Bandenspektra und periodisches System der Elemente

Zusammenfassung

Ein Material von 100 Bandensystemen, die 68 verschiedenen Molekülverbindungen angehören, gestattet es, den Aufbau der Bandenspektren mit der Stellung der betreffenden Moleküle im periodischen System der Elemente zu vergleichen. Zu diesem Zwecke werden die Verbindungen zunächst in vier Hauptgruppen unterteilt: 1. Hydride (17 Verbindungen), 2. Oxyde und Nitride (19 Verbindungen), 3. Moleküle der Elemente (14 Moleküle), 4. Halogenverbindungen (18 Verbindungen). In diesen vier Gruppen werden dann miteinander verglichen 1. die Trägheitsmomente und Kernabstände, 2. die Eigenfrequenzen der Kernschwingungen und 3. die Aufspaltungen der Elektronenterme. — Die Kernabstände lassen, als Funktion der Ordnungszahl aufgetragen, durchweg den Schalenaufbau der Atome deutlich zutage treten, indem die sonst glatt verlaufende Kurve an den Stellen der Edelgase Diskontinuitäten durch Beginn neuer Elektronenschalen aufweist. — Um aus den Kernschwingungen Bindungskräfte der Molekel berechnen zu können, wird der einfache Potentialansatz P=−[c₁/r^p−c₂/r^q] gewählt, dessen vier Konstanten c₁, c₂, p und q sich aus den vier spektroskopisch ermittelbaren Größen des Kernabstandes, der Kernschwingung, ihrer Abweichung vom Grenzfall der rein harmonischen Bindung und der Dissoziationsenergie bestimmen lassen. Es zeigt sich hierbei, daß die Hydride polar aufgefaßt werden können, d. h. es gilt das Coulombsche Anziehungsgesetz mit p=1, während für das Potential der abstoßenden Kräfte sich Werte für q=3 bis 4 ergeben. Die übrigen Verbindungen erweisen sich als homöopolar mit p=3 bis 4 und q=6 bis 10. Die Kernschwingungen der Halogenide chemisch nahverwandter Elemente zeigen einen besonders regelmäßigen Gang, so daß für ihre Berechnung eine empirische Formel aufgestellt werden kann. Ferner ist es möglich, aus der Größe der Kernschwingungen hier das Trägheitsmoment abzuschätzen. — Auch zu der Frage der Termaufspaltung kann neues Material geliefert werden. Besonders für die Hydride ergibt sich aus einem neuen Verschiebungssatz die Folgerung, daß die Atome der Molekel durch eine impulslose Zweierschale miteinander verbunden sind.