Introduction to Quantum Chemistry - Interactive curriculae of TU Ilmenau

The interactive curriculae provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.

Please refer to the respective study and examination rules and regulations for the legally binding curricula (Annex Curriculum).

You can find all details on planned lectures and classes in the course catalogue.

Please note that this page is no longer updated. All modules and study plans from PO version 2021 onwards (Bachelor and Master study programs) are now available on the Campus Portal.

module properties Introduction to Quantum Chemistry in degree program Master Technische Physik 2013
module number	7349
examination number	2400129
department	Department of Mathematics and Natural Sciences
ID of group	2421 (Theoretical Physics I)
module leader	Dr. Wichard Beenken
term	winter and summer term
language	deutsch
credit points	3
on-campus program (h)	34
self-study (h)	56
obligation	elective module
exam	none
details of the certificate	Fach wird geprüft im Rahmen der Modulprüfung "Physik komplexer Systeme" oder als fakultatives Fach in einer mündlichen Einzelprüfung (30 Minuten) geprüft. Für den Fall, dass aufgrund verordneter Maßnahmen im Rahmen der Virus SARS-CoV-2-Pandemie 2020 die als regulär bestimmte Form nicht eingehalten werden kann, wird die mündliche Prüfung online als Einzel- oder Gruppenprüfung von einem Prüfer und einem Beisitzer durchgeführt werden.
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teacher
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maximum number of participants
previous knowledge and experience	Quantenchemie (BSc)
learning outcome	Die Studierenden besitzen einen Überblick über die Grundlagen und die wichtigsten Methoden der Quantenchemie. Aufbauend auf der Quantenmechanik verstehen sie neben den grundlegenden Fragen aus der Chemie (z.B. "Wie kommt eine chemische Bindung zustande?") die allgemein zur Anwendung kommenden Methoden der Quantenchemie, wie die Hartree-Fock-Methode und die Konfigurationswechselwirkungsrechnung. Sie haben damit auch eine gute Basis zum allgemeinen Verständnis quantentheoretischer Methoden in anderen Bereichen der Materialphysik erworben. Durch die praktischen Übungen am Rechner sind sie mit dem Quantenchemieprogrammpaket Gaussian vertraut.
content	1. Mehrteilchensysteme Mehrteilchen Hamiltonoperator Born-Oppenheimer-Näherung Adiabatische und diabatische Potentialflächen Frack-Condon-Prinzip 2. Kovalente Bindung H₂⁺-Ion LCAO Ansatz Zweizentren und Resonanzintegral Erweiterte Hückel-Theorie 3. Mehrelektronensysteme Mehrteilchenwellenfunktionen Ununterscheidbarkeit - Fermionen Teilchenerzeugungs- und -vernichtungsoperatoren Ein- und Zweiteilchenoperatoren He-Atom H₂-Molekül 4. Hartree-Fock-Ansatz Molekularfeldnäherung - Hartree- und Fockterm SCF-Verfahren Offene Schalen - Roothaan- vs. People-Nesbit Gleichungen Koopmanstheorem, - Populationsanalyse, Hundsche Regel - Periodensystem der Elemente 5. Basisätze LCAO-Ansatz STO-Basis Gauss-Basen Basissatzerweiterung und -optimierung 6. Elektronen-Korrelation O₂ Spektrum - Konfigurationswechselwirkung CAS-SCF und CASPT2 Angeregte Zustände - CIS, CISD ... Coupled-Cluster-Theory 7. Semiempirische Verfahren ZDO-Näherung - CNDO, INDO AM und PM ZINDO 8. Dichtefunktionaltheorie Hohenberg-Kohn Theoreme Kohn-Sham-Gleichungen LDA und GGA Hybridfunktionale
media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation	vorwiegend Tafel, auch Beamer-Präsentationen und Handout, Übungsblätter, Arbeitsplatzrechner mit Software Gaussian
literature / references	C. J. Cramer: Essentials of Computational Chemistry (John Wiley & Sons) J. Reinhold: Quantentheorie der Moleküle (Teubner)
evaluation of teaching