Erklärung der Termsymbole der elektronischen Zustände von I2

Die Termsymbole der Zustände I2(X und B) werden hier nur ansatzweise erläutert. Allen, die es genauer wissen wollen/müssen, sei die u. a. Literatur empfohlen.

I2(X)          I2(B)


X, B
Diese Buchstaben dienen einfach nur der "Durchnumerierung" der elektronischen Zustände. Konvention ist, daß der elektronische Grundzustand mit X bezeichnet wird, der erste angeregte Zustand mit A, der zweite mit B usw.

Die Superskripte 1 und 3
geben die Spinmultiplizitäten 2.S+1 an.
Im Zustand X ist S=0 (Singulett-Zustand), in B ist S=1 (Triplett-Zustand).
Gemäß der Auswahlregel \DeltaS = 0 sollte der spektroskopische Übergang I2(X B) also nicht erlaubt sein. Dennoch kann man ihn beobachten.
Analog zu Atomen, wo bei hohen Ordnungszahlen die Spin-Bahn-Wechselwirkung zunimmt (so daß sich das System besser durch die jj-Kopplung als durch die LS-Kopplung beschreiben läßt), ist S keine "gute" Quantenzahl und hat ausschließlich formalen Charakter. Daher trifft die Auswahlregel \DeltaS = 0 für das Iodmolekül nicht zu.
(Frage: wo kann man eher einen spinverbotenen spektroskopischen Übergang erwarten: bei I2 oder bei F2?)

\Sigma^+_g und \Pi
Hierbei handelt es sich um Bezeichnungen von Symmetrierassen der Punktgruppe D_{\infty h}. Die einzelnen Elemente beziehen sich auf die Angabe, ob die elektronische Wellenfunktion bezüglich bestimmter Symmetrieelemente symmetrisch oder antisymmetrisch ist. Der Index g oder u besagt: symmetrisch bzw. antisymmetrisch bei Inversion, + oder - besagt: symmetrisch bzw. antisymmetrisch bei Spiegelung an einer Ebene, die die Kernverbindungsachse enthält. \Sigma und \Pi unterscheiden sich im Verhalten bei der Rotation um die Kernverbindungsachse.
Die Symmetrie der Wellenfunktionen spielt eine große Rolle in der Spektroskopie. Unter anderem kann man sie benutzen, um Auswahlregeln zu ermitteln. Empfohlene Literatur: das Kapitel 4: "Molecular Symmetry" aus Hollas und Kapitel 7: "Group Theory" aus Atkins (schwieriger).
(Frage: es gibt nur zwei Punktgruppen, zu denen lineare Moleküle gehören können. Eine davon ist D_{\infty h}. Welche ist die andere?)

Der Index 0_u^+ für den Zustand B
Diese Bezeichnung ist eine Besonderheit für den zweiten elektronisch angeregten Zustand des Iodmoleküls, der durch den Hundschen Kopplungsfall c beschrieben werden kann. Die Quantenzahl \Lambda verliert wegen der Entkopplung des Gesamtelektronenbahndrehimpulses \vec{L} von der Kernverbindungsachse ihre Bedeutung und hat nur formalen Charakter. Weiterhin eine "gute" Quantenzahl ist \Omega, die Projektion der Resultierenden von Bahndrehimpuls und Spin auf die Kernverbindungsachse. Im Zustand B ist der Wert für \Omega gleich Null.
Die Indices u und + beziehen sich auf Symmetrieelemente wie oben beschrieben.
Insbesondere die Hundschen Kopplungsfälle sind hier sehr kurz abgehandelt worden. Informationen zu ihnen findet man z. B. bei Hollas (einfacher) und bei Herzberg (ausführlich).

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