Die Struktur der Atome und Moleküle:
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Verl. Chemie
1973
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Einleitung 1
Der Aufbau der Materie 2
Der Weg zu theoretischen Überlegungen 3
Einheiten 4
1. Die Quantelung der elektromagnetischen Strahlung 7
1.1. Das elektromagnetische Spektrum 7
1.2. Die Natur der elektromagnetischen Strahlung 9
1.3. Energieverteilung bei der Strahlung schwarzer Körper . ... 10
1.4. Der photoelektrische Effekt 12
1.5. Der Compton-Effekt 16
1.6. Dualität der Strahlungstheorien 17
1.7. Zusammenfassung 19
Aufgaben 19
2. Quantelung der Energie von Elektronen in Atomen und Molekülen . . 21
2.1. Quantelung der Energieniveaus von Elektronen 21
2.2. Das Emissionsspektrum des Wasserstoffs 21
2.3. Emissionsspektrem von anderen Elementen 27
2.4. Molekülabsorptionsspektren 28
2.5. Ionisierungspotentiale für Atome 32
2.6. Daten zu den Ionisierungspotentialen von Molekülen .... 40
Aufgaben 42
3. Die Beugung von Elektronen und die Unschärferelation 45
3.1. Elektronenbeugung 45
3.2. Materiewellen 46
3.3. Die Beobachtung von Elektronen und die Unschärfebeziehung 49
3.4. Konsequenzen der Unschärferelation 5 3
Aufgaben 5 3
4. Quantenmechanik 55
4.1. Energieniveaus im Wasserstoffatom 56
4.2. Die Schrödinger-Gleichung 56
4.3. Interpretation von i// 60
4.4. Einschränkung in der Natur und Form von p 60
4.5. Lösungen der Wellengleichung für ein Elektron
in einem eindimensionalen Potentialwall 61
4.6. Normierung der Eigenfunktionen 65
VIII Inhaltsverzeichnis
4.7. Entartung 65
4.8. Dimensionen und Quantenzahlen 68
4.9. Nicht-Nullwerte der Quantenzahlen 69
4.10. Folgerungen 69
Aufgaben 70
5. Die Anwendung der Quantenmechanik auf atomare Probleme ... 71
5.1. Eigenfunktionen und Eigenwerte für
wasserstoffähnliche Atome 71
5.2. Atomorbitale 72
5.3. Die Eigenwerte wasserstoffähnlicher Atomorbitale 81
5.4. Mehrelektronenatome 83
5.5. Orbitaldurchdringungseffekte 85
5.6. Zusammenfassung 89
Aufgaben 89
6. Die periodische Klassifizierung der Elemente 91
6.1. Elektronenspin und Atomemissionsspektroskopie 91
6.2. Paarung von Elektronen und die Korrelation der Elektronen . 98
6.3. Das Pauli-Ausschlußprinzip und der Aufbau des Perioden¬
systems der Elemente 107
6.4. Zusammenfassung 120
Aufgaben 120
7. Kombination von Atomen: Die Bindung bei zweiatomigen
Molekülen 123
7.1. Einleitung 12 3
7.2. Chemische Bindung 123
7.3. Die Bildung von Molekülorbitalen im H2+und H2 124
7.4. Anwendung der Molekülorbitaltheorie auf homonukleare
zweiatomige Moleküle der Elemente der- -rsten Kurzperiode . 137
7.5. Die Hybridisierung von Atomorbitalen 144
7.6. Das Fluorwasserstoffmolekül 147
7.7. Elektronegativitätskoeffizienten 149
7.8. Einige andere heteronukleare zweiatomige Moleküle . • • ¦ 152
Aufgaben 156
8. Dreiatomige Moleküle 157
8.1. Dreiatomige Hydride AU2 l58
8.2. Das Walsh-Verfahren für dreiatomige Moleküle:
Symmetrietheorie 163
Inhaltsverzeichnis IX
8.3. Das Sidgwick-Powell-Verfahren für^52-Moleküle 186
8.4. DasWalsh-Verfahrenfür/lB2-Moleküle 191
8.5. Die Strukturen von BAC- und H/lß-Molekülen 200
8.6. Die Moleküle SH2 und PH2 202
8.7. Zusammenfassung 203
Aufgaben 203
9. Andere mehratomige Molekülsysteme 205
9.1. Die Behandlung vony4ß„-Molekülen (wobei n 3)
nach Sidgwick-Powell 205
9.2. Die Wirkung der nicht-bindenden Paare (einsame
Elektronenpaare) 211
9.3. Moleküle mit Mehrzentren-a-Bindungen 217
9.4. Moleküle mit Mehrfachbindungen 218
9.5. Vergleichbare mehratomige Moleküle 225
9.6. Einige verbrückte Moleküle 233
9.7. Einige organische Systeme: Delokalisierung der 7r-Elektronen . 236
9.8. Valence-Bond-Theorie 251
Aufgaben 25 3
10. Der feste Zustand und die Bindung in Ionenverbindungen und
Metallen 255
10.1. Einleitung: Aggregatzustände der Materie 255
10.2. Zwischenmolekulare Kräfte 256
10.3. Die Natur der Wasserstoffbrückenbindung 261
10.4. Kovalente Festkörper 264
10.5. Ionische Festkörper 266
10.6. Die theoretische Behandlung der Ionenbindung 269
10.7. „Experimentelle Behandlung der Ionenbindung:
Der Born-Habersche Kreisprozeß 272
10.8. Die metallische Bindung 280
Aufgaben 286
11. Moleküle und Ionen mit Übergangselementen 289
11.1. Einleitung 289
11.2. Kristallfeldtheorie 297
11.3. Kristallfeldtheorie für tetraedrische Komplexe 310
11.4. Ligandenfeld-Molekülorbital-Theorie 314
11.5. Zusammenfassung 329
Aufgaben 329
X Inhaltsverzeichnis
Anhang I Slater-Regeln für die Berechnung der effektiven Kernladung . 331
Anhang II Die aufeinanderfolgenden Ionisierungspotentiale (eV)
der Elemente der ersten Kurzperiode 333
Anhang III Die Reihenfolge der Orbitalbesetzung einiger homonuklearer
zweiatomiger Moleküle 335
Weiterführende Literatur 338
Lösungen ausgewählter Aufgaben 339
Register 343
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