Physikalische Chemie

Symmetrie – Eine Einführung

Auf dieser Seite werden wir die grundlegenden Symmetrieelemente und -operationen und ihre Verwendung bei der Bestimmung der Symmetrieklassifizierung (Punktgruppen) verschiedener Moleküle untersuchen. Ein Symmetrieelement ist ein geometrischer Ort (Punkt, Fläche oder Gerade) an dem eine Symmetrieoperation ausgeführt wird. Mit einer Symmetrieoperation wird ein Objekt in eine andere Lage überführt, die sich von der ursprünglichen Lage …

Symmetrie – Eine Einführung Weiterlesen »

Quantum confinement effect

Die elektronischen und optischen Eigenschaften nanoskaliger Partikel weichen erheblich von denen makroskopischer Materialien ab. Der Quantum confinement effect [a] beschreibt in diesem Zusammenhang das Phänomen der größer werdenden Bandlücke bei keiner werdenden nanoskaligen (Halb-)Leiterpartikeln. Denn je kleiner ein Partikel wird, desto mehr wird die Bewegung eines sich zufällig bewegenden Elektrons eingeschränkt, bis seine Bewegung auf …

Quantum confinement effect Weiterlesen »

Nanopartikel: Das Phänomen der Oberflächenplasmonresonanz

Elektronen im Leitungsband von Metallen und Halbleitern können sich frei bewegen und nicht mehr bestimmten Atomkern zugeordnet werden, da die Elektronen dabei wie ein Gas wirken, spricht man auch vom Elektronengas oder eben vom Elektronenplasma. Treffen nun Photonen auf ein Leitungsband kommt es zur Auslenkung dieser oberflächennaher Elektronen, gleichzeitig liegt durch die anziehenden Kräfte der …

Nanopartikel: Das Phänomen der Oberflächenplasmonresonanz Weiterlesen »

Rotationsspektroskopie linearer zweiatomiger Moleküle

Für ein lineares zweiatomiges Molekül, das als starrer Rotor betrachtet wird, ist die Größe des Drehimpulses durch den Folgenden Ausdruck gegeben: Die Rotationsenergie ist durch gegeben, wobei die Drehimpuls-Quantenzahl und das Trägheitsmoment ist. Wenn das Molekül ein permanentes elektrisches Dipolmoment hat, können Übergänge zwischen verschiedenen Rotationszuständen durch optische Spektroskopie beobachtet werden (im fernen IR- und …

Rotationsspektroskopie linearer zweiatomiger Moleküle Weiterlesen »

Trägheitsmoment eines nichtlinearen vieratomigen Moleküls

Trägheitsmoment eines trigonal planaren Moleküls Wir betrachten das folgende – imaginäre – Molekül: Als reales Beispiel für diesen Molekültyp (bzw. dessen Symmetrie) kann Bortrifluorid () herangezogen werden; dieses Molekül ist trigonal planar. Seine -Symmetrie stimmt mit der Vorhersage der VSEPR-Theorie überein. Aufgrund seiner hohen Symmetrie besitzt das Molekül kein Dipolmoment. Symmetrie Das Betrachtete Molekül gehört …

Trägheitsmoment eines nichtlinearen vieratomigen Moleküls Weiterlesen »

Rotationsübergänge prolater und oblater symmetrischer Kreisel

Wenn Moleküle rotieren betrachten wir sie als Kreisel: [1, 2] linearer Kreisel (z. B. ) sphärische Kreisel (z. B. ) prolate, symmetrische Kreisel (z. B. ) oblate, symmetrische Kreisel (z. B. ) asymmetrische Kreisel (z. B. ) Im folgenden werden die symmetrischen Kreisel behandelt, die aus der Rotation nichtlinearer Moleküle entstehen. Es gibt zwei Arten …

Rotationsübergänge prolater und oblater symmetrischer Kreisel Weiterlesen »

Verhältnis der Moleküle in verschiedenen Schwingungsniveus

Wenn es gilt das Besetzungsverhältnis der Wasserstoffmoleküle im ersten angeregten Schwingungszustand im Vergleich zum Schwingungsgrundniveau des elektronischen Grundzustands bei zu berechnen benötigt man zunächst die Schwingungsfrequenz () und einen von der Boltzmann-Gleichung abgeleiteten Ausdruck, der das Verhältnis der Besetzung des Schwingungsniveaus zur Besetzung des Schwingungsniveaus darstellt: Mit der Schwingungswellenzahl, der Temperatur und den Konstanten erhält …

Verhältnis der Moleküle in verschiedenen Schwingungsniveus Weiterlesen »

Kohlenstoffdioxid-Laser

Das Grundprinzip eines Lasers ist die Erzeugung von monochromatischem, kohärentem und polarisiertem Licht durch induzierte (stimulierte) Emission, das Wort „Laser“, bedeutet „Licht-Verstärker durch stimulierte Strahlungsemission“ (engl. light amplifier by stimulated emission of radiation). [1] Es gibt wichtige Laser, bei denen das Laser-aktive Material aus Molekülen besteht. Ein solches Gerät ist der Kohlenstoffdioxid (CO2)-Laser. In der …

Kohlenstoffdioxid-Laser Weiterlesen »