Nullfeldaufspaltung von Benzol und Naphthalin im ... - ScienceUp.de
Nullfeldaufspaltung von Benzol und Naphthalin im ... - ScienceUp.de Nullfeldaufspaltung von Benzol und Naphthalin im ... - ScienceUp.de
24 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTUNG sollen nur deutlich machen, daß mit Hilfe dieser Funktion die dipolare Spin-Spin- Kopplung ausgedrückt werden kann. 2.4.1 Korrelationsfunktionen Unter Elektronenkorrelation versteht man die Tatsache, daß die momentane Bewegung eines Elektrons einen unmittelbaren Einfluß auf die Bewegung eines anderen Elektrons ausübt, die Elektronen sind korreliert. In der Regel wirkt sich diese Korrelation so aus, daß die Elektronen einander ausweichen — es existiert ein Coulomb-Loch um ein Elektron. In einfachen Ansätzen für eine elektronische Wellenfunktion wird die Elektronenkorrelation zum Teil vernachlässigt. Vorgehensweisen zur Erfassung der Korrelation werden in Kapitel 3 erwähnt. Funktionen zur Beschreibung der Korrelation sind Funktionen der Variablen r ij, man nennt sie Korrelationsfunktionen. Eine elektronische Wellenfunktion, die die Elektronenkorrelation erfaßt, ist prinzipiell eine Korrelationsfunktion. Zu Analysezwecken werden aber im allgemeinen Funktionen herangezogen, die nur von den Koordinaten zweier Elektronen abhängen. Diese sind natürlich aus der korrelierten Wellenfunktion zu ermitteln. Die wichtigste dieser Korrelationsfunktionen ist die Zweielektronen-Dichtefunktion. Weitere Korrelationsfunktionen werden zum Beispiel zur Beschreibung bestimmter Kopplungskonstanten herangezogen. Auch die Spin-Korrelationsfunktion D SS hängt von r ij ab und ist, wie der Name schon ausdrückt, eine Korrelationsfunktion. Korrelationsfunktionen, die sich auf die Korrelation der Spins zweier Elektronen beziehen, werden häufig als Spin-Korrelationsfunktionen bezeichnet. Der Begriff Spin-Korrelationsfunktion (spin correlation function) wurde jedoch von McLachlan [McL 62] auch für den speziellen Fall der in Kapitel 2.4.4 vorgestellten Funktion D SS eingeführt, welche zur Analyse des D-Parameters herangezogen werden kann. 2.4.2 Dichtefunktionen Obwohl die Einelektronen-Dichtefunktion � 1 keine Korrelationsfunktion ist — sie hängt nur von der Koordinate eines Elektrons ab —, soll sie in diesem Zusammenhang kurz erwähnt werden. Die Einelektronen-Dichtefunktion gibt die Ladungsverteilung im Molekül an und kann mit den Ergebnissen von Röntgen-Streuexperimenten verglichen werden. Ein weit verbreitetes Standardverfahren ist die Populationsanalyse nach Mulliken, welche die Elektronendichte in Beiträge lokalisiert an Atomen und in Bindungen
2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTUNG 25 aufteilt [Lev 91]. Die so ermittelten Ladungs- und Bindungsordnungen werden mit den Ladungen der Atome bzw. mit den Stärken der Bindungen in Beziehung gesetzt. Eine weitere interessante Einelektronen-Größe, welche sich aus Komponenten der Einelektronen-Dichtefunktion zusammensetzt, ist die Spindichte, also die Differenz der Dichten der Elektronen mit - und ß-Spin [McW 78]. Die Spindichte am Ort der Kerne ist verantwortlich für die Hyperfein-Kopplungskonstanten der ESR- Spektroskopie. Ausgehend von der Spindichte wurden Aussagen über das Vorzeichen lokaler Beiträge zum D-Parameter gemacht [McC 61]. Die Zweielektronen-Dichtefunktion �2 ist für eine beliebige Wellenfunktion 3 folgendermaßen definiert [McW 70, McW 65]: Die Striche an den Koordinaten 1 und 2 der komplex konjugierten Funktion 3 * bedeuten, daß die Anwendung eines Operators diese unbeeinflußt läßt. Das Diagonalelement dieser Funktion � 2(33|12;12), das man auch mit � 2(33|12) abkürzt, bestimmt die Wahrscheinlichkeit, gleichzeitig zwei Elektronen an den Orten 1 und 2 (inklusive Spin) anzutreffen. Ganz allgemein läßt sich auch eine Zweielektronen-Übergangsdichtefunktion definieren: Die Funktionen und können zwei verschiedene Zustände beschreiben oder auch verschiedene Strukturen einer VB-Wellenfunktion für einen einzigen Zustand sein. Eine weitere Integration der Zweielektronen-Dichtefunktion (2.26) über die Spinkoordinaten der Elektronen 1 und 2 liefert die Korrelation der Elektronen ohne Berücksichtigung des Spins, P 2(33|r 1r 2;r 1 r 2 ). (2.26) (2.27)
- Seite 1 und 2: Dissertation zur Erlangung des Dokt
- Seite 3: Danksagung Ich bedanke mich sehr he
- Seite 6 und 7: ii INHALTSVERZEICHNIS 3.2 Klassisch
- Seite 8 und 9: iv INHALTSVERZEICHNIS
- Seite 10 und 11: 2 1. EINLEITUNG Abbildung 1.1: Ein
- Seite 12 und 13: 4 1. EINLEITUNG K L der Untereinhei
- Seite 14 und 15: 6 1. EINLEITUNG tionen stellte uns
- Seite 16 und 17: 8 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTUN
- Seite 18 und 19: 10 2.2 Der Elektronenspin 2.2.1 Spi
- Seite 20 und 21: 12 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 22 und 23: 14 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 24 und 25: 16 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 26 und 27: 18 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 28 und 29: 20 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 30 und 31: 22 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 34 und 35: 26 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 36 und 37: 28 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 38 und 39: 30 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 40 und 41: 32 2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTU
- Seite 42 und 43: 34 3. VB-Theorie m ist die Masse de
- Seite 44 und 45: 36 3. VB-Theorie orbitals) oder STO
- Seite 46 und 47: 38 3. VB-Theorie wenn man sich ein
- Seite 48 und 49: 40 3. VB-Theorie man nicht von eine
- Seite 50 und 51: 42 3. VB-Theorie geht weiterhin von
- Seite 52 und 53: 44 3.3 Spin-coupled Valence-Bond-Th
- Seite 54 und 55: 46 3. VB-Theorie gegenüber einer l
- Seite 56 und 57: 48 3.4 Zusammenfassung von Kapitel
- Seite 58 und 59: 50 4. Klassische VB-Theorie 4.1.1 L
- Seite 60 und 61: 52 4. Klassische VB-Theorie Aus den
- Seite 62 und 63: 54 mit 4. Klassische VB-Theorie Der
- Seite 64 und 65: 56 4. Klassische VB-Theorie 4.1.2 L
- Seite 66 und 67: 58 4. Klassische VB-Theorie die For
- Seite 68 und 69: 60 4. Klassische VB-Theorie Für di
- Seite 70 und 71: 62 4. Klassische VB-Theorie verglic
- Seite 72 und 73: 64 Abbildung 4.4: Ionische Basis I2
- Seite 74 und 75: 66 4. Klassische VB-Theorie Tabelle
- Seite 76 und 77: 68 4. Klassische VB-Theorie In eine
- Seite 78 und 79: 70 4. Klassische VB-Theorie In eine
- Seite 80 und 81: 72 4. Klassische VB-Theorie
2. THEORIE DER NULLFELDAUFSPALTUNG 25<br />
aufteilt [Lev 91]. Die so ermittelten Ladungs- <strong>und</strong> Bindungsordnungen wer<strong>de</strong>n mit<br />
<strong>de</strong>n Ladungen <strong>de</strong>r Atome bzw. mit <strong>de</strong>n Stärken <strong>de</strong>r Bindungen in Beziehung<br />
gesetzt.<br />
Eine weitere interessante Einelektronen-Größe, welche sich aus Komponenten <strong>de</strong>r<br />
Einelektronen-Dichtefunktion zusammensetzt, ist die Spindichte, also die Differenz<br />
<strong>de</strong>r Dichten <strong>de</strong>r Elektronen mit - <strong>und</strong> ß-Spin [McW 78]. Die Spindichte am Ort<br />
<strong>de</strong>r Kerne ist verantwortlich für die Hyperfein-Kopplungskonstanten <strong>de</strong>r ESR-<br />
Spektroskopie. Ausgehend <strong>von</strong> <strong>de</strong>r Spindichte wur<strong>de</strong>n Aussagen über das Vorzeichen<br />
lokaler Beiträge zum D-Parameter gemacht [McC 61].<br />
Die Zweielektronen-Dichtefunktion �2 ist für eine beliebige Wellenfunktion 3<br />
folgen<strong>de</strong>rmaßen <strong>de</strong>finiert [McW 70, McW 65]:<br />
Die Striche an <strong>de</strong>n Koordinaten 1 <strong>und</strong> 2 <strong>de</strong>r komplex konjugierten Funktion 3 *<br />
be<strong>de</strong>uten, daß die Anwendung eines Operators diese unbeeinflußt läßt. Das Diagonalelement<br />
dieser Funktion � 2(33|12;12), das man auch mit � 2(33|12) abkürzt,<br />
best<strong>im</strong>mt die Wahrscheinlichkeit, gleichzeitig zwei Elektronen an <strong>de</strong>n Orten 1 <strong>und</strong><br />
2 (inklusive Spin) anzutreffen.<br />
Ganz allgemein läßt sich auch eine Zweielektronen-Übergangsdichtefunktion<br />
<strong>de</strong>finieren:<br />
Die Funktionen <strong>und</strong> können zwei verschie<strong>de</strong>ne Zustän<strong>de</strong> beschreiben<br />
o<strong>de</strong>r auch verschie<strong>de</strong>ne Strukturen einer VB-Wellenfunktion für einen einzigen<br />
Zustand sein.<br />
Eine weitere Integration <strong>de</strong>r Zweielektronen-Dichtefunktion (2.26) über die Spinkoordinaten<br />
<strong>de</strong>r Elektronen 1 <strong>und</strong> 2 liefert die Korrelation <strong>de</strong>r Elektronen ohne<br />
Berücksichtigung <strong>de</strong>s Spins, P 2(33|r 1r 2;r 1 r 2 ).<br />
(2.26)<br />
(2.27)