Besprechung  Fr 12.06.2009 um 12:15,  PK 11.2

Aufgabe 1:  Elektronenkonfiguration

a) Das elektronisch angeregte C₂ -Molekül hat die Elektronenkonfiguration 1σ²_g 2σ^*2_u 1p³_u 2p¹_g. Bestimmen Sie den Spin (S), die Projektion des elektronischen Bahndrehimpulses  (Λ) und die Parität  (g,u) aller möglichen molekularen Zustände.

b) Welcher Zustand hat die niedrigste Energie?

Aufgabe 2:   Dissoziationsenergie und Bindungslänge

b) Erklären Sie qualitativ warum bei Raumtemperatur der Lithiummetalldampf im wesentlich monoatomar ist, während Stickstoff und Sauerstoff auch bei hohen Temperaturen zweiatomige Moleküle sind.

c) Warum ist der Gleichgewichtsabstand im O₂-Molekül geringer als im F₂-Molekül?

Hinweis:  Benutzen Sie die Bindungsordnung für die Diskussion. Die Bindungsordnung ist gegeben durch b = (n - n^*)/2, wobei n die Anzahl der Elektronen in den bindenden Orbitalen und n^* die Anzahl der Elektronen in den antibindenden Orbitalen ist.

d)  Warum ist der Gleichgewichtsabstand im  Li₂ größer als im F₂ ?
 

Aufgabe  3:  Angeregte Molekülzustände

a) Wie lautet die Elektronenkonfiguration des Ne₂-Moleküls im Grundzustand? Ist dieses Molekül stabil? Promovieren Sie ein Elektron vom höchsten gefüllten MO (HOMO) zum niedrigsten nicht gefüllten MO (LUMO). Die neue Konfiguration ist ein angeregter Zustand. Ist das angeregte Molekül stabil? Zeichnen Sie qualitativ die Potentialkurven des Ne₂ Grund- und des angeregten Zustandes. Nehmen Sie an, das eine Kollision zweier Ne-Atome zum  Grund- und zum angeregten Zustand führt. Welche elektromagnetische Übergänge gibt es zwischen beiden Zuständen?   Sie finden so heraus, wie ein Excimer-Laser funktioniert.    

b) Die Bindung im H₂-Molekül wird durch den Überlapp der 1s-Orbitale der beiden H-Atome hervorgerufen. Genauso wird die Bindung im F₂-Molekül  durch den Überlapp der 2p_z-Orbitale der beiden F-Atome gebildet. In beiden Fällen trägt jedes Atom ein Elektron zur Bindung bei und daher teilen sich zwei Elektronen die Bindung als ein Paar. Dieser Typus der Bindung wird Elektronpaarbindung genannt. Können Sie erklären, warum das Kohlenstoffatom C bis zu vier Elektronenpaarbindungen bereitstellen kann, um Moleküle wie C₄, CH₄  und Andere bilden kann, während das Stickstoffatom N nur drei Elektronenpaarbindungen bilden kann (NH₃)?

Hinweis: Betrachten Sie das Elektronenstrukturdiagramm jedes Atoms und promovieren Sie gepaarte Elektronen in höhere Energieniveaus.

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