Physikalische Chemie 2a - Aufbau der Materie (CBG-10/MSG-10)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Physical chemistry 2a: Structure of matter)

Lehrveranstaltungen:

• • Physikalische Chemie 2a - Aufbau der Materie
    (Vorlesung, 2 SWS, Hans-Peter Steinrück, Mo, Mi, 10:15 - 12:00, H1 Egerlandstr.3; bis zum 16.12.2020; Die Veranstaltung wird im WiSe 2020/21 digital angeboten. Bitte registrieren Sie sich dafür auf StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3245508_join.html . Alle weiteren Informationen zum digitalen Angebot erhalten Sie über den StudOn-Kurs. Die Raumangaben sind Platzhalter für eine etwaige Präsenzphase im späteren Verlauf des Semesters.)
  • Übung zur Physikalischen Chemie 2a - Aufbau der Materie
    (Übung, 1 SWS, Hans-Peter Steinrück et al.)

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 Spektrallinien 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:

1. Chemie (Bachelor of Science): 3. Semester
   (Po-Vers. 2013 | NatFak | Chemie (Bachelor of Science) | weitere Pflichtmodule der Grundstudiumsphase | Physikalische Chemie 2a - Aufbau der Materie)
2. Molecular Science (Bachelor of Science): 3. Semester
   (Po-Vers. 2013 | NatFak | Molecular Science (Bachelor of Science) | Grundstudiumsphase | Physikalische Chemie 2a - Aufbau der Materie)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Aufbau der Materie (Prüfungsnummer: 21181)

(englischer Titel: Structur of Matter)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 60, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
W60: Klausur, 60 Minuten oder Alternativ-Prüfung gemäß Corona-Satzung

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: WS 2020/2021

1. Prüfer:

Hans-Peter Steinrück

Termin: 15.01.2021, 14:30 Uhr, Ort: C1, C2, H1
Termin: 10.12.2021, 15:00 Uhr, Ort: H1