Quantenmechanische Modellrechnung am Diboranmolekül

Zusammenfassung Im Rahmen einer quantenmechanischen Modellrechnung, deren Vorstellungen auf einer Arbeit von Hartmann und Mosch 19] basieren, wird die stabilste Atomkonfiguration für das Diboranmolekül berechnet. Das Molekül wird hierbei aus dreifach positiv geladenen Borionen und einfach negativ geladenen Hydridionen aufgebaut. Die effektiven Kernladungszahlen gehen als Variationsparameter im Sinne des Variationsprinzips der Quantenmechanik in die Rechnung ein. Durch Minimisierung der Gesamtenergie nach den geometrischen Parametern werden die Gleichgewichtslagen der Atome für die verschiedenen zur Diskussion gestellten Strukturmodelle bestimmt. Als Resultat ergibt sich für die in der Natur realisierte Brückenstruktur die tiefste Energie. Die berechneten geometrischen Parameterliegen in guter, die Dissoziationsenergie für die Reaktion B₂H₆2BH₃ in sehr guter Übereinstimmung mit dem Experiment.

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Model calculation on the diborane molecule

By means of a model calculation, based on ideas described by Hartmann and Mosch 19], a determination of the geometric structure of the diborane molecule has been carried out. The molecule may be composed of positive boron ions with a charge +3 and negative hydride ions. The effective nuclear charge numbers are introduced as variation parameters in the sense of variation principle of quantum mechanics. For the different structures, discussed in this investigation, the equilibrium values for bond distances and angels were calculated by minimizing the total energy with respect to the geometric parameters. The lowest electronic energy results for the bridge structure, realized in nature. The calculated molecule parameters are in fairly good, the dissociation energy for the reaction B₂H₆2BH₃ in very good agreement with the experimental values.

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Résumé Détermination de la structure géométrique de la molécule de diborane par un calcul modèle basé sur une idée de Hartmann et Mosch 19]. La molécule peut être composée d'ions bore positifs de charge + 3 et d'ions hydrures négatifs. Les charges nucléaires effectives sont introduites comme paramètres variationnels. Les valeurs d'équilibres des distances et des angles ont été calculées en minimisant l'énergie totale par rapport aux paramètres géométriques. La plus basse énergie électronique se produit pour la structure en pont réalisée dans la nature. Les paramètres moléculaires calculés sont en bon accord avec l'expérience, et cet accord est excellent pour l'énergie de dissociation dans la réaction B₂H₆2BH₃.

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Auszug aus der von der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Frankfurt angenommenen Habilitationsschrift.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.