblattbereiche sehr flexible Teilabschnitte aufweisen. Diese Arbeit konnte somit die Überlegungen stützen, die vor allem den flexiblen Teilabschnitt zwischen der alpha-II-Helix und dem beta-B-Faltblattbereich für die Funktion des Proteins verantwortlich machen.
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Mädchen im Chemieunterricht der Sekundarstufe I : Analyse der Unterrichtsgestaltung in Hinsicht auf eine Veränderung der traditionellen Orientierung
(1998)
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Marianne Sgoff
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Laserspektroskopische und quantenchemische Untersuchungen zur Photophysik der Anilinderivate in Überschallmolekularstrahlen
(1998)
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Uwe Lommatzsch
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Modell-Untersuchungen an Molekülkristallen : Substituenten-Wechselwirkungen in ortho-Benzol-Derivaten und isostrukturelle Einschluß-Verbindungen sowie konformationelle Polymorphe N,N'-disubstituierter para-Phenylendiamine
(1998)
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Norbert Nagel
- Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung inter- und intramolekularer Wechselwirkungen in Molekülkristallen, Ausgangspunkt sind die Kristallisation und Strukturbestimmung ausgewählter Modellverbindungen. Die einzelnen Fragestellungen werden durch geeignete Kombinationen sich ergänzender Analysenmethoden, umfangreichen Datenbank-Recherchen und quantenchemischen sowie Atompotential-Berechnungen zu beantworten versucht.
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Metallradien, Ionenradien und Wertigkeiten fester metallischer Elemente
(1999)
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Martin Trömel
- Metallic radii rm are correlated with the ionic radii ri by linear relationships. For groups 1 up to 7 as well as for Al, Ga, In, Tl, Sn, and Pb the ionic radii refer to the maximum valences (oxidation states) as known from compounds according to rm ~ 1.16 x (ri + 0.64) [A° ]. For groups 8 up to 12, rm ~ 0.48 x (ri + 2.26) [°A] with valences W = 14 - G (G = group number). These valences are considered regular (Wr). For groups 1 up to 12, they obey the equation Wr = 7 - |G - 7|. According to this equation all outer s electrons and the unpaired d electrons should be involved in chemical bonding, i.e. in the cohesion of the element in the solid state. From the melting temperatures and the atomic volumes it is concluded, however, that only 19 out of the 30 d-block elements have regular valences, namely the elements of groups 3, 5, 6, 10, 11 as well as Os, Ir, Zn, Cd, and possibly Ru. All of the non-regular valences are lower than the regular ones. Four of them are integers: Mn 3; Fe, Co 4; Re 6.
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Ultrafast photoinduced electron transfer in coumarin 343 sensitized TiO2-colloidal solution
(1999)
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Josef Wachtveitl
Robert Huber
Sebastian Spörlein
Jacques E. Moser
Michael Grätzel
- Photoinduced electron transfer from organic dye molecules to semiconductor nanoparticles is
the first and most important reaction step for the mechanism in the so called “wet solar cells” [1]. The time
scale between the photoexcitation of the dye and the electron injection into the conduction band of the
semiconductor colloid varies from a few tens of femtoseconds to nanoseconds, depending on the specific
electron transfer parameters of the system, e.g., electronic coupling or free energy values of donor and acceptor
molecules [2–10]. We show that visible pump/ white light probe is a very efficient tool to investigate
the electron injection reaction allowing to observe simultaneously the relaxation of the excited dye, the injection
process of the electron, the cooling of the injected electron and the charge recombination reaction.
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Chemische Bindung in festen Elementen : Bindungslänge und Bindungsgrad
(2000)
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Sven Hübner
- Metalle, die mit kubisch innenzentrierter Struktur oder in dichtesten Kugelpackungen kristallisieren, wandeln sich in guter Näherung ohne Volumenänderung ineinander um. Dieser bereits von Pearson 1972 beschriebene Sachverhalt wird hier als Volumenregel formuliert. Elemente in den genannten Strukturen haben die gleiche Dichte. Mit der für die Abhängigkeit des Bindungsgrades s vom Atomabstand r von Pauling 1947 angegebenen Funktion s(r) = exp((R1 - r)/b) wird aus den Kristallstrukturen der festen Elemente das Atomvolumen berechnet, das das jeweilige Element bei gleicher Bindungswertigkeit in einer dieser Strukturen hat. Dabei werden Strukturen mit höherer Dichte als die kubisch innenzentrierte Struktur oder die dichtesten Kugelpackungen nicht gefunden. Diese und einige weitere Strukturen gleicher Dichte (+- 1%) werden hier als dichte Strukturen bezeichnet. Außer den Edelgasen sind alle Elemente, die mit dichten Strukturen kristallisieren, Metalle, doch haben eine Reihe von Metallen (Mangan, Zink, Cadmium, Quecksilber, Gallium und Zinn) nichtdichte Strukturen. Für diese und für die nichtmetallischen Elemente wird das Atomvolumen ihrer dichten Formen berechnet, d.h. das Volumen, das sie unter Normalbedingungen im dichten (metallischen) Zustand einehmen würden. Ist für ein Element der Bindungsgrad für eine Bindungslänge bekannt, so kann aus diesem das Atomvolumen im dichten Zustand abgeschätzt werden. Aus verschiedenen Strukturen von Nichtmetallen (Phosphor und Schwefel etc.) berechnet sich jeweils in guter Näherung das gleiche Atomvolumen für den dichten Zustand VD. Dies bestätigt die Gültigkeit der Pauling-Funktion. Eine weitere Bestätigung liegt darin, dass für Mangan, Kupfer und Technetium in verschiedenen Strukturen quantenmechanisch berechnete Volumenverhältnisse nach den hier abgeleiteten Beziehungen ebenfalls erhalten werden. Der dichte Zustand der Elemente erscheint hier als ein von der Kristallstruktur unabhängiger Grenzzustand der kondensierten Materie. Bei bekannter Bindungswertigkeit eines Elements können die Parameter R1 und b der Paulingfunktion (Bindungsgrad-Parameter) und damit die Abstandsabhängigkeit des Bindungsgrades berechnet werden. Dies wird für alle s-, p- und d-Elemente durchgeführt. Dabei ergeben sich für die Länge der Einfachbindung R1 Werte, die zum Teil erheblich von den Literaturdaten abweichen. Der Parameter b ist im Gegensatz zu den Literaturangaben nicht konstant, sondern der dritten Wurzel aus VD proportional. Aufgrund derBindungsgrad-Parameter kann derBeitrag vonMetall-Metall-Bindungen zur Wertigkeit in Verbindungen bestimmt werden. Die Volumenverhältnisse von intermetallischen Phasen sowie Hochdruckformen der Elemente werden aufgrund der hier abgeleiteten Beziehungen diskutiert.
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Bestimmung der Lösungsstruktur von H-FABP aus Rinderherz mit mehrdimensionaler NMR-Spektroskopie und Molekulardynamiksimulation
(2000)
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Thorsten Egbert Rolf Brandau
- Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung und Verfeinerung der Lösungsstruktur der rekombinanten pI=5,1 Isoform des H-FABPs aus Rinderherz. Dabei wurde von Proben mit einem Fettsäuregemisch ausgegangen und somit die HOLO–Form des Proteins untersucht. Der Einsatz von mehrdimensionaler NMR–Spektroskopie zur Bestimmung von Abstandsrandbedingungen, stereospezi…schen Zuordnungen und Diederwinkeln aus 3J–Kopplungskonstanten ermöglichte die Verwendung von 1877 Abstandsrandbedingungen, 52 stereospezifischen Zuordnungen und 81 Diederwinkelbeschränkungen. Die Struktur basiert im Schnitt auf 15 geometrischen Beschränkungen je Aminosäurerest. Mit einem mittleren globalen RMSD–Wert der Rückgratatome von 1,07+-0,15Å und den relativ niedrigen berechneten Energiewerten sind die Ansprüche an eine hochaufgelöste Struktur erfüllt. Vergleiche mehrerer struktureller Kriterienmit 160 Proteinkristallstrukturen haben ergeben, daß die hier bestimmte Lösungsstruktur in ihrer Güte einer Kristallstruktur mit einer Auflösung von etwa 2,4 Å entspricht. Die Molekulardynamiksimulation der energetisch niedrigsten Lösungsstruktur in einer Wassersimulation führte anfangs zu einer raschen Konformationsänderung der Struktur. Diese war gekennzeichnet durch eine Vergrößerung des als Eingangsportal für den Fettsäureliganden postulierten Bereiches. Zugleich wurden zwei weitere kleine Öffnungen erkennbar, welche als Austrittsöffnungen für Wassermoleküle dienen könnten.
