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Chemische Bindung: Zwei-atomige Moleküle und Orbitalsymmetrie

Einleitung

In dem folgenden Kapitel soll demonstriert werden, wie durch Symmetrie-Betrachtungen die Ausbildung der kovalenten chemischen Bindung plausibel gemacht werden kann.

Es wird gezeigt, dass sich für jedes Atomorbital charakteristische Symmetrie-Eigenschaften aus

  • dessen Struktur (s, p, d-Orbitaltyp, entsprechend der Nebenquantenzahl l und
  • dessen räumlicher Orientierung (bestimmt durch die Magnetquantenzahl m)

ergeben, aus denen Symmetrie-Anforderungen für zur Überlappung geeignete Orbitale abgeleitet werden können. Durch diese Symmetrie-Anforderungen kann die Zahl der zur Ausbildung von Bindungen geeigneten Orbitale beträchtlich reduziert werden. Dies ermöglicht, durch sukzessive Betrachtung der Mischung bzw. Überlappung von jeweils zwei Symmetrie geeigneten Orbitalen (Atomorbitale bzw. Linearkombinationen von Atomorbitalen) zu qualitativen Aussagen über die Gestalt und das energetische Niveau der Molekülorbitale zu kommen.

Dieses Kapitel stützt sich auf grundlegende Kenntnisse in der Gruppentheorie. Insbesondere sollte der Leser mit dem Aufbau und der Bedeutung von Charakterentafeln, der systematischen Reduktion reduzibler Darstellungen auf irreduzible Komponenten und der Orthonormalitäts-Eigenschaft irreduzibler Darstellungen vertraut sein. Der unerfahrene Leser sollte sich mit der Thematik Charakterentafeln vertraut machen, es wird auf die folgende allgemein verständliche Literaturstelle verwiesen:

Kettle, S. F. (1994): Symmetrie und Struktur; Eine Einführung in die Gruppentheorie.. B. G. Teubner ,

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