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17.02.2016, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 573. Sitzung

Prof.'in Dr. Stefanie Walch-Gassner, Köln: Sternentstehung in turbulenten Molekülwolken; Prof. Dr. Holger Braunschweig, Würzburg: Von bekannten zu ungewöhnlichen Atombindungen: Kovalente Dreifachbindungen in Natur, Anwendung und Forschung

 

Vortrag 1

Neue Sterne, welche unserer Sonne sehr ähnlich sind, bilden sich kontinuierlich in der Milchstraße. Pro Jahr sind es ca. 2 Sonnenmassen an Gas, welches in neue Sterne gepackt wird. Die jungen Sterne werden in dunklen und kalten Gaswolken geboren, die hauptsächlich aus molekularem Wasserstoff bestehen. Die Dichte des Gases in diesen sogenannten „Molekülwolken“ ist geringer als das beste Hochvakuum auf der Erde, dennoch kommt aufgrund der Größe dieser Wolken so viel Masse zusammen, dass diese unter ihrem eigenen Gewicht einbrechen und kollabieren. Nach ca. 100.000 Jahren führt dieser Kollaps zur Entstehung eines (oder mehrerer) neuer Sterne. Junge Sterne sind im Allgemeinen umringt von einer Scheibe aus Gas und Staub, durch welche Materie Drehimpuls verlieren und somit auf den zentralen Stern akkretiert werden kann. Darüber hinaus bilden sich auf Zeitskalen von ca. 10 Millionen Jahren Planeten wie Jupiter und Erde in diesen Akkretionsscheiben, falls die Scheiben selbst lange genug existieren. Insgesamt ist die Entstehung von jungen Sternen und andersartigen Planeten langwierig und komplex, da viele nicht-lineare physikalische Prozesse wie Eigengravitation, Magneto-Hydrodynamik, Strahlung, und die Chemie von Gas und Staub zusammenwirken. Das Problem der Sternentstehung wird daher mittels dreidimensionaler Computer-Simulationen angegangen, mit welchen der Kollaps der Molekülwolken und die Entstehung und Entwicklung von neuen Sternen und Planeten verfolgt werden kann. Auf diese Art und Weise können die Anfangsbedingungen in den Molekülwolken, wie deren Dichteprofi l, Turbulenz oder Umgebungsdruck, systematisch variiert werden, um die wichtigsten Parameter zu identifi zieren, welche den Sternentstehungsprozess maßgeblich beeinfl ussen. In diesem Vortrag gebe ich einen kurzen Einblick in die wichtigsten physikalischen Prozesse und zeige, wie man Sterne am Computer entstehen lassen kann.

Prof.’ in Dr. Stefanie Walch-Gassner ist seit November 2013 Professorin für Theoretische Astrophysik an der Universität zu Köln. Momentan ist sie auf einer „Tenure-Track“ W3 Stelle. Davor verbrachte sie zwei Jahre am Max-Planck- Institut für Astrophysik in Garching und drei Jahre an der Universität Cardiff in Wales, UK, als wissenschaftliche Mitarbeiterin (Postdoc). Ihre Doktorarbeit schloss sie nach Studium der Physik in München und Regensburg Ende 2008 erfolgreich an der Ludwig-Maximilians-Universität in München ab. Ihre neueste und wichtigste Errungenschaft ist der Gewinn eines ERC Starting Grants.

Vortrag 2

Die drei im Periodensystem benachbarten leichten Elemente Stickstoff , Kohlenstoff und Bor sind die einzigen, die aufgrund ihrer elektronischen und physikalischen Eigenschaften mit sich selbst ungestörte, kovalente Dreifachbindungen ausbilden können. Tatsächlich kommen von den beiden erstgenannten entsprechende Moleküle wie etwa der Distickstoff |N≡N| oder das Acetylen H–C≡C–H natürlich vor, sind also seit rund 13 Mrd. Jahren im Universum vorhanden. Eine analoge Substanzklasse des Bors, die sogenannten Diborine, kann jedoch nur im Labor synthetisiert werden, was erstmals im Jahr 2012 gelang.1 Der Vortrag schildert kurz die z.T. enorme Bedeutung, die die Kohlenstoff - und vor allem Stickstoffb asierten Dreifachbindungssysteme für uns haben, bevor er sich der Synthese und den Eigenschaften der Diborine zuwendet. Die z.T. überraschenden und chemisch einzigartigen Charakteristika der Bor-Bor-Dreifachbindung lassen sich über einen Vergleich der elektronischen Eigenschaften mit denen von N2 und C2H2 erklären.

[1] H. Braunschweig, R. D. Dewhurst, K. Hammond, J. Mies, K. Radacki, A. Vargas “Ambient-Temperature Isolation of a Compound with a Boron-Boron Triple Bond” Science 2012, 336, 1420–1422.

Prof. Dr. Holger Braunschweig wurde 1961 in Aachen geboren und ist Lehrstuhlinhaber und Vorstand des Instituts für Anorganische Chemie an der Universität Würzburg. Er hat in Aachen Chemie studiert und am Lehrstuhl von Prof. P. Paetzold promoviert und habilitiert. Weiterhin verbrachte er ein Postdoktorat bei Prof. Michael Lappert, FRS an der University of Sussex und war Reader am Imperial College, London, bevor er 2002 einem Ruf auf die Nachfolge von Prof. Helmut Werner nach Würzburg folgte. Seine Arbeitsgebiete liegen im Bereich der Bor-, Element- und Metallorganischen Chemie und umfassen weitreichende Interessen in den Bereichen Synthese, Katalyse und molekulare Materialien. Seine Arbeiten sind in über 400 Publikationen dokumentiert, die überwiegend in erstrangigen Fachjournalen veröffentlicht wurden. Seine Studien etwa zu Übergangsmetallborylenkomplexen, Bor-Heterocyclen oder Bor-Bor-Bindungen wurden in zahlreichen Artikeln und Reportagen gewürdigt, u.a. in Beiträgen zu New Scientist, The Times of London, Science, Nature, Nature Chemistry, Chemical and Engineering News, Chemistry World, Spektrum, Chemie in unserer Zeit und Angewandte Chemie. Prof. Braunschweig erhielt 2009 den Gottfried Wilhelm Leibniz Preis der DFG und wurde mit den Arduengo, Steinhofer, Bruker, ScotCHEM und Frontiers Vorlesungen im In- und Ausland ausgezeichnet. Er ist ordentliches Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und der Nationalen Akademie der Wissenschaften, Leopoldina sowie korrespondierendes Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und Künste. Unter anderem erhielt er den Main Group Chemistry Award der Royal Society of Chemistry und wurde zur Unterstützung seiner Arbeiten bereits zweimal mit einem Advanced Grant des European Research Council ausgezeichnet. Seit 2007 ist er Fachkollegiat der DFG für Anorganische Molekülchemie.