International Collaborative Photoionization Study of Heats of Formation and Bond Energies of Organometallic Complexes  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
71644
Type NN
Principal investigator Szepes, László
Title in Hungarian International Collaborative Photoionization Study of Heats of Formation and Bond Energies of Organometallic Complexes
Title in English International Collaborative Photoionization Study of Heats of Formation and Bond Energies of Organometallic Complexes
Keywords in Hungarian organometallics, thermochemistry, photoionization, photoelectron spectroscopy, PEPICO
Keywords in English organometallics, thermochemistry, photoionization, photoelectron spectroscopy, PEPICO
Discipline
Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Photochemistry
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Participants Szepes, László
Sztáray, Bálint
Sztáray, Bálint
Starting date 2008-04-01
Closing date 2011-12-31
Funding (in million HUF) 7.130
FTE (full time equivalent) 0.90
state closed project
Summary in Hungarian
Fémorganikus komplexek termokémiájának vizsgálatát tervezzük küszöb fotoelektron fotoion koincidenciaspektroszkópia (TEPICO), valamint ultraibolya fotoelektron spectroszkópia (UPS) segítségével. A TPEPICO módszerrel mérhető az energiaszelektált ionok disszociációs energiái és a disszociáció dinamikája; fotoelektron-spektroszópiával pedig az ionizációs energiákat határozhatjuk meg. A két technika kombinációjával összefüggést teremthetünk az elektronszerkezet és az energetika között, valamint semleges molekulákra vonatkozó kötési energiákat határozhatunk meg. Ezeket a fizikai-kémiai mennyiségeket mintegy  10 meV vagy 1 kJ/mol pontossággal határozhatjuk meg. A Swiss Light Source (svájci szikrotron sugárforrás) pedig lehetőséget ad arra, hogy nagyobb pontosságú adatokat határozzunk meg, valamint vizsgáljuk a szuperszónikus jet-ben képződő szolvatált ionokat. Ezek az adatok teremtenek kapcsolatot a gázfázisú, valamint oldatfázisú energetika között. A pályázat tárgyát képező együttműködésben részt vesz az ELTÉ-n működő kutatócsoportunk, mely fémorganikus vegyületek szintézisét valamint fotoelektron-spektroszkópiás vizsgálatát végzi, Tomas Baer csoportja a UNC-CH egyetemről, ahol TPEPICO vizsgálatokat végzünk majd a fémorganikus komplexekre, valamint Svájcban Thomas Gerber csoportja, ahol a világ jelenlegi legmodernebb PEPICO berendezését építjük a három csoport közötti együttműködés keretében.
Summary
We propose to investigate the thermochemistry of organometallic complexes by the technique of threshold photoelectron photoion coincidence (TPEPICO) spectroscopy and He(I) photoelectron spectroscopy (PES). TPEPICO and PES permit the study of the dissociation energies and dynamics of energy selected ions, from which accurate ionization and dissociation energies can be directly determined. By measuring the onset energies for MLn + hv → ML+n-1 + L + e- as well as the the adiabatic ionization energy of MLn-1, we obtain the bond energy of the neutral species. These quantities can be measured to a precision of about  10 meV or 1 kJ/mol. Proposed experiments at the Swiss Light Source (SLS), a synchrotron near Zürich, will broaden the research capability to determine solvation energies in organometallic complexes. In particular, the bond energy of a solvent molecule with a coordinatively unsaturated organometallic complex will be measured. These bond energies, combined with theoretical approaches will bridge the gap between gas-phase and solution phase bond energies. This collaborative research will include the Budapest group, which has expertise in the synthesis of organometallic complexes and their reactions as well as in measuring photoelectron spectra of these low vapor pressure samples, the group of Thomas Gerber at the Swiss Light Source where a state of the art imaging PEPICO experiment is being constructed, and the Chapel Hill group which has expertise in TPEPICO for determining dissociation limits for metal ligands. Such a combined effort is essential for achieving the goals set out in this proposal.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Fotoionizáción alapuló alapkutatásokat végeztünk a gázfázisú ionkémia területén. Ennek során műszeres fejlesztést (fotoelektron-fotoion koincidencia, PEPICO, berendezés a Swiss Light Source szinkrotron mellé telepítve), UV fotoelektron-spektroszkópiás és PEPICO méréseket végeztünk, amelyekből alapvető ismeretekhez jutottunk molekulák elektronszerkezete, termokémiája és ionos unimolekás bomlásuk kinetikájára vonatkozóan. A vizsgált anyagi rendszerek szervetlen, szerves és fémorganikus vegyületek voltak, nevezetesen: a nitrogéncsoport trimetilszármazékai, 1.1-dimetilhidrazin, etil-bromid és etil-jodid, CpMn(CO)3 és Co(CO)3NO pniktogénszármazékai, metallocének, metanol izotopológok, valamint halonvegyületek. A mérések értékelésénél magasszintű kvantumkémiai számításokat alkalmaztunk. A fotoelektron-fotoion koincidencia-spektroszkópiás kísérleti adatok modellezésére számítógépes programot fejlesztettünk ki.
Results in English
Fundamental research based on photoionization has been performed in the field of gas phase ion chemistry. In course of this, an advanced instrumental development was completed in the form of a sophisticated photoelectron potoion coincidence (PEPICO) spectrometer located at the Swiss Light Source. Furthermore, UV photoelectron spectroscopic, and PEPICO measurements were done, from which basic knowledge concerning the electronic structure, thermochemistry, and ionic unimolecular kinetics of different molecules have been extracted. The investigated material systems include inorganic, organic, and organometallic compaunds, namely: trimethyl derivatives of Group 15.; 1.1-dimethyl-hydrazine; ethyl-bromide, and ethyl-iodide; pnictogen derivatives of CpMn(CO)3 and Co(CO)3NO; metallocenes; isotopologues of methanol; as well as haloalkanes. In the evaluation of experimental data high level quantumchemical calculations were applied. In addition, computer program has been worked out for modelling phtoelectron-photoion coincidence spectroscopic data.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=71644
Decision
Yes





 

List of publications

  
Bodi, A., Kvaran, A., Sztáray, B.: Thermochemistry of Halomethanes CF(n)Br(4-n) (n=0-3) Based on iPEPICO Experiments and Quantumchemical computations, The Journal of Physical Chemistry A, 115 (2011) 13443-51, 2011
Sampada Borkar, Bálint Sztáray, Andras Bodi: Dissociative photoionization mechanism of methanol isotopologues (CH3OH, CD3OH, CH3OD and CD3OD) by iPEPICO: energetics, statistical and non-statistical kinetics and isot, Phys Chem Chem Phys, 13 (2011) 13009-13020, 2011
Ágnes Révész, László Szepes, Tomas Baer, and Bálint Sztáray*: Binding Energies and Isomerization in Metallocene Ions from Threshold Photoelectron Photoion Coincidence Spectroscopy, Journal of the American Chemical Society, 132 (2010) 17795–17803, 2010
Sztáray B., Bodi, A., Baer, T.: Modeling unimolecular reactions in photoelectron photoion coincidence experiments., Journal of Mass Spectrometry 45 (2010) 1233-1245, 2010
Csaba István Pongor, Zsolt Gengeliczki, László Szepes, Frank Axe, Bálint Sztáray*: Photoelectron Spectra of Phosphine Analogue Complexes of Co(CO)3NO and CpMn(CO)3, Organometallics, 29 (2010) 724, 2010
Zsolt Gengeliczki, Sampada N. Borkar, Bálint Sztáray: Dissociation of Energy-Selected 1,1-Dimethylhydrazine Ions, Journal of Physical Chemistry A, 114 (2010) 6103-6110, 2010
Sampada Borkar, and Bálint Sztáray*: Self-consistent Heats of Formation for the Ethyl Cation, Ethyl Bromide and Ethyl Iodide from Threshold Photoelectron Photoion Coincidence Spectroscopy, Journal of Physical Chemistry A, 114 (2010) 6117-6123, 2010
William Stevens, Nicholas Shuman, Bálint Sztáray, Jürgen Troe, Tomas Baer: Specific Rate Constants k(E) of the Dissociation of Halobenzene Ions: Analysis by Statistical Unimolecular Rate Theories, Journal of Physical Chemistry A, 113 (2009) 573-582, 2009
Nicholas S. Shuman, Linda Ying Zhao, Michael Boles, Tomas Baer, Bálint Sztáray: Heats of Formation of HCCl3, HCCl2Br, HCClBr2, HCBr3, and Their Fragment Ions Studied by Threshold Photoelectron Photoion Coincidence, Journal of Physical Chemistry A, 112 (2008) 10533-10538, 2009
Andras Bodi, Melanie Johnson, Thomas Gerber, Zsolt Gengeliczki, Bálint Sztáray, Tomas Baer: Photoelectron photoion coincidence spectroscopy with velocity focusing electron optics, Review of Scientific Instruments, 80 (2009) 34101, 2009
Balázs Hornung, Andras Bodi, Csaba Pongor, Zsolt Gengeliczki, Tomas Baer, Bálint Sztáray: Dissociative photoionization of X(CH3)3 (X = N, P, As, Sb, Bi): mechanism, trends and accurate energetics, Journal of Physical Chemistry A, 113 (2009) 8091-8098, 2009
Andras Bodi, Bálint Sztáray, Tomas Baer, Melanie Johnson, Thomas Gerber: Data acquisition schemes for continuous two-particle time-of-flight coincidence experiments, Review of Scientific Instruments, 78, 084102, 2008
Nicholas S. Shuman, Melony A. Ochieng, Bálint Sztáray, Tomas Baer: TPEPICO spectroscopy of vinyl chloride and vinyl iodide: Neutral and ionic heats of formation and bond energies, Journal of Physical Chemistry A 112 (2008) 5647-5652, 2008




 

Events of the project

  
2009-01-06 14:36:28
Vezető kutató váltás
Régi vezető kutató: Sztáray Bálint
Új vezető kutató: Szepes László

A vezető kutató váltás indoka: egyetemmel megszünt a szerződése



Back »