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Hochdruckchemie: Moleküle in Platznot

Wie verhalten sich Stoffe, wenn man sie immer stärker quetscht?
Orangenstapel

Forscher setzen Materie gern Extrembedingungen aus. Für Chemiker und Physiker sind dabei Drücke, wie sie am Mittelpunkt der Erde oder gar im Zentrum des Riesenplaneten Jupiter herrschen, am interessantesten. Extreme Hitze oder Kälte bergen weit weniger Rätsel. So ist es kein Problem, die äußerst kurze Lebensdauer von Molekülen bei den Temperaturen im Innern der Sonne abzuschätzen. Auch über die stark eingeschränkte Chemie nahe dem absoluten Temperaturnullpunkt wissen wir recht genau Bescheid. Ebenso haben wir eine gute Vorstellung davon, was unter den Vakuumbedingungen im Weltraum passiert.

Das Verhalten von Materie unter Hochdruck ist dagegen alles andere als offensichtlich, was es spannend macht. Da kommt die gute alte Neugier ins Spiel. Gibt es weitere Gründe? Es ist schlicht unmöglich, den Kern von Erde oder Jupiter direkt zu erforschen. Aber im Labor oder auf dem Computer könnte es gelingen. Das Verhalten von Materie unter Extrembedingungen vorherzusagen, ist auch ein Test, ob wir wirklich verstehen, was vor sich geht. Deshalb lohnt sich der Blick auf einige bemerkenswerte Vorgänge in der Hochdruckwelt. ...

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  • Quellen

Coxeter, H. S. M.: Introduction to Geometry. Wiley, New York, 2. Auflage 1989

Grochala, W. et al.: Chemie unter höchsten Drücken: eine Herausforderung für die chemische Intuition. In: Angewandte Chemie 119, S. 3694 - 3717, 2007

Hemley, R. J.: Effects of High Pressure on Molecules. In: Annual Review of Physical Chemistry 51, S. 763 - 800, 2000

Hemley, R. J.: A Pressing Matter. In: Physics World 19, S. 26 - 30, 2006

McMahon, M. I., Nelmes, R. J.: High-Pressure Structural Phase Transformations in Elemental Metals. In: Chemical Society Reviews 35, S. 943 - 963, 2006