Vorlesungsskript Physik IV - Walther Meißner Institut - Bayerische ...

Abschnitt 9.3 PHYSIK IV 3393 Σ − g , 1 ∆ g und 1 Σ + gentstehen, wobei 3 Σ − g der tiefste Zustand ist (vergleiche Hundsche Regel in Abschnitt 7.4) und die beidenanderen Zustände angeregte Zustände darstellen.Als weiteres Beispiel sei hier der Grundzustand des Wasserstoffatoms angegeben. Aus der ElektronenkonfigurationH 2 (1sσ g ) 2 ergibt sich der bindende Zustand1 Σ + g .Der antibindende Zustand ist ein 3 Σ u Zustand. Er ist ein Spin-Triplett-Zustand (S = 1), da für die antisymmetrischeOrtsfunktion eine symmetrische Spinfunktion benötigt wird, um insgesamt eine antisymmetrischeWellenfunktion zu erhalten.9.3.3 ValenzelektronenBei der Bildung von Molekülen aus Atomen mit vielen Elektronen spielen die Elektronen der abgeschlossenenElektronenschalen eine untergeordnete Rolle. Sie bleiben auch bei der Molekülbildung umden Kern des jeweiligen Atoms konzentriert. Die Molekülbildung wird im Wesentlichen von den Elektronender äüßeren, nicht voll besetzten Elektroneschale bewirkt. Diese Elektronen nennen wir Valenzelektronen.9.3.4 Vertiefungsthema:ExcimereEdelgase können in ihren Grundzuständen, die abgeschlossenen Elektronenschalen entsprechen, keinestabilen Moleküle bilden. Dies liegt daran, dass der Energieaufwand dafür, ein Elektron aus einem Atomorbitalder geschlossenen Schale eines Atoms in ein beiden Atomen gemeinsames Molekülorbital zubringen, größer ist als der Energiegewinn durch Erniedrigung der kinetischen Energie im Molekülorbital.Wird ein Edelgasatom dagegen in einen angeregten Zustand gebracht, so kann es durchaus mit anderenAtomen eine Molekülbindung eingehen.Zweiatomige Moleküle, die nur in elektronisch angeregten Zuständen eine Potenzialkurve mit einemMinimum, also einen gebundenen Zustand besitzen, im Grundzustand dagegen ein rein repulsives Potenzialzeigen, werden Excimere (engl.: excited dimers) genannt (siehe Abb. 9.14). Typische Beispielesind die angeregten Edelagsexcimere He ⋆ 2 und Ar⋆ 2 , aber auch Kombinationen von Edelgasatomen mitanderen Atomen, die eine nicht abgeschlossene Elektronenschale haben. Wichtige Beispiele hierfür sinddie Edelgas-Halogen-Verbindungen ArF ⋆ , KrF ⋆ oder XeCl ⋆ . Letztere sind ideale Kandidaten für durchstimmbareLaser, weil beim Übergang vom gebundenen, angeregten Zustand in den repulsiven Grundzustanddas untere Niveau durch Dissoziation automatisch vollständig entvölkert wird. Deshalb kanneine für den Laserprozess notwendige Besetzungsinversion (vergleiche hierzu Physik III) leicht erreichtwerden.2003