Untersuchung der Mineral‐Wasser‐Grenzschicht mit nicht‐linearer optischer Spektroskopie. (9th December 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Backus, Ellen H. G.; Schaefer, Jan; Bonn, Mischa
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 19(2021)
• Page Start: 10574
• Page End: 10595
• Publication Date: 2020-12-09
• Subjects: Aluminium -- Calciumfluorid -- Nicht-lineare Optik -- Schwingungsspektroskopie -- Siliciumoxid; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202003085
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Die Wechselwirkung zwischen Mineralen und Wasser ist vielschichtig und komplex. Die Mineraloberfläche kann durch Wasser (de)protoniert werden und hierdurch ihre Ladung ändern. Die Oberflächenladungen werden zusätzlich von den in der wässrigen Phase gelösten Mineralionen abgeschirmt. Beides beeinflusst die Interaktion der Oberfläche mit Wasser. Prozesse und Wechselwirkungen auf molekularer Ebene bestimmen daher an sich makroskopische Phänomene wie flussinduzierte Auflösung, Benetzung und Ladung. Aufgrund dieser Erkenntnis werden Mineral‐Wasser‐Grenzschichten auf molekularer Ebene untersucht. In diesem Zusammenhang prüfen wir hier neue Entwicklungen oberflächenspezifischer nicht‐linearer Spektroskopietechniken wie Summenfrequenzerzeugung und Frequenzverdopplung (SFG/SHG), die Auskunft über die molekulare Anordnung der Wassermoleküle an den ersten Schichten Nahe der Mineraloberfläche geben können. Die Ergebnisse illustrieren die Feinheiten der chemischen und physikalischen Interaktionen zwischen Wasser und dem Mineral sowie die entscheidende Rolle der Mineralauflösung und anderer Ionen in der Lösung bei der Bestimmung dieser Interaktionen. Abstract : Die Wechselwirkung zwischen Mineralen und Wasser ist für eine große Bandenbreite an geologischen, atmosphärischen, ökologischen und elektro(photo)chemischen Systemen von Bedeutung. Dieser Aufsatz betrachtet Entwicklungen in der nicht‐linearen optischen Spektroskopie auf einer Vielzahl an Mineral‐Wasser‐Grenzschichten. Diese Methode offenbart Details über die Organisation von Wasser an der Grenzschicht auf molekularer Ebene.