Auf der Grundlage einfacher Konzepte der Quantenmechanik sollen die Studierenden die grundlegenden Begriffe zur elektronischen Struktur von Atomen und Molekülen, zur Entstehung chemischer Bindungen sowie zu den theoretischen Grundlagen der Spektroskopie verstehen lernen.
1. Einführung in die Mathematik der Quantenmechanik
2. Grundbegriffe der Quantenmechanik, Prinzipien, einfache Modelle.
3. Quantenmechanische Beschreibung des Wasserstoffatoms.
4. Elektronenstruktur von Atomen mit vielen Elektronen.
5. Symmetrie in der Quantenmechanik.
6. Elektronenstruktur von Molekülen: Born-Oppenheimer-Näherung, Ursprung der chemischen Bindung; Molekülorbital- (MO) und Valenzbindungs- (VB) Theorien, zweiatomige Moleküle und Wasser; Hückel-Theorie für Moleküle mit π-Bindungen, Kristallfeld- und Ligandenfeldtheorien.
7. Methoden der computergestützten Chemie: Hartree-Fock, DFT, Grundlagen korrelierter Methoden.
8. Ausgewählte Anwendungen der computergestützten Chemie.
Auf der Grundlage der Inhalte dieses Kurses sollten die Studierenden in der Lage sein, in der Chemie verwendete Modelle kritisch zu bewerten, deren Zusammenhänge zu verstehen, deren Grenzen zu erkennen und Berechnungen im Bereich der computergestützten Chemie durchzuführen.
– Peter Atkins, Julio de Paula und Ronald Friedman: Physikalische Chemie: Quanten, Materie und Veränderung, 2. Auflage, Oxford University Press, 2013.
– Thomas Engel und Philip Ried: Physikalische Chemie: Quantenchemie und Spektroskopie, 4. Auflage, Pearson, 2019
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