Atomkerne und Elektronen
Eine kurze methodische Einführung
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Komplexe Systeme aus Atomkernen und Elektronen bilden die chemische Materie, ihre Wechselwirkung ist Ursache unendlich vieler Strukturen. Diese Wechselwirkung kann mit Hilfe der Wellenmechanik beschrieben werden. Die Einführung der mathematischen Grundlagen über die Schrödinger-Gleichung, die Born-Oppenheimer-Näherung bis hin zur Praxis theoretischer Verfahren ist Ziel dieses Buches, das anschaulich, wenig mathematische Kenntnisse voraussetzend in die Grundprinzipien der Wellenmechanik einführt. Der Autor versteht es, beinahe selbstverständlich komplizierte Sachverhalte dem Anfänger nahe zu bringen, und schafft damit die Voraussetzung zum Verständnis der Materie. TOC:Was heißt verstehen.- Atomkerne und Elektronen.- Die Bedeutung der Wellenmechanik.- Die Postulate der Wellenmechanik.- Allgemeine Folgerungen.- Die Unschärferelation.- Die Born-Oppenheimer-Näherung.- Einiges über die Wellenfunktion.- Berechnung von Energiehyperflächen .- Die Praxis theoretischer Verfahren.- Einige abschließende Aspekte
Systeme aus Elektronen und Atomkemen sind sehr komplexe Systeme. Das mag zuerst verwundem, da zwischen den Teilchen reine Coulomb-Wechsel wirkungen vorliegen, man vergiBt aber oft dabei, daB ein wei teres - bisher unverstandenes - Naturgesetz (das Pauli-Prinzip) zu der Moglichkeit un endlich verschiedener Strukturen filhren kann, von denen viele mit hoher Wahrscheinlichkeit in der Natur verwirklicht werden und ineinander tiber gehen konnen, wenn es die makroskopischen Verhliltnisse und bestimmte Symmetrievoraussetzungen zulassen, die mit dem Spin der Teilchen zusam menhiingen. Wegen der Kleinheit der Teilchen ist ihr Verhalten akausal und kann nur durch Wahrscheinlichkeitsaussagen (Wellenmechanik) beschrieben wer den. Aufgabe der Theoretischen Chemie ist es also, die Verstiindnislehre der Chemie in diesem Sinne zu formulieren und anzuwenden. Man kann daher durchaus feststellen, daB insbesondere die Chemie, aber auch Teile der Biochemie, Astrophysik oder Pharmazie (urn einige zu nen nen) die Lehre vom Verhalten von Elektronen und Atomkemen darstellen, und daB dadurch sinnvollerweise unter Theoretischer Chemie alle physi kalischen Aspekte der o.g. Bereiche (insbesondere die Physikalische Che mie) subsumiert werden mtissen, soweit sie sich unmittelbar theoretisch oder halbtheoretisch mit der chemischen Materie beschiiftigen, ohne jedoch nliher auf die inneren Strukturen der Atomkeme einzugehen (Kemphysik). Die Chemie beweist tiberzeugend, wie komplex und unerwartet (filr die Nicht-Theoretiker) sich chemische Materie, also Systeme aus Elektronen und Atomkemen verhalten konnen.
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