Quantenmechanische Rotationsanregungen in Kristallen

Zusammenfassung

Kleine Moleküle, Seitengruppen oder polyatomare Ionen können im Kristall rotieren. Bei hochsymmetrischen Gruppen wie z. B. CH₃, CH₄, NH₃ und NH ⁺₄ werden bei der Rotation von einer Gleichgewichtslage in eine andere identische Teilchen miteinander vertauscht. Der Name Rotation ist schlecht gewählt, weil im Laufe dieses Austauschs das Molekül durchaus deformiert werden darf und weil außerdem in der Anfangs- und Endlage das Molekül nicht unbedingt in der hochsymmetrischen Konfiguration eines gleichseitigen Dreiecks oder regulären Tetraeders vorliegen muß. Es wäre viel besser, für das Ergebnis dieser Bewegung das Wort Permutation, nicht aber Rotation zu wählen. Die durch Permutation von identischen Teilchen auseinander hervorgehenden Gleichgewichtslagen sind vollständig äquivalent. Dies zeigt die Abb. 1 am Beispiel einer Methylgruppe.