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 online statt. Nähere Information in Moodle im Kursraum WS2020-63955.
Teil I: Quantenchemie
Wiederholung der Grundlagen der Quantenmechanik
Zufall und Wahrscheinlichkeit
Mathematische Grundlagen und Postulate der Quantenmechanik
Drehimpuls, Wasserstoffatom und Atomorbitale
Elektronenspin
Näherungsmethoden
Variationsprinzip und Variationsverfahren
Störungstheorie
Mehrelektronenatome
Pauli-Prinzip
Slater-Determinanten
Potentialenergieflächen
Born-Oppenheimer-Näherung
Adiabatische und diabatische Potentialkurven
Kreuzungsverbot für Potentialflächen, nicht-adiabatische Übergänge und konische Durchschneidungen
Ab-initio-Verfahren der Quantenchemie
Hartree-Fock Näherung
LCAO-MO-Theorie und Roothaan-Hall-Gleichungen
Basissätze
Übungen
Übungsleiter: Dr. Dirk Bender und Dr. Martin Richter
Die Übungen finden online statt. Nähere Information und die Übungsaufgaben sind in Moodle im Kursraum WS2020-63955 zu finden.
Computerübungen
Betreuer: Kevin Fiederling
Die Computerübungen finden in Präsenz statt. Die Termine werden noch veröffentlicht. Die Versuchanleitungen und -aufgaben finden Sie in Moodle im Kursraum WS2020-63957.
Modulprüfung
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)
