Electronic wave functions for atoms

Several specialized configuration interaction (CI) calculations for the ground states of the He isoelectronic series have been carried out with the purpose of defining successive orders of approximation to the wave function, so that reliable patterns of convergence can be investigated for the energy, some one-electron expectation values, and the wave function itself. We advocate the use of a sequence of wave functions to extrapolate expectation values and to find the extrapolation error = final error bound. As a direct consequence of this study, we show what the utmost limitations of CI expansions are for these systems and what is to be expected in similar situations (electron pairs in many-electron wave functions). Finally, a comparison is made between CI and interparticle coordinates wave functions.

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Zusammenfassung Für die isoelektronische Reihe des He werden eine Reihe spezieller CI-Rechnungen für die Grundzustände ausgeführt mit dem Ziel, eine Folge von Näherungen an die Wellenfunktion definieren zu können. Auf diese Weise können zuverlässige Kriterien für das Konvergenzverhalten für die Energie, einige Ein-Elektronen-Erwartungswerte und für die Wellenfunktion untersucht werden. Wir befürworten den Gebrauch einer Folge von Wellenfunktionen, um die Erwartungswerte extrapolieren zu können und den Fehler der Extrapolation (= die endgültige Fehlergrenze) zu finden. Darausfolgend zeigen wir für diese Systeme die Grenzen von CI-Reihen und was in ähnlichen Fällen (Elektronenpaaren in Mehr-Elektronen-Wellen-Funktionen) zu erwarten ist. CI Funktionen und Funktionen, die die Relativkoordinaten der Teilchen enthalten, werden verglichen.

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Résumé On a effectué plusieurs calculs d'interaction de configuration spécialisés pour les états fondamentaux de la série isoélectronique à He, en vue de déterminer la fonction d'onde avec différents degrés d'approximation pour étudier avec sûreté la convergence de l'énergie, de certains observables monoélectroniques et de la fonction d'onde elle même. Nous avons recours à une suite de fonctions d'onde pour extrapoler les valeurs moyennes et trouver la limite d'erreur. Cette étude a pour conséquence directe de montrer que les limitations les plus sévères du traitement d'I.C. apparaissent pour ces systèmes et sans doute pour ceux présentant une situation analogue (paires électroniques dans des fonctions d'onde polyélectroniques). Finallement, on compare l'I.C. et les fonctions d'onde contenant les coordonnées interparticulaires.

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This work was supported by grants from the National Science Foundation and the US Air Force Office of Scientific Research.     

Über Grundlagen des Trennvorganges bei der Ringofenmethode

Zusammenfassung Um den Trenneffekt bei der Ringofenmethode beurteilen zu können, müssen die Mengen der zu trennenden Komponenten bekannt sein, die an der Auftragstelle fixiert bleiben bzw. unter gleichen Versuchsbedingungen auf Grund der Löslichkeitsverhältnisse in die Ringzone ausgewaschen werden.Es wird versucht, an Hand von Löslichkeitsangaben quantitative Aussagen über die Möglichkeit der Fixierung verschiedener Substanzen bei der Durchführung eines Waschprozesses auf dem Ringofen zu machen.

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Summary To be able to judge the separatory effect in the ring furnace method, it is necessary to know the amounts of the components to be separated that remain fixed at the point of application or that can be washed out into the ring zone on the basis of the solubility relationships under the same experimental conditions. An attempt was made, on the basis of solubility data, to make quantitative predictions regarding the possibility of fixing various substances when conducting a washing process on the ring furnace.

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Résumé Afin de pouvoir juger de l'effet de séparation par la méthode du four annulaire, on doit connaître les quantités des constituants à séparer restant fixées à l'endroit du dépôt ou sous conditions opératoires analogues étant extrait par lavage dans la zone annulaire, suivant rapports de solubilité.En tenant compte des valeurs de la solubilité, on a essayé de prévoir quantitativement la possibilité de fixation de substances différentes par un processus de lavage sur le four annulaire.

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Herrn Prof. Dr. Ing.M. Jureek zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Die Bestimmung der kritischen Temperatur auf dem Mikroschmelzpunktapparat

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Bestimmung der kritischen Temperatur auf dem Mikroschmelzpunktapparat beschrieben, wobei die dünnen Kapillaren mittels eines Verschiebers während der Bestimmung in ihrer ganzen Länge kontrolliert werden können (Tabelle mit einer Anzahl von Substanzen). Die Brauchbarkeit der kritischen Temperatur als mikrochemisches Kennzeichen wird im Hinblick auf die Brechungsindexbestimmung diskutiert, wobei letzterer, insbesondere be Untersuchungen von Gemischen, im allgemeinen der Vorzug zu geben ist. Ferner wird beim Schwefelkohlenstoff in der Nähe der kritischen Temperatur der Brechungsindex bestimmt und ein hoher Temperaturkoeffizient gefunden.

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Résumé (W) On décrit un procédé pour déterminer la température critique avec un micro-appareil à point de fusion; on peut y contrôler les capillaires fins sur toute leur longueur, durant la détermination, au moyen d'un curseur (tabelle pour un certain nombre de substances). Les auteurs discutent des possibilités d'emploi de la température critique comme facteur microchimique nouveau, en comparaison avec les mesures de l'indice de réfraction; ces derniers sont cependant préférables, notamment pour l'étude des mélanges.

     

Neuere Ergebnisse der Thermo-Derivatographie

Zusammenfassung Durch Beispiele aus dem Gebiet der organischen und anorganischen Chemie, der Komplexchemie und der chemischen Technologie wurde gezeigt, daß derivatographische Untersuchungen zur Lösung wissenschaftlicher Aufgaben gut verwendet werden können.

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Summary It was shown, through examples taken from the field of organic and inorganic chemistry, complex chemistry and chemical technology, that derivatographic studies can be effectively employed to solve scientific problems.

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Résumé A l'aide d'exemples pris dans le domaine de la chimie organique et minérale, de la chimie des complexes et de la technologie chimique, on montre que l'on peut appliquer dans de bonnes conditions les méthodes dérivatographiques à la solution des problèmes scientifiques.

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Plenarvortrag beim Symposium für analytische Chemie in Graz, am 30. September 1965     

Über die Wahl der Lösungsmittelsysteme bei der papierchromatographischen Trennung organischer Verbindungen

Zusammenfassung An praktischen Beispielen wurde gezeigt, in welcher Weise die Trennung organischer Verbindungen mittels Papierchromatographie erzielt werden kann. Man ist nicht auf einige bewährte Lösungsmittel systeme allein angewiesen, sondern kann von Fall zu Fall systematisch neue und geeignete Systeme benützen. Es hat sich bewährt, sich nach den elementaren Löslichkeitsregeln für organische Stoffe zu richten, unter der Voraussetzung, daß die zu chromatographierende Verbindung in der stationären Phase gut, in der mobilen Phase dagegen weniger löslich ist. Durch Änderung der stationären Phase (Wasser, nicht wäßriges, polares Lösungsmittel, nicht polares Lösungsmittel) oder der Polarität und Zusammensetzung der mobilen Phase kann man das Wandern der Flecke am Chromatogramm beeinflussen, beliebige R_fWerte erhalten und in vielen Fällen auch eine beliebige Reihenfolge der Verbindungen am Chromatogramm erzielen.Da die Löslichkeit organischer Verbindungen von intermolekularen Kräften abhängig ist, erscheint das Problem im Zusammenhang mit strukturellen Einflüssen sehr kompliziert und muß für jeden Fall auf eigene Weise gelöst werden. Die Löslichkeitseigenschaften können weiter durch Benutzung reaktiver Lösungsmittel beeinflußt werden, die z. B. die Verbindungen in wasserlösliche Salze überführen können. Dabei ist an die möglichen Komplikationen, die bei ionisierbaren Verbindungen durch Dissoziation und Hydrolyse entstehen können, zu achten.Von den Hauptfaktoren, die eine Trennung ermöglichen können, seien die folgenden erwähnt: funktionelle Gruppen, ihre Anzahl, Polarität, gegenseitige Stellung, bzw. ihre Basizität oder Azidität, C-Atomanzahl in homologen Verbindungen, inter- und intramolekulare Wasserstoffbindungen, sterische Faktoren u. a. Es ist dann von der Art des gewählten Lösungsmittelsystems abhängig, welche der genannten Faktoren im Vordergrund stehen und welche beseitigt werden.Wenn die Löslichkeitsunterschiede der zu trennenden Stoffe zu gering sind, um gute Trennungen zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, die Verbindungen in solche Derivate zu überführen, deren Strukturunterschiede größer sind.

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Summary Practical examples are given to show how organic compounds can be separated by means of paper chromatography. The operator is not limited to tested solvent systems, but can use new suitable systems as the occasion demands. It has been found best to abide by the elementary rules of solubility of organic compounds, provided the compound to be chromatographed is quite soluble in the stationary phase but less soluble in the mobile phase. By altering the stationary phase (water, nonaqueous, polar solvent, non-polar solvent) or the polarity and composition of the mobile phase, the migration of the stains in the chromatogram can be influenced, selectedR _f -values can be obtained, and in many cases it is also possible to secure a desired succession of the compounds on the chromatogram.Since the solubility of organic compounds depends on intermolecular forces, the problem in connection with structural influences appears very complicated and must be solved individually for each case. Moreover, the solubility characteristics can be affected by using reactive solvents; for instance, the compounds can be converted into water soluble salts. Under such circumstances, sight must not be lost of the complications which may arise because of the dissociation and hydrolysis of ionizable compounds. The following are among the chief factors, which may make a separation possible: functional groups, their number, polarity, relative position, their basicity or acidity, C-atom number in homologous compounds, inter- and intramolecular hydrogen bonds, steric factors, etc. It then depends on the type of solvent system selected, which of these factors are predominant and which can be neglected or eliminated.If the solubility differences are too slight to permit good separations, the compounds to be separated should, if possible, be converted into derivatives whose structural differences are more pronounced.

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Résumé Des exemples pratiques montrent comment il est possible d'effectuer la séparation de combinaisons organiques par Chromatographie sur papier. Il n'est pas uniquement fait appel à des systèmes de solvants éprouvés mais, dans certains cas, de nouveaux systèmes appropriés sont systématiquement utilisés.Il s'est avéré satisfaisant de faire appel aux règles élémentaires de solubilité des substances organiques sous réserve que la combinaison à chromatographier soit suffisamment soluble dans la phase stationnaire et moins soluble dans la phase mobile. En faisant varier la phase stationnaire (eau, solvant non aqueux, solvant polaire, solvant non polaire) ou la polarité et la composition de la phase mobile, il est possible d'influencer la migration des taches du chromatogramme, d'obtenir des valeurs deR _f désirées et, dans de nombreux cas, d'obtenir les combinaisons dans un ordre déterminé sur le chromatogramme.La solubilité des combinaisons organiques étant fonction des forces intermoléculaires il en résulte que le problème se complique considérablement dans la mesure où l'on considère les influences structurelles et que chaque cas particulier doit recevoir une solution qui lui est propre. Les propriétés de solubilité peuvent en outre être influencées par l'emploi de solvants réactifs qui peuvent transformer, par exemple les combinaisons en sels solubles dans l'eau. Il faut alors tenir compte des possibilités de complications qui peuvent apparaître par dissociation et hydrolyse des combinaisons ionisables.Parmi les principaux facteurs qui permettent une séparation, il convient de mentionner les suivants: les groupes fonctionnels, leur nombre, leur polarité, leur position relative, ou encore leur acidité ou leur basicité, le nombre d'atomes de carbone de combinaisons homologues, les liaisons hydrogène inter- et intramoléculaires, les facteurs stériques, etc. Suivant la nature du système solvant choisi pourront alors varier les facteurs dont l'effet est prépondérant et ceux dont l'effet est nul. Lorsque les différences de solubilité des substances à séparer sont trop faibles pour permettre des séparations satisfaisantes, il est commode de transformer les combinaisons en dérivés dont les différences de structure soient plus importantes.

     

Determination of molecular properties by the method of moments. III

The wave functions of the water and the ammonia molecules have been determined for many nuclear configurations by both the method of moments and the method of energy variation. The accuracy of the results obtained by the two methods is similar although the method of moments requires considerably less integrational work. Some technical problems connected with the use of the method of moments are discussed.

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Zusammenfassung Die Wellenfunktionen des Wasser- und Ammoniakmoleküls wurden für mehrere molekulare Konfigurationen nach der Momentenmethode und der Methode der Energievariation bestimmt. Die Genauigkeit beider Methoden ist ungefähr gleich, obwohl bei der Momentenmethode weniger Aufwand an Integration benötigt wird. Einige technische Probleme bei der Verwendung der Momentenmethode werden diskutiert.

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Résumé Les fonctions d'onde de l'eau et de l'ammoniac ont été déterminées pour de nombreuses configurations nucléaires par la méthode des moments et la méthode variationnelle. Les précisions atteintes par les deux méthodes sont comparables quoique la méthode des moments nécessite un moindre effort sur le plan des intégrations. Discussion de certains problèmes techniques liés à l'emploi de la méthode des moments.

     

Determination of molecular properties by the method of moments. II

The wave functions and energies of a number of diatomic molecules have been determined for different nuclear separations by both the method of energy variation and the method of moments. The results obtained by the two methods are compared and indicate definite advantages of the method of moments over the method of energy variation.

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Zusammenfassung Für eine Reihe zweiatomiger Moleküle werden für verschiedene Kernabstände die Wellenfunktionen und Energien nach der Methode der Energievariation und nach der neueren Momentenmethode bestimmt. Der Vergleich der Ergebnisse zeigt, daß die Momentenmethode erhebliche Vorteile besitzt gegenüber der üblichen Methode der Energievariation.

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Résumé Les fonctions d'onde et les énergies de plusieurs molécules diatomiques ont été déterminées à différentes distances internucléaires par la méthode de variation de l'énergie et par la méthode des moments. Les résultats comparés des deux méthodes indiquent de nets avantages de la méthode des moments sur la méthode de variation de l'énergie.

     

Phases nématiques dans les mélanges binaires polymère-solvant

Résumé Dans l'hypothèse des mélanges idéaux, nous avons calculé les diagrammes de phase pour des mélanges binaires polymère/solvant en utilisant les équations deSchröder-Van Laar. Nous avons particulièrement étudié la possibilité d'existence de phases nématiques. Nous avons montré que le domaine de concentration dans lequel ces phases peuvent être observées est généralement très faible, sauf dans le cas où le polymère et le solvant présentent une zone nématique dans le même domaine de températures. L'existence des phases nématiques lyotropes observées avec les polymères peut s'expliquer par une très forte enthalpie de mélange entre les espèces.

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Summary With assumption of ideality, the phase diagrams of binary mixtures polymer/solvent have been calculated using Schröder-Van Laar equations. The possibility of existence of nematic phases has been particularly explored. It has been found that the concentration range in which nematic phases can be observed is generally extremely narrow, unless both the polymer and the solvent are nematic in the same range of temperatures. The existence of lyotropec nematic phases with rigid polymers has therefore to be interpreted as indicating strong enthalpic interactions between the species.

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Zusammenfassung Von der Hypothese der idealen Gemische ausgehend, haben wir, durch Anwendung der Schröder-Van Laar Gleichungen, die Phasendiagramme für binäre Polymeres/Lösungsmittel-Gemische berechnet.Wir haben besonders die Existenzmöglichkeit nematischer Phasen untersucht.Es wurde gezeigt, daß der Konzentrationsbereich, in dem diese Phasen beobachtet werden können, im allgemeinen sehr beschränkt ist, außer in dem Fall, in dem das Polymere und das Lösungsmittel einen nematischen Bereich in demselben Temperaturbeteich aufzeigen.Die Existenz der mit Polymeren beobachteten lyotropischen nematischen Phasen kann durch eine sehr starke Mischenthalpie zwischen den Komponenten erklärt werden.

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Avec 11 figures et 2 tableaux     

Die Bestimmung der Vitamine als mikrochemische Aufgabe

Zusammenfassung An Hand einer tabellarischen Übersicht über die wichtigsten Vitamine werden die Möglichkeiten ihrer quantitativen Bestimmung mittels chemischer und physiko-chemischer Methoden erläutert, und diese den biologischen und mikrobiologischen Bestimmungsverfahren gegenübergestellt. Einzelne Beispiele sollen die mikrochemischen Grundprinzipien, Möglichkeiten und Schwierigkeiten der chemischen Vitaminanalyse beleuchten. Zum Schluß werden Aufgaben und Bedeutung der Vitaminbestimmungen in der pharmazeutischen Chemie und am Krankenbett einerseits, in der modernen Nahrungsmittelindustrie anderseits skizziert.

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Summary A survey on the most important vitamins is presented, showing the possibilities for their quantitative estimation using chemical and physicochemical methods, and these in turn are compared with the biological and microbiological estimation methods. Some examples serve to demonstrate the microchemical basic principles, the possibilities, and difficulties of vitamin analysis by chemical methods. Finally an outline has been made of the problems arising in vitamin assays and of their significance in pharmaceutical chemistry and clinical application as also in modern food industry.

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Résumé Les possibilités de la détermination quantitative des principales vitamines au moyen de méthodes chimiques et physico-chimiques sont exposées dans un tableau qui contient également les procédés de détermination biologiques et microbiologiques. Quelques exemples illustrent les principes fondamentaux de l'analyse microchimique des vitamines, ses possibilités et ses difficultés. Pour terminer nous discutons les problèmes et l'importance de la détermination des vitamines pour la chimie pharmaceutique et son application clinique ainsi que pour l'industrie alimentaire moderne.

     

A theory of the optical properties of vitamin B 12 and its derivatives

LCAO-MO calculations have been made on the -electron system of corrin, using both Hückel and Pariser-Parr-Pople methods, with particular emphasis on the way in which the energies of the excited configurations vary with the valence state ionization potentials of the four ligand nitrogen atoms. Configuration interaction between the second and third excited states is particularly sensitive to the effective nuclear charges of these nitrogen atoms, and hence to the covalency of the bond between the metal and the axial ligands. The dipole and rotational strengths calculated by assuming that the molecular conformation in solution is the same as that found in the crystal lead to the conclusion that the wide variations in the absorption and circular dichroism spectra may be due to electronic changes. Low temperature solution spectra of dicyanocobinamide and methylcobalamin are presented and assignments discussed.

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Zusammenfassung HMO und PPP-Rechnungen wurden am Corrin-System durchgeführt. Energieänderungen angeregter Konfigurationen in Abhängigkeit von den Valenzzustands-Ionisationspotentialen der vier äquatorialen N-Atome werden untersucht. Die Konfigurationenwechselwirkung ist empfindlich gegen die effektive Kernladungszahl der N-Atome, und daher abhängig von der Bindung zwischen Zentralatom und den axialen Liganden. Unter der Voraussetzung, daß die Konformation des Moleküls in Lösung die gleiche ist wie im Kristall, ergibt sich, daß die großen Unterschiede der Spektren der Komplexe mit verschiedenen axialen Liganden auf elektronische Unterschiede zurückgeführt werden können. Die Zuordnung der gemessenen Tieftemperatur-Lösungs-Spektren von Dicyanocobinamid und Methylcobalamin wird diskutiert.

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Résumé Des calculs LCAO-MO des électrons de la corrine selon les méthodes de Hückel et de Pariser-Parr-Pople ont été effectués avec une insistance particulière sur la manière dont les énergies des configurations excitées varient avec les potentials d'ionisation des états de valence des quatre atomes d'azote liants. L'interaction de configuration entre le deuxième et le troisième état excité est particulièrement sensible aux charges nucléaires effectives de ces atomes d'azote, et par là au degré de covalence de la liaison entre le métal et les ligands axiaux. Les intensités dipolaires et rotatoires calculées en supposant que la conformation moléculaire en solution est la même que celle trouvée dans le cristal conduit à la conclusion que les grandes variations des spectres d'absorption et de dichroïsme circulaire sont dues à des variations de facteurs électroniques. Les spectres des solution de dicyanocobinamide et de méthylcobalamine à basse température sont présentés et les identifications sont discutées.

     

Zur spektrometrischen Analyse metallurgischer Schlacken im Bereich der optischen Emission und der Röntgenfluoreszenz

Zusammenfassung Die analytischen Einsatzmöglichkeiten der Röntgenfluoreszenz-Sekundäremission und der Emissionsspektrometrie überschneiden sich im optischen Bereich vielfach. Zum Verständnis des tatsächlichen industriellen Einsatzes beider Verfahren wird ihre Entwicklung in der Vergangenheit betrachtet. Es wird befürwortet, vorhandene Einrichtungen erst voll auszunutzen, ehe neue beschafft werden. In diesem Sinne werden Verfahren zur spektrometrischen Analyse metallurgischer Schlakken im Bereich der optischen Emission beschrieben, obwohl die Vorteile der Röntgenfluoreszenz nicht übersehen werden können.

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Summary The analytical possibilities of using roentgen fluorescence secondary emission and emission spectrometry frequently meet in the optical region. The development of both methods in the past is reviewed to make their actual industrial employment more understandable. It is recommended that the facilities at hand be utilized to their full extent before new ones are acquired. In line with this thought procedures are described for the spectrometric analysis of metallurgical slags in the field of optical emission, although the advantages of X-ray fluorescence is not overlooked.

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Résumé Les possibilités d'applications analytiques de l'émission secondaire de fluorescence X et de la spectrométrie d'émission se chevauchent fréquemment dans le domaine optique. Pour la réalisation pratique des deux procédés à l'échelle effectivement industrielle, on a considéré leur développement passé. On propose d'exploiter d'abord complètement les dispositifs qui existent déjà avant d'en présenter de nouveaux. On décrit ainsi les procédés d'analyse spectrométrique des scories métallurgiques dans le domaine de l'émission optique, bien que les avantages de la fluorescence X ne puissent pas être négligés.

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Vortrag anläßlich des Kolloquiums für metallkundliche Analyse mit besonderer Berücksichtigung der Elektronenstrahl-Mikroanalyse, Wien, 22. Oktober 1964.     

Analyse heterogener Legierungen durch Isolierung und durch Lokalanalyse mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde

Zusammenfassung Die beiden wichtigsten Verfahren zur quantitativen Analyse der Gefügebestandteile heterogener Legierungen sind die potentiostatische Isolierung und die Lokalanalyse mit der Elektronenstrahlmikrosonde. Manganstähle mit Carbiden definierter Zusammensetzung und Größe boten die Möglichkeit, erstmalig die quantitativen Aussagen dieser beiden Methoden miteinander zu vergleichen.Dabei erbrachte die Isolierung durch die gleichzeitige analytische Erfassung größerer Mengen der Matrix und der Carbidphasen sehr genaue Angaben ihrer durchschnittlichen Zusammensetzung. Örtliche Konzentrationsänderungen in derselben Phase werden jedoch nicht erfaßt. Dagegen zeigte sich, daß die lokale Röntgenspektralanalyse zwar vergleichbare Ergebnisse lieferte, aber auch bei Anregung mit einem feinfokussierten Elektronenstrahl (Durchmesser <1) die Genauigkeit der Werte bei Teilchengrößen <5 durch Anregung von Nachbarbereichen merkbar beeinflußt wird.Zerlegung und Phasenanalyse einerseits sowie Lokalanalyse mit der Elektronenstrahlmikrosonde anderseits haben ihren eigenständigen Anwendungsbereich. Unter Berücksichtigung der gegebenen Grenzen können sich beide Methoden zur Analyse metallischer Werkstoffe sinnvoll ergänzen.

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Summary The two most important procedures for the quantitative analysis of the structural constituents of heterogeneous alloys are the potentiostatic isolation and the local analysis by means of the electron beam microsonde. Manganese steels with carbides of definite composition and magnitude offered the possibility for securing quantitative statements for the first time with respect to the comparative merits of these two methods.The isolation gave very precise information concerning the average composition through the concurrent analytical involvement of larger amounts of the matrix and the carbide phases. However, local alterations in the concentration within the same phase were not revealed. On the other hand, it was found that though the local X-ray spectral analysis yielded comparable results, the accuracy of the values at particle sizes <5 is markedly influenced through excitation of neighboring regions when the excitation was due to a fine-focused electron beam (Ø <1).Decomposition and phase analysis on one hand and local analysis with the electron beam-microsonde on the other have their individual fields of application. If the given limitations are taken into account, both methods may contribute judiciously to the analysis of metallic industrial materials.

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Résumé L'isolement potentiostatique et l'analyse locale par la microsonde électronique représentent les deux procédés les plus importants pour l'analyse quantitative des constituants entrant dans la texture des alliages hétérogènes. Les aciers au manganèse avec carbures en composition et quantité définies offrent la possibilité, pour la première fois, de comparer entre elles les indications quantitatives de ces deux méthodes.L'isolement par détermination analytique simultanée de plus grandes quantités de matrice et de la phase carbure a rendu des données très précises de leur composition moyenne. Les modifications de concentration locale dans la même phase n'ont pourtant pas été atteintes. Par contre, il s'est avéré que l'analyse spectrale locale par rayons X conduisait à des résultats comparables, mais en excitant par un faisceau d'électrons finement focalisé (Ø<1), l'exactitude de la valeur pour les particules de dimensions inférieures à 5 se trouve influencée de façon notable par excitation des régions voisines.La séparation et l'analyse des phases d'une part, l'analyse locale par la microsonde à faisceau d'électrons d'autre part, ont leur domaine d'application propre. En tenant compte des limites données, les deux méthodes peuvent se compléter d'une manière judicieuse pour l'analyse des produits métalliques oeuvrés.

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Vortrag anläßlich des Kolloquiums für metallkundliche Analyse mit besonderer Berücksichtigung der Elektronenstrahl-Mikroanalyse, Wien, 22. Oktober 1964.     

Theoretische Begründung empirischer Schemata für die Berechnung von Dipolmomenten

Zusammenfassung Im Rahmen der MO-LCAO-Methode wird eine quantenchemische Interpretation der Größen gegeben, die in verschiedene empirische hergeleitete Rechenschemata für Dipolmomente von Verbindungen einer homologen Reihe eingehen.

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By the MO-LCAO-method there is given a quantum chemical interpretation of the parameters being used in several empirical schemes of computation of dipole moments of a series of homologous compounds.

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Résumé Dans le cadre de la méthode des orbitales moléculaires LCAO on donne une interprétation quantique des grandeurs qui s'introduisent dans les différents schémas de calculs établis empiriquement pour le calcul des moments dipolaires des composés d'une série homologue.

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Teilergebnisse der Dissertation von E. Gey (1965), die am Lehrstuhl für Molekülspektroskopie der Chemischen Fakultät der Moskauer Lommonossow-Universität unter Leitung von Prof. Dr. W. M. Tatewski und Dr. S. S. Jarowoi durchgeführt wurde.

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Abschließend möchte ich die Gelegenheit wahrnehmen, den Herren Prof. Dr. W. M. Tatewski und Dr. S. S. Jarowoi für die Themenstellung und die ständige Betreuung der Arbeit während meines Aspiranturaufenthaltes an der Staatlichen Moskauer Lommonossow-Universität herzlichst zu danken. Desgleichen möchte ich Herrn Dr. L. Zülicke vom Institut für Physikalische Chemie der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin für seine kritischen Hinweise danken.     

Fortschritte in der spektrochemischen Analyse der Nichtmetalle mit dem Stromstarken Niederspannungsfunken

Zusammenfassung Der spektrochemische Nachweis der Nichtmetalle mit dem stromstarken Niederspannungsfunken wurde verbessert. Es gelang, die Nachweisempfindlichkeit besonders auch durch Herabsetzung der Selbstinduktion zu steigern. Apparative Einzelheiten wurden zweckmäßiger gestaltet. Schwefel und Halogene außer Fluor können bis zu Mengen unter 1 g herab nachgewiesen werden, die Fluorlinien werden bei 10 g sichtbar. Der Argongehalt der Luft ist leicht nachzuweisen. In schwefelgeschädigten Edelmetallen zeigt sich der Schwefel sehr deutlich, ebenso in Stahlproben bis zu einem Gehalt von 0,02% und darunter. Die Bestimmung des Wasserstoffs in Metallen ist nach früheren Versuchen grundsätzlich möglich. Die Bedingungen werden angegeben und die gegensätzlichen Anforderungen der Anregung und der Verdampfung besprochen. Den Schluß bilden einige theoretische Bemerkungen über den Niederspannungsfunken.

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Summary An improvement is made in the spectrochemical detection of nonmetals with powerful low tension sparks. It was found possible to raise the detection sensitivity particularly by also lowering the self-induction. Details of the apparatus were more suitably constructed. Sulfur and halogens (except fluorine) can be detected down to quantities below 1g; the fluorine lines become visible at 10 g. It is easy to show the presence of argon in the air. The sulfur is readily detected in noble metals damaged by sulfur, and this element is distinctly revealed in steels down to 0.02% or less. Fundamentally, the determination of hydrogen in metals has been proved possible by earlier experiments. The conditions are stated and a discussion of the opposing demands of excitation and volatilization is included. Several theoretical remarks about low tension sparks conclude the paper.

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Résumé On a perfectionné la détection des éléments non métalliques à l'aide d'une étincelle de puissance à basse tension. Il est possible d'augmenter la sensibilité de détection, particulièrement en diminuant la self-induction. On donne des détails de construction des appareils les plus convenables. On peut détecter le soufre et les halogènes (sauf le fluor) jusqu'à 1g; les raies du fluor sont visibles à partir de 10 g. On montre facilement la présence d'argon dans l'air. On détecte aisément le soufre dans les métaux nobles altérés par du soufre; dans les aciers, on révèle distinctement cet élément jusqu'à 0,02% et même moins. La détection de l'hydrogène dans les métaux est possible. On décrit les conditions et discute les exigences opposées de la volatilisation et de l'excitation. On termine par diverses remarques théoriques sur les étincelles à basse tension.

     

On the calculation of energies of excited states

We reformulate a scheme for calculation of the energies of excited states which, unlike the variation method, does not require that the trial function be orthogonalized to the wavefunctions for lower excited states. The possibility of obtaining wavefunctions as well as energies is discussed, and an example of the scheme's application is made to the harmonic oscillator.

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Zusammenfassung Es wird eine neue Form für eine Methode zur Berechnung von angeregten Zuständen gegeben. Die Probefunktion braucht nicht wie bei der Variationsmethode orthogonal zu den Wellenfunktionen der tiefer liegenden Zuständen zu sein. Es wird die Möglichkeit diskutiert, Wellenfunktionen ebenso wie Energien zu erhalten. Das Schema wird auf den harmonischen Oszillator angewandt.

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Resume On donne une nouvelle forme pour une methode de calcul des niveaux excités. La methode ne demande pas l'orthogonalisation de la fonction d'essai par rapport aux fonctions d'onde correspondant aux niveaux inférieurs, ce qui montre un avantage auprès de la methode variationnelle. La possibilité d'obtenir les fonctions d'onde elles-mêmes est discutée, et on donne un exemple de l'application de cette nouvelle methode.

     

A correlation of the refractive index to the melting point and molecular weight of some organic compounds

Zusammenfassung Die Beziehungen zwischen Kristallbau, Form und Anordnung der Moleküle einerseits, Refraktion und Doppelbrechung anderseits werden unter Hinweis auf die einschlägige Literatur kurz besprochen. Kristalloptische Messungen können Auskunft über die Anordnung von Molekülen bekannter Struktur im Kristall geben und sie sind wertvoll für das Studium der Molekülorientierung in Fasern, Kunststoffen, Kautschuk, Proteinen und bei der Muskelkontraktion. Kenntnis des kristalloptischen Verhaltens erleichtert ferner die Untersuchung der Kristallstruktur mit Röntgenstrahlen.

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Résumé D'une part, les relations entre la structure cristalline, la forme et l'arrangement des molécules, d'autre part, la réfraction et la biréfringence, sont brièvement passés en revue avec une allusion à la littérature correspondante. Les mesures cristallo-optiques peuvent donner des renseignements sur l'arrangement des molécules de structure connue dans le cristal et elles sont précieuses pour l'étude de l'orientation des molécules dans les fibres, les matières artificielles, le caoutchouc, les protéines et pour l'étude de la contraction musculaire. La connaissance des propriétés cristallo-optiques simplifie en outre la recherche de la structure cristalline avec les rayons X.

     

Associations moléculaires dans les cristaux de mélanges binaires de savons

Conclusion La variation des valeurs des grands espacements ou les différentes valeurs des espacements trouvés avec les mélanges binaires des sels alcalins des acides gras de différentes longueurs de chaîne peuvent être expliquées de la façon suivante: Plus les longueurs des chaînes des deux espèces de molécules sont voisines, plus elles ont tendance à cristalliser comme s'il s'agissait de molécules identiques et plus elles forment donc aisément des solutions solides. Ceci se produit pour des valeurs de la différence relative du nombre d'atomes de carbonex/n 0,14. Au fur et à mesure que cette différence croît, ces mélanges peuvent donner un composé stchiométrique, mais ne plus donner des solutions solides en toutes proportions. Ceci se produit pour des valeurs dex/n comprises entre 0,14 et 0,50. Enfin si la différence relativex/n est plus grande que 0,50 les savons cristallisent séparément; il n'y a ni solution solide, ni composé moléculaire.

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Zusammenfassung Mit Hilfe von Röntgendiagrammen wurden binäre Gemische von Natriumsalzen der gesättigten Fettsäuren mit gerader Kohlenstoffatomzahl und mit unterschiedlicher Kettenlänge untersucht, um die Existenz von möglichen definierten Molekülverbindungen nachzuweisen.Zu diesem Zweck wurden systematisch alle möglichen binären Kombinationen der Seifen durchgemessen, wobei für jedes Seifenpaar eine Reihe Messungen in verschiedenem Verhältnis beider Konstituenten angefertigt wurde.Die einfache Betrachtung der absoluten unterschiedlichen Kettenlänge in einem solchen binären Gemisch gestattet nicht, die Ungleichheit der erhaltenen Resultate zu erklären, aber derrelative Unterschied n/n, das heißt bezogen auf die Anzahl der Kohlenstoffatome beider Ketten, läßt die Aufstellung einer allgemeinen Regel zu. Je nach der Größe dieses ansteigenden relativen Unterschieds beobachtet man zuerst eine Bildung von festen Lösungen, danach Molekülassoziationen mit definierten Proportionen, und schließlich eine getrennte Kristallisation der beiden Konstituenten. Diese Ergebnisse werden bestätigt durch die Solidus-Liquidus-Kurven derselben Seifengemische.

     

Developments in microchemical balance design

Summary The design of the modern microchemical balance is discussed, showing how new methods and techniques enable the chemist to obtain higher sensitivity and precision. Reference is made to new theories concerning the design of more reliable bearings, and the possibilities of new bearing materials are considered. The design of microchemical balance beams is discussed, and the importance of corrosion resistance, non-magnetic materials, strain relief, and stress analysis is emphasized. The design of riders, rider-bars, and arrestment mechanisms is mentioned, and the errors which can arise in their use are considered. Reference is also made to the value of standardisation of physical dimensions of microchemical apparatus, as a first step towards standardisation of weighing facilities provided on microchemical balances.The inter-relation of sensitivity and precision is considered and the practical applications of the results are mentioned, showing how specifications for balances should be compiled so as to be of maximum value to the microchemist.

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Zusammenfassung Der Bau moderner mikrochemischer Waagen wird erörtert und dabei gezeigt, wie neue technische Methoden den Chemiker in die Lage versetzen, höhere Empfindlichkeit und Genauigkeit zu erzielen. Neue Theorien über die Herstellung verläßlicher tragender Elemente werden mitgeteilt und die Möglichkeiten der Verwendung neuer Werkstoffe hierfür erwogen. Der Verfasser diskutiert die Konstruktion von Mikrowaagebalken; die Wichtigkeit von Korrosionsbeständigkeit, von antimagnetischem Material und Biegungsfestigkeit wird hervorgehoben. Die Form der Reiter, der Reiterauflage und die Konstruktion des Arretierungsmechanismus und die bei deren Gebrauch möglicherweise auftretenden Fehlerquellen werden dargelegt. Weiters wird der Wert der Standardisierung mikrochemischer Geräte betont, da hierin der erste Schritt auch zur Standardisierung mikrochemischer Wägebehelfe zu sehen ist.Die gegenseitige Abhängigkeit von Empfindlichkeit und Genauigkeit und deren praktische Anwendung ergeben die Möglichkeit, die Waage in allen Einzelheiten den Bedürfnissen des Mikrochemikers anzupassen.

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Résumé On discute le schéma de la microbalance moderne en montrant comment les nouvelles méthodes et les techniques permettent au chimiste d'obtenir une plus grande sensibilité et une plus grande précision. On fait appel aux nouvelles théories concernant une disposition plus appropriée du fléau et l'on envisage d'autres possibilités pour les substances formant ces fléaux. Le schéma de ceux-ci est discuté ainsi que l'importance de la résistance à la corrosion, des substances non-magnétiques, de l'influence de la tension et l'analyse de la flexion. On fait mention du schéma des cavaliers, des tiges de cavaliers, du mécanisme d'arrêt; on fait allusion également à l'importance de la standardisation des dimensions physiques de l'appareillage microchimique, comme premier pas vers la standardisation des processus de pesée sur les microbalances. On considère la relation entre la sensibilité et la précision et mentionne les applications pratiques des résultats qui montrent comment les spécifications pour les balances devraient être recueillies afin de présenter une grande valeur au microchimiste.

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With 4 figures.     

Theoretical calculation of electric dipole moments for conjugated systems

A detailed survey has been made of the potentialities of the VESCF molecular orbital procedure for computing electric dipole moments of conjugated molecules. Forty-one molecules, ranging from non-alternant hydrocarbons to a wide variety of heterocycles and benzene derivatives have been studied. The agreement between theory and experiment is always within 0.4 D and notably better than has been achieved by any alternative theoretical procedure so far. Some assessment is made of the relative merits of alternative techniques for dealing with neutral-atom penetration integrals and with two-electron coulomb integrals. Comments are made on the contributions of -bond polarities and of hydrogen atom hybridization moments.The possibility that the present procedure for treating heterocyclic oxygen is less satisfactory than for nitrogen is indicated, the molecules showing greatest deviations from experiment being oxygen heterocycles.The present study points up the fact that for some of the key molecules studied the experimental values are of uncertain reliability or, occasionally, not yet available.

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Zusammenfassung Im Rahmen der VESCF-Methode sind die Dipolmomente von 41 Molekülen mit konjugierten Systemen berechnet worden, beginnend mit nicht alternierenden Kohlenwasserstoffen bis zu einer Reihe von Heterocyclen und Benzolderivaten. Theorie und Experiment stimmen in den meisten Fällen bis auf 0.4 D — und damit wesentlich besser als bei den meisten bisherigen Verfahren — überein. Einige Bemerkungen in bezug auf die Vorteile einzelner Methoden, Durchdringungs- und Coulombintegrale zu behandeln, auf den Beitrag der -Elektronen und der Wasserstoffhybridisierungsmomente werden zur Ergänzung gemacht.Die angewandte Methode scheint zur Behandlung von Heterosauerstoff weniger geeignet als für Stickstoff zu sein, da Moleküle mit Sauerstoff die größten Abweichungen vom Experiment zeigen. Andererseits zeigt sich, daß die experimentellen Werte für einige wichtige Moleküle zweifelhaft sind.

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Résumé Etude détaillée des possibilités de la méthode des orbitales moléculaires SCF à électronégativité variable pour le calcul des moments dipolaires électriques des molécules conjuguées. L'étude a porté sur quarante et une molécules s'étendant d'hydrocarbures non alternants jusqu'à une large classe de dérivés benzéniques et d'hétérocycles. L'accord entre la théorie et l'expérience est presque toujours à moins de 0,4 D, étant notablement meilleur que celui obtenu jusqu'alors par une autre technique. On établit en partie les mérites relatifs des différentes techniques d'utilisation des intégrales de pénétration et des intégrales coulombiennes. On fait des commentaires sur les contributions des polarités des liaisons et des moments d'hybridation de l'atome d'hydrogène.On mentionne la possibilité pour le présent procédé de traiter l'oxygène hétérocyclique d'une manière moins satisfaisante que l'azote, les heterocycles oxygénés étant les molécules présentant le plus grand désaccord avec l'expérience.Cette étude souligne le fait que pour certaines molécules clés les données expérimentales sont peu certaines sinon inexistantes.

     

Determination of molecular properties by the method of moments

The method of moments and the method of least squares is applied to electron scattering on a simple model potential. Some general problems connected with treatment of scattering problems by the method of moments and the method of least squares are discussed. The calculations give an example of the random sampling type error estimates discussed in previous papers of the series, and present a possible way of optimizing nonlinear parameters in the framework of the method of moments and the method of least squares.

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Zusammenfassung Die Momentenmethode und die Methode der kleinsten Quadrate wird auf die Elektronenstreuung an einem einfachen Modellpotential angewandt. Einige allgemeine Probleme bei der Anwendung dieser beiden Methoden auf Streuprobleme wurden diskutiert. Die Berechnungen geben ein Beispiel der Fehlerabschätzung vom Stichproben-Typ, der in vorhergehenden Artikeln dieser Serie untersucht wurde; sie stellen eine Möglichkeit der Optimierung nicht-linearer Parameter bei den genannten zwei Methoden dar.

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Résumé La méthode des moments et la méthode des moindres carrés sont appliquées à l'étude de la diffusion électronique sur un potentiel modèle simple. Discussion de certains problèmes généraux liés à l'emploi de ces méthodes à l'étude de la diffusion. Les calculs donnet un exemple de l'estimation d'erreur par échantillonage discutée dans les articles précédents, et présentent une méthode pour optimiser des paramètres non linéaires dans le cadre des méthodes des moments et des moindres carrés.