Module Handbook

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Notes on the module handbook of the department Chemistry

Hinweis zum Feld "Anmeldung": In "Corona-Zeiten" ist - teils abweichend von den Angaben im Feld "Anmeldung"- meist eine Anmeldung im KIS erforderlich. Die aktuellen Regelungen finden Sie unter https://www.chemie.uni-kl.de/studium/lehre-ws/

Course CHE-300-050-K-1

Molekülorbital-Theorie (3V+1U, 5.0 LP)

Course Type

SWS Type Course Form CP (Effort) Presence-Time / Self-Study
- K Lecture with exercise classes (V/U) 5.0 CP 94 h
3 V Lecture 42 h
1 U Lecture hall exercise class 14 h
(3V+1U) 5.0 CP 56 h 94 h

Basedata

SWS 3V+1U
CP, Effort 5.0 CP = 150 h
Position of the semester 1 Sem. in SuSe
Level [1] Bachelor (General)
Language [DE] German
Lecturers
Area of study [CHE-ThC] Theoretical Chemistry
Livecycle-State [NORM] Active

Notice

Die KIS-Nummer zur Übung lautet: CHE-300-051-U-1.

Contents

Vorlesung mit Übungen:
  • Mehrelektronenatome ohne Elektronenwechselwirkung, Separationsansatz, qualitatives Versagen der Lösungen der Schrödingergleichung ohne Aufbauprinzip
  • Pauli-Prinzip: Antisymmetrie der Wellenfunktion als zusätzliche Forderung an physikalisch sinnvolle Lösungen der Schrödinger-Gleichung
  • Slater-Determinanten als Basis für die Konstruktion von antisymmetrischen Mehrelektronen-Wellenfunktionen
  • Konsequenzen. Aufbauprinzip, Periodizität
  • Mehrelektronenatome: Zweielektronensysteme, Abschätzung des Effekts der Elektronenwechselwirkung durch Störungstheorie erster Ordnung (für entartete und nichtentartete Referenzzustände), Singulett- und Triplettzustände
  • Mehrelektronenatome: Zentralfeldnäherung, Kopplung von Drehimpulsen (LS-Kopplung), Ermittlung der LS-Terme zu einer gegebenen Elektronenkonfiguration, Hund'sche Regeln
  • Molekülstruktur: Born-Oppenheimer-Näherung, Chemische Bindung im H2+, Virialsatz für Moleküle
  • Qualitative Theorie der chemischen Bindung im H2-Molekül: LCAO-MO-Ansatz. "Vernachlässigung" der Überlappung beim Übergang auf reduzierte Resonanzintegrale. Dissoziation: Links-Rechts-Korrelation, VB-Ansatz
  • Systematische Verbesserung von Wellenfunktionen: Variationsprinzip. Variationelle Optimierung einer Slaterdeterminante: Hartree-Fock Verfahren. Orbitalrotationen und Stationaritätsbedingung, Konstruktion von J- und K-Operatoren aus Zweielektronen-AO-Integralen, Orbitalbild, Koopman's Theorem
  • Kanonische und lokalisierte Orbitale, Interpretation von Photoelektronenspektren
  • Basisfunktionen: STO und GTO-Basen, Polarisationsfunktionen, Nomenklatur von Pople-Basen
  • Semiempirische Methoden durch Parametrisierung von Ein- und Zweielektronenintegralen, "Extended Hückel Theory", Hückel-Theorie für π-Systeme, Störungstheorie erster Ordnung für Hückel-Systeme: Heteroatome (Elektronegativitätsänderung) und Bindungsalternanz, Populationsanalysen

Competencies / intended learning achievements

s. Modul

Literature

Literaturempfehlung zur Einführung in die Quantenchemie besonders geeignet:
  • W. Kutzelnigg: "Einführung in die Theoretische Chemie (Kompaktausgabe in einem Band)" (Wiley-VCH, 2001, ISBN 978-3527306091)
  • J. Reinhold: "Quantentheorie der Moleküle" (Teubner, 2006, ISBN 978-3835100374)
  • Szabo, N. S.Ostlund: "Modern Quantum Chemistry" (Dover, 1996, ISBN 978-0486691862)
  • P. W. Atkins, R. Friedman: "Molecular Quantum Mechanics" (Oxford University Press, 2004, ISBN 978-0199274987)
  • N. Levine: Quantum Chemistry (Prentice Hall, 2008, ISBN 978-0136131069; Pearson Education, 2008, ISBN 978-0132358507)

Materials

Zur Vorlesung und den Übungen wird im Internet Material (Bilder/Tabellen, Übungszettel, weitere Literatur) angeboten. Zugangsdaten (inkl. Passwort) werden in der Vorlesung bekanntgegeben.

Registration

Keine Anmeldung erforderlich.

Requirements for attendance (informal)

Die vorherige Teilnahme an folgenden Grundmodulen wird empfohlen:

Requirements for attendance (formal)

None

References to Course [CHE-300-050-K-1]

Module Name Context
[CHE-BaCh-17-M-1] Grundmodul: Theoretische Chemie P: Obligatory 3V+1U, 5.0 LP