09.032.3050 Vorlesung Physikalische Chemie 2
Dozenten: PD Dr. W. Schärtl
Übungen und Abschlussprüfung: W. Schärtl
Empfohlene Literatur
Gerd Wedler, Hans-Joachim Freund, Lehr- und Arbeitsbuch Physikalische Chemie, Wiley-VCH (2018)
Wolfgang Schärtl, Statistical Thermodynamics and Spectroscopy, Bookboon (2017)
UCI open lectures: molecular structure and elementary statistical mechanics
Charaktertafeln wichtiger chemischer Punktgruppen
Planung zum Ablauf der Vorlesung
| Woche | Inhalte | besondere Aspekte des Stoffes (“Lernziele”) | Übungsaufgaben |
| 1 | Einführung in die Physikal. Chemie 2: Abgrenzung zur PC1, Themenübersicht; | Grenzen der Phänomenolog. Thermodynamik | Übungs-Blatt 01 |
| 2 | (Wiederholung) Grundlagen der Quantenchemie; | Unser molekulares Weltbild | Übungs-Blatt 02 |
| 3 | Boltzmann-Statistik: Voraussetzungen, Skizze der mathematischen Ableitung; Zustandssummen: Definition, anschauliche Bedeutung; | Vom einzelnen Teilchen zur makroskop. Thermodynamik | Übungs-Blatt 03 |
| 4 | Brückenbeziehungen: q und U, cV, F (A), S, … | Brücken molekulare – makroskopische Welt | Übungs-Blatt 04 |
| 5 | Berechnung von Zustandssummen, Beispiele: Translation, Rotation, Vibration, elektronische Zustände; | Zahlenwerte für die Zustandssummen der molekularen Freiheitsgrade berechnen | Übungs-Blatt 05 |
| 6 | Anwendungen Statistische Thermodynamik: cV von Gasen: charakteristische Übergangstemperaturen; Statist. Behandlung des Chemischen Gleichgewichts; | Anwendungen der statistischen Thermodynamik in der Physikalischen Chemie | Übungs-Blatt 06 |
| 7 | Grundlagen der Spektroskopie; | Spektroskopie im modernen molekularen Weltbild | Übungs-Blatt 07 |
| 8 | komplexe Zahlen und komplexe period. Funktionen; Prinzipien der Spektroskopie: Auswahlregeln, Linienbreiten, Franck-Condon-Prinzip; | Mathematische Voraussetzung: komplex, aber sehr praktisch … (s.a. Wechselstromkreis, viskoelastisches Verhalten !!!);Regeln der Spektroskopie | freie Übungen zu komplexen Zahlen |
| 9 | Störungstheorie; Fermi's Golden Rule; Skizze der mathematischen Herleitung | Quantenmechanische Behandlung der Spektroskopie | Übungs-Blatt 08 |
| 10 | Spektroskopische Methoden: UV/Vis-Spektroskopie: Jablonski-Schema, Auswahlregeln, Zeitskalen der Übergänge; | Methoden: elektronische Übergänge in Molekülspektren | Übungs-Blatt 09 |
| 11 | IR-Spektroskopie: hoch-aufgelöste Rotationsschwingungs-Spektren, Auswahlregeln; Ramanspektroskopie: Term-Schema, klassische Herleitung, Auswahlregeln; | Methoden: Schwingungsübergänge in Molekülspektren | Übungs-Blatt 10 |
| 12 | Gruppentheorie: Symmetrieoperationen, Matrizendarstellung, Charaktertafeln (reduzible und irreduzible Darstellungen), Beispiel C2V, Anwendg. auf IR- und Raman.Spektroskopie | Symmetriebetrachtungen zur Beurteilung von optisch aktiven Schwingungsmoden |
freie Übungen zu Symmetriebetrachtungen /Gruppentheorie |
| 13 | Gruppentheorie: Beispiele C3V und Td, Anwendungen auf die Schwingungsspektroskopie; | Symmetriebetrachtungen zur Beurteilung von optisch aktiven Schwingungsmoden | Übungs-Blatt 11 |
| 14 | Ausblick: Anwendung Gruppenth. auf UV/Vis-Spektroskopie, Fragestunden | Übungsklausuren Auswahl |