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: 13-11-0411-N Ort: Hörsaal 4, Wilhelm-Ostwald-Institut, Linnéstrasse 3 Beginn: Montag, 14.10.2013 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, 05.2.2014, 10:15 – 11:45 Uhr Nachklausur: nach Vereinbarung Kontakt Tel: +49-(0)341-235-??? knut.asmis@uni-leipzig.de Sprechzeiten: nach Vereinbarung (e-mail)
Moodle2 Server https://moodle2.uni-leipzig.de/course/category.php?id=357 Aktuelle Vorlesungsunterlagen (inkl. Übungen) stehen ab sofort hier zur Verfügung.
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
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
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 & 6-6.2 (S. 15-23, S. 59-65) Wedler: Einführung 1.4.1-3, 1.4.8-9 (S. 107-111, 131-138) großer Atkins: Kapitel 9.1 (S. 341-342) kleiner Atkins: Kapitel 12.5, 13.1 (S. 541-543, 571-573)
Dalton-Atomtheorie (1808) 1 2 3 4 5 6 H N C O P S ... 13 14 15 16 ... Fe Zn Cu Pb 17 18 19 20 Ag Pt Au Hg 21 22 ... Wasser Ammoniak ... John Dalton 1766-1844 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). http://de.wikipedia.org/wiki/Atom
Rutherford‘sches Atommodell (1911) Ernest Rutherford 1871-1937 neuseeländischer Physiker Nobelpreis Chemie 1908 Chemie der radioaktiven Stoffe ~0,5 mm dick (~2000 Atomlagen) Fast alle a-Teilchen passieren ungehindert Nur eines von 100.000 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
Radiokarbonmethode (14C-Datierung) Anteil [%] 98,9 1,1 10-10 Halbwertszeit [Jahren] stabil 5730 Willard Libby 1908-1980 amerikanischer Chemiker Nobelpreis 1960 Chemie http://www.tagesspiegel.de/wissen/die-grundlagen-der-radiokarbonmethode-/7272432.html
Kernspaltung http://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung
Millikan-Versuch http://www.roro-seiten.de/physik/lk12/elementarladung/millikanversuch-durchfuhrung.html
Wellenfront als Einhüllende der Elementarwellen Licht als Welle Isaac Newton 1642-1726 englischer Naturforscher Korpuskulartheorie des Lichtes huygensschen Prinzip Wellenfront als Einhüllende der Elementarwellen Christiaan Huygens 1629-1695 niederländischer Wissenschaftler Wellentheorie des Lichtes Doppelspaltversuch exp. Bestätigung der Wellentheorie (Interferenzen) Thomas Young 1773-1829 englischer Physiker. Doppelspaltexperiment James Clerk Maxwell 1831-1879 schottischer Physiker elektromagnetische Wellen Licht als (ebene) elektromagnetische Welle
Ebene Wellen http://de.wikipedia.org/wiki/Ebene_Welle
Wellen interferieren! http://de.wikipedia.org/wiki/Interferenz_(Physik)
Interferenzmuster Doppelspaltversuch Laserstrahl
Interferenz bei Wasserwellen http://www.fotocommunity.de/pc/pc/display/30210856 http://www.fotocommunity.de/pc/pc/display/29296169
Elektromagnetisches Spektrum aus Atkins-de Paula
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