Leitprogramm farbige Stoffe
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2. Eine kleine Einführung in die Quantenchemie<br />
Die graphische Darstellung lässt erkennen, dass sich das Elektron mit grösster<br />
Wahrscheinlichkeit in der Nähe des Kerns aufhält. Mit zunehmendem Abstand nimmt die<br />
Wahrscheinlichkeit rasch ab und geht im Unendlichen gegen Null.<br />
Die Elektronendichte dW/dV (Wahrscheinlichkeit pro Volumeneinheit!) lässt sich mit Hilfe<br />
der sogenannten Wolkendarstellung sichtbar machen. Man kann sich diese als<br />
Uebereinanderprojektion vieler Momentaufnahmen des Elektrons denken.<br />
Wolkendarstellung der Elektronendichte für das Wasserstoffatom im<br />
Grundzustand<br />
Das Elektron soll in der Nähe des Kerns die grösste Aufenthaltswahrscheinlichkeit haben?<br />
Dies widerspricht unseren Kenntnissen vom Aufbau der Atome. Elektronen halten sich<br />
bekanntlich bevorzugt in Schalen mit charakteristischen Abständen vom Kern auf<br />
(Schalenmodell). Wie können wir diesen scheinbaren Widerspruch lösen? Dazu müssen wir<br />
die Aufenthaltswahrscheinlichkeit in Kugelschalen gleicher Dicke dr, die sogenannte radiale<br />
Elektronendichte dW/4πr2dr, in unterschiedlichen Abständen vom Atomkern betrachten.<br />
dW<br />
= ψ = 2<br />
4πrdr<br />
−<br />
e r<br />
2 2<br />
4πr 2 dr: Volumen einer Kugelschale der Dicke dr<br />
dW = e-2r.4πr2dr 33 <strong>Leitprogramm</strong> Farbige <strong>Stoffe</strong>
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