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ElektronendichteZoomA-Z

Fachgebiet - Allgemeine Chemie, Quantenphysik

Als Elektronendichte oder Elektronenverteilung bezeichnet man auch eine Funktion, die die räumliche Verteilung der Elektronen, zum Beispiel in einem Molekül oder im Festkörper, beschreibt. Sie ist experimentell über Röntgenbeugung erhältlich und kann mit Methoden der Quantenchemie berechnet werden.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Strukturanalyse und ProteinkristallographieLevel 3120 min.

BiochemieArbeitsmethodenStrukturanalyse

Die Kenntnis der dreidimensionalen Struktur von Proteinen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für das Verständnis der Beziehungen zwischen Struktur und Funktion. Dadurch ist sie u.a. für die gezielte Optimierung von Molekülen in der biotechnologischen und pharmazeutischen Forschung (Protein Engineering und Drug Design) unerlässlich.

KristallstrukturanalyseLevel 145 min.

ChemieAllgemeine ChemieFeststoffe

Will man den atomaren Aufbau eines Kristalls bestimmen, so werden Verfahren der Kristallstrukturanalyse herangezogen. Mit Hilfe der Beugung von Strahlung, können räumliche Anordnungen der Atome in kristallinen Festkörpern analysiert werden. Diese Lerneinheit bietet eine Einführung in die Kristallstrukturanalyse. Es werden unterschiedliche Kristallstrukturanalyse-Verfahren vorgestellt.

Quantenchemische BeschreibungLevel 260 min.

ChemieAllgemeine ChemieAtombau

Ausfürliche Beschreibung und Herleitung der Schrödinger Gleichung.

Reaktivität: Elektronendichten bei konjugierten SystemenLevel 230 min.

ChemieTheoretische ChemieChemische Reaktivität

In dieser Lerneinheit werden mit Hilfe von berechneten Elektronendichten Reaktionszentren in Aromaten charakterisiert, um deren Verhalten bei nucleophilem bzw. elektrophilem Angriff vorhersagen zu können.

Gestalt der AtomorbitaleLevel 220 min.

ChemieAllgemeine ChemieAtombau

Diese Lerneinheit beschreibt die Lösung der Schrödinger-Gleichung für verschiedene Atome. Es wird auf die s- und p- Orbitale eingegangen.

Hückel-MO: Elektronendichte, Bindungsordnung, GesamtenergieLevel 245 min.

ChemieTheoretische ChemieHückel-MO

Zunächst werden die Definitionen von Elektronendichte, Bindungsordnung, Gesamtenergie, Atomladung und Delokalisierungsenergie vorgestellt. Dann wird auf die Berechnung von Dipolmomenten im Hückel-Modell am Beispiel von Formaldehyd und auf allgemeine Aspekte der Elektronenstruktur von Molekülen eingegangen.

Zusatz: Visualisierung Elektronenstruktur: AIMLevel 245 min.

ChemieTheoretische ChemieZusatz

Auf Grund der topologischen Analyse der Elektronendichte können wichtige chemische Begriffe wie Atom bzw. Bindung beschrieben werden. Ein neuer Weg zur Analyse der Elektronenstruktur wurde von R. Bader im Konzept Atoms in Molecules, AIM durchgeführt.

Reaktivität: Statische ReaktivitätsindizesLevel 245 min.

ChemieTheoretische ChemieChemische Reaktivität

In dieser Lerneinheit werden statische Reaktivitätsindizes definiert. Es wird weiterhin gezeigt, wie mit Hilfe der statischen Reaktivitätsindizes das Verhalten von Reaktionszentren im Molekül bei elektrophilem, nucleophilem oder radikalischem Angriff charakterisiert werden kann.