Modul: Theoretische Chemie I: Grundlagen
| Modulname | Theoretische Chemie I: Grundlagen |
|---|---|
| Gebiet | Gebiet 4 |
| Profil | Profil Freie Studien |
| CPs | 5 CP |
| Campus | Hier geht es zum Vorlesungsverzeichnis |
| Voraussetzungen | Bestandenes Modul “Theorie der chemischen Bindung“. Studierende der Chemie können an diesem Modul im Optionalbereich nur teilnehmen, wenn die Vorlesung nicht Bestandteil des Fachstudiums ist! |
| Besonderheiten | Termin der ersten Sitzung: In der 1. Vorlesungswoche Anmeldung: Losverfahren per CampusOffice TN-Plätze: 5 für den Optionalbereich Zusammensetzung der Endnote: Mündliche Modulabschlussprüfung, 100 %. Turnus: Jeweils im Wintersemester Dozierende und Kontaktdaten: Prof. Dr. Christof Hättig, (Christof.Haettig@rub.de), Prof. Dr. Dominik Marx, (Dominik.Marx@theochem.rub.de) |
| Blockseminar | Nein |
| Vorkenntnisse | |
| Veranstaltungszeit | Mittwoch 11:00 - 13:00, Donnerstag 08:00 - 10:00 |
| Dozenten | Christof Hättig |
| Arbeitsaufwand | Neben dem regelmäßigen Besuch der Vorlesung und der aktiven Beteiligung an den Übungen ist für den Studienerfolg in dieser Lehrveranstaltung eine Vorbereitung auf Vorlesungsstunden und eine intensive Nachbereitung derselben vorgesehen. Einschließlich der Vorbereitung auf die Abschlussprüfung ergibt sich ein Gesamtaufwand von etwa 150 Arbeitsstunden. |
| Literatur | |
| Modulteil | [180570] Theoretische Chemie I: Grundlagen - WS 22/23, [180571] Übungen zur Vorlesung "Theoretische Chemie I: Grundlagen" - WS 22/23 |
| Modultyp | |
| Modulanbieter | Fakultät für Chemie und Biochemie |
| Inhalt | Teil 1: Vorlesung, WS, Mi 11.00-13.00, NCDF 03/399 Teil 2: Übung, WS, Do 08:00h - 10:00h, NCDF 03/399 Die Teilnehmer erwerben Kenntnisse über die wichtigsten Methoden der Theoretischen Chemie in den Bereichen Elektronenstruktur, der Molekülstruktur und der Molekulardynamik. Vielteilcheneffekte: Ununterscheidbarkeit, Symmetrisierungspostulat, Slaterdeterminanten. Born-Oppenheimer-Separation: Schrödingergleichungen für Elektronen- und Kernbewergung, Potentialflächen, Gültigkeit, nichtadiabatische Korrekturen Rechenmethoden: Variationsprinzip und Variationsverfahren (Grundzustand); Störungstheorie (nichtentartet, zeitunabhängig). Hartree-Fock-Theorie und Elektronenkorrelation: LCAO Ansatz, Roothaan-Hall Gleichungen, Basissätze, dynamische und nichtdynamische Elektronenkorrelation, Mehrdeterminantenansätze (MCSCF, CI), Vielteilchenstörungs- (MP) und Coupled-Cluster- (CC) Theorie. Molekülorbitale: kanonisch vs. lokalisiert, MO Schemata, Koopmans’ Näherung. Dichtefunktionaltheorie: Hohenberg-Kohn-Theoreme, Kohn-Sham-Verfahren, lokale Dichtenäherung und Gradientenkorrekturen, Hybridfunktionale. Potentialflächen: Topologische Charakterisierung im Sinne von Molekülen, Isomeren, Übergangszuständen, Intermediaten, chemischen Reaktionen, Geometrieoptimierung, Interne Koordinaten, harmonische Analyse, Normalmoden, Anharmonizitäten, approximative analytische Darstellungen. Molekulardynamik: Newtonsche Mechanik, Paarwechselwirkungen, Kraftfelder, Parameterisierungen, Kondensierte Materie und periodische Randbedingungen, Numerische Quadratur und Integratoren, Trajektorien, Auswertung, statische Messgrößen, radiale Verteilungsfunktionen, Zeitkorrelationsfunktionen. |
| Lernziele | Es werden Grundkompetenzen vermittelt, um theoretische Berechnungen zu Struktur, Eigenschaften und Reaktionen von Molekülen durchführen zu können, bzw. solche Berechnungen kritisch beurteilen zu können. Somit werden Schlüsselqualifikationen für eine berufliche Tätigkeit im fächerübergreifenden Bereich von Chemie, Physik und Mathematik erworben. |