Techniklexikon

Deformationsdichte

Differenzdichte, Interferenzdichte, Differenz zwischen der Gesamtelektronendichte eines Moleküls oder Kristalls und den Dichten der freien (sphärischen) Atome:

Da die durch eine Röntgenstrukturanalyse erhaltene Gesamtelektronendichte von den Rumpfelektronen dominiert wird, ist die Deformationsdichte eine wesentlich aussagekräftigere Grösse, die direkt die Umverteilung der Elektronen infolge der Ausbildung der chemischen Bindung beschreibt. Das Integral der Deformationsdichte über den ganzen Raum ist null, entsprechend der Tatsache, dass durch die Bindungsbildung keine Elektronendichte erzeugt oder vernichtet wird. Im allgemeinen ist die Deformationsdichte positiv im Bindungsbereich zwischen zwei chemisch gebundenen Atomen und negativ im kernnahen Bereich. Auch bei Vorliegen einer chemischen Bindung muss allerdings die Deformationsdichte nicht positiv sein, da speziell bei den elektronegativeren Elementen auch eine Umverteilung der Elektronen innerhalb des Atoms von den an der Bindung beteiligten Orbitalen zu denen der einsamen Elektronenpaare hin stattfindet. Ein Beispiel ist das Molekül F₂: ein sphärisches Fluoratom hat die Elektronenkonfiguration 1s²2s²2p_x^5/32p_y^5/32p_z^5/3, während die Konfiguration des Atoms im Molekül näherungsweise 1s²2s²2p_x²2p_y²2p_z¹ ist, wenn die Bindungsachse in z-Richtung angenommen wird. Relativ zum sphärischen Atom ist daher die Deformationsdichte im Bindungsbereich von F₂ negativ, obwohl eine Bindung vorliegt. Man kann dann Deformationsdichten bezüglich nichtsphärischer Atome definieren, die dieser intraatomaren Umordnung Rechnung tragen. Da jedoch die Definition eines solchen "bindungspräparierten" Atoms (Valenzzustand) im allgemeinen nicht eindeutig ist und ausserdem die damit verbundene Umverteilung einen Teil der Bindungsbildung darstellt, werden derartige Definitionen in der Praxis kaum benutzt.