8 Wie chemisch ist die Quantenchemie?

Sexl

Georg Jansen

Abstract In der Quantenchemie wird die grundlegende physikalische Theorie der Quantenmechanik zur quantitativen Beschreibung chemischer Substanzen und ihrer Reaktionen angewendet. Eine klare Aufgabe – aber nicht ganz so leicht umzusetzen. Der Artikel geht zunächst auf einige Aspekte der Quantenmechanik ein, die exotisch scheinen mögen, in der Welt der Elektronen und Atomkerne aber normal sind. Er diskutiert dann eine Reihe grundlegender Näherungen, mit deren Hilfe wir uns in dieser Welt zurecht finden können. Schließlich deutet der Artikel gelegentlich an, wie daraus in Computerprogramme implementierte quantenchemische Methoden entstehen, deren Resultate beim Verstehen und der Vorhersage der Eigenschaften und des Verhaltens chemischer Systeme helfen.

Sandra Lang

6 "Wir gehen so tief wie man nur gehen kann": Chiralität in Quantenchemie und Wissenschaftsphilosophie Der analytische Blick auf die Zugriffe auf chirale Phänomene in der Quantenchemie und deren Rezeption in der Wissenschaftsphilosophie offenbart einen blinden Fleck in der bestehenden Theorie wissenschaftlicher Grenzarbeit.In den laufend fortschreitenden Aushandlungsprozessen von Beziehungen und Grenzen zwischen wissenschaftlichen Disziplinen erweisen sich Narrative von Autonomie und Reduzierbarkeit als omnipräsent.Mit Autonomie ist dabei nicht die Verteidigung des Wissenschaftsbetriebes vor außerwissenschaftlicher Einflussnahme in der Demarkation von science und non-science gemeint (Gieryn, 1983, S. 789), sondern bezieht sich auf eine Konfliktlinie zwischen wissenschaftlichen (Sub-)Disziplinen selbst.Vielmehr steht die Aneignung, Sedimentierung und Verteidigung eigener, disziplinspezifischer Gegenstände, Theorien und Zugriffe auf die Welt, die unabhängig von fachfremden Ontologien, Methoden und Semantiken sind, im Mittelpunkt (Janich, 1998, S. 8).Das Gegenteil zu dieser Form der disziplinären Autonomie stellt in diesem Sinne die Reduzierbarkeit in der Beschreibung von interdisziplinären Verhältnissen dar.Diese zeigt sich etwa in der Annahme, dass die Quantenphysik die Grundlage der gesamten Chemie sei oder der Prämisse einer Arbeitsteilung und Abhängigkeit im Zugang zu disziplinspezifischem Wissen, wenn biologische Prozesse erst durch chemische Methoden zugänglich werden (ebd., S. 9).Dies ist unmittelbar mit den Präideen einer in Wirklichkeitsschichten klassifizierten Natur, einer Einheit sowie Hierarchie der Naturwissenschaften verknüpft.Auch wenn diese Konzepte in der gegenwärtigen Wissenschaftsforschung als Anachronismen gelten, leben sie in den fachspezifischen styles of reasoning als Präideen fort und sind mit Konflikten verbunden, die insbesondere im gegenwärtigen Zeitalter der Hybridisierung wissenschaftlicher Disziplinen zum Tragen kommen (Stengers, 2011b, S. 212).In den Feldern der Chemie zeigt sich ein ambivalenter und konfliktgeladener Umgang mit Fragen der Reduzierbarkeit molekularer Gegenstände auf quantenphysikalische Erste Prinzipien.Diese Aushandlungen

H. M. Hellmann

Die quantenmechanische Eigenschaft von Teilchen, sich auch wie Wellen zu verhalten, ermöglicht ihnen das Durchtunneln von Barrieren, ohne über die dazu klassisch notwendige Energie zu verfügen. Dass dies auch ein Pfad für chemische Reaktionen sein kann, war zwar bekannt. Vermutlich spielen solche Tunnelreaktionen eine wichtige Rolle bei der Entstehung komplexerer Moleküle in der kalten Umgebung des Weltalls. Allerdings fehlte es an präzisen Vergleichen zwischen Theorie und Experiment. Diese Lücke konnten wir mit einem Ionenexperiment schließen.

Heinz Preuss