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Teaching

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Lecture 2nd part PC IV (fall 2016)
Vorlesungen 2. Teil PC IV (Herbstsemester 2016)



Inhalt der Vorlesung (5 Wochen)

  1. Born-Oppenheimer Flaeche und Hueckel Theorie (2 Wochen)
  2. Hartree-Fock (2 Wochen)
  3. Dichtefunktionaltheorie (1 Woche)

Informationen zur Vorlesung 10513-01 “Einführung in die Physikalische Chemie” Herbst 2015 (4 KP)

ATTENTION: This course is in GERMAN. Up-to-date lecture notes (in English) for “Introduction to physical chemistry” can be downloaded here .
Das aktuelle Skript (auf Englisch) zur “Einführung in die Physikalische Chemie” kann hier heruntergeladen werden.
Folgende projezierte Folien zur “Einführung in die Physikalische Chemie” kann man herunterladen
Quantum Mechanics
Molecules
Phasen
Mischungen
Der projezierte Film zur Anregung und Molekueldynamik kann hier heruntergeladen werden.
Hier ist der ted talk link zu dem Gespraech mit Richard Feynman ueber “jiggling atoms”, Feuer, Baeume, Gummibaender, Magneten, usw.

Physikalische Chemie, Grosser Hoersaal PC 3.10, Donnerstag, 10.15 – 12.00 und Freitag, 10.15 – 12.00.
Übungsstunden immer Montags 9:15, und Mittwochs 12:15.

Diese Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen der physikalischen Chemie, einschliesslich Übungen:
Nachdem Sie sich via vpn-client mit dem Uni-Netzwerk verbunden haben, koennen Sie sich auf der Übungs-homepage einloggen, und die Übungen bearbeiten. Beachten Sie hierbei, dass nach dem Klicken auf “submit” Ihre Antwort umgehend benotet wird, und deswegen nicht mehr geaendert werden kann. Sie müssen im Semesterdurchschnitt mindestens 50% der Übungen richtig beantwortet haben, damit Ihre Prüfung bewertet wird. Nach dem Abgabetermin werden die korrekten Antworten beim einloggen angezeigt. Die letzte Frage in den Übungen behandelt immer eine Herleitung. Diese wird in den Übungsstunden besprochen, und nicht benotet. Die elektronische Auswertung der Übungen gibt uns die Zeit, uns in den Übungsstunden ganz auf die letzte Frage mit der Herleitung sowie auf allfaellige Fragen zum Stoff zu konzentrieren. Falls Ihnen hierbei technische Probleme begegnen schicken Sie bitte eine e-mail an:
pchemDOTunibasATgmailDOTcom

Loesungen zu den Uebungen koennen Sie hier herunterladen:
Woche 13 (Dr. Huang)
Woche 12 (Dr. Sarmiento)
Woche 11 (Dr. Solovyeva)
Woche 10 (Dr. Huang)
Woche 9 (Dr. Sarmiento)
Woche 8 (Dr. Solovyeva)
Woche 7 (Dr. Solovyeva)
Woche 6 (Dr. Sarmiento)
Woche 5 (Dr. Huang)
Woche 4 (Dr. Solovyeva)
Woche 3 (Dr. Sarmiento)
Woche 2 (Dr. Ramakrishnan)
Woche 1 (Dr. Huang)

Inhalt der Vorlesung

  1. Quantenmechanik
  2. Atome
  3. Moleküle
  4. Spektroskopie
  5. Intermolekulare Wechselwirkungen
  6. Statistische Thermodynamik
  7. Thermodynamik
  8. Gleichgewicht
  9. Phasendiagramme
  10. Mischungen
  11. Kinetik
  12. Transport
    Begleitend zur Vorlesung wird auf die folgenden Bücher mit absteigender Relevanz verwiesen:
    “Physical Chemistry – a Molecular Approach”, D. A. McQuarrie and J. D. Simon (Klassiker)
    “Lehrbuch der Physikalischen Chemie”, G. Wedler (deutscher Klassiker)
    “Physikalische Chemie”, Peter Atkins & Julio de Paula (allgemein gehaltenes zusammenfassendes Lehrbuch)
    “Thermodynamics”, E. Fermi (kurze und generell gehaltene Abhandlung der klassischen Thermodynamik mit wenig Gleichungen)
    “Statistical Thermodynamics”, A. Maczek (kurze und eher mathematische Zusammenfassung der statistischen Thermodynamik)
    Das Molekuel
    Zu sein so klein und still
    ist, was es nun gar nicht will.
    N Atome soll es haben,
    mit 3 N Freiheitsgraden,
    die zittern, drehen, sich bewegen,
    und das auf allen Wegen.
    Doch die Unordnung ganz ungestuem,
    je mehr Atome zu verfuehr’n.
    Perfekt, das soll es sein,
    so auch in diesem Reim.
    Ordnung ist das halbe Leben,
    so muessen auch Atome den Kadetten geben.
    Keine Spirenzen,
    nein, gleiche Frequenzen!
    Es heisst normale Moden,
    statt chaotischen Wogen.
    Noch ist abschliessend zu sagen,
    Bewegungsmoeglichkeiten entspricht den Freiheitsgraden.
    Gedicht einer Studentin (L. Schwarz) zur Vorlesung im HS2015 FS 2014 Phasen-Diagramme

Lectures on “Computational Design of Drugs and Materials” (Spring 2015)

ATTENTION: This course is in ENGLISH
Course 36443-01 Vorlesung: Course 36443-01 Master course 1 KP
Presentations for each chapter are available for download:

  1. Introduction & Inverse Problem
  2. Molecular Properties from First Principles: Quantum Mechanics and Molecular Dynamics
  3. Chemical Space and Computational Alchemy
  4. Machine Learning and Descriptors
  5. Optimization methods
  6. High-Performance Computing for Compound Design
  7. Examples of First Principles based Computational Drug and Materials Design

Informationen zur Vorlesung 10513-01 “Einführung in die Physikalische Chemie” Herbst 2014 (4 KP)

ATTENTION: This course is in GERMAN
Up-to-date lecture notes for “Introduction to physical chemistry” can be downloaded here .
Das aktuelle Skript zur “Einführung in die Physikalische Chemie” kann hier heruntergeladen werden.

Physikalische Chemie, Grosser Hoersaal PC 3.10, Donnerstag, 10.15 – 12.00 und Freitag, 10.15 – 12.00.
Übungsstunden immer Montags 9:15, und Mittwochs 12:15.

Diese Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen der physikalischen Chemie, einschliesslich Übungen
Alle Übungen müssen online auf unserer Übungs-homepage beantwortet werden. Beachten Sie hierbei, dass nach dem Abschicken Ihre Antworten umgehend benotet werden und deswegen nicht mehr geaendert werden koennen. So gewinnen wir die Zeit um in den Übungsstunden alle Ihre offenen allfaelligen Fragen zu klaeren.

Ihre personalisierten Übungsfragen (in denen Sie mindestens 50% erreichen müssen um zur Prüfung zugelassen zu werden) sind über VPN hier erreichbar.

Inhalt der Vorlesung

  1. Quantenmechanik
  2. Atome
  3. Moleküle
  4. Spektroskpie
  5. Intermolekulare Wechselwirkungen
  6. Statistische Thermodynamik
  7. Thermodynamik
  8. Gleichgewicht
  9. Phasendiagramme
  10. Mischungen
  11. Kinetik
  12. Transport

Begleitend zur Vorlesung wird auf die folgenden Bücher mit absteigender Relevanz verwiesen:
“Physical Chemistry – a Molecular Approach”, D. A. McQuarrie and J. D. Simon (Klassiker)
“Lehrbuch der Physikalischen Chemie”, G. Wedler (deutscher Klassiker)
“Physikalische Chemie”, Peter Atkins & Julio de Paula (allgemein gehaltenes zusammenfassendes Lehrbuch)
“Thermodynamics”, E. Fermi (kurze und generell gehaltene Abhandlung der klassischen Thermodynamik mit wenig Gleichungen)
“Statistical Thermodynamics”, A. Maczek (kurze und eher mathematische Zusammenfassung der statistischen Thermodynamik)
FS 2014 Phasen-Diagramme
Apr 14 2014 Fortran Introduction

Lectures on “Computational Design of Drugs and Materials” (Spring 2014)

ATTENTION: This course is in ENGLISH
Course 36443-01 Vorlesung: Course 36443-01 Master course 1 KP
Presentations for each chapter are available for download:

  1. Introduction & Inverse Problem
  2. Molecular Properties from First Principles: Quantum Mechanics and Molecular Dynamics
  3. Chemical Space and Computational Alchemy
  4. Machine Learning and Descriptors
  5. Optimization methods
  6. High-Performance Computing for Compound Design
  7. Computational Drug and Materials Design Applications

Introductory overview lecture “Computational Compound Design” (Dec 2013)

given as a part of the Ringvorlesung for first year Bachelor students of the Competence Centre for Computational Sciences.

Lectures on “Introduction to Physical Chemistry” (Fall 2013)

ATTENTION: This course is in GERMAN
10513-01 Hauptvorlesung: Einführung in die physikalische Chemie für Studierende der Naturwissenschaften und Nanowissenschaften 4 KP
Physikalische Chemie, Grosser Hoersaal PC 3.10, Donnerstag, 10.15 – 12.00 und Freitag, 10.15 – 12.00.
Übungen immer Montags 9:15, und Mittwochs 12:15.

Diese Vorlesung bietet eine Einführung in die physikalisch-chemischen Grundlagen der Bio- und Nanowissenschaften in zwei Teilen:
Im 1. Teil (6 Wochen) geht es um die Mikrostruktur der Materie: Atomtheorie, Molekülmechanik, molekulare Quantenmechanik, Spektroskopie und zwischenmolekulare Wechselwirkungen (gelesen von Dr. M. Steinhauser). Lösungen zu den Ülbungen vom ersten Teil sind auf Dr. Steinhausers Seite mit den Passwörtern NeverGuess01, NeverGuess02, usw. zugänglich.
Der 2. Teil (8 Wochen) behandelt makroskopische Phänomene mit Thermodynamik: statistische Mechanik und Thermodynamik, Thermochemie, Phasenübergänge und Transportvorgänge.

Inhalt des zweiten Teiles

  1. Woche: Zustandsumme und Boltzmannfaktor, Energie, Wärmekapazität (Chapters 1 and 2).
  2. Woche: Druck, Unterscheidbarkeit von Teilchen, Erster Hauptsatz der Thermodynamik, Pfad- versus Zustands-funktionen (Chapters 2 and 3).
  3. Woche: Innere Energie versus Enthalpie, Satz von Hess und Entropie (Chapter 4).
  4. Woche: Boltzmann’s Entropie, Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik (Chapter 5).
  5. Woche: Entropie, Carnot’s Kreisprozess (Chapter 6).
  6. Woche: Freie Energie, Maxwell-Relationen (Chapter 7).
  7. Woche: Freie Energie und Chemisches Gleichgewicht
  8. Woche: Phasendiagramme und Transportvorgänge

Die aktuellsten Vorlesungsnotizen kann man hier herunterladen.
Die Folien zu den Phasen-gleichgewichten in der 14. Woche kann man hier herunterladen.
Fotos von den Notizen zur Transportvorlesung in der 14. Woche kann man hier herunterladen.
Übungen und Lösungen zur Vorlesung
1 Woche 7, Lösung7
2 Woche 8, Lösung8
3 Woche 9, Lösung9
4 Woche 10, Lösung10
5 Woche 11, Lösung11
6 Woche 12, Lösung12
7 Woche 13, Lösung13

Begleitend zur Vorlesung wird auf die folgenden Bücher mit absteigender Relevanz verwiesen:
“Physical Chemistry – a Molecular Approach”, D. A. McQuarrie and J. D. Simon (Klassiker)
“Lehrbuch der Physikalischen Chemie”, G. Wedler (deutscher Klassiker)
“Thermodynamics”, E. Fermi (kurze und generell gehaltene Abhandlung der klassischen Thermodynamik mit wenig Gleichungen)
“Statistical Thermodynamics”, A. Maczek (kurze und eher mathematische Zusammenfassung der statistischen Thermodynamik)

Für jegliches tiefergehende und quantitative Verständnis von Zusammenhängen ist Mathematik essentiell. Eine vorhergehende Teilnahme am Mathematik-Vorkurs am Mathematik Departement wird daher wärmstens empfohlen. Andernfalls empfiehlt es sich, das Matura-Wissen um Differentiale, Integrale, Binomialkoeffizienten, und Logarithmus- und Exponentialfunktionen im Selbstudium aufzufrischen. Insbesondere wird es oft zur Anwendung von Ketten-, Produkt-, und Bruchregel kommen.

Informationen zum Praktikum für diese Vorlesung (organisiert von Frau Dr. Spulber im Sommersemester 2014) sind hier verfügbar.

Informationen zum Praktikum “Computeranwendungen und Datenauswertung in der Chemie: 2. Semester” sind hier verfügbar.

Lectures on “Accurate atomistic calculations of thermodynamic and electronic structure properties in chemical compound space”

Given in Brazil, Jan 2013

  1. Introduction
  2. Basics of Quantum Mechanics
  3. Approximations in Quantum Mechanics: Van der Waals Forces and Nuclear Quantum Effects
  4. Chemical Compound Space, Alchemy, Rational Compound Design, and Machine Learning

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