Theoretical simulation studies for 3D and 2D systems

Abstract

Theoretical simulation has become increasingly useful for the understanding and prediction of the properties of materials. In a first part, we used theoretical simulations to obtain a detailed understanding of the reaction mechanism behind the highly site- and enantio-selectivity for the tertiary C–H bond functionalization involving carbenes and catalyzed by a chiral dirhodium complex. In a second part, realistic models were used to demonstrate that so-called polar surfaces may be stabilized through a charge redistribution between the complete set of surfaces that depends upon the overall shape of the sample and on the nature of the material. Moreover, it is demonstrated that this charge re-distribution affects both bulk and surface properties.

Die theoretische Simulation ist für das Verständnis und die Vorhersage der Eigenschaften für die Experimente zunehmend nützlich geworden. In einem ersten Teil verwendeten wir die theoretischen Simulationen, um ein detailliertes Verständnis des Reaktionsmechanismus hinter der hohen Regio- und Enantioselektivität für die tertiäre CH-Bindungsfunktionalisierung durch Carbenen zu erhalten, die durch eines chiralen Dirhodiumkomplex katalysiert wird. In einem zweiten Teil werden realistische Modelle dazu benutzt, um zu demonstrieren, dass die sogenannten polaren Oberflächen durch eine Ladungsumverteilung zwischen dem kompletten Satz von Oberflächen stabilisiert werden können, die von der Gesamtform der Probe und der Art des Materials abhängt. Es wird dabei auch gezeigt, dass diese Ladungsumverteilung zu Änderungen in sowohl Volumen- als auch Oberflächeneigenschaften führt.