Quantenmechanik in der Chemie

Inhaltsverzeichnis

• 1. Mathematische Vorbemerkungen.
• 1.1 Koordinatensysteme.
• 1.2 Determinanten.
• 1.3 Summen- und Produktschreibweise.
• 1.4 Vektoren.
• 1.5 Komplexe Zahlen.
• 1.6 Operatoren.
• 1.7 Eigenwertgleichungen.
• 1.8 Zusammenfassung.
• 2. Klassische Mechanik.
• 2.1 Konservative Systeme.
• 2.2 Ein Beispiel aus der Newtonschen Mechanik.
• 2.3 Die Bewegungsgleichungen von Lagrange und Hamilton.
• 2.4 Innere Koordinaten und die Bewegung des Massenzentrums.
• 2.5 Die Grundlagen der klassischen Mechanik.
• 2.6 Zusammenfassung.
• 3. Quantenmechanik.
• 3.1 Atomspektren, Strahlung des schwarzen Körpers und der lichtelektrische Effekt.
• 3.2 Die Formulierungen der Quantenmechanik.
• 3.3 Die Postulate der Quantenmechanik.
• 3.4 Anwendungen der Postulate auf einfache Systeme.
• 3.5 Störungsrechnung.
• 3.6 Zusammenfassung.
• 4. Spektroskopie und spektroskopische Messungen.
• 4.1 Einheiten.
• 4.2 Zur Frage der Absorptionsstärke.
• 4.3 Überblick über die spektroskopischen Methoden.
• 4.4 Zusammenfassung.
• 5. Rotation und Schwingung von Molekülen.
• 5.1 Das Näherungsmodell des starren Rotators.
• 5.2 Reine Rotationsspektroskopie.
• 5.3 Intensitäten und Auswahlregeln.
• 5.4 Der harmonische Oszillator und die Schwingungsspektroskopie.
• 5.5 Schwingungs-Rotations-Spektroskopie.
• 5.6 Eine exaktere Theorie der Rotations-Schwingungs-Spektroskopie.
• 5.7 Die Morse-Funktion, Dissoziationsenergie und die Anharmonizitätskonstante.
• 5.8 Schwingungsspektroskopie komplexer Moleküle.
• 5.9 Raman-Spektroskopie.
• 5.10 Zusammenfassung.
• 6. Die elektronische Struktur von Atomen.
• 6.1 Das Wasserstoffatom und die wasserstoffähnlichen Ionen.
• 6.2 Die physikalische Bedeutung der wasserstoffähnlichen Orbitale.
• 6.3 Das Spektrum des atomaren Wasserstoffs: Auswahlregeln.
• 6.4 Atomare Einheiten.
• 6.5 Das Helium-Atom.
• 6.6 Bahndrehimpuls.
• 6.7 Elektronenspin.
• 6.8 Identische Teilchen und das Pauli-Prinzip.
• 6.9 Die Theorie unabhängiger Elektronen für komplexe Atome.
• 6.10 Das Aufbau-Prinzip und das Periodensystem.
• 6.11 Zusammenfassung.
• 7. Moleküle und chemische Bindung.
• 7.1 Das Wasserstoffmolekül-Ion (Math).
• 7.2 Das Variationsprinzip und die LCAO-Methode.
• 7.3 Angeregte Zustände von H2.
• 7.4 Das Wasserstoff-Molekül.
• 7.5 Verbesserungen der Wellenfunktion für (Math).
• 7.6 MO-Theorie komplexerer zweiatomiger Moleküle.
• 7.7 Angeregte Zustände und Elektronenspektren zweiatomiger Moleküle.
• 7.8 Lokalisierte Bindungen, Hybridorbitale und gerichtete Valenz.
• 7.9 Die ?-?-Beschreibung von Äthylen und Acetylen.
• 7.10 Zusammenfassung.
• 8. Die elektronische Struktur konjugierter Systeme.
• 8.1 Die LCAO-MO-Methode konjugierter Kohlenwasserstoffe.
• 8.2 Die einfache Hückel-Methode.
• 8.3 Äthylen.
• 8.4 Butadien, CH2 = CH-CH = CH2.
• 8.5 Die Vereinfachung quantenmechanischer Berechnungen mit Hilfe von Symmetrieeigenschaften.
• 8.6 Elektronenspektren konjugierter Kohlenwasserstoffe.
• 8.7 Zusammenfassung.
• 9. Magnetische Elektronen- und Kernresonanzspektroskopie.
• 9.1 Die Wechselwirkung eines isolierten Teilchens vom Spin 1/2 mit einem angelegten magnetischen Feld.
• 9.2 EMR-Spektroskopie — Hyperfein-Wechselwirkungen.
• 9.3 Kopplungskonstanten und elektronische Struktur von Molekülen.
• 9.4 NMR-Spektroskopie — die chemische Verschiebung.
• 9.5 NMR-Spektroskopie — Spin-Spin-Aufspaltung.
• 9.6 Linienbreiten, Relaxationszeiten und die Unschärferelation.
• 9.7 Zusammenfassung.
• Anhang von Werner A. P. Luck.
• I. Grundlagen des Molekülbaus.
• II. Grundlagen der Schrödinger-Gleichung.
• III. Orthogonalitätsbeziehung der Wellenfunktionen.
• IV. Coulombkräfte als Ursache der Reaktionswärmen.
• V. Prinzipien der MO- und LCAO-Verfahren.
• VI. Einige gruppentheoretische Bemerkungen.