Teaching Winter 2025/2026

Eine Einführung in die Grundlagen der Theoretischen Chemie, u. a.:

• Rückblick auf klassische Mechanik und deren Zusammenbruch
• Die Schrödinger-Gleichung
• Anwendungen: Teilchen im Kasten, harmonischer Oszillator, starrer Rotator
• Das H-Atom
• Vielelektronenatome
• Grundlagen zur chemischen Bindung
• Das H₂⁺-Ion, H₂ und zweiatomige Moleküle
• Die Hückel-Methode
• Ausblick auf die Quantenchemie

(V/G1)   Mo      10.15 – 11.45 Uhr     Hörsaal F.1.01
(V/G2)   Do       16.15 – 17.45 Uhr     Hörsaal F.1.01

(S/G1)   Mo      14.15  –15.45 Uhr     Raum F.0.15  
(S/G2)   Di        14.15 – 15.45 Uhr    Raum F.0.15

Es handelt sich um ein Pflichtmodul im BSc-Studiengang Chemie, nach der Studienordnung vom 10.01.2024.
Die Lehrveranstaltung kann auch als Modul CHE-8 im BSc-Studiengang Chemie nach „alten“ Studienordnungen (vor 10.01.2024) belegt werden.

Interessierte angrenzender Fächer (z. B. Chemie LA, Physik, Biochemie, Computational Science) sind herzlich willkommen.

• Einführung in die Bedienung von Kleinrechnern
• Kraftfeldrechnungen und klassische Moleküldynamik
• Praktische Quantenchemie: Methodenwahl, Basissätze, Konvergenz
• Quantenchemische Einzelpunktrechnungen und Geometrieoptimierung
• Quantenchemische Normalmodenanalyse, IR- und Raman-Spektren, Berechnung thermochemischer Eigenschaften
• Übergangszustände und Geschwindigkeitskonstanten für chemische Reaktionen
• Berechnung von angeregten Zuständen und UV/vis-Spektren

(S)   Do     10.00 – 11.00 Uhr     Raum F.0.15

(P)   Do     13.00 – 16.00 Uhr     Raum D.0.02   (Pool 1b)

Die Veranstaltung ist praktischer Teil (TM2) zum Pflichtmodul Theoretische Chemie II für Studierende MSc Chemie, im auslaufenden MSc-Studiengang Chemie nach der Studienordnung vom 20.01.2016 (alte Studienordnung).
Studierende  angrenzender Fächer mit Interesse an quantenchemischen Methoden (Biochemie, Physik) sind ebenso willkommen.

Mathematische Grundkenntnisse, die für die Chemie und chemie-nahe Fächer als Basis für einfache Anwendungen erforderlich sind, u. a.:

• Zahlen, Folgen und Reihen
• Differentialrechnung
• Taylor- und Fourierreihen
• Integralrechnung
• Differentialgleichungen
• Integraltransformation
• Vektoren, Matrizen und Determinanten
• Lineare Gleichungssysteme und Matrix-Eigenwertproblem

(V/Alle)      Mi     12.00 – 13.30 Uhr       Hörsaal F.1.01
(V/Alle)      Do    12.15 – 13.45 Uhr       Haus 27, Hörsaal 1.01 

(Ü/G1)       Mo    10.15 – 11.45 Uhr       Raum F.0.15
(Ü/G2)       Fr       08.15 – 09.45 Uhr      Raum B.1.01

Beginn

(V)   15.10.2025

(Ü)   17.10.2025

Eine Klausur am Ende des WiSe 2025/2026

siehe Aushang

Wiederholungsklausur im Sept. 2026, siehe Aushang

6    (neue Studienordnung)
9    (alte Studienordnung)

Es handelt sich um ein Pflichtmodul für Bachelor-Studierende der Chemie, Studienordnung vom 10.01.2024 (neue Ordnung).
Die Lehrveranstaltung kann auch als Modul A-11 im auslaufenden BSc-Studiengang Chemie, Studienordnungen vor 10.01.2024 (alte Ordnungen) belegt werden.

Interessierte aus angrenzenden Fächern (z. B. Biochemie, Biologie) sind willkommen.

Mathematik:

• Differentialgleichungen/partielle Differentialgleichungen
•  Hilbertraumtheorie: Grundlagen, Schrödingergleichung, Störungstheorie
•  Stochastik/Wahrscheinlichkeitsrechnung

Numerik:

•  Repräsentation von Zahlen: Typen, Variablen
• Stabilität von numerischen Berechnungen
• Interpolation: Polynome, Splines
• Numerisch Differenzieren, Integrieren
• Nullstellen, Extrema
• Lösung von Differentialgleichungen (Euler, Runge, Kutta, Velocity, Verlet)
• Fourier Transformation
• Jacobi Diagonalisierung

Programmierung:

• Einführung in C/C++
• C++-Programmierung unter Linux

(V)    Di      08.15 – 09.45 Uhr     Raum D.1.02
(Ü)   Mo    16.15 – 17.00 Uhr     Raum D.1.02

+ Blockveranstaltung Programmierung im ZwiSe

Ziel ist die Vermittlung ausgewählter Aspekte der Mathematik, die für Chemiker und andere Naturwissenschaftler insbesondere bei der Lösung quantenmechanischer und/oder zeitabhängiger Probleme notwendig sind.
Da sich die meisten dieser Probleme in der Praxis nur numerisch lösen lassen, sollen die Studierenden auch die Grundlagen der Numerik und der Programmierung erlernen.
Darüber hinaus werden einige ausgewählte numerische Verfahren gelehrt, die im Kontext der Theoretischen Chemie und verwandter Disziplinen besondere Bedeutung haben.

Die Veranstaltung wird im Rahmen des Moduls Ba-SK-M-1: Einführung in die Naturwissenschaften angeboten. 

Einfache Computeranwendungen in der Chemie:

• Einführung in Linux und ausgewählte Programme aus Science-Chemistry          
• Erstellen 2- und 3-dimensionaler Molekülstrukturen, Methoden der
  Visualisierung
• Auswertung experimenteller Daten unter Verwendung einfacher
  numerischer Methoden: Interpolation, Differentiation, Integration,
  Gleichungssysteme

(V/S) Fr  10.00 – 14.00 Uhr     Raum D.0.02 (Pool 1b)

• Electronic Schrödinger equation and Born-Oppenheimer approximation
•  Many-electron wavefunctions
• Hartree-Fock theory
• Electron correlation configuration interaction and related methods, density functional theory
• Quantum mechanical calculation of molecular properties
• Practical implementation of quantum chemical calculations (geometry optimization;
  normal mode analysis, calculation of IR spectra and thermodynamic properties;
  calculation of  transition states and rate constants of chemical reactions,
  excited states, and UV/visible spectra)

(V)   Do    08.15 – 09.45 Uhr     Raum F.0.15
(P)   Do    14.15 – 15.45 Uhr     Raum D.2.01 (Pool 2a) 
(S)   Mi     16.15 – 17.00 Uhr     Raum D.1.02