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Lern- und Qualifikationsziele
In diesem Modul werden die Prinzipien der Quantentheorie erlernt und auf exakt lösbare Modellsysteme angewendet.
Durch Aufstellen des entsprechenden Hamiltonoperators und der Schrödinger-Gleichung sollen den Studierenden fundierte Kenntnisse zu den Energieniveaus und Wellenfunktion vermittelt werden. In und durch Molekülmodellierung werden die Beschreibungen von Molekülkonfigurationen und von Potentialenergieflächen
erlernt. Das Ziel ist, nutzbare Erfahrung mit Programmen zu
a) Molekülstruktur und Dynamik zu erwerben sowie
b) sich mit der Datenauswertung, graphischen Darstellungen und mathematischer Analyse vertraut zu machen.
Voraussetzungen
PC1 und PC2
Gliederung / Themen / Inhalte
Vorlesung Quantentheorie: Postulate der Quantenmechanik, Wahrscheinlichkeitsinterpretation, Welle-Teilchen-Dualismus. Orts- und Phasenraum, Hamiltonfunktion,
Operatoren, Eigenwerte, Eigenfunktionen,
Vertauschungsoperatoren, Schrödinger-Gleichung, Wellenfunktionen, Erwartungswerte, Verteilungsfunktionen,
Anwendung der Quantenmechanik auf grundlegende
Modellsysteme, wie Teilchen im Kasten, harmonischer
Oszillator, starrer Rotor, Wasserstoffatom
Übung Quantentheorie: Hilfestellungen zur Herangehensweise, Problembehandlung und Lösung der in den Vorlesungen gestellten Übungsaufgaben und detailliertere und vertiefende mathematische Behandlung der Quantentheorie und Quantenchemie, direkte Unterstützung der Studierenden zum aktiven Selbststudium, zum vertiefenden Verständnis des Stoffgebietes der Quantentheorie und zur direkten Vorbereitung der Modulabschlussprüfung
Vorlesung Molekülmodellierung: Ermittlung von Molekülstrukturen und Moleküleigenschaften,
Innere und kartesische Molekülkoordinaten, Potentialenergieflächen,molekulare Kraftfelder mit typischen Beispielen für organische und anorganische
Moleküle, Zeitabhängigkeit einer Molekülstruktur
Praktikum Molekülmodellierung: Programme zur Optimierung von Molekülstrukturen und Visualisierung der Ergebnisse. Numerische, analytische und graphische Computerpraxis
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