Molekulare Solvatation – Von qualitativer Einsicht zu quantitativen Modellen

Lösungsmittel spielen in sehr vielen Bereichen der grundlegenden und angewandten Naturwissenschaften eine zentrale Rolle. Ihre Wirkung auf chemische Prozesse und Eigenschaften, von Reaktivität über die Lage von Gleichgewichten bis zu spektroskopischen Charakteristika der beteiligten Spezies, wird unter dem Begriff „Solvatationsphänomene“ zusammengefasst, die es auf molekularer Ebene zu verstehen gilt. Hierbei spielen theoretische Ansätze eine zentrale Rolle, mit deren mikroskopischer Perspektive es gelingt, detaillierte Wechselwirkungen zwischen gelösten und Lösungsmittelspezies mit makroskopischen Messgrößen zu verbinden. Solche komplexen Vielteilchensysteme lassen sich nur statistisch verstehen, wobei computergestützte Verfahren – unter Zuhilfenahme der Quantenmechanik - den Übergang vom qualitativen Verständnis zu quantitativen Vorhersagen erlauben. Solche Modelle finden dementsprechend breite Anwendung in vielen Bereichen der Chemie, Biologie, Pharmazie, Physik und Ingenieurwissenschaften. Im Vortrag werden zunächst die (sehr zahlreichen!) Methoden in diesem Feld eingeführt. Anschließend fokussieren wir auf die in meiner Gruppe entwickelten Integralgleichungstheorien und lenken den Blick auf die Grenzen der erreichbaren experimentellen und theoretischen Unsicherheit.