Physikalische Chemie: Auflage v. 4 [Gebundene Ausgabe]

Das vorliegende Buch ist die ins Deutsche übersetzte Version der kürzlich erschienenen 8. Auflage von „Atkins’ Physical Chemistry. Wie man es von Atkins’ Büchern gewohnt ist, wird der laufende Text ständig durch Abschnitte „Beispiel“, „Übung“, „Begründung“, „Illustration“ und „Anwendung“ unterbrochen. Diese Art der Darstellung hat eine Reihe didaktischer Vorzüge und ist oftmals sehr sinnvoll, die teilweise exzessive Verwendung dieses Verfahrens birgt jedoch die Gefahr, dass der Leser bei der Durcharbeitung einer Thematik vom selbständigen konsequentem Durchdenken einer Fragestellung abgehalten wird.

Der durchweg positive Eindruck, den das Buch vermittelt, wird sehr in Mitleidenschaft gezogen durch eine große Anzahl von sachlichen Fehlern, durch oft nebulöse Formulierungen und Argumentationen, insbesondere dann, wenn schwierige Sachverhalte zu besprechen sind, und auch durch Ausführungen, die die sichere Beherrschung grundlegender mathematischer Zusammenhänge in Zweifel ziehen. Beispiele sind: (i) Es wird falsch dargestellt, was passiert, wenn ein System Flüssigkeit/Dampf bei konstantem Volumen über die kritische Temperatur hinaus erhitzt wird. (ii) Die chemische Zusammensetzung der Zinkblende (ZnS) ist nicht Zn4S5, wie man aus der Darstellung und Beschreibung der Elementarzelle zu schließen gezwungen ist. (iii) Es werden die Konturflächen der reellen 2p- und 3d-Orbitale gezeigt und behauptet, dies seien allgemein die Konturflächen von Orbitalen des p- und d-Typs. Das ist falsch! (iv) Die Texterläuterung zu dem Graphen der radialen Verteilungsfunktion eines 1s-Orbitals widerspricht den Ausführungen im laufenden Text. Außerdem sind die Beschriftungen sowohl der Abszisse als auch der Ordinate falsch.

Die quantenmechanische Behandlung der atomaren Mehrelektronensysteme ist sehr schwach. Beispielsweise wird der Begriff der „Elektronenkonfiguration“ nicht klar definiert, meist aber in der üblichen Weise verwendet. Abweichend davon ist aber auch von „Grundzustandskonfiguration“ (z. B. [He]2s22px2py ) die Rede, und die Hund’sche Regel wird inkorrekt so formuliert: “Der Grundzustand eines Atoms ist die Konfiguration mit der größtmöglichen Anzahl ungepaarter Spins“. - Es wird nicht gezeigt, wie man mit Hilfe der Hund’schen Regel den Grundterm einer beliebigen Konfiguration in einfacher Weise aus dem Orbitalschema bestimmt, und zwar auch dann, wenn zwei oder mehr Elektronen in entarteten Zuständen unterzubringen sind (z. B. bei den Konfigurationen p3 und d2). Für diesen Fall wird auf die weiterführende Literatur verwiesen!! Die energetisch tiefstliegenden Terme aller Atome sind in sehr vielen Lehrbüchern aufgelistet und ein Lehrbuch der physikalischen Chemie gibt darüber keine Auskunft!

In allen bisherigen Auflagen war eine Graphik der Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante zu finden, die allerdings mit grundlegenden Fehlern behaftet war. Man hoffte auf eine durchgreifende Richtigstellung in der neuesten Auflage. Nun ist die Graphik ganz verschwunden! Stattdessen werden jetzt nur noch mathematische Ableitungen und oberflächliche, gar falsche verbale Aussagen gebracht.

Man erwartet von einem Lehrbuch (4. Auflage!), dass fundamentale physikalische Begriffe wie Arbeit, so auch Volumenarbeit, verständlich und präzise definiert werden. Da Kraft und Verschiebung Vektoren sind, durch deren Skalarprodukt die Arbeit definiert wird, muss höchste Sorgfalt angewendet werden, wenn man eine vektorielle Formulierung vermeiden will. Die hier verwendete Definition und Vorgehensweise, wobei der Betrag der „Gegenkraft“(!) und die Komponente der Verschiebung, dz, verwendet werden (dz kann positiv und negativ sein!), ist nebulös und führt zu einer nicht durchschaubaren Herkunft des Vorzeichens im (richtigen) Ausdruck für das Differential der Arbeit, dw = -pextdV. - Im Zusammenhang mit dem Ersten Hauptsatz werden die fundamentalen Begriffe Zustandsfunktion, vollständiges und nicht vollständiges Differential eingeführt und diskutiert. Es ist irreführend, ja es konterkariert jeden soliden mathematischen Unterricht, wenn (Integrations-)Wege auf der Hyperfläche der Funktionswerte gezeichnet werden. Bei dem Beispiel, worauf sich diese Anmerkung bezieht, U = U(T,V), ist der Weg eine Kurve in der T-V-Ebene, und nicht, wie gezeichnet, auf der Fläche der inneren Energie U. Der Leser wartet vergebens auf eine Darlegung der Verhältnisse bei Größen, die keine Zustandsfunktionen sind, z. B. Arbeit und Wärme.

Völlig falsche physikalische Vorstellungen wecken die Autoren bei dem Versuch, das Raoult’sche Gesetz kinetisch zu erklären. Die vorgebrachte Argumentation widerspricht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Folgt man den Autoren, so müsste beispielsweise der Dampfdruck von Wasser, das eine Schicht von Tensidmolekülen trägt, vernachlässigbar klein sein.

Guten Gewissens kann man das vorliegende Lehrbuch Studierenden nicht empfehlen, da es eine zu große Anzahl von sachlichen Fehlern aufweist. Von einer souveränen Beherrschung der Materie kann keine Rede sein. Man muss konstatieren, dass keines der zur Zeit auf dem Markt befindlichen deutschsprachigen Lehrbücher der Physikalischen Chemie uneingeschränkt zu empfehlen ist. Der „Atkins“ ist unter diesen Umständen noch eine vertretbare Wahl.

Zunächst muss ich als Chemie-Student vorweg sagen: Das Buch ist im Studium unverzichtbar.

Nachdem ich mich nun die letzten Wochen ausgiebig durch die 1., 3. und 4. Auflage durchgearbeitet habe (Atkins 2. Teil), möchte ich mir ein Urteil über diese AUFLAGE erlauben:

+ das Layout ist deutlich verbessert worden

- Umfang und Inhalt

Eigentlich müsste man annehmen, dass Sachverhalte und Theorien im Laufe der Zeit in einem Lehrbuch anschaulicher formuliert werden.
Das ist leider nicht der Fall. Oftmals werden in der 4. Auflage Sachverhalte sprachlich komplizierter ausgedrückt als in der 1. oder 3.
Desweiteren ist teilweise wichtiger Inhalt gestrichen worden (kleines Beispiel: Abbildung Tunnelungswahrscheinlichkeit Proton vs. Deuteron).

Was mich aber eigentlich zum Verfassen der Rezension bewegt hat: Es haben sich in der 4. Auflage ärgerliche Fehler eingeschlichen, die in der 1. oder 3. Auflage nicht vorhanden waren. Um einen zu nennen: Bei der Lösung wasserstoffähnlicher Atome wird erwähnt, die radiale (!) Wellengleichung enthalte "assoziierte Legendre Polynome". Die Begriffe "Legendre" und "Laguerre" öfters durcheinander zu würfeln hilft nicht gerade beim Verständnis.

Ich empfehle deshalb, mit der 3. Auflage zu arbeiten. Sie ist der beste Kompromiss zwischen gutem Inhalt und mäßigem Layout.

Lange Zeit habe ich mich beim Lernen mit der schon in die Jahre gekommenen dritten Auflage abgegeben und war eigentlich sehr zufrieden. Jetzt zur Prüfungsvorbereitung sollte es natürlich die neueste Version sein, die mit knapp 80 Euro auch nicht ganz billig ist. Aber es ist ja fürs Leben.

Das Beste zu erst: Das Layout der neuen Auflage ist um Welten besser als das Alte. Allerdings frage ich mich beim Durchlesen schon, ob diese Ausgabe jemals auf Rechtschreib- und Layoutfehler und falsche Verweise vor der Veröffentlichung untersucht wurde. Man gewinnt den Eindruck, dass hier nur einmal schnell die englische Originalversion ins Deutsche übersetzt und sofort in den Druck gegeben wurde. Wegen ein paar Fehlern meckert ja keiner aber die Masse machst ja bekanntlich. Bei dem oben genannten und wie ich finde stolzen Preis erwarte ich allerdings mehr Professionalität vom Verleger.

Alles in allem gibt es leider keine Alternative zum Atkins und es bleibt die Hoffnung, dass evtl. spätere Auflagen vor dem Druck kritischer probegelesen werden.