Konisk kryds

I kvantekemi er et konisk skæringspunkt mellem to potentielle energioverflader (SEP'er) med de samme rumlige og spin-symmetrier sæt af geometriske punkter, hvor to SEP'er er degenereret (skærer hinanden). Koniske kryds findes i alle trivielle og ikke-trivielle kemiske systemer.

I et to-koordinatsystem kan dette fænomen forekomme for en given geometri. Hvis SEP'erne er tegnet som funktioner for de to koordinater, danner de en kegle centreret på degenerationspunktet. Dette er vist i figuren til højre, hvor de nedre og øvre SEP'er har to forskellige farver. Navnet på det koniske kryds kommer fra denne observation.

Mere generelt finder man koniske kryds, når der for den samme geometri findes to elektroniske tilstande med samme energi, og disse systemer ikke interagerer med hinanden. Med hensyn til en effektiv Hamiltonian, der kun tager højde for disse to tilstande og deres mulige interaktion, er de diagonale termer identiske, og de ikke-diagonale termer er nul. Generelt har kemiske systemer et stort antal frihedsgrader . For et system med n koordinater er degenererede punkter inkluderet i krydsrummet eller "sammenføjning" af dimension n-2 . De to resterende dimensioner, der definerer krydset (energisk degeneration) af systemet, definerer "bifurkationsrummet".

Koniske kryds kaldes også "(dobbelt) molekylære tragte" eller "onde punkter". Disse navne skyldes ikke kun den geometriske form af deres repræsentationer, men også på grund af den afgørende betydning af de meget hurtige ikke-strålende overgange fra ophidsede elektroniske tilstande til mindre energiske tilstande, der passerer gennem disse punkter.

Koniske kryds er direkte relateret til vibronisk kobling og Jahn-Teller-effekten . De griber ind, som mange eksperimenter har vist, i de fotokemiske processer af organiske molekyler såvel som i biologiske systemer. Stabiliteten af DNA under UV- bestråling kan således tilskrives et konisk kryds. Den molekylære bølgepakke exciteres i et givet ved energitilstand UV foton følger kurven for MS, og når den koniske vejkryds ovenfra. I dette øjeblik inducerer den meget vigtige vibroniske kobling en ikke-strålende overgang ( overfladehopping  : overfladespring), som bringer molekylet tilbage til dets jordtilstand.

Noter og referencer

Bemærkninger

  1. Hvis der er interaktion, har vi en undgået krydsning , som kan give en Landau-Zener-overgang
  2. Fra engelsk søm , bogstaveligt talt couture .
  3. Hvad adskiller sig fra de lodrette overgange, der forudsiges af Franck-Condon-princippet .

Referencer

  1. (es) Isabel Gomez Lara, Estudio AB initio de mecanismos de reacción en sistemas moleculares fotosensibles (Doktordisputats) ,2005( læs online ) (tjente som en generel kilde til den originale spanske version af artiklen, medmindre andet er angivet, og tjente også som en ekstra bibliografi).
  2. (en) Worth, GA; Cederbaum, LS, "  Beyond Born-Oppenheimer: Molecular Dynamics Through a Conical Intersection  " , Annu. Rev. Phys. Chem , bind.  55,2004, s.  127-158

Tillæg

Bibliografi

Eksternt link