Teaching

Zyklusvorlesung
Struktur und Chemische Bindung (AC-IV, Teil 1)

Beginn: Di., 16.4.2024, 8:15 Uhr

In dieser Vorlesung werden Bindungsmodelle für Moleküle und Festkörper besprochen. Wesentlicher Teil ist die gruppentheoretische Behandlung von Symmetrie (siehe Kap. II), mit dem Ziel, hiermit Moleküleigenschaften wie Molekülorbitale beschreiben und konstruieren zu können (siehe Kap. II.5,  Kap. IV, V). Auf mathematische Herleitungen wird weitgehend verzichtet, im Vordergrund soll die Anwendung stehen.
Zur Vorlesung werden mehrere Übungen/Vertiefungen angeboten, die im Rahmen der Vorlesung besprochen werden. Als Materialien wird neben den Vorlesungsfolien auch ein Skript abschnittsweise hier eingestellt.

Vorlesungsgliederung:

I.          Einführung: Struktur und Reaktivität; Bindungsmodelle; Messung und Berechnung

II.       Molekülstruktur und Symmetrie – Grundzüge der Gruppentheorie

II.1 Symmetrieelemente und –operationen
II.2 Verknüpfung von Symmetrieoperationen
II.3 Punktgruppen
II.4 Charaktertafeln – irreduzible und reduzible Darstellungen
II.5 Projektionsoperator und Aufstellen von SALCs 

Vertiefung und Übungen

III.         Die kovalente Bindung – Teil 1: 2-atomige Moleküle in der MO-Beschreibung

III.1       Homonukleare Moleküle

III.2      Der Begriff der Elektronegativität
III.3      Heteronukleare Moleküle

IV. Die kovalente Bindung – Teil 2: Struktur, Bindung und   Reaktivität  von Hauptgruppenverbindungen

IV.1 Dreiatomige Moleküle – von linear bis gewinkelt (Walsh-Diagramme)
IV.2 Mehratomige Moleküle
IV.3 Mehrfachbindungen bei  schwereren Elementen
IV.4 Elektronenmangelverbindungen - Mehrzentrenbindungen
IV.5 Hypervalenz – MO Beschreibung von SF₆, SO₄^2-

Vertiefung und Übungen

V. Cluster - Moleküle auf der Nanoskala - Struktur und Bindung

V.1 MO-Beschreibung
V.2 Wade-Regeln

VI. Bindungsmodelle im Festkörper

VI.1 MO-Beschreibung von Metallen und Halbleitern
VI.2 Ionengitter – Von einfachen Ionengittern zu komplexen Strukturen (Stichwort: Zintl-Klemm-Busmann-Konzept)

Vertiefung und Übungen
 

Klausur:  17.07.2024, 13:30 Uhr; INF 252, gHs. Anmeldung siehe Ankündigung 

Wiederholungsklausur: 10.10.2024, 14 Uhr; INF 252, HSW. Anmeldung siehe Ankündigung

Literaturempfehlungen:

C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Anorganische Chemie, 2. Auflage, Pearson 2006.

J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Anorganische Chemie, 4. Auflage, de Gruyter, 2012.

U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Vieweg&Teubner, 2008.

F. A. Cotton, Chemical Applications of Group Theory, 3rd ed., Wiley 1990.

Noch ein Hinweis: Für eine mehr mathematische Beschreibung der Darstellung von Gruppen sei auf die in Moodle angebotene Vorlesung "Gruppen und ihre Darstellungen" von Prof. Gade verwiesen. Diese geht über den Stoff dieser Vorlesung ACIVa hinaus und ist weder Bestandteil noch Voraussetzung oder Ersatz für diese Vorlesung.