donnerstags, 11.15-13.00 Uhr

Elementarreaktionen zwischen Atomen und Molekülen sind von grundlegender Bedeutung für die Chemie. Diese Vorlesung richtet sich an Studierende der Chemie und Physik nach dem Vordiplom und gibt eine Einführung in theoretische Konzepte, Fragestellungen und Verfahren der chemischen Reaktionsdynamik. Numerische Verfahren kommen ebenso zur Sprache wie der Vergleich der erhaltenen Ergebnisse mit experimentellen Resultaten.

Voraussetzungen: Mathematisches Verständnis, Übungsschein 'Aufbau der Materie und Grundlagen der Spektroskopie' (PC II; entfällt für Studierende der Physik); Kenntnisse der Reaktionskinetik (PC III) und der Theoretischen Chemie (TC I) sind von Vorteil.

Anmerkung: Es handelt sich um eine Wahlpflichtvorlesung für das 4. Prüfungsfach 'Theoretische Chemie' im Rahmen des Diplomstudiengangs Chemie an der Universität Göttingen. Da derzeit nur die Vorlesungen TC I und TC II angeboten werden, ist der Besuch für Studierende mit 4. Prüfungsfach 'Theoretische Chemie' obligatorisch. Für die Teilnahme am Praktikum in Theoretischer Chemie ist der Besuch der Vorlesung erwünscht.

Stichworte:

• Konzepte und Fragestellungen der chemischen Reaktionsdynamik; unimolekulare und bimolekulare Reaktionen; einfache Stosstheorie; Reaktionswahrscheinlichkeiten und -querschnitte, Produktverteilungen; zustandsspezifische Reaktionsquerschnitte; differentielle Querschnitte; Geschwindigkeitskonstanten.
• Elastische Streuung zweier Atome; Separation der Schwerpunktsbewegung; Bewegungsgleichungen; Trajektorien; diffentieller Streuquerschnitt; Vergleich mit dem Experiment; Resonanzen.
• Elastische Streuung zweier Atome, quantenmechanische Behandlung; Schrödingergleichung; Partialwellenzerlegung; Phasenverschiebung; Steuquerschnitt; S-Matrix.
• Klassische Einfangtheorie.
• Potentialhyperflächen,; Born-Oppenheimer-Näherung; quantenchemische Rechnungen; analytische Darstellungen; semiemprische Potentialflächen.
• Unimolekulare und bimolekulare Reaktionen (Koordinatensysteme).
• Klassische Mechanik von Vielteilchensystemen; Hamilton-Gleichungen; Trajektorienrechnungen; numerische Lösung.
• Zeitunabhängige Methoden (Inelastische Streuung, Reaktive Streuung, close-coupling-Gleichungen, Hypersphärische Koordinaten)
• Inelastische Streuung, quantenmechanische Behandlung; Streeukanäle; Koordinaten; Berechnung von Schwingungszuständen; kollineare Reaktionen; dreidimensionale Reaktionen; Lösung der radialen Schrödingergleichung.
• Reaktive Streuung, quantenmechanische Behandlung; Tunneleffekt, hyperspärische Koordinaten; R-Matrix-Propagation.
• Semiklassische Verfahren.
• Zeitabhängige Methoden; Propagation von Wellenpaketen, Gitterdarstellungen, Darstellung des Zeitentwicklungsoperators, imaginäre Potentiale.
• Resonanzen (Filterdiagonalisierung, Komplexe Skalierung).
• Photodissoziation.
• Statistische Methoden (Theorie des Übergangszustandes, RRKM, SACM, Phasenraumtheorie, Zustandszahlen und -dichten).
• Reaktionen in flüssiger Phase.
• Elektronentransfer-Reaktionen.

Literatur wird in der Vorlesung genannt.