Elektronenstrahlen — neue Wege zur Reaktionskontrolle

Um selektiv Bindungen zu spalten oder um präzise die Knüpfung neuer Bindungen auszulösen, muss die Elektronendichteverteilung im Molekül kontrolliert verändert werden. Damit lassen sich im Idealfall spezifische Bindungen schwächen oder neue Angriffspositionen für Reagenzien schaffen. Die Katalyse beschäftigt sich seit jeher damit, und die Arbeiten zur Femtochemie von Achmed Zewail haben vor etwa zwei Jahrzehnten nahegelegt, dass auch ultrakurze Laserpulse, die zu präzise definierten Zeiten die Ladungsverteilung im Molekül manipulieren, eine optimale Kontrolle über chemische Reaktionen ermöglichen.¹

Auch Stöße mit freien Elektronen verändern kontrolliert die elektronische Struktur und damit die Reaktivität von Molekülen. Je nach kinetischer Energie der Elektronen geschieht dies auf unterschiedlichen Wegen.² Geht das Molekül beispielsweise durch einen inelastischen Stoß in einen elektronisch angeregten Zustand über, können Bindungen geschwächt werden. Es kommt dann zu Dissoziationen oder Umlagerungen, wie sie aus der Photochemie bekannt sind.

Besonders drastisch ändert sich die Elektronendichte eines Moleküls durch Hinzufügen oder Entfernen von

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