Welle-Teilchen-Dualität

Komplexe Redoxreaktionen können mit der Halbreaktionsmethode ausgeglichen werden. Die Gesamtreaktion wird in zwei separate Halbreaktionen aufgeteilt: eine für die Oxidation und eine für die Reduktion. Jede Halbreaktion wird unabhängig von Atomen und Ladung ausgeglichen, häufig durch Zugabe von H+, OH- und H2O in wässrigen Lösungen. Abschließend werden die Elektronenzahlen ausgeglichen und die Halbreaktionen kombiniert.

Autokatalyse ist eine chemische Reaktion, bei der eines der Reaktionsprodukte gleichzeitig Katalysator für dieselbe oder eine gekoppelte Reaktion ist. Dadurch entsteht eine positive Rückkopplungsschleife, die zu einer Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit führt. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist zunächst langsam, steigt jedoch mit zunehmender Konzentration des Produkts (Katalysators) an, was häufig zu sigmoidalen (S-förmigen) kinetischen Kurven führt.

Der Landé g-Faktor ([latex]g_J[/latex]) ist eine dimensionslose Proportionalitätskonstante, die das gesamte magnetische Moment eines Atoms mit seinem Gesamtdrehimpuls im Schwachfeldlimit in Beziehung setzt. Sie ist entscheidend für die quantitative Erklärung des anomalen Zeeman-Effekts. Ihr Wert wird durch die folgende Formel bestimmt: [latex]g_J = 1 + \frac{J(J+1) + S(S+1) - L(L+1)}{2J(J+1)}[/latex], wobei L, S und J die Quantenzahlen sind.

Der pH-Wert ist formal definiert als der negative dezimale Logarithmus der Wasserstoffionenaktivität, [latex]a_{H^+}[/latex]. Die Formel lautet [latex]pH = -\log_{10}(a_{H^+})[/latex]. Die Aktivität ist die effektive Konzentration der Wasserstoffionen unter Berücksichtigung der zwischenmolekularen Kräfte und ist dimensionslos. Bei verdünnten Lösungen ist die Aktivität ungefähr gleich der molaren Konzentration von [latex]H^+[/latex]-Ionen, was die Berechnung vereinfacht.

Die Lanthanoidenkontraktion ist die stetige Abnahme der Atom- und Ionenradien der Lanthanoidenelemente (Lanthan bis Lutetium) mit zunehmender Ordnungszahl. Dieser Effekt wird durch die schlechte Abschirmung der Kernladung durch die 4f-Elektronen verursacht. Dies führt dazu, dass die den Lanthanoiden folgenden Elemente der 6. Periode unerwartet klein sind, ähnlich wie ihre Gegenstücke der 5. Periode.

Die Quantenstatistik modifiziert die klassische statistische Mechanik, um die Ununterscheidbarkeit identischer Teilchen zu erklären. Sie unterteilt sich in zwei Arten: Fermi-Dirac-Statistik für Fermionen (Teilchen mit halbzahligem Spin wie Elektronen), die dem Pauli-Ausschlussprinzip gehorchen, und Bose-Einstein-Statistik für Bosonen (Teilchen mit ganzzahligem Spin wie Photonen), die denselben Quantenzustand einnehmen können. Diese Unterscheidung ist bei niedrigen Temperaturen und hohen Dichten von entscheidender Bedeutung.

Redoxreaktionen (Reduktions-Oxidationsreaktionen) beinhalten einen Elektronentransfer zwischen chemischen Spezies. Eine Spezies oxidiert (gibt Elektronen ab), während eine andere reduziert wird (gewinnt Elektronen). Diese beiden Prozesse laufen immer gleichzeitig ab. Die Spezies, die Elektronen abgibt, ist das Reduktionsmittel, die Spezies, die Elektronen gewinnt, ist das Oxidationsmittel. Dieses grundlegende Konzept liegt der Elektrochemie und vielen biologischen Prozessen zugrunde.

Ein Bingham-Plastik ist ein viskoplastisches Material, das sich bei geringen Spannungen wie ein starrer Körper verhält, bei hohen Spannungen jedoch wie eine viskose Flüssigkeit fließt. Es ist durch eine Fließspannung, [latex]\tau_0[/latex], gekennzeichnet, die die Mindestschubspannung ist, die erforderlich ist, um das Fließen einzuleiten. Unterhalb dieser Schwelle verformt sie sich nicht. Gängige Beispiele sind Zahnpasta, Mayonnaise und Tonschlämme.

Scherverdünnung oder Pseudoplastizität ist ein nicht-Newtonsches Verhalten, bei dem die Viskosität einer Flüssigkeit mit zunehmender Scherspannung abnimmt. Viele gängige Substanzen wie Ketchup oder Farbe weisen diese Eigenschaft auf. Im Ruhezustand sind sie dickflüssig, fließen aber leichter, wenn sie geschüttelt, gerührt oder verteilt werden. Dies wird häufig durch die Potenzfunktion von Ostwald–de Waele modelliert.

Dies ist eine grundlegende Gleichung der Quantenmechanik, die beschreibt, wie sich der Quantenzustand eines physikalischen Systems im Laufe der Zeit verändert. Es handelt sich um eine lineare partielle Differentialgleichung für die Wellenfunktion, [latex]\Psi(x, t)[/latex]. Die zeitabhängige Version lautet [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psi[/latex], wobei [latex]\hat{H}[/latex] der Hamiltonoperator ist, der die Gesamtenergie des Systems darstellt.

In der Quantenmechanik ist der Impuls eine Beobachtungsgröße, die durch einen Vektoroperator dargestellt wird. In der Positionsbasis ist der Impulsoperator gegeben durch [latex]\hat{\vec{p}} = -i\hbar\nabla[/latex], wobei [latex]\hbar[/latex] die reduzierte Planck-Konstante und [latex]\nabla[/latex] der Gradientenoperator ist. Die Impulserhaltung entspricht der Tatsache, dass der Hamiltonoperator mit dem Impulsoperator kommutiert, [latex][\hat{H}, \hat{\vec{p}}] = 0[/latex], für ein System mit Translationssymmetrie.