II. Die chemische Bindung - Eine Einführung

III. Molekülspektren

IV. Molekülsymmetrie

V. Symmetrie von Orbitalen und Schwingungen

VI. Spectroscopic Techniques
 
 

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Literatur

Übungen & Klausur

# Konstanten & Umrechnungen

I. Background (Englisch)
1. Quantum mechanics introduction
• Quantum mechanics and interaction with light
• Quantum mechanical wavefunctions
• one-dimensional particle-in-a-box.
• Atomic Energy Levels
• Harmonic oscillator
• Solid State Band Theory
2. Introduction to Spectroscopy
• Light (electromagnetic radiation)
• Light: interaction with matter
• Born-Oppenheimer approximation
• Molecular Energy Levels
• Ground state of a diatomic molecule
• Fluorescence from a molecular excited state
• Jablonski diagram showing molecular relaxation pathways

II. Die chemische Bindung - Eine Einführung

1. Näherungsverfahren
• Störungsrechnung
• Variationsmethode
• Vergleich der Methoden
2. Der Entwicklungssatz der Quantenmechanik
• Dynamik der Moleküldissoziation für reinen Bindungsbruch
3. Linearkombination von Atomorbitalen (LCAO)
• Vom H₂⁺ zum Verständnis der chemischen Bindung
4. Homonukleare Moleküle
• Erfolgreiche Kombinationen von Atomorbitalen
• Energetische Reihenfolge der Molekül-Orbitale
• Molekültermsymbole und Auswahlregeln
5. Heteronukleare Moleküle
• Hybridisierung
• Konstruktion orthogonaler Hybride
• Darstellung von sp, sp²-Hybriden
6. Spektroskopische Nomenklatur und Auswahlregeln
7. Das Hückel-Verfahren
• Allgemein am Beispiel Acrolein
8. Metalle - Bändermodell

III. Molekülspektren

1. Einleitung
2. Optische Übergänge
• Vergleich mit Experiment
• Linienform und Linienbreite
• Laser
3. Rotationsspektren
• Sphärischer Kreisel
• Symmetrischer Kreisel
• Linearer Kreisel
• Asymmetrischer Kreisel
• Nichtstarrer Rotator
• Auswahlregeln für reine Rotationsübergänge
4. Schwingungs-und Rotations-Vibrationsspektren
• Spektrensimulator (interaktive Simulation von Spektren)
5. Elektronenspektren
• Schwingungsbanden - Franck-Condon Prinzip
• Rotationsanteil - Zweige und Hönl-London Faktoren
6. Dissoziation und Prädissoziation
7. Ionisation, PES und REMPI

IV. Molekülsymmetrie

1. Einleitung
2. Zur Molekülsymmetrie
3. Symmetrie-Elemente und -Operationen
• Identität E
• Drehachse C_n
• Inversion i
• Spiegelung σ
• Drehspiegelung S_n
4. Klassifizierung der Moleküle nach der Symmetrie
• Grundlagen der Gruppentheorie
• Symmetrieoperationen mit Matrizen
• Bestimmung der Symmetriepunktgruppen von Molekülen
5. Symmetriegruppen von Molekülen (Überblick - Charaktertafeln)
• Mulliken-Symbole
• Produktregeln
• Termsymbole

V. Symmetrie von Orbitalen und Schwingungen

1. Symmetrieadaptierte AO
• AH₂ (Molekülorbitale von Wasser)
• AB₂-Moleküle
2. Walsh-Diagramme
• AH₂-Moleküle
• AB₂-Moleküle
• AH₃-Moleküle
• AB₃-Moleküle
3. Allgemeine AB_n- und AB_mC_n-Strukturen
4. Symmetrie bei Elektronenübergängen (Lage der Dipolübergangsmomente)
5. Symmetrie bei chemischen Reaktionen (Woodward-Hoffmann-Regeln)
6. Symmetrie von Schwingungen (Normalschwingungen)
• Molekülschwingungen am Beispiel Wasser
• Auswahlregeln bei reinen Schwingungsübergängen
• Auswahlregeln für Ramanspektren

VI. Spectroscopic Techniques

1. Atomic Spectroscopy
• absorption (AA)
• emission (AES, OES)
• fluorescence (AFS)
• resonance ionization (RIS)
2. X-ray and Electron Spectroscopy
• x-ray fluorescence
• electron optics
• x-ray photoelectron (XPS, ESCA)
• Auger electron
3. Mass Spectrometry
4. Molecular Spectroscopy
• Raman
• infrared (FTIR)
• near-infrared (NIR)
• laser-induced fluorescence (LIF)
• high-resolution laser spectroscopy
5. Nonlinear Spectroscopy
• second-harmonic generation
• two-photon absorption
• CARS

• Kristallsymmetrie (wird es nicht in der Vorlesung geben; entspricht aber z.Teil der Molekülsymmetrie)
• Das Kubische Achsensystem
• Das Tetragonale Achsensystem
• Das Rhombische Achsensystem
• Das Monokline Achsensystem
• Das Trikline Achsensystem
• Das Trigonale Achsensystem
• Das Hexagonale Achsensystem

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