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While ubiquitous, the making and breaking of hydrogen bonds in solution is notoriously difficult to study due to the associated complex changes of nuclear and electronic structures. With the aim to reduce the according uncertainty in correlating experimental observables and hydrogen-bond configurations, we combine the information from proximate methods to study the N-H center dot center dot center dot O hydrogen bond in solution. We investigate hydrogen-bonding of the N-H group of N-methylaniline with oxygen from liquid DMSO and acetone with infrared spectra in the N-H stretching region and X-ray absorption spectra at the N K-edge. We experimentally observe blue shifts of the infrared stretching band and an X-ray absorption pre-edge peak when going from DMSO to acetone. With ab initio molecular dynamics simulations and calculated spectra, we qualitatively reproduce the experimental observables but we do not reach quantitative agreement with experiment. The infrared spectra support the notion of weakening the N-H center dot center dot center dot O hydrogen bond from DMSO to acetone. However, we fail to theoretically reproduce the measured shift of the X-ray absorption pre-edge peak. We discuss possible shortcomings of the simulation models and spectrum calculations. Common features and distinct differences with the O-H center dot center dot center dot O hydrogen bond are highlighted, and the implications for monitoring hydrogen-bond breaking in solution are discussed.
HPI Future SOC Lab
(2015)
Das Future SOC Lab am HPI ist eine Kooperation des Hasso-Plattner-Instituts mit verschiedenen Industriepartnern. Seine Aufgabe ist die Ermöglichung und Förderung des Austausches zwischen Forschungsgemeinschaft und Industrie.
Am Lab wird interessierten Wissenschaftlern eine Infrastruktur von neuester Hard- und Software kostenfrei für Forschungszwecke zur Verfügung gestellt. Dazu zählen teilweise noch nicht am Markt verfügbare Technologien, die im normalen Hochschulbereich in der Regel nicht zu finanzieren wären, bspw. Server mit bis zu 64 Cores und 2 TB Hauptspeicher. Diese Angebote richten sich insbesondere an Wissenschaftler in den Gebieten Informatik und Wirtschaftsinformatik. Einige der Schwerpunkte sind Cloud Computing, Parallelisierung und In-Memory Technologien.
In diesem Technischen Bericht werden die Ergebnisse der Forschungsprojekte des Jahres 2015 vorgestellt. Ausgewählte Projekte stellten ihre Ergebnisse am 15. April 2015 und 4. November 2015 im Rahmen der Future SOC Lab Tag Veranstaltungen vor.