Meine Damen und Herren, Chemie ist da, wo es knallt und stinkt, so habe ich es in der Schule

immer gedacht und das war dann auch ein wesentlicher Punkt zu der Motivation Chemie zu studieren.

Und ich habe dann eben auch sehr schnell gelernt, es gibt andere Möglichkeiten ein Experiment

durchzuführen, vor allen Dingen wenn man eben Moleküle versucht zu charakterisieren,

Eigenschaften zu verstehen, nachdem man sie synthetisiert hat, steckt man die Moleküle

dann oft in eine Maschine rein, in einem NMR-Spektrometer oder in einem Massenspektrometer.

Und es gibt dann noch eine weitere Möglichkeit, nämlich dass man das ganze Experiment virtuell

eben in dem Computer durchführt.

Das wird das Thema meines heutigen Vortrages sein.

Und was wir da tun, ist vielleicht am ehesten vergleichbar mit einem spekroskopischen Experiment,

wie ich es eben schon angesprochen habe.

Ein spekroskopisches Experiment funktioniert so, dass man also eine Teilchenquelle zunächst hat.

Das kann eine Lichtquelle sein oder auch eine Elektronenquelle sein.

Und die Probe, das heißt eigentlich die chemische Substanz, die dann noch wirklich vorhanden ist,

die Substanz, die steckt man in ein Instrument, was Spektrometer heißt.

Man guckt dann nach, was am Schluss, nachdem also die Teilchen, Licht oder Elektronen diese

Proben kann man durchlaufen haben, was dann noch übrig bleibt.

Man weiß also nach, was dann übrig bleibt.

Und das bildet dann ein sogenanntes Spektrum.

Also in Abhängigkeit beispielsweise von der Energie der Elektronen, die mal da reinschießt,

guckt man nach, wie viele Elektronen kommen hinten dann eigentlich noch raus.

Und aus diesen Informationen, aus diesem Spektrum nennt man das, leitet man dann Moleküldaten ab.

Und in der Theorie geht das eigentlich ganz genauso.

Das heißt, man könnte sagen, wir würden dann, wenn wir mit dem Computer rechnen,

ein spektroskopisches Experiment simulieren oder nachvollziehen und dann eben auch zu

den selben Moleküldaten im Prinzip, also zu dem Spektrum eben auch kommen.

Nur unsere Instrumente sind natürlich anders.

Das theoretische Instrument ist die Quantenmechanik für die Elektronen.

Und was wir dann eingeben, ist auch kein Teilchen, was wir einschießen, sondern eben wir geben

an, wie viele Elektronen sind in dem Molekül, welche Art von Kernen, welche Art von Atomen

wollen wir überhaupt betrachten.

Das stecken wir dann eben in den Computer, kodiert entsprechend in ein Computerprogramm.

Und das Instrument, mit dem wir dann eben die Fragen beantworten, die sich dann nach

der Struktur dieser Moleküle stellen, ist die Schrödinger-Gleichung.

Die wird gelöst, approximativ gelöst, mit Hilfe des Computers.

Und wir gewinnen eben die Moleküldaten aus unserem Computer.

Was wir betreiben, ist also unter anderem theoretische Molekülspektroskopie und einfach

nur um von vorne rein mal zu sagen, was müssen wir eigentlich leisten, damit wir unseren

Anspruch erfüllen können.

Wir müssen die Molekülstruktur, also die Art, wie die Atome zusammenhängen, welche Bindungsabstände

sie haben, welche Winkel sie untereinander bilden, die müssen wir eigentlich schon plus

minus ein Prozent richtig kriegen.

Wenn wir das nicht kriegen, dann wäre das gar nicht so interessant für den Chemiker

auch.

Das heißt, wir müssen von vorne rein sozusagen eine hohe Genauigkeit anstreben und auch erreichen,

damit wir mit tatsächlich unseren Anspruch wahrnehmen können und mit theoretischer, mit

experimenteller Spektroskopie konkurrieren können.

Die Elektronenspektren, die also dann letztlich zu Ultraviolettspektren führen, die man messen

kann, dann müssen wir auch die Anregungsenergien von Molekülen etwa auf etwa ein Zehntel Elektronenvolt

richtig rechnen, sonst wäre das eben auch interessant.