Cover | 1 |
Titelseite | 5 |
Impressum | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 7 |
Vorwort | 11 |
Einleitung | 13 |
1 Experimentelle Daten | 15 |
1.1 Was beobachtet man bei Versuchen zur UV/VIS-Spektroskopie? | 15 |
1.2 Zusammenfassung | 22 |
Teil I Zustände | 23 |
2 Der Zustandsraum | 25 |
2.1 Materiewellen und Wellenfunktionen | 25 |
2.1.1 Quantelung | 25 |
2.1.2 Die elektronische -Funktion | 27 |
2.2 Zustände | 34 |
2.2.1 Die Lösungen der Schrödinger-Gleichung | 34 |
2.2.2 Der vollständige Zustandsraum | 36 |
2.2.3 Der unvollständige Zustandsraum | 40 |
2.2.4 Die Energie im Zustandsraum | 42 |
2.2.5 Der Elektronenspin | 44 |
2.3 Beschreibung von Molekülzuständen durch Wellenfunktionen | 48 |
2.3.1 Elektronen und Kerne: Molekülschwingungen und die Born-Oppenheimer-Näherung | 48 |
2.3.2 Ermittlung der -Funktionen von Elektronenzuständen | 54 |
2.3.3 Kann man die Orbitalenergien messen? | 73 |
2.4 Symmetrie | 75 |
2.4.1 Butadien und die Charakterentafeln mit irreduziblen Darstellungen | 79 |
2.4.2 Benzol und die mehrdimensionalen Darstellungen | 84 |
2.4.3 Formaldehyd, sigma-, n- und pi-Elektronen | 89 |
2.5 Zusammenfassung | 91 |
Teil II Absorption – Erzeugung von angeregten Zuständen | 93 |
3 Anregung von ,,reinen“ Zuständen | 95 |
3.1 Die zeitabhängige Störungstheorie | 95 |
3.2 Der Störoperator H' des Strahlungsfeldes | 98 |
3.3 Die Störung eines molekularen Systems durch ein elektromagnetisches Wechselfeld | 100 |
3.3.1 Die Dipolnäherung | 101 |
3.3.2 Höhere Multipolnäherungen | 103 |
3.3.3 Auswahlregeln | 104 |
3.4 Vibronische Zustände, Franck-Condon-Prinzip | 107 |
3.5 Verbindung zur praktischen Spektroskopie | 113 |
3.5.1 Absorptionsspektrum und Übergangsdipolmoment | 114 |
3.5.2 Absorptionsspektrum und Dipollänge | 116 |
3.5.3 Absorptionsspektrum und Oszillatorenstärke | 117 |
3.5.4 Beispiel trans-Azobenzol | 120 |
3.6 Optische Aktivität | 121 |
3.6.1 Phänomen | 121 |
3.6.2 Der Störoperator für die optische Aktivität | 123 |
3.6.3 Die Absorption von unpolarisiertem Licht durch eine enantiomere Form chiraler Moleküle | 124 |
3.6.4 Die Absorption von zirkularpolarisiertem Licht durch eine enantiomere Form chiraler Moleküle | 126 |
3.7 Zusammenfassung | 131 |
4 Mischung von Zuständen durch Störpotenziale | 133 |
4.1 Zeitunabhängige Störungstheorie | 133 |
4.2 Schwingungsinduzierte Übergänge | 137 |
4.3 Singulett-Triplett-Übergänge | 144 |
4.3.1 Mischung von Singulett- und Triplettzuständen | 146 |
4.3.2 Der Spin-Bahn-Wechselwirkungsoperator | 148 |
4.3.3 Ein Beispiel | 153 |
4.4 Molekülaggregate | 155 |
4.4.1 Der Grundzustand eines Dimeren | 155 |
4.4.2 Anregungszustände | 156 |
4.4.3 Auswahlregeln | 159 |
4.4.4 Höhere Aggregate | 162 |
4.5 Induzierte Optische Aktivität | 164 |
4.5.1 Asymmetrische Störung durch Punktladungen | 164 |
4.5.2 Asymmetrische Störung durch isotrop polarisierbare Gruppen | 169 |
4.5.3 Störung durch anisotrop polarisierbare Gruppen | 174 |
4.5.4 Sektorenregeln | 178 |
4.6 Zusammenfassung | 182 |
Teil III Deaktivierung angeregter Zustände | 185 |
5 Der angeregte Zustand | 187 |
5.1 Eigenzustände und Nichteigenzustände | 187 |
5.2 Deaktivierungsprozesse | 190 |
5.3 Zusammenfassung | 193 |
6 Deaktivierung durch Strahlung | 195 |
6.1 Der Anregungszustand | 195 |
6.2 Stimulierte Emission | 196 |
6.3 Spontane Emission | 198 |
6.3.1 Die Einstein-Koeffizienten | 198 |
6.3.2 Die Lebensdauer | 200 |
6.4 Verbindung zur praktischen Spektroskopie | 201 |
6.4.1 Bestimmung der Quantenausbeute mithilfe von Absorptionsdaten | 201 |
6.4.2 Bestimmung der Quantenausbeute mithilfe von Standardproben | 204 |
6.5 Lichtverstärkung | 204 |
6.6 Zusammenfassung | 206 |
7 Strahlungslose Deaktivierung | 209 |
7.1 Internal Conversion | 211 |
7.1.1 Präparation des Ausgangszustands und seine Deaktivierung | 211 |
7.1.2 Der ,,Mechanismus“ der strahlungslosen Deaktivierung | 216 |
7.1.3 Modellvorstellungen der strahlungslosen Deaktivierung,Kopplung der vibronischen Zustände | 227 |
7.1.4 Resümee | 244 |
7.2 Intersystem Crossing | 245 |
7.3 Energieübertragung | 246 |
7.3.1 Singulett-Singulett-Energieübertragung:Der Förster-Mechanismus | 251 |
7.3.2 Triplett-Triplett-Energieübertragung: Der Dexter Mechanismus | 260 |
7.3.3 Resümee | 263 |
7.4 Elektronenübertragung | 264 |
7.4.1 Die klassische und halbklassische Theorien der Elektronenübertragung | 267 |
7.4.2 Die quantenmechanische Behandlung der Elektronentransferreaktion | 289 |
7.4.3 Resümee | 316 |
7.5 Zusammenfassung | 317 |
Anhang A Die zeitliche Entwicklung eines präparierten Zustands unter einer Störung | 321 |
Anhang B Berechnungen | 325 |
B.1 Umrechnung der Formel ... | 325 |
B.2 Berechnung der Absorptionswahrscheinlichkeit | 326 |
Anhang C Übergänge eines Systems von einer auf die andere Potenzialfläche | 329 |
Anhang D Ableitung der Schwingungsfunktion n(xi) nach der Koordinate | 333 |
Anhang E Skizze der Entwicklung der Formel von Levich und Dogonadze | 335 |
Anhang F Fermi's Golden Rule | 339 |
Literaturverzeichnis | 343 |
Stichwortverzeichnis | 345 |
EULA | 352 |