PC II- Atombau und chemische Bindung ( SS 2006)

21 302 V/Ü (4+2)

Dozent: PD Dr. Leticia González

Vorlesung und Übungen:

Achtung! Zimmer Änderung!!!

Vorlesung: Mi. 8:15-10:00 in SR. 36.07, Takustr. 3

Vorlesung: Fr. 8:15-10:00 in Hörsaal, Takustr. 3

Übungen: Do. 10:00-12:00 in SR. 34.16/17, Takustr. 3

Beginn: 19. April 2006

Diese Vorlesung richtet sich an Bachelor Studenten. Voraussetzungen sind Module 14 und 15.

Zielsetzungen

Vermittlung von Grundlagen der Quantentheorie und ihrer Anwendung auf einfache, chemisch relevante Beispiele (Kasten, Tunneleffekt, Oszillator), insbesondere auf die Beschreibung der Elektronenstruktur von Atomen und kleinen Molekülen (MO-Theorie, chemische Bindung). Kenntnis dieser Themen ist notwendige Bedingung für das Verständnis zahlreicher Aspekte der Chemie einschließlich der Spektroskopie.

Inhalt der Vorlesung

Bemerkung: Die unten herunterzuladenden Dokumente sind NICHT ein Skript und reichen NICHT aus, um die Klausur zu bestehen. Die sind als Orientierung und Gliederung gedacht. Das weitere und vollständige Material gibt es bei den Vorlesungen.

Quantentheorie: Einführung Einführung in der Quantisierung: Schwarzer Körper und Plancksche Hypothese Teilchencharakter der Strahlung Was sind Wellen Wellencharakter von Teilchen Quantelung der Energieniveaus der Materie Grundlagen der Quantenmechanik Schrödinger Gleichung für stationäre Zustände Operatoren Postulate Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung für einfache Systeme Translation. Freies Teilchen, Teilchen im Kasten, Teilchen im Potentialtopf, Tunneleffekt Schwingung. Harmonisches Oszillator Rotation. Bahndrehimpulses eines Teilchens, Starrer Rotator Das Wasserstoffatom Atomorbitale Spin Atomare Einheiten Näherungsverfahren Variationsprinzip Störungstheorie Mehrelektronenatome Elektronenkonfigurationen. Hartree-Produkt. Slater Determinanten Das Periodensystem Termsymbole. Auswahlregen. Spin-Bahn-Kopplung Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse
Grundlagen der Quantenmechanik Schrödinger Gleichung für stationäre Zustände Operatoren Postulate Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung für einfache Systeme Translation. Freies Teilchen, Teilchen im Kasten, Teilchen im Potentialtopf, Tunneleffekt Schwingung. Harmonisches Oszillator Rotation. Bahndrehimpulses eines Teilchens, Starrer Rotator Das Wasserstoffatom Atomorbitale Spin Atomare Einheiten Näherungsverfahren Variationsprinzip Störungstheorie Mehrelektronenatome Elektronenkonfigurationen. Hartree-Produkt. Slater Determinanten Das Periodensystem Termsymbole. Auswahlregen. Spin-Bahn-Kopplung Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse
Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung für einfache Systeme Translation. Freies Teilchen, Teilchen im Kasten, Teilchen im Potentialtopf, Tunneleffekt Schwingung. Harmonisches Oszillator Rotation. Bahndrehimpulses eines Teilchens, Starrer Rotator Das Wasserstoffatom Atomorbitale Spin Atomare Einheiten Näherungsverfahren Variationsprinzip Störungstheorie Mehrelektronenatome Elektronenkonfigurationen. Hartree-Produkt. Slater Determinanten Das Periodensystem Termsymbole. Auswahlregen. Spin-Bahn-Kopplung Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse
Das Wasserstoffatom Atomorbitale Spin Atomare Einheiten Näherungsverfahren Variationsprinzip Störungstheorie Mehrelektronenatome Elektronenkonfigurationen. Hartree-Produkt. Slater Determinanten Das Periodensystem Termsymbole. Auswahlregen. Spin-Bahn-Kopplung Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse
Näherungsverfahren Variationsprinzip Störungstheorie Mehrelektronenatome Elektronenkonfigurationen. Hartree-Produkt. Slater Determinanten Das Periodensystem Termsymbole. Auswahlregen. Spin-Bahn-Kopplung Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse
Mehrelektronenatome Elektronenkonfigurationen. Hartree-Produkt. Slater Determinanten Das Periodensystem Termsymbole. Auswahlregen. Spin-Bahn-Kopplung Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse
Chemische Bindung Born-Oppenheimer Näherung VB-Theorie: Das Wasserstoffmolekül MO-Theorie: Das Wasserstoffmolekülion Molekulare Termsymbole MO-Theorie homo- und heteronuklearer zweiatomiger Moleküle Vielatomige Moleküle, Hybridisierung, Hückel-Verfahren Einführung in der Symmetrie des Körpers, Charaktertafeln, Dreiatomige Moleküle und Walsh-Diagramme Ionische Bindung, Gitterenergien, Born-Habercher-Kreizprozesse

Übungen

Hier werden wöchentlich die Übungsaufgaben erscheinen.

21. April 2006: Übung 1 Lösung 28. April 2006: Übung 2 Lösung 5. Mai 2006: Übung 3 Lösung (scanned images - large!) 12. Mai 2006: Keine Übungsblatt wegen 1. Klausur 19. Mai 2006: Übung 4 Lösung 26. Mai 2006: Übung 5 Lösung 2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
28. April 2006: Übung 2 Lösung 5. Mai 2006: Übung 3 Lösung (scanned images - large!) 12. Mai 2006: Keine Übungsblatt wegen 1. Klausur 19. Mai 2006: Übung 4 Lösung 26. Mai 2006: Übung 5 Lösung 2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
5. Mai 2006: Übung 3 Lösung (scanned images - large!) 12. Mai 2006: Keine Übungsblatt wegen 1. Klausur 19. Mai 2006: Übung 4 Lösung 26. Mai 2006: Übung 5 Lösung 2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
12. Mai 2006: Keine Übungsblatt wegen 1. Klausur 19. Mai 2006: Übung 4 Lösung 26. Mai 2006: Übung 5 Lösung 2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
19. Mai 2006: Übung 4 Lösung 26. Mai 2006: Übung 5 Lösung 2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
26. Mai 2006: Übung 5 Lösung 2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
2. Juni 2006: Übung 6 Lösung 9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
9. Juni 2006: Übung 7 Lösung 16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
16. Juni 2006: Keine Übungsblatt wegen 2. Klausur 23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
23. Juni 2006: Übung 8 Lösung 30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
30. Juni 2006: Übung 9 Lösung 7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
7. Juli 2006: Übung 10 Lösung 14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
14. Juli 2006: Übung 11 Lösung 19. Juli 2006: Übung 12 Lösung
19. Juli 2006: Übung 12 Lösung

Prüfungsleistung

Dies ist eine Pflicht-Lehrveranstaltung mit 8 Leistungspunkten (ECTS). Zum Bestehen ist die erfolgreiche Teilnahme an den drei Klausuren notwendig. Nähere Infos werden hier erscheinen.

Erste Klausur, 25% : 17 Mai 2006, 8:00 SR Horsaal, Anorg. Chem., Fabeckstraße 34-36. Ergebnisse. Zweite Klausur, 25% : 16 Juni 2006, 8:00 Hörsaal, Takustr. 3. Ergebnisse. Klausur Einsicht, Mittwoch 28. Juni von 14:00-16:30. SR. 35.20. Dritte Klausur, 50%: 21 Juli 2006, 8:00 in the Hörsaal, Takustr. 3. Ergebnisse. Evaluation (s.u.) nicht vergessen! Klausur Einsicht, Freitag 4. August, 10-12, oder Mittwoch 9. August 10-12. SR 05.07. Nachklausur, 100%: 25 August 2006, 8:30 in SR 34.16/17, Takustr. 3.
Zweite Klausur, 25% : 16 Juni 2006, 8:00 Hörsaal, Takustr. 3. Ergebnisse. Klausur Einsicht, Mittwoch 28. Juni von 14:00-16:30. SR. 35.20. Dritte Klausur, 50%: 21 Juli 2006, 8:00 in the Hörsaal, Takustr. 3. Ergebnisse. Evaluation (s.u.) nicht vergessen! Klausur Einsicht, Freitag 4. August, 10-12, oder Mittwoch 9. August 10-12. SR 05.07. Nachklausur, 100%: 25 August 2006, 8:30 in SR 34.16/17, Takustr. 3.
Dritte Klausur, 50%: 21 Juli 2006, 8:00 in the Hörsaal, Takustr. 3. Ergebnisse. Evaluation (s.u.) nicht vergessen! Klausur Einsicht, Freitag 4. August, 10-12, oder Mittwoch 9. August 10-12. SR 05.07. Nachklausur, 100%: 25 August 2006, 8:30 in SR 34.16/17, Takustr. 3.
Nachklausur, 100%: 25 August 2006, 8:30 in SR 34.16/17, Takustr. 3.
Auf Beschluss des Institutsrats vom 12.10.2005 soll die Evaluation der Lehrveranstaltungen ab dem Wintersemester 2005 mit der Software Unizensus durchgeführt werden und die bisherige Evaluation durch Papierfragebögen ersetzen. Unter Unizensus werden Fragebögen für alle vom Institut angebotenen Lehrveranstaltungen online zur Verfügung gestellt. Evaluierende Studenten müssen sich mit einem sog. TOKEN validieren, welches sie zur einmaligen Bewertung einer Lehrveranstaltung berechtigt. Die TOKENs bekommen Sie gegen Ende der Vorlesung von mir. Unizensus wird die benutzten TOKENs am Ende der Evaluation ausgeben, um in einer Tombola einige Gewinn-TOKENs ziehen zu lassen. Bitte bewahren Sie also Ihre TOKENs nach der Verwendung sorgfältig auf. Zugang zum Evaluationsportal für: Vorlesung und Übungen Literatur P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford UP N. Levine, "Quantum Chemistry". Prentice-Hall International, Inc. Englewooks Cliffs, New Jersey G. Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley D. A. MacQuarrie, "Quantum Chemistry". Oxford University Press. M. Karplus and R. N. Porter, "Atoms and Molecules: An introduction for students of physical Chemistry". W. A. Benjamin Inc. (1970) H. Haken, H. C. Wolf, "The Physics of Atoms and Quanta". Springer.