Mit der Uberarbeitung des Teils III Molekulstatistik durch Professor Dr. W. Knoche, Universitat Bielefeld, ist das funfbandige Werk der von Professor Dr. H. Labhart, Zurich, 1975 begrundeten Einfuhrung in die Physikalische Chemie nun vollstandig an die modernen Erfordernisse angepasst worden. Insbesondere wurden die Einheiten auf das SI-System umgestellt. Damit kann dieses wegen seiner didaktischen Darstellung sehr gelobte Werk weiterhin im Unterricht verwendet werden und seinen Erfolg fortsetzen.

Die 1975 erschienene erfolgreiche Einf}hrung in den Molek}lbau (Teil IV der "Einf}hrung in die Physikalische Chemie" von H.Labhart) ist von H.D. Breuer, Universit{t Saarbr}cken, }berarbeitet worden. Die Einheiten wurden auf das SI-System umgestellt.

Die chemische Kinetik handelt vom zeitlichen Ablauf von Reaktionen und von den Faktoren, welche diesen Ablauf beeinflussen. Sie bildet, wie in dieser Vorlesung gezeigt werden soll, ein Hilfsmittel zur Er- forschung der Mechanismen chemischer Reaktionen. Sie hat aber auch vielfache Anwendungen in der Technik bei der Optimierung von Reaktions- bedingungen. Die in Teil I behandelte Thermodynamik liefert keine Aussagen uber die Zeitabhangigkeit von Vorgangen, sie behandelt lediglich die Gleich- gewichtszustande, welchen die chemischen Reaktionen zustreben, und die Veranderungen der thermodynamischen Zustandsfunktionen, welche mit dem ubergang einer bestimmten Menge von Edukten in Produkte ver- bunden sind. Ein Reaktionsgemisch ist, solange die Reaktion ablauft, immer als ein nicht im Gleichgewicht befindliches System zu betrach- ten, fur welches die Thermodynamik der Gleichgewichtszustande nicht zustandig sein kann. Die chemische Kinetik stellt somit eine fur den Chemiker sehr wichtige Erganzung der Thermodynamik dar. In der vorliegenden Darstellung sollen hauptsachlich Systeme behandelt werden, bei denen der zeitliche Verlauf der Konzentrationen der betei- ligten Stoffe in allen Teilen derselbe ist. Im Anschluss daran werden aber auch Diffusionsprobleme behandelt, wo die Konzentration eine Funktion von Ort und Zeit ist. Um den Zusammenhang zwischen den ma- kroskopischen Erscheinungen und molekularen Vorgangen herzustellen, werden einige Resultate aus der Molekulstatistik (Teil 111) benoetigt.

Die physikalisehe Chemie besteht in der Anwendung der experimentellen und theoretisehen Methoden der Physik auf Probleme der Chemie. In der Chemie wird ein groBes und interessantes Tatsaehenmaterial gesammelt und unter Verwendung zweekmaBig eingefuhrter Begriffe und empiriseh gefundener Regeln geordnet. Auch die Begriffe und Gesetze der Physik grunden auf Erfahrungstatsaehen. Sie wurden aber an ubersiehtlieheren Systemen gewonnen und lassen sich quantitativ formulieren und uber- prufen, so daB aus manehen Regeln Gesetze geworden sind, zu denen keine Ausnahmen bekannt sind. Heute kann angenommen werden, daB die bekannten physikalisehen GesetzmaBigkeiten ausreiehen sollten, um alle ehemisehen Tatsaehen zu erklaren, insbesondere also den Gultigkeits- bereieh der ehemisehen Regeln abzugrenzen oder neue chemisehe Gesetze aufzustellen. Dieses Ziel ist bis heute nur teilweise erreieht. Der Grund dafur liegt in der Kompliziertheit der Systeme, welehe in der Chemie untersueht werden. Nur bei einem versehwindenden Bruehteil davon gelang bisher eine konsequente Behandlung unter Anwendung phy- sikaliseher Prinzipien. Trotzdem hat die physikalisehe Betraehtungs- weise bisher sehr viel zum Verstandnis der Chemie beigetragen. Wir unterteilen das groBe Gebiet der physikalisehen Chemie in die fol- genden Hauptabsehnitte: I. Chemisehe Thermodynamik In der Chemisehen Thermodynamik werden makroskopisehe Eigensehaften von Stoffen aufgrund weniger Hauptsatze miteinander in Beziehung ge- setzt. Sie gilt unabhangig von der mikroskopisehen Struktur der Stoffe. II. Kinetik Wahrend in der Chemisehen Thermodynamik nur solehe Zustande betraehtet werden, welehe sich mit der Zeit ohne AEnderung der auBeren Bedingungen nicht mehr andern, wird in der Kinetik der zeitliche Verlauf der Vor- gange behandelt, welehe zu den zeitunabhangigen Zustanden fuhren.

Die Molekulspektroskopie umfasst die mannigfaltigen Erschei- nungen der Wechselwirkung von MolekUlen mit elektromagneti- scher Strahlung. Besonders fruchtbar erwiesen hat sich das Studium der Absorption und der Emission von Strahlung sowie der Ionisation durch Strahlung. Diese Vorgange bilden heute wohl die ergiebigste Quelle zur Erforschung der energetischen Eigenschaften von Molekulen. DarUber hinaus erlauben sie auch RUckschlUsse auf den geometrischen Bau und auf die Elektronenstruktur. Da die Theorie der Wechselwirkung zwi- schen Strahlung und Materie weitgehend ausgearbeitet ist und in vielen Fallen quantitativ durchgefUhrt werden kann, ist die Aussagekraft spektroskopischer Experimente gross. In andern Fallen, wo eine theoretische Analyse nicht voll- standig moeglich ist, koennen die Spektren wenigstens zur ana- lytischen Charakterisierung von Substanzen dienen. Oft sind empirisch gefundene Korrelationen spektraler Banden mit funk- tionellen Gruppen eine wirksame Hilfe bei Strukturaufklarungen. Besondere Vorteile der meisten spektroskopischen Methoden sind der geringe Substanzbedarf und der Umstand, dass die Substanz dabei nicht zerstoert wird. Viele dieser Methoden eignen sich deshalb auch zum Nachweis und zur Charakterisie- rung von kurzlebigen Zwischenprodukten bei Reaktionen. 1. 1. Beschreibung der Strahlung Um einen moeglichst hohen Grad von Anschaulichkeit zu wahren, verzichten wir auf eine einheitliche Beschreibung der elek- tromagnetischen Strahlung. Wir stellen sie einerseits als elektromagnetische Welle dar, welche sich im Vakuum mit der 8 Lichtgeschwindigkeit c = 3'10 m/s fortpflanzt und bei einer Wellenlange A eine Frequenz v = C/A besitzt. Oft wird statt der Frequenz die Wellenzahl v = l/A angegeben.