Die Verwendung von Elektronendichte‐Diagrammen in der Quantenchemie

In diesem Aufsatz werden die Anwendungsmöglichkeiten von Computer‐erzeugten dreidimensionalen Elektronendichte‐Diagrammen in der Quantenchemie beschrieben. Zwei Formen der graphischen Darstellung sind einander gegenübergestellt: Querschnittselektronendichte‐Diagramme und Elektronendichte‐Molekülmodelle. Bei den zuerst genannten Diagrammen wird die Elektronendichte (als dritte Dimension) an einer durch ein Molekül gelegten Fläche (erste und zweite Dimension) abgebildet. Bei der zweiten Möglichkeit zeigt man Flächen mit gleicher Elektronendichte. Ausgewählte Beispiele illustrieren die Verwendung dieser Diagramme 1. als Kriterium für die Eignung von mathematischen Beschreibungen zur Berechnung einer Wellenfunktion, 2. zur Aufklärung von Zusammenhängen zwischen einem Molekülorbital und den Orbitalen der zugrundeliegenden Atome sowie 3. zur Veranschaulichung des kanonischen Satzes von Molekülorbitalen. Außerdem offenbaren diese graphischen Darstellungen 4. die Ähnlichkeit von charakteristischen Molekülorbitalen in verschiedenen Molekülen und lassen sich 5. zum Verständnis allgemein anerkannter chemischer Grundvorstellungen nutzen. Schließlich wird erörtert, inwiefern ein umfassenderer Einsatz von quantenchemischen Rechenverfahren für die praktische Chemie von Bedeutung sein könnte.