Vorlesungsankündigung (aktualisiert)

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1 Vorlesungsankündigung (aktualisiert)
Einführung in die Physikalische Chemie (Wintersemester 2013/14) für Studierende des Bachelorstudienganges Chemie Prof. Dr. Knut Asmis Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie. Universität Leipzig und Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin Modul: N Ort: Hörsaal 4, Wilhelm-Ostwald-Institut, Linnéstrasse 3 Beginn: Montag, Zeit: Montag (13:30 – 15:00 Uhr) und Mittwoch (10:15 – 11:45 Uhr) Seminar: Dienstag um 16:15 Uhr im R115 (Betreuer: Moock, ab 22.11)     Mittwoch um 12:30 Uhr im R115 (Betreuer: Coburger, ab 23.11)     Mittwoch um 17:00 Uhr im R101 (Betreuer: Weber, ab 23.11) Freitag um 13:15 Uhr im R102 (Betreuer: Wagner, ab 1.11) Klausur: Mittwoch, , 10:15 – 11:45 Uhr Nachklausur: nach Vereinbarung Kontakt Tel: +49-(0) ??? Sprechzeiten: nach Vereinbarung ( )

2 Moodle2 Server Aktuelle Vorlesungsunterlagen (inkl. Übungen) stehen ab sofort hier zur Verfügung.

3 Kapitel 1: Einführung 1 Grundlagen 1.1 Was ist Physikalischen Chemie
1.2 Einheiten 1.3 Zeit- und Längenskalen 1.4 Aggregatzustände 1.5 Masse und Stoffmenge 1.5 Geschwindigkeit, Impuls und Beschleunigung 1.6 Kraft, Arbeit, Energie 1.7 Volumen, Druck und Temperatur Literatur Wedler: Einführung (S. XXIII-XXIX) großer Atkins: Grundlagen (S. 1-15) kleiner Atkins: Kapitel 0 und Anhang 1+3

4 Kapitel 1: Stichworte Physikalische Chemie,
Arrhenius, van‘t Hoff, Ostwald, Nernst SI-Einheiten, abgeleitete Einheiten, SI-Präfixe Aggregatzustände Masse, Stoffmenge, Teilchenzahl, Avogadro Konstante, Molmasse Impuls, Drehimpuls Kraft, Arbeit, kinetische, potentielle und Gesamtenergie, Energie- Einheiten Volumen, Dichte, Druck, Temperatur, thermisches Gleichgewicht extensive und intensive Größen

5 Kapitel 2: Aufbau der Atome
2.1 Dalton‘sches Atommodell 2.2 Rutherford‘sches Atommodell 2.3 Ladung und Masse des Elektrons 2.4 Eigenschaften des Lichtes 2.5 Atomspektren 2.6 Bohr‘sches Atommodell Literatur Mortimer: Kapitel 2 & (S , S ) Wedler: Einführung , (S , ) großer Atkins: Kapitel 9.1 (S ) kleiner Atkins: Kapitel 12.5, 13.1 (S , )

6 Dalton-Atomtheorie (1808)
H N C O P S ... Fe Zn Cu Pb Ag Pt Au Hg Wasser Ammoniak ... John Dalton  englischer Naturforscher Jedes Element besteht aus kleinen Teilchen, den Atomen Alle Atome eines Elementes sind gleich (Größe, Masse) Bei chemischen Reaktionen werden Atome verbunden und getrennt (aber nicht zerstört bzw. gebildet) Eine chemische Verbindung enthält immer die gleichen Atomsorten in einem festen Mengenverhältnis (Stöchiometrie).  

7 Rutherford‘sches Atommodell (1911)
Ernest Rutherford neuseeländischer Physiker Nobelpreis Chemie 1908 Chemie der radioaktiven Stoffe  ~0,5 mm dick (~2000 Atomlagen) Fast alle a-Teilchen passieren ungehindert Nur eines von Alpha-Teilchen wird abgelenkt Größere Streuwinkel kommen dabei immer seltener vor, je größer der Winkel ist. Einige Alpha-Teilchen werden zurück gestreut.  ein Atom besteht aus einem winzigen, massereichen, positiv geladenen Atomkern umgeben von einer ausgedehnten, negativ-geladenen Elektronenhülle

8 Radiokarbonmethode (14C-Datierung)
Anteil [%] 98,9 1,1 10-10 Halbwertszeit [Jahren] stabil 5730 Willard Libby  amerikanischer Chemiker Nobelpreis 1960 Chemie

9 Kernspaltung

10 Millikan-Versuch

11 Wellenfront als Einhüllende der Elementarwellen
Licht als Welle Isaac Newton  englischer Naturforscher Korpuskulartheorie des Lichtes huygensschen Prinzip Wellenfront als Einhüllende der Elementarwellen Christiaan Huygens  niederländischer Wissenschaftler Wellentheorie des Lichtes Doppelspaltversuch exp. Bestätigung der Wellentheorie (Interferenzen) Thomas Young   englischer Physiker. Doppelspaltexperiment James Clerk Maxwell  schottischer Physiker elektromagnetische Wellen Licht als (ebene) elektromagnetische Welle

12 Ebene Wellen

13 Wellen interferieren!

14 Interferenzmuster Doppelspaltversuch Laserstrahl

15 Interferenz bei Wasserwellen

16 Elektromagnetisches Spektrum
aus Atkins-de Paula

17 Kapitel 2: Stichworte Rutherford‘sches Atommodell
Elektronen, Nukleonen, Protonen, Neutronen, Ordnungszahl, Massenzahl, Isotope Millikan-Öltröpfchen Versuch, Elementarladung e, relative Masse Proton/Elektron elektromagnetische Wellen: Wellenlänge, Frequenz, Lichtgeschwindigkeit, Wellenzahl, elektromagnetisches Spektrum