Zusammenfassung
Die Theorie des Atoms und der Molekel ist nicht nur eines der Hauptanwendungsgebiete der Quantenmechanik, sondern sie ist vor allem das Gebiet, auf dem der wesentliche Teil der Entwicklung dieser Theorie stattfand. Während Planck (1900) das Wirkungsquantum h bei der Betrachtung des Gesetzes der schwarzen Strahlung entdeckte und Einstein (1906) die grundlegende Beziehung zwischen der Frequenz des absorbierten Lichts und der Energiemenge, die aus der Strahlung in die Materie überging, beim lichtelektrischen Effekt fand, war es weiterhin insbesondere das Problem der Spektrallinien, d. h. die Frage ihrer Erklärung durch Eigenschaften der Atome und Molekeln, das zur Weiterentwicklung und zum vorläufigen Abschluß der Theorie führte. Bohrs Grundgesetze einer Theorie der atomaren Prozesse hatten als ersten Erfolg die Deutung des Wasserstoffatom-Spektrums und die Berechnung der Rydbergschen Zahl (1913). Sommerfeld und seine Schüler bildeten die Quantentheorie des Atoms fort als eine Systematik der Linienspektren; Bohr gelang eine großzügige Schau über das periodische System der Elemente durch Betrachtung des Zusammenhangs von Atombau und Spektrum; derselbe Zusammenhang führte Pauli zu seinem Ausschließungsprinzip. Von den beiden Fassungen, mit denen die strenge Quantenmechanik begann, knüpfte die Heisenbergsche (1925) an allgemeine spektroskopische Gesetze an, die Schrödingersche (1926) geschah an einer Behandlung des Wasserstoffatoms.
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Literatur
Insbesondere (1928/29 fertiggestellt): E. Frerichs, Analyse und Bau der Linienspektren, ds. Handb. Bd. XXI, Kap. 5, S. 273; A. Lande, Zeemaneffekt, ds. Handb. Bd. XXI, Kap. 7, S. 360; R. Mecke, Bandenspektra, ds. Handb. Bd. XXI, Kap. 11, S. 493.
Vgl. Kap. 1 ds. Bandes (RummNowicz).
Vgl. die zahlreichen Darstellungen, etwa: A. SOMMERFELD, Atombau und Spektrallinien, 5. Aufl. Braunschweig 1932; M. Born, Atommechanik I. Berlin 1925; F. Hund, Linienspektren und periodisches System der Elemente. Berlin 1927; W. Grotrian, Graphische Darstellung der Spektren von Atomen. Berlin 1928; E. Back u. A. Lande, Zeemaneffekt und Multiplettstruktur. Berlin 1925, sowie die schon erwähnten Artikel im Bd. XXI ds. Handbuches.
Vgl. Kap. 2 ds. Bandes (PAULI), Teil A, insbes. Ziff. 6.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 40, S. 742. 1927.
L. Brillouin, C. R. Bd. 183, S. 24. 1926; Journ. de phys. et le Radium Bd. 7, S. 353. 1926; G. WENTZEL, ZS. f. Phys. Bd. 38, S. 518. 1926; H. A. Kramers, ebenda Bd. 39, S. 828. 1926.
Vgl. Kap. 3 ds. Bandes (BETRE), Ziff. 1.
Vgl. Kap. 3 ds. Bandes (BETHE), Ziff. 6 u. 30.
Vgl. Kap. 3 ds. Bandes (BETHE), Ziff. 58.
Für die Entwicklung vgl. etwa: H. PoINcARÉ, Méthodes nouvelles de la mécanique céleste. 3 Bde. Paris 1892–99; M. Born, Atommechanik, Bd. I. Berlin 1925; M. Born, W. Heisenberg u. P. Jordan, ZS. f. Phys. Bd. 35, S. 557. 1932; E. Schrodinger, Ann. d. Phys. Bd. 80, S. 437. 1926.
W f-FeitlerU. F. London, ZS. f. Phys. Bd. 44, S. 455. 1927.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 38, S. 1109. 1931.
Es ist z. B. ausgeschlossen, wenn die Terme verschiedenen Symmetriecharakter (im Sinne von Ziff. 7) haben.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 42, S. 93. 1927; Bd. 52, S. 601. 1928; J. v. Neumann u. E. Wigner, Phys. ZS. Bd. 30, S. 467. 1929.
Vgl. auch Kap. I ds. Bandes (RusiNowlcz), Ziff. 24.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 34, S. 1293. 1929.
Vgl. F. Hund, Linienspektren. Berlin 1927.
An Darstellungen der Theorie der Atome oder wesentlicher Teile daraus seien außer den oben genannten in Bd. XXI ds. Handb. noch einige erwähnt (da viele Ergebnisse durch die neue Quantenmechanik wenig beeinflußt worden sind, sind solche darunter, die von ihr keinen wesentlichen Gebrauch machen): A. Sommerfeld, Atombau und Spektrallinien. Bd. I, 5. Aufl. Braunschweig 1931; F. Hund, Linienspektren und periodisches System der Elemente. Berlin 1927; L. PAULING U. S. Goudsmit, The structure of line spectra. New York 1930; E. BACK u. A. Lande, Zeemaneffekt und Multiplettstruktur. Berlin 1925; W. GAOTRIAN, Graphische Darstellung der Spektren von Atomen und Ionen mit ein, zwei und drei Valenzelektronen. 2 Bde. Berlin 1928.
Nach S. Goudsmit u. G. E. Ualenbeck, ZS. f. Phys. Bd. 35, S. 618. 1926.
E. Back u. S. Goudsmit, ZS. f. Phys. Bd. 47, S. 174. 1928; K. Murakawa, Scient. Pap. Inst. phys. chem. Res. Bd. 16, S. 243. 1931.
A. Lande, ZS. f. Phys. Bd. 15, S. 189. 1923.
W. Heisenberg u. P. Jordan, ZS. f. Phys. Bd. 37, S. 263. 1926.
Mit korrespondenzmhßigen t’berlegungen wurden die Zuordnungen von Sommerfeld Und Pauligegeben: A. Sommerfeld, ZS. f. Phys. Bd. 8, S. 257. 1922; A. Lande, ebenda Bd. 19, S. 112. 1923; W. PAULI, ebenda Bd. 20, S. 371. 1923. Die oben gegebene Formulierung bei F. Hund, Linienspektren 1927, S. 71 u. 110.
Nach H. Gieseler u. W. Grotrian, ZS. f. Phys. Bd. 39, S. 377. 1926.
W. Heisenberg, ZS. f. Phys. Bd. 39, S. 499. 1926; vgl. auch Kap. 3 ds. Bandes (BETHE), Ziff. 14.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 34, S. 1293. 1929.
G. Shortley, Phys. Rev. Bd. 40, S. 185. 1932; auf andere «’eise schon bei W. Heisenberg, Ann. d. Phys. Bd. 10, S. 888. 1931.
R. PEIERLS, ZS. f. Phys. Bd. 55, S. 938. 1929.
Vgl. z. B.: F. Hund, Linienspektren, S. 172f.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 52, S. 601. 1928. Die Angaben im Buche „Linienspektren“, § 39ff. sind auf Grund dieser Arbeit zum Teil zu berichtigen.
Vgl. auch Kap. 1 ds. Bandes (RUBINowIcz), Ziff. 16.
Vgl. z. B. R. MINxowsxr, Starkeffekt, ds. Handb. Bd. XXI, Kap. S, Ziff. 9f.
H. Betbe, ZS. f. Phys. Bd. 57, S. 815. 1929.
P. Starodubrowsky, ZS. f. Phys. Bd. 65, S. 806. 1930.
E. A. Hylleraas, ZS. f. Phys. Bd. 54, S. 347. 1929; E. A. HYLLERAAS u. B. UND- HEIM, ZS. f. Phys. Bd. 65, S. 759. 1930.
V. Cuilleminu. CL. Zener, ZS. f. Phys. Bd. 61, S. 199. 1930.
CL. Zener, Phys. Rev. Bd. 36, S. 51. 1930.
J. C. SLATER, Phys. Rev. Bd. 36, S. 57. 1930.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 31, S. 333; Bd. 32, S. 349. 1928.
L. Pauling, ZS. f. Phys. Bd. 40, S. 344. 1926; Proc. Roy. Soc. London (A) Bd. 114, S. 181. 1927; L. PAULING H. J. SHERMAN, ZS. f. Krist. (A) Bd. 81, S. 1. 1932.
Wie die Streuung auszurechnen ist, wenn die Elektronendichte sich additiv aus kugelsymmetrischen Verteilungen zusammensetzt, zeigt P. DEBYE, Phys. ZS. Bd. 28, S. 135.
F. Rasetti, ZS. f. Phys. Bd. 49, S. 546. 1928.
E. Fermi, ZS. f. Phys. Bd. 49, S. 550. 1928.
G. GentileU. E. Majorana, Rend. Lincei Bd. 8, S. 229. 1928.
E. Fermi, Leipziger Vorträge 1928.
E. A. Milne, Proc. Cambridge Phil. Soc. Bd. 23, S. 794. 1927; E. B. BAKER, Phys. Rev. Bd. 36, S. 630. 1930.
D. R. Hartree, Proc. Cambridge Phil. Soc. Bd. 24, S. 89, 111. 192S.
J. A. Gaunt, Proc. Cambridge Phil. Soc. Bd. 24, S. 328. 1928; J. C. SLATER, Phys. Rev. Bd. 32, S. 339. 1928; V. Focx, ZS. f. Phys. Bd. 61, S. 126. 1930.
Von Darstellungen der Theorie der Molekeln seien genannt: R. DE L. KRONIG, Band spectra and molecular structure. Cambridge (Engl.) 1930; W. WEIZEL, Bandenspektren, in Handb. d. Exper.-Phys. (Wien-Harms), Erg.-Bd. 1. 1931; R. S. MULLIKEN, Interpretation of band spectra. Rev. modern phys. Bd. 2, S. 60 u. 506. 1930; Bd. 3, S. 89. 1931; Bd. 4, S. 1. 1932.
M. Born u. R. OPPENHEIMER, Ann. d. Phys. Bd. S4, S. 457. 1927. Handbuch der Physik. 2. Aufl. XXIVil. 40
Beweis (im Rahmen der korrespondenzmäßigen Bandentheorie) bei A. Kratzer, ZS. f. Phys. Bd. 26, S. 40. 1924.
Quantenmechanische Durchrechnung bei E. FUSS, Ann. d. Phys. Bd. 80, S. 367; Bd. 81, S. 281. 1926.
P. M. Morse, Phys. Rev. Bd. 34, S. 57. 1929.
J. Franck, Trans. Faraday Soc. Bd. 25, Part 3. 1925; ZS. f. phys. Chem. Bd. 120, S. 144. 1926; E. U. Condon, Phys. Rev. Bd. 28, S. 1182. 1926; Proc. Nat. Acad. Amer. Bd. 13, S. 462. 1927; exakte Fassung bei M. Born U. R. Oppenheimer, 1. C.
Nach J. G. Winans u. E. G. C. Stückelberg, Proc. Nat. Acad. Amer. Bd. 14, S. 867. 1928. Vgl. auch W. Finkelnburg U. W. Weizel, ZS. f. Phys. Bd. 68, S. 577. 1931.
A. Sommerfeld, Wellenmechanischer Ergänzungsband, Braunschweig 1929, S. 24ff.
R. S. Mulliken, Phys. Rev. Bd. 28, S. 481, 1202. 1926, und folgende Arbeiten.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 36, S. 657. 1926.
E. C. Kemble, Phys. Rev. Bd. 30, S. 387. 1927; E. L. HILL U. J. H. VAN VLECK, ebenda Bd. 32, S. 250. 1928; J. H. VAN VLECK, ebenda Bd. 33, S. 467. 1929.
W. Weizel, ZS. f. Phys. Bd. 52, S. 175. 1928; G. H. DIEKE, ebenda Bd. 57, S. 71, 305. 1929.
R. H. Fowler, Phil. Mag. Bd. 49, S. 1272. 1925; G. H. Rieke, ZS. f. Phys. Bd. 33, S. 161. 1925; E. HÖNL u. F. London, ebenda Bd. 33, S. 803. 1925; R. S. Mulliken, Phys. Rev. Bd. 30, S. 138, 785. 1927; Bd. 32, S. 388. 1928; R. DE L. Kronig u. Y. Ftiioka, ZS. f. Phys. Bd. 63, S. 168. 1930.
C. Manneback, ZS. f. Phys. Bd. 62, S. 224. 1930.
Nicht zu verwechseln mit den geraden oder ungeraden Rotationstermen einer Molekel mit gleichen oder ungleichen Kernen.
W. Heisenberg, ZS. f. Phys. Bd. 41, S. 239. 1927.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 42, S. 93. 1927.
BOSE nahm die nach ihm benannte Statistik für Lichtquanten an. FERMI formulierte das Verhalten der Elektronen (Pauliprinzip) in analoger Weise wie BOSE das der Lichtquanten.
Vgl. die Zusammenfassung von R. DE L. KRONIG u. S. FRISCH, Phys. ZS. Bd. 32, S. 457. 1931.
Vgl. Kap. 6 ds. Bandes (MoTT), Ziff. 3.
W. F. Giauque u. H. L. Johnston, Nature Bd. 123, S. 318, 831. 1929.
A. S. King u. R. T. Birge, Phys. Rev. Bd. 34, S. 376. 1929; Bd. 35, S. 133. 1930. G. Herzberg, ZS. f. phys. Chem. (B) Bd. 9, S. 43. 1930.
D. M. Dennison, Proc. Roy. Soc. London (A) Bd. 115, S. 483. 1927.
Unter der anderen möglichen Annahme, daß die Übergänge zwischen kernsymmetrischen und kernantisymmetrischen Termen häufiger vorkommen und bei der Messung der spezifischen Wärme Temperaturgleichgewicht angenommen werden kann, hatte schon Hund (ZS. f. Phys. Bd. 42, S. 93. 1927) die spezifische Wärme berechnet. Das Ergebnis ist aber mit der späteren Analyse der Banden durch Holz’ (ZS. f. Phys. Bd. 44, S. 834. 1927) nichtverträglich.
K. F. Bonxoeffer u. P. Harteck, Naturwissensch. Bd. 17, S. 182. 1929; Berl. Ber.
S. 103; ZS. f. phys. Chem. (13) Bd. 4, S. 113. 1929; A. EUCKEN, Naturwissensch. Bd. 17, S. 182. 1929; A. Eucken u. K. Hiller, ZS. f. phys. Chem. (B) Bd. 4, S. 142. 1929. 2 V. Henri, C. R. Bd. 177, S. 1037. 1923; Structure des molécules. Paris 1925. a K. F. Bonhoeffer u. L. Farkas, ZS. f. phys. Chem. Bd. 134, S. 337. 1927.
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J. franck u. h. sponer, Gbttmger Nachr. 1928, S. 241; G. HERZBERG, ZS. f. Phys. Bd. 61, S. 604. 1930.
Eine eingehende Darstellung der Prädissoziationserscheinungen gibt G. HERZBERG, Ergebn. d. exakt. Naturwissensch. Bd. 10, S. 207. 1931.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 40, S. 742. 1927.
Burrau, Danske Vid. Selsk. m.-phys. meddel. Bd. 7, Nr. 14. 1927.
E. Teller, ZS. f. Phys. Bd. 61, S. 458. 1930.
L. Pauling, Chem. Rev. Bd. 5, S. 173. 1928; J. E. Lennard-Jones, Trans. Faraday Soc. Bd. 25, S. 668. 1929. H. PETERSEN (Physica Bd. ii, S. 227. 1931) gibt eine Zusammenstellung von Integralen (die n-Integrale fehlen).
G. C. Wick, ZS. f. Phys. Bd. 74, S. 773. 1932.
E. WIGNER u. E. E. Witmer, ZS. f. Phys. Bd. 51, S. 859. 1928.
W. heitler u. f. london, ZS. f. Phys. Bd. 44, S. 455. 1927.
Zusammenfassungen: W. Heitler, Phys. ZS. Bd. 31, S. 185. 1930; M. Born, Ergebn. d. exakt. Naturwissensch. Bd. 10, S. 387. 1931.
E. C. kemble u. c. zener, Phys. Rev. Bd. 33, S. 512. 1929.
J. H. Bartlett, Phys. Rev. Bd. 37, S. 507. 1931.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 37, S. 481; Bd. 38, S. 1109. 1931; L. PAULING, Journ. Amer. Chem. Soc. Bd. 53, S. 1367. 1931.
W. heitler u. f. london, ZS. f. Phys. Bd. 44, S. 455. 1927; Y. SUGIURA, ebenda Bd. 45, S. 484. 1927.
Das Verfahren ist angegeben von F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 63, S. 719. 1929.
Ausführliche Darstellungen: R. S. MULLIKEN, Rev. mod. phys. Bd. 2, S. 60 u. 506. 1930; Bd. 3, S. 89. 1931; Bd. 4, S. 1. 1932; W. WEIZEL, Bandenspektren. Handb. d. Exper.-Phys. (WIEN-HARMS) Erg.-Bd. I. Leipzig 1931.
R. S. Mulliken, Phys. Rev. Bd. 26, S. 561. 1925.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd.
G. Herzberg, ZS. f. Phys. S. 186, 761. 1928; Bd. 33, S. 730. S. 719. 1929.
Vgl. Z. B. W. WEIZEL Inl40, S. 742; Bd. 42, S. 93. 1927.
Bd. 57, S. 601. 1929; R. S. Mulliken, Phys. Rev. Bd. 32, 1929; F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 51, S. 759. 1928; Bd. 63, Handb. d. Exper.-Phys. Erg.-Bd. I. 1931.
W. Weizel, ZS. f. Phys. Bd. 52, S. 175. 1928; Bd. 54, S. 321. 1929.
Eine Übersicht vom theoretischen Standpunkt gibt F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 63, S. 719. 1930.
F. London, ZS. f. Phys. Bd. 46, S. 455. 1928 (besonders S. 472ff.).
J. H. Van Vleck, Phys. Rev. Bd. 31, S. 587. 1928.
a Burrau, Danske Vid. Selsk. m.-phys. meddel. Bd. 7, Nr. 14. 1927.
L. Pauling, Chem. Rev. Bd. 5, S. 173. 1928.
V. guillemin u. cl. zener, Proc. Nat. Acad. Amer. Bd. 15, S. 314. 1929.
P. M. Morse u. F. C. G. Stueckelberg, Phys. Rev. Bd. 33, S. 932. 1929.
J. E. Lennard-Jones, Trans. Faraday. Soc. Bd. 24, S. 668. 1929.
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N. Rosen, Phys. Rev. Bd. 38, S. 2099. 1931.
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Cr.. zener u. v. ciuillemin, Phys. Rev. Bd. 34, S. 999. 1929.
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J. H. Bartlett, Phys. Rev. Bd. 37, S. 507. 1931.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 32, S. 349. 1928.
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F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 77, S. 12. 1932.
W. Lenz, ZS. f. Phys. Bd. 77, S. 713. 1932; H. JENSEN, ZS. f. Phys. Bd. 77, S. 722. 1932.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 43, S. 805. 1927.
E. F. Barker, Phys. Rev. Bd. 33, S. 684. 1929.
D. M. Dennison, Phys. Rev. Bd. 28, S. 318. 1926; F. Reiche u. H. Rademacher, ZS. f. Phys. Bd. 39, S. 444. 1926; Bd. 41, S. 453. 1927; R. DE L. Kronig, Phys. Rev. Bd. 29, 5. 262. 1927.
Vgl. Z. B. Courant-Hilbert, Methoden der mathem. Physik Bd. I, 2. Aufl., S. 76f. Berlin 1931.
F. Hund, Göttinger Nachr., m.-phys. Kl. 1927, S. 465.
E. E. Witmer, Proc. Nat. Acad. Amer. Bd. 12, S. 602. 1926; Bd. 13, S. 60. 1927; F. LüTGEMEIER, ZS. f. Phys. Bd. 38, S. 251. 1926.
H. A. Kramers u. G. P. Ittmann, ZS. f. Phys. Bd. 53, S. 553; Bd. 58, S. 217. 1929.
D. M. Dennison, Rev. mod. Physics Bd. 3, S. 280. 1931.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 43, S. 805. 1927; W. Elert, ebenda Bd. 51, S. 6. 9928.
E. teller u. l. tisza, ZS. f. Phys. Bd. 73, S. 791. 1932.
Vgl. Kap. 1 ds. Bandes (RusiNowicz), Ziff. 20, und Kap. 5 ds. Bandes (WENTZEL), Ziff. 19.
C. Manneback, ZS. f. Phys. Bd. 62, S. 224. 1930.
G. Placzek, ZS. f. Phys. Bd. 70, S. 84. 1931; Leipziger Vorträge 1931, S. 71.
F. London, ZS. f. Phys. Bd. 46, S. 455. 1927.
Eine Darstellung und Kritik der Theorie der Spinvalenz und besonders des von WEYL herrührenden Beitrags gibt M. Born in Ergebn. d. exakt. Naturwissensch. Bd. 10, S. 387. 1931.
J. C. Slater, Phys. Rev. Bd. 38, S. 1109. 1931.
L. Pauling, Journ. Amer. Chem. Soc. Bd. 53, S. 1367. 1931.
R. Hultgren, Phys. Rev. Bd. 40, S. 891. 1932.
W. Heisenberg, ZS. f. Phys. Bd. 49, S. 619. 1928.
J. H. Bartlett, Phys. Rev. Bd. 37, S. 507. 1931.
Heisenbergs Theorie des Ferromagnetismus (1. c.) fordert gerade positive Austauschintegrale bei den ferromagnetischen Metallen.
G. Herzberg, ZS. f. Phys. Bd. 57, S. 601. 1929.
J. E. Lennard-Jones, Trans. Faraday. Soc. Bd. 25, S. 668. 1929.
W. Heitler u. G. Herzberg, ZS. f. Phys. Bd. 53, S. 52. 1929.
F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 73, S. 565. 1932.
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F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 73, S. 565. 1932.
HücxEL, ZS. f. Phys. Bd. 76, S. 628. 1932.
Diese Auffassung bei Slater, Phys. Rev. Bd. 37, S. 481. 1931.
Da es wohl den elektrischen Strom nicht leitet, ist es vermutlich ein Gitter mit lokalisierten Bindungen; vgl. F. Hund, ZS. f. Phys. Bd. 74, S. 1. 1932.
R. Eisenschitz u. F. London, ZS. f. Phys. Bd. 60, S. 491. 1930; F. London, ebenda Bd. 63, S. 245. 1930; ZS. f. phys. Chem. B Bd. 11, S. 222. 1930.
Die Störungsrechnung besteht ja nicht in einer Entwicklung nach Potenzen von 1/R, sondern in der sukzessiven Einbeziehung von Eigenfunktionen neuer Zustände der Atome in die Annäherung der Eigenfunktion der Molekel.
Über diese Effekte vgl. Kap. 1 des Bandes XXIV/2 ds. Handbuchs (Herzfeld), Ziff. 83 bis 85.
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Hund, F. (1933). Allgemeine Quantenmechanik des Atom- und Molekelbaues. In: Bethe, H., et al. Quantentheorie. Handbuch der Physik. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-52619-0_4
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