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:
- [CHE-BaCh-011-M-1] Basic Module: Mathematics I
- [CHE-BaCh-012-M-1] Basic Module: Mathematics II
- [CHE-Ba-021-M-1] Grundmodul: Physik I
- [CHE-Ba-022-M-1] Grundmodul: Physik II
- [CHE-BaCh-04-M-1] Grundmodul: Allgemeine und Anorganische Experimentalchemie
- [CHE-BaCh-14-M-1] Grundmodul: Physikalische Chemie II
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 |
Notes on the module handbook of the department Chemistry
2. Die Angaben zum Masterstudiengang Toxikologie und zu den lehramtsbezogenen Zertifikatsstudiengängen im Fach Chemie befinden sich noch im Aufbau.