WPF Theoretische Chemie/‌Quantenchemie Teil I

Bachelor-Studiengang Chemie, Wahlpflichtmodul BC 5.5.3, Vorlesung (2 SWS), Übung (1SWS), Praktikum (2 SWS), 5 LP

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Grafik: Dirk Bender

Inhalt

Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in die quantenchemischen Methoden. Nach einer axiomatischen Einleitung in die Quantenmechanik werden Lösungsverfahren der Quantenchemie (Variationsverfahren und Störungstheorie) vorgestellt. Inhalt des Praktikums sind Computeralgebrasysteme und deren Anwendung auf in der Vorlesung und der Übung behandelte Probleme. Es erfolgt eine Einführung in quantenchemische Programme und deren Benutzeroberfläche.

Das Modul vermittelt grundlegende Kenntnisse und Fertigkeiten der Quantenchemie. Diese sind Voraussetzung für das Verständnis von Vielelektronensystemen. Die Studenten werden in die Lage versetzt, gebräuchliche quantenchemische Verfahren in Grundzügen zu verstehen, in der Praxis anzuwenden und den Bezug zum Experiment herzustellen.

Vorlesung

Dozenten: Prof. Dr. Stefanie Gräfe und Dr. Dirk Bender

Die Vorlesung findet donnerstags von 12.30 Uhr - 14.00 Uhr im SR 1 TO Lessingstraße 8 statt.

Teil I: Quantenchemie

Wiederholung der Grundlagen der Quantenmechanik [pdf 1MB]
1. Zufall und Wahrscheinlichkeit
2. Mathematische Grundlagen und Postulate der Quantenmechanik
3. Drehimpuls, Wasserstoffatom und Atomorbitale
4. Elektronenspin
Näherungsmethoden [pdf 362KB]
1. Variationsprinzip und Variationsverfahren
2. Störungstheorie
Mehrelektronenatome [pdf 437KB]
1. Pauli-Prinzip
2. Slater-Determinanten
Potentialenergieflächen [pdf 314KB]
1. Born-Oppenheimer-Näherung
2. Adiabatische und diabatische Potentialkurven
3. Kreuzungsverbot für Potentialflächen, nicht-adiabatische Übergänge und konische Durchschneidungen
Ab-initio-Verfahren der Quantenchemie [pdf 552KB]
1. Hartree-Fock Näherung
2. LCAO-MO-Theorie und Roothaan-Hall-Gleichungen
Basissätze [pdf 528KB]

Übungen

Übungsleiter: Dr. Dirk Bender und Dr. Martin Richter

Die Übungen finden donnerstags von 14:15 Uhr -15.00 Uhr im SR 1 TO Lessingstraße 8 statt.

2019-10-24: Übung 01 [pdf 84KB]
2019-11-07: Übung 02 [pdf 80KB]
2019-11-14: Übung 03 [pdf 91KB]
2019-11-21: Übung 04 [pdf 83KB]
2019-11-28: Übung 05 [pdf 75KB]
2019-12-05: Übung 06 [pdf 80KB]
2019-12-12: Übung 07 [pdf 143KB]
2019-12-19: Übung 08 [pdf 61KB]
2020-01-09: Übung 09 [pdf 74KB]
2020-01-16: Übung 10 [pdf 72KB]
2020-01-23: Übung 11 [pdf 29KB]
2020-01-30: Übung 12 [pdf 79KB]
2020-02-06: Übung 13 [pdf 35KB]

Computerübungen

Betreuer: Kevin Fiederling

Die Computerübungen finden montags von 12:15 Uhr -13:45 Uhr im Raum K016 HHW 4 statt.

Modulprüfung

Die mündliche Prüfung findet am 18. und 19.02.2020 im Raum 117 HHW 4 statt.

	18.02.2020	19.02.2020
10:00 Uhr	Jonas Eichhorn	Anne Konrad
10:30 Uhr	Xingcheng Li	Jakob Bruhnke

Literatur

Ira N. Levine, Quantum Chemistry (Prentice Hall, 1999)
Donald A. McQuarrie, Quantum Chemistry (Palgrave Macmillan, 2007)
Attila Szabo, Neil S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry (Dover Publications, 1989)
Werner Kutzelnigg, Einführung in die Theoretische Chemie (Wiley-VCH, 2002)
Joachim Reinhold, Quantentheorie der Moleküle: Eine Einführung, 3rd edn. (Vieweg+Teubner, 2006)
G. Röpke, Quantenphysik, No. 11 in PfL(Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1983)
M. Schubert, G. Weber, Quantentheorie: Grundlagen und Anwendungen (Spektrum Akademischer Verlag, 1993)
L. Zülicke, Molekulare Theoretische Chemie: Eine Einführung. Studienbücher Chemie (Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, 2015)