Theoretische Chemie: Was kann Theoretische Chemie?
Ergebnisse quantenmechanischer Berechnungen
Kennt man die Wellenfunktion eines Systems, so kann man alle Eigenschaften dieses Systems daraus als Erwartungswert zum entsprechenden Operator ableiten; dies gilt auch entsprechend, wenn man die Wellenfunktion nur näherungsweise kennt (das ist der häufigste Fall). Solche Erwartungswerte sind:
- Aufenthaltswahrscheinlichkeit auch Spin-Dichten
- Energie, auch mit den Komponenten kinetische und potenzielle Energie
- Dipolmoment
- usw.
Aus Ableitungen der Energie ermittelbare Eigenschaften werden über die Störungen der Gesamtenergie durch folgende Einflüsse betrachtet:
- äußeres elektrisches Feld, F
- äußeres magnetisches Feld, B
- kernmagnetisches Moment, Kernspin I
- Änderung der Kern-Koordinaten, R
Die folgende Tabelle gibt so einen Überblick über die so erhältlichen Eigenschaften ( = j stellt die j-te Ableitung der Energie nach der Störung dar
- Tab.1
- Eigenschaften aus Ableitungen der Energie (vgl. F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, Wiley 1999)
| Energie | 0 | 0 | 0 | 0 |
|---|---|---|---|---|
| elektr. Dipolmoment | 1 | 0 | 0 | 0 |
| elektr. Dipolmoment | 1 | 0 | 0 | 0 |
| elektr. Dipolmoment | 1 | 0 | 0 | 0 |
| magnet. Dipolmoment | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Hyperfine Kopplungskonstante | 0 | 0 | 1 | 0 |
| Energie-Gradient, Kraft (Vektor) | 0 | 0 | 0 | 1 |
| elektr. Polarisierbarkeit | 2 | 0 | 0 | 0 |
| Magnetisierbarkeit | 0 | 2 | 0 | 0 |
| Spin-Spin-Kopplung | 0 | 0 | 2 | 0 |
| harmon. Kraftkonstante (Matrix) | 0 | 0 | 0 | 2 |
| Infra-Rot-Intensität (Schwingungsspektrum) | 1 | 0 | 0 | 1 |
| Circular-Dichroismus | 1 | 1 | 0 | 0 |
| kernmagnetische Abschirmung | 0 | 1 | 1 | 0 |
| (erste) elektrische Hyperpolarisierbarkeit | 3 | 0 | 0 | 0 |
| (erste) Hypermagnetisierbarkeit | 0 | 3 | 0 | 0 |
| (kubische) anharmon. Korrektur zur Schwingungsfrequenz | 0 | 0 | 0 | 3 |
| Raman-Intensität | 2 | 0 | 0 | 1 |
| magnet. Circular-Dichroismus (Faraday-Effekt) | 2 | 1 | 0 | 0 |
| (zweite) elektr. Hyperpolisierbarkeit | 4 | 0 | 0 | 0 |
| (zweite) Hypermagnetisierbarkeit | 0 | 4 | 0 | 0 |
| Cotton-Mutton-Effekt | 2 | 2 | 0 | 0 |
