Elektronen und Chemische Bindung

Elektronen und
Chemische Bindung
Harry B. Gray
mit 132 Abbildungen
und 29 Tabellen
W
DE
G
Walter de Gruyter • Berlin • New York • 1973
Inhaltsverzeichnis
I Elektronen in Atomen
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
Vorbemerkung
Bohrsche Theorie des Wasserstoffatoms
Das Spektrum des Wasserstoffatoms
Die Notwendigkeit einer Modifizierung der Bohrschen Theorie
Elektronenwellen
Die Unbestimmtheitsrelation
Die Wellenfunktion
Die Schrödinger-Gleichung
Die Norminierungskonstante
Der Radialanteil der Wellenfunktion
Der winkelabhängige Anteil der Wellenfunktion
Orbitale
Der Elektronenspin
Die Theorie von Mehrelektronenatomen
Russell-Saunders-Terme
Ionisierungspotentiale
Elektronenaffinitäten
1
1
4
7
8
9
10
11
11
11
12
12
15
18
19
24
30
II Zweiatomige Moleküle
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
Kovalente Bindung
Molekülorbitaltheorie
Bindende und antibindende Molekülorbitale
Energieniveaus von Molekülorbitalen
Das Wässerstoffmolekül
Bindungslängen von H 2 + und H2
Bindungsenergien von H2"1" und H2
Die Eigenschaften von H 2 + und H2 in einem magnetischen Feld
Homonukleare zweiatomige Moleküle der zweiten Periode
Andere A2-Moleküle
Termsymbole für lineare Moleküle
Heteronukleare zweiatomige Moleküle
Energieniveaudiagramm der Molekülorbitale von LiH
Grundzustand von LiH
Dipolmomente
Elektronegativität
Ionenbindung
Ein einfaches Ionenmodell für die Alkalimetallhalogenide
Allgemeine AB-Moleküle
32
34
35
37
41
41
42
42
43
52
53
55
59
60
61
62
65
67
70
III Lineare dreiatomige Moleküle
3.1
3.2
3.3
3.4
BeH2
Energieniveaus von BeH2
BeH2 nach der Valenzbindungstheorie
Lineare dreiatomige Moleküle mit ^Bindung
77
80
82
84
X
-*
3.5
3.6
Inhaltsverzeichnis
Bindungseigenschaften von CO2
Ionogene dreiatomige Moleküle: die Erdalkalimetallhalogenide
88
89
IV Trigonal-planare Moleküle
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
BF3
(7-Molekülorbitale
n-Molekülorbitale
'..
Energieniveaus von BF3
Die Äquivalenz der ax- und ayOrbitale
Der Grundzustand von BF3
Die Valenzbindungsnäherung für BF 3
Andere trigonal-planare Moleküle
93
94
96
98
98
100
101
103
V Tetraedrische Moleküle
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
CH4
Grundzustand von CH4
Der Tetraederwinkel
CH4 nach der VB-Methode
Andere tetraedrische Moleküle
105
106
108
109
110
VI Trigonal-pyramidale Moleküle
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
NH3
;
Die Überlappung bei den ax-, ay und <r2-0rbitalen
Die interelektronischen Abstoßungen und die H-N-H-Bindungswinkel
in NH3
Bindungswinkel von anderen trigonal-pyramidalen Molekülen
Grundzustand von NH3
113
115
118
120
120
VII Gewinkelte dreiatomige Moleküle
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
H2O
Der Grundzustand von H2O
Gewinkelte dreiatomige Moleküle mit w-Bindung: NO2
a-Orbitale
'.
jr-Orbitale
Grundzustand von NO2
124
126
130
131
131
131
VIII Die Bindung in organischen Molekülen
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
8.11
8.12
Einführung
C2H4
Energieniveaus von C 2 H 4
Grundzustand von C 2 H 4
„Bogenbindungen" im Molekül C 2 H 4
Bindungseigenschaften der C=C-Gruppe
Der0cc-WertvonC2H4
H2CO
Der Grundzustand von H2CO
Der n -> n*-Übergang der Carbonylgruppe
C2H2
Der Grundzustand von C 2 H 2
136
137
138
138
140
142
142
143
145
146
146
147
Inhaltsverzeichnis
8.13
8.14
8.15
8.16
8.17
XI
CH3CN
C6H6
Energien der Molekülorbitale von C 6 H 6
Der Grundzustand von C 6 H 6
Resonanzenergie von CßHg
148
148
150
150
152
IX Bindungen unter Beteiligung von d-Valenzorbitalen
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
9.11
9.12
9.13
9.14
Einführung
Der oktreadrische Komplex Ti(H 2 O)f
Energieniveaus von Ti(H 2 O)j +
Grundzustand von Ti(H2O)f"
Das Elektronenspektrumvon Ti(H2O)j-+
VB-TheorievonTi(H2O)6*
Kristallfeldtheorie von Ti(H2O)f"
Die Beziehung der allgemeinen MO-Behandlung zur VB-Theorie und zur
Kristallfeldtheorie
Typen der ^Bindung in Metallkomplexen
Quadratisch-planare Komplexe
Tetraedrische Komplexe
Der Wert von A
Die magnetischen Eigenschaften von Komplexen: Liganden mit
schwachem und mit starkem Feld
,
Die Elektronenspektren oktraedrischer Komplexe
Literatur
Schlußbemerkung
Anhang
Sachregister
'
.. .
154
154
157
158
160
160
162
164
164
165
168
171
176
176
186
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188
190