Techniklexikon

Potentialkurve

Chemie, Physikalische Chemie, eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der Abstossungs- und Anziehungskräfte zwischen Atomen - wie z.B. in einem zweiatomigen Molekül AB - vom Abstand der Atomkerne wiedergibt (siehe Abb.). Bei grösserem Abstand r_AB überwiegt die Anziehung, weil sich die Bindungselektronen an beiden Atomen aufhalten können. Dadurch sinkt die potentielle Energie. Bei kleinem Abstand dominiert dagegen die Coulomb-Abstossung der beiden Kerne (z. B. Born-Mayer-Potential). Im Minimum der Potentialkurve bei r₀ sind beide Kräfte gleich gross, d.h. es liegt eine stabile chemische Bindung vor (Bindungsenergie, Bindungslänge). Mit wachsendem Kernabstand nehmen die Austauschwechselwirkungen (Austausch) der bindenden Elektronen ab, bis das Molekül in Atome dissoziiert (Dissoziation, Dissoziationsenergie).

Da die potentielle Energie E_pot eines zweiatomigen Moleküls nur vom Kernabstand r_AB abhängt, stellt die Potentialkurve einen Grenzfall einer Potentialhyperfläche dar, bei dem andere Kerne unendlich weit entfernt sind.

Wird ein Elektron im Molekül angeregt, ändert die Potentialkurve ihre Form (Franck-Condon-Prinzip).

Potentialkurve: Die Potentialkurve eines zweiatomigen Moleküls (r_AB: Kernabstand zwischen den Atomen A und B). Der Gleichgewichtsabstand entspricht dem Minimum der potentiellen Energie.