Theoretical & experimental investigations of hydrogen bonded systems from cluster to bulk

Wasserstoffbrücken sind die schwachen chemischen Bindungen zwischen den einzelnen Molekülen in Wasser und vielen anderen Substanzen. Für das theoretische Verständnis dieser Systeme sind Computersimulationen ein wichtiges Werkzeug. Dazu wurden in dieser Arbeit neue Potentiale hergeleitet, die genauere Aussagen über die zwischenmolekularen Kräfte liefern und die Verlässlichkeit der theoretischen Vorhersagen erheblich verbessern. Auf der experimentellen Seite wurden mit ultrakurzen Laserimpulsen Messungen der Femtosekundenspektroskopie durchgeführt, die Informationen über die Dynamik von Wasserstoffbrücken liefern. Beispielsweise wurden verschiedene Salzhydrate untersucht, die Wassermoleküle in gut definierten Bindungsgeometrien enthalten und so wichtige Zusammenhänge zwischen der Dynamik und der Struktur der Brückenbindungen erkennen lassen. Zum ersten Mal konnten so die Eigenschaften vergabelter Wasserstoffbrüucken quantitativ vermessen werden.