Modulverantwortlicher entsprechend der Ankündigung in Fridolin

Klausur zum vermittelten Stoff aus Vorlesung, Seminar und Praktikum (50%), Praktikum (50%) mit Kolloquien zu den einzelnen Versuchen und schriftlicher Versuchsauswertung

Ein nicht bestandenes Praktikum kann einmal wiederholt werden.

keine

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Anfertigung der Bachelorarbeit

Pflichtmodul

4 SWS Vorlesung; 1 SWS Seminar; 4 SWS Praktikum

Inhalte der Vorlesung sind die Grundlagen der Atom- und Molekülstruktur (Atomic and Molecular Structure)

Das Modul ist in drei Teilbereiche gegliedert. Der erste Teil gibt eine allgemeine Einführung in die Quantenmechanik. Dabei werden behandelt: Wellen und Photonen (Versagen der klassischen Physik, Wellen-Teilchen-Dualismus, Heisenbergsche Unschärferelation); Dynamik mikroskopischer Systeme (Schrödinger-Gleichung, Wahrscheinlichkeitsinterpretation); Prinzipien der Quantenmechanik (Quantisierung, Operatoren); Methoden und Anwendungen der Quantenmechanik (Teilchen im Kasten, Schwingung, Rotation).

Im zweiten Teil des Moduls Atombau und Periodensystem werden Struktur und Spektren wasserstoffähnlicher Atome (Wasserstoff-Atomorbitale und ihre Energien); Struktur von Mehrelektronenatomen: Orbitalnäherung, Pauli-Prinzip, Hundsche Regel); Spektren von Mehrelektronenatomen (Singulett- Triplett-Zustände, Spin-Bahn-Kopplung, Termsymbole und Auswahlregeln, Zeemann-Effekt) behandelt.

Der dritte Teil des Moduls gibt eine Einführung in das Thema Molekülstruktur. Dabei werden behandelt: Born-Oppenheimer-Näherung (Potentialkurven); Valenzbindungstheorie (Wasserstoffmolekül, Hybridisierung); Molekülorbitaltheorie (LCAO-Ansatz, MO-Diagramme Homo- und Heteroatomare zweiatomige Moleküle, Variationsprinzip); Molekülorbitale in vielatomigen Molekülen (Hückel-Näherung, Bänder-Theorie).

Im Praktikum werden von den Studierenden in Partnerarbeit grundlegende Versuche aus der chemischen Thermodynamik und Kinetik durchgeführt und dabei die Anwendung geeigneter Messmethoden erprobt.

Am Ende des Moduls werden die Studierenden mit quantenmechanische Formalismen zur Beschreibung von Atomen und Molekülstrukturen, d. h. quantenmechanischen Grundlagen der chemischen Bindung vertraut sein.

Das Praktikum vermittelt grundlegende Kenntnisse des Experimentierens in der chemischen Thermodynamik und Kinetik allgemein das praktische Arbeiten im physikalisch-chemischen Labor. Diese Kenntnisse sind die Grundlagen für die Durchführung der höheren Praktika der Physikalischen Chemie. Die Partnerarbeit während des Praktikums entwickelt die Teamfähigkeit der Studierenden weiter.

keine