Elektronenwolken
Die Elektronenwolke von neun Molekülen, berechnet mit der Quantenchemie. Drehe die Moleküle, ändere die Größe der Wolke und färbe sie nach der Ladung: Wo sitzen die Elektronen dichter, wo dünner?
Dieser Browser kann keine 3D-Grafik (WebGL) anzeigen.
Modell und Grenzen
- Die Elektronendichte ist mit dem Quantenchemie-Programm Psi4 berechnet (Dichtefunktional B3LYP, Basis 6-31G(d)), für jedes Molekül in seiner berechneten Gleichgewichtsform. Wasser hat die gemessene Form.
- Eine Elektronenwolke hat keinen scharfen Rand: Die Dichte nimmt nach außen nur immer weiter ab. Die Hülle zeigt, wo die Dichte einen bestimmten Wert hat. Der Schieberegler wählt diesen Wert; darunter steht, welcher Anteil der Elektronen innerhalb der Hülle liegt. Üblich für Bilder von Molekülen ist 0,002 Elektronen pro bohr³ (1 bohr = 0,53 Å).
- Die Farbe zeigt das elektrostatische Potential auf der Hülle: rot, wo die Elektronen überwiegen (δ−), blau, wo die Atomkerne überwiegen (δ+), gelb, wo beides sich ausgleicht. Alle Moleküle haben dieselbe Farbskala und lassen sich deshalb vergleichen.
- Die Punktwolke verteilt Punkte so, dass ihre Dichte der Elektronendichte folgt. Ganz nah an den Kernen (innere Elektronen) ist die Dichte gekappt, sonst lägen fast alle Punkte dort. Die Punktwolke ist einfarbig: Die Ladungsfarben beschreiben die Außenseite der Wolke; im Inneren, nah an den Kernen, überwiegen immer die positiven Kerne.
- Atome, Bindungen, δ+/δ− und Dipolpfeil sind Modellzeichen, die Wolke selbst ist berechnet. Die Länge des Dipolpfeils entspricht dem gemessenen Dipolmoment (H₂O 1,85 D, NH₃ 1,47 D, HCl 1,08 D).
- O₂ hat zwei ungepaarte Elektronen (Triplett); auch das ist in der Rechnung berücksichtigt.
- Die Rechnungen lassen sich mit den Skripten im Ordner
scripts/esp dieses Projekts wiederholen.
- Wie das gerechnet und gezeichnet ist, steht ausführlich unter Methoden.