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Wasserstoff-AtomZoomA-Z

Ein Wasserstoff-Atom besteht aus einem Elektron der Masse me=0,91·10-30 kg und der Ladung qe=-1,6·10-19 C und einem Proton der Masse mp=-1,7·10-27 kg und der Ladung qp=+1,6·10-19 C. Das Wasserstoff-Atom gehört zu den exakt lösbaren Systemen der Quantenmechanik. Die exakten Lösungen des Wasserstoff-Atoms stellen die Grundlage für die Näherungen für Systeme mit mehreren Elektronen (Mehr-Elektronen-Atome, Moleküle) dar. Die theoretische Erklärung experimenteller atomarer Spektren (insbesondere des H-Atoms) war zunächst Ansporn für die Entwicklung der Quantenmechanik und erwies sich bald als ein wesentlicher ihrer ersten Erfolge.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

VB- und MO-MethodeLevel 140 min.

ChemieAllgemeine ChemieChemische Bindung

In der Lerneinheit wird auf die VB- und MO-Methode eingegangen.

H-Atom: Normierung, OrthogonalitätLevel 230 min.

ChemieTheoretische ChemieH-Atom

Die Normierung und Orthogonalität der Wasserstoff-Orbitale wird (an Beispielen) gezeigt.

H-Atom: Wahrscheinlichkeit und Radial-DichteverteilungLevel 230 min.

ChemieTheoretische ChemieH-Atom

Die Begriffe Wahrscheinlichkeit und Radial-Dichteverteilung beim Wasserstoff-Atom werden erörtert.

H-Atom: Schrödinger-Gleichung aufstellenLevel 230 min.

ChemieTheoretische ChemieH-Atom

Zunächst wird eine Separation in Schwerpunkts- und Relativbewegung beim Wasserstoff-Atom durchgeführt. Man erhält die Schrödinger-Gleichung für die Relativbewegung oder elektronische Schrödinger-Gleichung.

H-Atom: Winkelanteil, Eigenwerte und EnergieLevel 230 min.

ChemieTheoretische ChemieH-Atom

Die Eigenwerte und Eigenfunktionen der winkelabhängigen Schrödinger-Gleichung des H-Atoms werden angegeben. Die Eigenfunktionen (Kugelflächenfunktionen) werden graphisch dargestellt.

H-Atom: Radial-Anteil, Lösungsweg und ErgebnisseLevel 240 min.

ChemieTheoretische ChemieH-Atom

Die radiale Schrödinger-Gleichung für das Wasserstoff-Atom wird gelöst. Die Ergebnisse (Wasserstoff-Spektrum, radiale Eigenfunktionen) werden diskutiert.

H-Atom: Separieren der Schrödinger-GleichungLevel 235 min.

ChemieTheoretische ChemieH-Atom

Die Schrödinger-Gleichung des Wasserstoff-Atoms wird separiert in Radial- und Winkelanteil.