Die Wellenmechanik eines Massenpunktes wird aus dem Welle-Teilchen-Dualismus entwickelt und die statistische Deutung der Wellenfunktion der Schrödinger Gleichung, die Unbestimmtheitsrelationen und die Interpretation von Messprozessen werden im Einzelnen diskutiert. In einem neuen Konzept folgt die Behandlung der lösbaren Einteilchensysteme bis zum Wasserstoffatom und die Beschreibung des Elektronenspins. Nach den Grundlagen der Mehrteilchenquantenmechanik werden unterschiedliche Näherungsverfahren genauer beschrieben und das Hartree-Fock-Verfahren und die Dichtefunktionaltheorie für das inhomogene Elektronengas eingehend vorgestellt. Insbesondere werden verschiedene Methoden der Quantenmechanik zur Berechnung der Eigenschaften der Atome, Molekühle und Festkörper ausführlicher dargestellt. Zusätzlich wurde die Berücksichtigung von Symmetrien sowie die Berechnung temperaturabhängiger Eigenschaften und die Anwendung der Quantenstatistik aufgenommen. Das Buch enthält darüber hinaus eine Reihe von Anhängen mit mathematischen Hilfsmitteln und eine Einführung in die Darstellungstheorie endlicher Gruppen.
Aktualisiert: 2023-01-30
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Daniel Püschner stellt sowohl grundlegende Methoden der Computerchemie als auch heute genutzte moderne Methoden wie Coupled Cluster und die Dichtefunktionaltheorie vor. Mithilfe der Wellenfunktionstheorie wird in diesem gezeigt, wie die Energie eines Systems berechnet werden kann. Anschließend geht der Autor auf die Probleme der behandelten Methoden ein und zeigt, wie diese systematisch behoben werden können. Insbesondere in der Forschung ist die Computerchemie heutzutage nicht mehr wegzudenken. Obwohl die meisten Eigenschaften auch experimentell zugänglich sind, können Ergebnisse aus quantenmechanischen Rechnungen dabei helfen, die experimentellen Ergebnisse zu verstehen und zu interpretieren. Ein grundlegendes Verständnis ist daher auch für Experimentalchemiker unerlässlich, weshalb im Rahmen des Chemiestudiums die Grundlagen der Theoretischen Chemie behandelt werden. Für dieses werden Grundkenntnisse in den Bereichen der Mathematik und der Theoretischen Chemie ebenfalls vorausgesetzt.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Jennifer Marx untersucht die aktiven Zentren der R2-Proteine aus , und und diskutiert die spektroskopischen Unterschiede der Ia, Ic und der R2-artigen Gruppe der Ribonukleotidreduktasen. Sie zeigt, dass sich deren Schwingungseigenschaften bei der nuklearen inelastischen Streuung (NIS) in Abhängigkeit von den gebundenen Metallen unterscheiden. Außerdem können die für die unterschiedliche Metallbesetzung empfindlichen Bereiche der partiellen vibronischen Zustandsdichte von Eisen identifiziert werden. Um die Schwingungseigenschaften im niederfrequenten Bereich besser zu verstehen, berechnet die Autorin ein Modell des gesamten Proteins in Wasser.
Aktualisiert: 2023-04-11
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Ein umfassendes theoretisches Verständnis von atomistischen Wechselwirkungen in Stahlwerkstoffen könnte langfristig ein vereinfachtes theoriegeleitetes Werkstoffdesign ermöglichen. Hochmanganstähle der Zusammensetzung Fe–Mn–Al–C stellen eine bedeutende Klasse moderner hochfester Stähle dar und bestehen überwiegend aus einer ungeordneten austenitischen (fcc) Metallmatrix sowie ferngeordneten κ-Karbidausscheidungsphasen.
In der vorliegenden Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen Metallatomen und interstitiellen Fremdatomen (C, H, B, N) in diesen beiden Phasen untersucht, sowohl statisch mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT) als auch dynamisch mittels Molekulardynamiksimulationen (MD) auf Basis von semiempirischen Potentialen.
Mithilfe von DFT-Rechnungen werden Nahordnungen in Austenit untersucht, die aus der Bevorzugung von Zwischengitterpositionen mit einer bestimmten Besetzung der umgebenden Gitterpositionen mit den Metallen Fe, Mn, Al durch interstitielle C-Atome resultieren. Zudem werden interstitielles B und N betrachtet sowie die Substitution von Mn und Al mit Cr, Co, Ni, Mg und Si, wobei sich die Elemente der zweiten Periode, die Hauptgruppenmetalle und die Übergangsmetalle untereinander qualitativ ähnlich verhalten. Die Fähigkeit von κ-Karbiden, diffusiven Wasserstoff zu binden und damit Wasserstoffversprödung zu hemmen, wird mittels DFT untersucht. Kohlenstoffleerstellen in κ-Karbiden werden als günstige Wasserstofffallen identifiziert. Die Diffusion von Kohlenstoff in γ-Eisen wird mithilfe von MD-Simulationen auf Basis eines publizierten Fe–C-MEAM-Potentials berechnet. Sodann wird eine MEAM-Parametrisierung für (fcc)-Fe–Al–C entwickelt, die einige Eigenschaften von Kohlenstoff in fcc-Fe–Al sowie in κ-Karbiden zufriedenstellend reproduzieren kann.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Jennifer Marx untersucht die aktiven Zentren der R2-Proteine aus , und und diskutiert die spektroskopischen Unterschiede der Ia, Ic und der R2-artigen Gruppe der Ribonukleotidreduktasen. Sie zeigt, dass sich deren Schwingungseigenschaften bei der nuklearen inelastischen Streuung (NIS) in Abhängigkeit von den gebundenen Metallen unterscheiden. Außerdem können die für die unterschiedliche Metallbesetzung empfindlichen Bereiche der partiellen vibronischen Zustandsdichte von Eisen identifiziert werden. Um die Schwingungseigenschaften im niederfrequenten Bereich besser zu verstehen, berechnet die Autorin ein Modell des gesamten Proteins in Wasser.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Daniel Püschner stellt sowohl grundlegende Methoden der Computerchemie als auch heute genutzte moderne Methoden wie Coupled Cluster und die Dichtefunktionaltheorie vor. Mithilfe der Wellenfunktionstheorie wird in diesem gezeigt, wie die Energie eines Systems berechnet werden kann. Anschließend geht der Autor auf die Probleme der behandelten Methoden ein und zeigt, wie diese systematisch behoben werden können. Insbesondere in der Forschung ist die Computerchemie heutzutage nicht mehr wegzudenken. Obwohl die meisten Eigenschaften auch experimentell zugänglich sind, können Ergebnisse aus quantenmechanischen Rechnungen dabei helfen, die experimentellen Ergebnisse zu verstehen und zu interpretieren. Ein grundlegendes Verständnis ist daher auch für Experimentalchemiker unerlässlich, weshalb im Rahmen des Chemiestudiums die Grundlagen der Theoretischen Chemie behandelt werden. Für dieses werden Grundkenntnisse in den Bereichen der Mathematik und der Theoretischen Chemie ebenfalls vorausgesetzt.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Die Wellenmechanik eines Massenpunktes wird aus dem Welle-Teilchen-Dualismus entwickelt und die statistische Deutung der Wellenfunktion der Schrödinger Gleichung, die Unbestimmtheitsrelationen und die Interpretation von Messprozessen werden im Einzelnen diskutiert. In einem neuen Konzept folgt die Behandlung der lösbaren Einteilchensysteme bis zum Wasserstoffatom und die Beschreibung des Elektronenspins. Nach den Grundlagen der Mehrteilchenquantenmechanik werden unterschiedliche Näherungsverfahren genauer beschrieben und das Hartree-Fock-Verfahren und die Dichtefunktionaltheorie für das inhomogene Elektronengas eingehend vorgestellt. Insbesondere werden verschiedene Methoden der Quantenmechanik zur Berechnung der Eigenschaften der Atome, Molekühle und Festkörper ausführlicher dargestellt. Zusätzlich wurde die Berücksichtigung von Symmetrien sowie die Berechnung temperaturabhängiger Eigenschaften und die Anwendung der Quantenstatistik aufgenommen. Das Buch enthält darüber hinaus eine Reihe von Anhängen mit mathematischen Hilfsmitteln und eine Einführung in die Darstellungstheorie endlicher Gruppen.
Aktualisiert: 2023-04-11
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Kleine Fullerene stellen ein wichtiges Teilgebiet der Forschung an nanostrukturierten Kohlenstoffmaterialien dar. Sie sind jedoch sehr reaktiv, da sie die Regel der isolierten Fünfringe (IPR) verletzen. Experimentell können non-IPR-Fullerene mit Wasserstoff- oder Halogenatomen stabilisiert und als Derivate isoliert werden. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der quantenchemischen Untersuchung möglicher Produkte mit dem Ziel, die Stabilität der experimentell beobachteten Strukturen zu erklären und darüberhinaus weitere besonders stabile Strukturen vorherzusagen.
Aktualisiert: 2021-02-11
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