Universität Wien FIND

Auf Grund der COVID-19 Pandemie kann es bei Lehrveranstaltungen und Prüfungen auch kurzfristig zu Änderungen kommen. Informieren Sie sich laufend in u:find und checken Sie regelmäßig Ihre E-Mails.

Lesen Sie bitte die Informationen auf https://studieren.univie.ac.at/info.

Achtung! Das Lehrangebot ist noch nicht vollständig und wird bis Semesterbeginn laufend ergänzt.

270124 VO Koordinationschemie (2020W)

2.50 ECTS (2.00 SWS), SPL 27 - Chemie

An/Abmeldung

Hinweis: Ihr Anmeldezeitpunkt innerhalb der Frist hat keine Auswirkungen auf die Platzvergabe (kein "first come, first served").

Details

Sprache: Deutsch

Prüfungstermine

Lehrende

Termine

Vorbesprechung am Montag den 05.10.2020 um 8:00 im SR III (Organische Chemie)


Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

1. Ionen mit einem Elektron; Wellenfunktionen; Radial- und Kugelfunktion. Der Drehimpuls; Winkelfunktionen. 2. Ionen mit mehreren Elektronen; Die Näherung durch ein selbstkonsistentes Feld; Elektronenkonfigurationen; Kopplung der Bahndrehimpulse; Die Spin-Spin-Kopplung; Spin-Bahn-Kopplung; Äquivalente und nicht-äquivalente Elektronen; Beziehungen zwischen Elektronenkonfigurationen und Termen; Terme für äquivalente Elektronen; Hund'sche Regeln; Interpretation der Hund'schen Regeln; Interelektronische Abstoßungsparameter; Spin-Bahn-Kopplungsparameter. 3. Symmetrie. Einführung: Drehachsen, Spiegelebenen, Inversionszentrum, Drehspiegelachsen; Sukzessive Operationen, Einheitselement, inverses Element und Klasse; Punktgruppen. 4. Definition einer Gruppe; Beispiele; Die Eigenschaften einer Gruppe; Darstellungen und Basen; Matrizen als Darstellungen; Matrizendarstellungen der molekularen Symmetrie; reduzible und irreduzible Darstellungen; Charakter; Charaktertafeln, irreduzible Darstellungen und Mulliken Symbole; die Reduktionsformel; Schrödingergleichung und Gruppentheorie; Molekulare Schwingungen; interne Koordinaten, Projektionsoperatoren; Spektroskopie und Symmetrieselektionsregeln. 5. Niveau- und Termaufspaltung in einer chemischen Umgebung. 6. Elektrostatische (Kristallfeld) Theorie der Orbitalaufspaltung; Elektrostatische Termdiagramme und die Spektren oktaedrischer Komplexe; Einschränkungen der Kristallfeldtheorie; Ligandenfeldtheorie; schwache und starke Ligandenfelder; mittelstarke Felder; I - Das Verfahren des "schwachen Feldes"; Konfigurationswechselwirkungen; Orgel-Diagramme; mittelstarke Felder; II - Methode des starken Feldes; Methode der verringerten Symmetrie; Tanabe-Sugano Diagramme; Die Verwendung von Tanabe-Sugano Diagrammen bei der Interpretation von elektronischen Spektren oktaedrischer Komplexe.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Die Studierenden müssen den Begriff „Energieterm“ verstehen und in der Lage sein, die Energieterme für alle Elektronenkonfigurationen von d1 bis d10 herzuleiten und den Grundterm zu bestimmen. Sie sollen in der Lage sein, die Hund´schen Regeln zu interpretieren und anzuwenden, die Gründe für die Aufspaltung von Energieniveaus in freien Atomen und Ionen zu kennen und die Spin-Bahn-Kopplungsparameter im Falle von verschiedenen Grundtermen zu berechnen. Die Studierenden sollen in der Lage sein, die Symmetrie eines beliebigen Moleküls zu beschreiben, den Begriff „Punktgruppe“ zu verstehen und ein beliebiges Molekül einer Punktgruppe zuzuordnen.
Sie sollen die Definition einer mathematischen Gruppe und deren Eigenschaften kennen, wissen, was mathematische Darstellungen bedeuten und wie man diese Kenntnisse zur Lösung von konkreten Problemen in der Chemie verwenden kann. Die Studierenden sollen den Aufbau von Charaktertafeln kennen und diese bei der Analyse von molekularen Schwingungen und Bindungen in kleinen Molekülen oder Ionen, wie H2O, NH3, H2CO, CCl4, [AuCl4]–, anwenden können. Bei diesen Analysen müssen die Studierenden die Anwendung von internen Koordinaten und Projektionsoperatorverfahren einsetzen. Der Effekt der Koordinationsumgebung auf die Termaufspaltung soll verstanden werden und, wenn notwendig, beschrieben werden. Die Studierenden sollen wissen, wie man Tanabe-Sugano-Diagramme für die Interpretation von Elektronenabsorptionsspektren von Übergangsmetallkomplexen benutzen kann.
Bei der schriftlichen Prüfung können Studierende die bereitsgestellten Diagramme für die Bestimmung von Punktgruppen nach Schönflies, die Sammlung von Charaktertafeln, Tanabe-Sugano-Diagramme für die Interpretation von Elektronenabsorptionspektren und den eigens mitgebrachten Taschenrechner nutzen.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Elektronenstruktur von Koordinationsverbindungen. Sie werden in der Lage sein, Energieniveaus und elektronische Spektren miteinander in Beziehung zu setzen, einfache elektronische Spektren und magnetische Eigenschaften von Metall-Komplexen zu interpretieren und die Grundlagen der Gruppentheorie zur Erklärung der Aufspaltung von Termen in Ligandenfeldern verschiedener Symmetrie anzuwenden.

Prüfungsstoff

Inhalt der Lehrveranstaltung (siehe Ziele, Inhalte und Methode der Lerveranstaltung). Studierende bekommen ein Skriptum.

Literatur

Sutton, D. Electronic Spectra of Transition Metal Complexes. An introductory text. McGraw-Hill Publishing Company Limited, 1968.
Kober, F. Grundlagen der Komplexchemie. Otto Salle Verlag, Frankfurt am Main, 1979.
Gade, L. Koordinationschemie. Wiley-VCH, Weinheim, 1998.
Walton, P.H. Beginning Group Theory for Chemistry. Oxford University Press, 1998.
Cotton, F.A. Chemical Applications of Group Theory, third edition. John Wiley & Sons, 1990.
Schläfer, H.L.; Gliemann, G. Einführung in die Ligandenfeldtheorie. Akademische Verlagsgesellschaft, Frankfurt am Main, 1967.
Figgis, B.N.; Hitchman, M.A. Ligand Field Theory and Its Applications. Wiley-VCH, 2000.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

AC-2

Letzte Änderung: Do 17.12.2020 11:08