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Ein Wasserstoff-Atom besteht aus einem Elektron der Masse und der Ladung und einem Proton der Masse und der Ladung . 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-Methode
40 min.
ChemieAllgemeine ChemieChemische Bindung
In der Lerneinheit wird auf die VB- und MO-Methode eingegangen.
H-Atom: Normierung, Orthogonalität
30 min.
ChemieTheoretische ChemieH-Atom
Die Normierung und Orthogonalität der Wasserstoff-Orbitale wird (an Beispielen) gezeigt.
H-Atom: Wahrscheinlichkeit und Radial-Dichteverteilung
30 min.
ChemieTheoretische ChemieH-Atom
Die Begriffe Wahrscheinlichkeit und Radial-Dichteverteilung beim Wasserstoff-Atom werden erörtert.
H-Atom: Schrödinger-Gleichung aufstellen
30 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 Energie
30 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 Ergebnisse
40 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-Gleichung
35 min.
ChemieTheoretische ChemieH-Atom
Die Schrödinger-Gleichung des Wasserstoff-Atoms wird separiert in Radial- und Winkelanteil.