Grundlagen der Quantentheorie der chemischen Bindung

Zusammenfassung

Wie wir von der Chemie her wissen, können viele Atome sich zu ganz bestimmten Molekülen zusammenfügen, z. B. Atome des Chlors und Natriums zu Molekülen NaC1. Aber auch gleichartige Atome können eine Bindung eingehen, wie etwa im Fall des Wasserstoffs.H₂. Vor der Entstehung der Quantentheorie gab die Erklärung der chemischen Bindung den Chemikern und ebenso den Physikern Rätsel auf. Zwar war es noch bei der Bindung zwischen Ionen, etwa dem negativ geladenen Chlor-Ion und dem positiv geladenen Natrium-Ion, einsichtig, daß sich infolge der Anziehung der beiden geladenen Körper ein gebundener Zustand ergibt. Völlig rätselhaft hingegen blieb es, warum auch zwei gleiche Atome, die neutral sind (wie etwa das Wasserstoff-Atom), einen gebundenen Zustand eingehen können (homöopolare Bindung). Hier hat erst die Quantentheorie ein grundsätzliches Verständnis dieser Bindung ermöglicht. Aber auch im Falle der Ionen-Bindung (auch heteropolare Bindung genannt), haben sich durch die Quantentheorie grundsätzlich neue Einblicke ergeben. Zum Beispiel muß man ja verstehen, warum überhaupt die Ionen sich erst einmal bilden und warum etwa das Elektron, das vom Natrium zum Chlor übergegangen ist, dort einen energetisch günstigeren Zustand vorfindet. Im folgenden wollen wir einige wichtige Grundideen zur Quantentheorie der chemischen Bindung entwickeln. Es sei aber schon hier darauf hingewiesen, daß Physik und Chemie von einer vollständigen Lösung dieses Problems noch weit entfernt sind. Dies beruht darauf, daß hier stets die Wechselwirkung mehrerer Teilchen zu berücksichtigen ist.