 #class/Ex-IV #molekülphysik

Die Anordnung von [[Elektron]]en in Atomen folgt bestimmten Regeln, die ihre Energiezustände und damit verbundene Eigenschaften definieren. Ein Schlüsselelement in diesem Verständnis ist die Beschränkung, dass jeder Zustand nur einmal besetzt werden kann ([[Pauli-Prinzip]]), um die Antisymmetrie der Wellenfunktion zu gewährleisten.

## Elektronenkonfiguration und Hundsche Regeln

Bei der Bestimmung der Elektronenkonfiguration im Grundzustand eines Atoms können die *Hundschen* Regeln angewendet werden, speziell für leichte Elemente, wo die [[Feinstruktur#Spin-Bahn-Kopplung]] gering ist. Diese Regeln, formuliert von *Friedrich Hund*, dienen dazu, die Gesamtspin- und Bahndrehimpulswerte durch eine bestimmte Besetzung der Elektronenorbitale zu maximieren, wodurch die Coulomb-Abstoßung innerhalb des Atoms minimiert wird. 

## Anwendung auf das Eisenatom

Beim Eisenatom füllen 18 Elektronen die unteren Schalen vollständig auf, was die Konfiguration eines Argon-Atoms ergibt. Zusätzlich werden zwei Elektronen zur 4s-Schale hinzugefügt, und die verbleibenden sechs Elektronen besetzen den 3d-Zustand gemäß den Hundschen Regeln. Dies führt zu einer Konfiguration, bei der sowohl der Gesamtspin \(S\) als auch der Gesamtbahndrehimpuls \(L\) des Atoms optimiert werden, um die energetisch günstigste Struktur zu erreichen.

Zur leichteren Erinnerung kann hierfür auch das *Madelung*-Schema verwendet werden
![[Ex4_0723_Madelung-rule-and-filling-of-orbitals.png]]


 Die Hundschen Regeln spielen weiterhin eine wichtige Rolle in der **charakteristischen Strahlung** der [[Röntgenstrahlung]].

## Molekülphysik: Der Fall von molekularem Wasserstoff

Im Falle des molekularen Wasserstoffs wird der Hamiltonoperator unter Berücksichtigung der kinetischen Energie der Elektronen und Protonen sowie der elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen ihnen aufgestellt. Die Komplexität dieser Wechselwirkungen erfordert die Anwendung der [[Born-Oppenheimer-Näherung]], die eine Trennung der Bewegungen von Elektronen und Kernen erlaubt, wobei angenommen wird, dass die Kerne relativ zu den Elektronen ruhen. Dies führt zu einer effektiveren Beschreibung der Moleküldynamik und ermöglicht eine tiefere Einsicht in die Bindungsmechanismen auf molekularer Ebene.



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