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Vorlesungsankündigung (aktualisiert) Einführung in die Physikalische Chemie (Wintersemester 2013/14) für Studierende des Bachelorstudienganges Chemie Prof.

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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 2 https://moodle2.uni-leipzig.de/course/category.php?id=357 Aktuelle Vorlesungsunterlagen (inkl. Übungen) stehen ab sofort hier zur Verfügung.

3 Kapitel 1: Einführung 3 Literatur Wedler: Einführung (S. XXIII-XXIX) großer Atkins: Grundlagen (S. 1-15) kleiner Atkins: Kapitel 0 und Anhang 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

4 Kapitel 1: Stichworte 4 Physikalische Chemie, Arrhenius, vant 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 5 2 Aufbau der Atome 2.1 Daltonsches Atommodell 2.2 Rutherfordsches Atommodell 2.3 Ladung und Masse des Elektrons 2.4Eigenschaften des Lichtes 2.5 Atomspektren 2.6 Bohrsches 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) 6 John Dalton englischer Naturforscher HNCOPS Fe ZnCuPb AgPtAuHg WasserAmmoniak... 1.Jedes Element besteht aus kleinen Teilchen, den Atomen 2.Alle Atome eines Elementes sind gleich (Größe, Masse) 3.Bei chemischen Reaktionen werden Atome verbunden und getrennt (aber nicht zerstört bzw. gebildet) 4.Eine chemische Verbindung enthält immer die gleichen Atomsorten in einem festen Mengenverhältnis (Stöchiometrie).

7 Rutherfordsches Atommodell (1911) 7 Ernest Rutherford neuseeländischer Physiker Nobelpreis Chemie 1908 Chemie der radioaktiven Stoffe Fast alle -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. ~0,5 m dick (~2000 Atomlagen) ein Atom besteht aus einem winzigen, massereichen, positiv geladenen Atomkern umgeben von einer ausgedehnten, negativ-geladenen Elektronenhülle

8 Radiokarbonmethode ( 14 C-Datierung) 8 Willard Libby amerikanischer Chemiker Nobelpreis 1960 Chemie 12 C 13 C 14 C Anteil [%]98,91, Halbwertszeit [Jahren] stabil 5730

9 Kernspaltung 9

10 Millikan-Versuch 10 seiten.de/physik/lk12/elementarladung/ millikanversuch-durchfuhrung.html

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

12 Ebene Wellen 12

13 Wellen interferieren! 13

14 Interferenzmuster 14 Laserstrahl Doppelspaltversuch

15 Interferenz bei Wasserwellen 15

16 Elektromagnetisches Spektrum 16 aus Atkins-de Paula

17 Kapitel 2: Stichworte 17 Rutherfordsches 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


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