Quantenmechanik in der Chemie

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.