Quantenmechanische Grundlagen der Molekülspektroskopie

Schlägt die Brücke zwischen Quantentheorie und Spektroskopie!Spektroskopie ist das Arbeitspferd zur Struktur- und Eigenschaftsaufklärung von Molekülen und Werkstoffen. Um die verschiedenen spektroskopischen Methoden verstehen, kompetent anwenden und die Ergebnisse interpretieren zu können, ist grundlegendes Wissen der Quantenmechanik erforderlich: Konzepte wie stationäre Zustände, erlaubte und verbotene Übergänge, Elektronenspin und Elektron-Elektron-, Elektron-Photon- und Elektron-Phonon-Wechselwirkung sind die Grundlagen jeglicher spektroskopischen Methode.Quantenmechanische Grundlagen der Molekülspektroskopie führt ein in die quantenmechanischen Grundlagen der Molekülspektroskopie, geschrieben vom Standpunkt eines erfahrenen Anwenders spektroskopischer Methoden. Das Lehrbuch vermittelt das notwendige Hintergrundwissen, um Spektroskopie zu verstehen: Energie-Eigenzustände, Übergänge zwischen diesen Zuständen, Auswahlregeln und Symmetrie. Zahlreiche Spektroskopiearten werden disk utiert, etwa Fluoreszenz-, Oberflächen-, Raman-, IR- und Spin-Spektroskopie._ Perfekte Balance: ausreichend Physik und Mathematik, um Spektroskopie zu verstehen, ohne die Leserinnen und Leser mit unnötigem Formalismus zu überfrachten_ Relevantes Thema: spektroskopische Methoden werden in allen Bereichen der Chemie, Biophysik, Biologie und Materialwissenschaften angewandt_ Auf die Bedürfnisse Studierender zugeschnitten: der Autor ist ein erfahrener Hochschullehrer, der auch schwierige Aspekte verständlich vermittelt_ Hervorragende Didaktik: detaillierte Erklärungen und durchgerechnete Beispiele unterstützen das Verständnis; zahlreiche Aufgaben mit Lösungen im Anhang erleichtern das SelbststudiumGeschrieben für Studierende der Chemie, Biochemie, Materialwissenschaften und Physik, bietet Quantenmechanische Grundlagen der Molekülspektroskopie umfassendes Lernmaterial zum Verständnis der Molekülspektroskopie.

Inhaltsverzeichnis:

VorwortEinführung1 ÜBERGANG VON DER KLASSISCHEN PHYSIK ZUR QUANTENMECHANIK1.1 Beschreibung von Licht als Welle1.2 Schwarzkörperstrahlung1.3 Photoelektrischer Effekt1.4 Absorption und Emission von H-Atomen1.5 Molekülspektroskopie1.6 Zusammenfassung2 GRUNDSÄTZE DER QUANTENMECHANIK2.1 Postulate der Quantenmechanik2.2 Erlaubte Energie und Eigenfunktionen2.3 Demonstration quantenmechanischer Prinzipien für ein einfaches eindimensionales Ein-Elektronen-Modellsystem: Das Teilchen-in-einer-Box ("TiB")2.4 Zweidimensionales TiB, das freie Teilchen und das TiB mit endlichen Energiebarrieren2.5 Real-World-TiBs: Polyene, Quantenpunkte und Quantenkaskadenlaser3 STATIONÄRE ZUSTÄNDE UNTER EINFLUSS ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG3.1 Zeitabhängige Störungstheorie von stationären Zustandssystemen durch EM-Strahlung3.2 Dipol-erlaubte Übergangs- und Auswahlregeln für das TiB3.3 Einstein-Koeffizienten für die Absorption und Emission von Licht3.4 Laser4 DER HARMONISCHE OSZILLATOR, EIN MODELLSYSTEM FÜR ZWE IATOMIGE MOLEKÜLE4.1 Die Schrödinger-Gleichung des harmonischen Oszillators, Energieeigenwerte und Wellenfunktionen4.2 Das Übergangsmoment für den harmonischen Oszillator4.3 Reale zweiatomige Moleküle, Anharmonizität4.4 Infrarot-Absorptionsspektroskopie an zweiatomigen Molekülen5 SCHWINGUNGS-INFRAROT- UND RAMANSPEKTROSKOPIE MEHRATOMIGER MOLEKÜLE5.1 Schwingungsenergie mehratomiger Moleküle5.2 Übergangsmomente und symmetriebasierte Auswahlregeln bei der Absorption5.3 Polarisierbarkeit, Raman-Streuung und symmetriebasierte Auswahlregeln bei der Streuung5.4 Praktische Infrarot- und Raman-Spektroskopie6 ROTATION STARRER MOLEKÜLE: ROTATIONSSPEKTROSKOPIE6.1 Klassische Rotationsenergie6.2 Quantenmechanik der Rotationsspektroskopie, Auswahlregeln6.3 Rotationsschwingungsübergänge7 WASSERSTOFFATOM UND VIELELEKTRONENATOME7.1 Eigenfunktionen, Eigenwerte und Orbitale für das Wasserstoffatom7.2 Vielelektronenatome, Slater-Orbitale und das Periodensystem7.3 Atomspektren8 ELEKTRONISCHE ZUSTÄNDE UN D SPEKTROSKOPIE MEHRATOMIGER MOLEKÜLE8.1 Elektronische Energieniveaus mehratomiger Moleküle8.2 Ultraviolette und sichtbare Spektroskopie mehratomiger Moleküle9 WECHSELWIRKUNG VON ELEKTRONISCHER UND SCHWINGUNGSENERGIE9.1 Einführung in die Schwingungstheorie9.2 Fluoreszenzspektroskopie9.3 Jüngste Fortschritte und biologische Anwendungen der Fluoreszenzspektroskopie10 SPIN-ZUSTÄNDE UND SPIN-SPEKTROSKOPIE10.1 Der Drehimpulsoperator und Spin-Zustände10.2 Übergänge zwischen Spinzuständen10.3 Grundlegende KernspinresonanzspektroskopieAnhang I. Konstanten und ihre ZahlenwerteAnhang II. Mathematische PrinzipienAnhang III. StörungsmethodenAnhang IV. GruppentheorieAnhang V. Fouriertransformationen und Fouriertransformationsspektroskopien