Universität Wien

270184 VU Koordinationschemie (2023S)

4.00 ECTS (3.00 SWS), SPL 27 - Chemie
Prüfungsimmanente Lehrveranstaltung

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Details

max. 15 Teilnehmer*innen
Sprache: Deutsch

Lehrende

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Vorbesprechung am Montag den 06.03.2023 um 10:45 im SR 4 (Physikalische Chemie, 2H22)

  • Freitag 03.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 06.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 10.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Freitag 17.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 20.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 24.03. 08:00 - 09:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Montag 27.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 31.03. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 17.04. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 21.04. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 24.04. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 28.04. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Freitag 05.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 08.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 12.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 15.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 19.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 22.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 26.05. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Freitag 02.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 05.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 09.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 12.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 16.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 19.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 23.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1
  • Montag 26.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 4 Institut Physikalische Chemie HP Währinger Straße 42
  • Freitag 30.06. 10:45 - 12:15 Seminarraum 1 Analytische Chemie 2.OG Boltzmanngasse 1

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

CH-SYN-06, AC-2

Letzte Änderung: Mi 22.03.2023 09:28