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Physikalische Chemie 2a - Aufbau der Materie (CBG-10/MSG-10)5 ECTS (englische Bezeichnung: Physical chemistry 2a: Structure of matter)
Modulverantwortliche/r: Hans-Peter Steinrück Lehrende:
Dirk Guldi, Hans-Peter Steinrück
Startsemester: |
WS 2017/2018 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
42 Std. | Eigenstudium: |
108 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
- Einführung in die Prinzipien der Quantentheorie: Aufbau der Atome, Eigenschaften von Elektronen, Eigenschaften von Licht (Strahlungsgesetz, Photoeffekt, Comptoneffekt), Dualismus Welle-Teilchen, Spektrallinien von Atomen, Bohr’sches Atommodell
Schrödinger-Gleichung: Energie und Wellenfunktion, Potenzialtöpfe/Potenzialwall, starrer Rotator, harmonischer Oszillator
Wasserstoffatom: Winkel- und Radialanteil der Schrödinger-Gleichung, Eigenfunktionen, Drehimpuls und Quantenzahlen
Atomaufbau und Periodensystem: Spektren wasserstoffähnlicher Atome, Spektren von Alkali- und von Mehrelektronenatomen, Röntgen- und Auger-Prozess, Pauli-Prinzip und Hund’sche Regel
Chemische Bindung: Ionenbindung, kovalente Bindung, metallische Bindung, van der Waals-Bindung, Wasserstoff-Brücken-Bindung
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
• geben die Prinzipien der Quantentheorie wieder und diskutieren die Analogien zur Mechanik
• nennen die Eigenschaften von Elektronen und Licht und erläutern den Dualismus Welle – Teilchen
• erläutern das Bohrsche Atommodell und interpretieren die Spektral-linien der Atome
• wenden die Schrödinger-Gleichung auf einfache Systeme wie z. B. Teilchen in Kasten oder Potenzialtopf, Rotator und Oszillator an
• beschreiben das Wasserstoffatom mit Hilfe der Schrödinger-Gleichung und diskutieren die Bedeutung der Quantenzahlen
• interpretieren die Spektren von Ein- und Mehrelelektronenatomen und erschließen den Aufbau des Periodensystems
• erläutern die Grundzüge chemischer Bindungen und unterscheiden die verschiedenen Bindungsarten
• wenden physikalisch-chemische Gesetze zur Lösung von Übungsaufgaben an und berechnen physikalische Größen.
Literatur:
G. Wedler, H.-J. Freund: Lehrbuch der Physikalischen Chemie (Wiley-VCH),
P. W. Atkins, C. A.. Trapp: Physikalische Chemie (Wiley-VCH)
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Chemie (Bachelor of Science): 3. Semester
(Po-Vers. 2013 | NatFak | Chemie (Bachelor of Science) | weitere Pflichtmodule der Grundstudiumsphase | Physikalische Chemie 2a - Aufbau der Materie)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Aufbau der Materie (Prüfungsnummer: 21181)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
W60 (PL) + EX (SL)
Berechnung der Modulnote: 100% Klausurnote
- Prüfungssprache: Deutsch
- Erstablegung: WS 2017/2018, 1. Wdh.: WS 2017/2018
- Termin: 08.12.2017, 15:30 Uhr
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