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Die Drehung um die isomerisierende Doppelbindung bezeichnet die Reaktionskoordinate,
hier mit in Einheiten von
gekennzeichnet ist und auch Torsionsmode genannt wird. Bei =0 befinde
sich das Molekül in der cis-Konfiguration, bei
= in der trans-Konfiguration.
Der Grundzustand des Moleküls ist durch die grüne Energiekurve W1
charakterisiert.
In diesem Fall stellt die cis-Konfiguration die um 0.5 eV stabilere Konfiguration dar.
Dagegen liegt das cis-Maximum im elektronisch angeregten Zustand W2
, gekennzeichnet
durch die blaue Kurve, um 0.5 eV höher als das trans-Maximum. Vor der Photoanregung
(vertikaler roter Pfeil) befinde sich das Molekül im elektronischen und nuklearen Grundzustand in der
cis-Konfiguration, was hier durch die gelbe Gaußsche Kurve als
Grundzustandswellenfunktion verdeutlicht sei. Fällt nun Licht der Wellenlänge
40,328 cm-1, also der Energie von 5 eV entsprechend, auf das Molekül, so absorbiert dieses
diesen Lichtquant und wird elektronisch angeregt. Handelt es sich beim Licht um einen
ultrakurzen Laserpuls, so wird die Form der Gaußschen Kurve (rot) beibehalten.
Fortan spricht man von einem Wellenpaket,
da es sich um die Superposition mehrerer Wellenfunktionen handelt.
Im folgenden beginnt das Wellenpaket auf dem oberen Potential "entlang zu laufen", bis es
auf den photochemischen Trichter bei
=½ trifft.
Diese Wellenpaketsdynamik bedeutet nichts anderes als die Kernbewegung, in diesem Fall
die Drehung um die isomerisierende Doppelbindung.
Bei =½ koppeln
die obere und untere elektronische Fläche miteinander, so daß das Wellenpaket
wieder auf die untere Fläche gelangen kann. Unten angekommen, kann das Molekül
sich zurück in die cis- (gelb) oder die trans-Konfiguration (magenta)
entwickeln.
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