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Multipolwechselwirkung

Festkörperphysik, elektrostatische Wechselwirkung zwischen Ladungsverteilungen. In Festkörpern kann die Multipolwechselwirkung zwischen Atomen oder Ionen mit den Wellenfunktionen yk(rk) und yl(rl) der Elektronenhüllen zweier Ionen k und l bestimmt werden. Falls sich die Elektronenverteilungen nicht überlappen, ist die Wechselwirkungsenergie in erster Näherung durch

Multipolwechselwirkung

gegeben, mit rkl = |rk - rl|. Durch die Entwicklung des Terms Multipolwechselwirkung nach Kugelfunktionen kann Wk,l als Summe der Wechselwirkungsenergien von elektrischen Multipolen dargestellt werden. Die Wechselwirkung kann anziehend sein und somit zur chemischen Bindung führen. Ein Spezialfall ist die Dipol-Dipol-Wechselwirkung bzw. die Dipolbindung. Multipole existieren auch bei Atomen mit abgeschlossenen und kugelsymmetrischen Elektronenschalen, da die Elektronenverteilung nicht stationär ist (Van-der-Waals-Wechselwirkung). Auf Grund des magnetischen Bahnmoments durch die Elektronenbewegung (Bahnmagnetismus) und der Spin-Bahn-Kopplung ist mit der Multipolwechselwirkung zwischen den Elektronenhüllen auch eine Kopplung der magnetischen Momente verbunden.

 

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