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Quantenstatistik: Frage 1: wann reicht die Naeherung der Boltzmannverteilung, wann spielt die Quantenphysik eine entscheidende Rolle? A) diskutieren sie.

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1 Quantenstatistik: Frage 1: wann reicht die Naeherung der Boltzmannverteilung, wann spielt die Quantenphysik eine entscheidende Rolle? A) diskutieren sie das am Beispiel eines Gases als Funktion von Dichte und Temperatur. B) Nennen Sie je zwei beispiele fuer Quantensysteme bei denen die Bose-Einstein bzw. die Fermistatistik entscheidend fuer die beobachteten Phaenomene ist.

2 Frage 2: CO bei Normalbedingungen kann näherungsweise als ideales Gas behandelt werden. Seine spezifische Molwärme ist bei dieser Temperatur betraegt ca. 5/2 R. A) Es sei keine Schwingung angeregt. Mit welcher relativen Häufigkeit sind die Rotationsniveaus besetzt? B) wir strahlen mit einer abstimmbaren Laserdiode Infrarotstrahlung ein und messen die Absorption als Fuunktion der Wellenlänge. Dabei kann eine Übergang vom Grundzustand zum ersten Schwingungszustand induziert werden (wieso geht das?) Wie sieht das Absorptionsspektrum aus (Skizze). C) Messen sie die Absorption für N2. Können Sie dasselbe Verfahren benutzen?

3 Molekuelbindung: Frage 1: a) Skizzieren sie die potentielle Energie eines Elektrons auf der Verbindungsachse zweier protonen fuer einen Abstand der Protonen von ca. 1 Angstroem. Im Vergleich zur potentiellen Energie eines protons. Wo liegt etwa der tiefste Energiezustand des Elektrons in so einem System? Warum kann diese Energie tiefer sein als die des Elektrons das nur an ein Proton gebunden ist. B) Skizzieren sie die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons fuer den symmetrischen bindenen Zustand des H2+ Molekuels und fuer den nicht bindenden antisymmetrischen Zustand. Worauf beruht die Molekuelbindung? C) Diskutieren Sie die bedeutung des Ueberlappintegrals und des Energieaustauschintegrals. Wodurch kommt die Bindung zustande?

4 H 2 - Molekuel A)Schreiben Sei den Hamiltonoperator fuer das H 2 Molekuel auf. Welche Terme stellen den WW Operator dar, der im freien H-Atom nicht auftritt? Der Erwartungswert dieses Operators muss eine Energie <0 geben! B) wie setzen Sei die Wellenfunktion in der Naeherung der LCAO (linear combination of atomic orbitals) an? Welche Symmetrien muessen Sie beruecksichtigen? C) wie klassifizieren Sie die Molekuelzustaende, welche Quantenzahlen sind relevant?

5 Chemische Bindungen: welche Bindungstypen gibt es? Worauf beruht jeweils die Energieerniedrigung des Molekuels relativ zur den Einzelatomen? Was ist die relative Staerke und die Abstandsabhaengigkeit dieser Bindungstypen?

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