Molecular Spectroscopy (Spektro 1)

Gruppentheorie 1: In diesem Teil der Vorlesung werden zunächst Symmetrieoperationen beschrieben und dann die Punktgruppen und deren Symmetrieelemente eingeführt. Es wird ein Schema zur Bestimmung der Punktgruppe von Molekülen vorgestellt.

Gruppentheorie 2: In diesem Teil der Vorlesung diskutieren wir verschiedene Darstellungen, die es uns mit Hilfe von Darstellungsmatrizen und Basen erlauben, Symmetrieoperationen mathematisch zu beschreiben. Sie lernen Charaktertafeln für Punktgruppen zu erstellen und anhand der Charaktertafeln Moleküleigenschaften wie z.B. das Vorhandensein von Schwingungsbanden in der IR-Spektroskopie vorauszusagen. Dieser Teil der VL leitet am Ende in den zweiten Teil der VL über, wo wir uns mit Molekülspektroskopie beschäftigen werden.

Molekülarspektroskopie 3: In diesem Kapitel der Vorlesung besprechen wir die Natur des Lichts, einerseits elektromagnetische Welle, andererseits Teilchen (Welle-Teilchen-Dualismus), weiterhin die Wechselwirkung von Licht mit Materie und die damit verbundenen Übergänge zwischen Grundzustand und angeregten Zuständen in Atomen und Molekülen. Im weiteren Verlauf betrachten wir aus quantenmechanischer Perspektive Übergänge und formulieren Fermis Goldene Regel sowie eine fundamentale Auswahlregel, die Laporte oder Symmetrieregel.

Molekülarspektroskopie 3b: In diesem Teil der Vorlesung besprechen wir verschiedene Licht-Materie-Wechselwirkungen wie Absorption und Emission und diskutieren die Charakteristika von Spektren und Banden wie z.B. die homogene und inhomogene Linienverbreiterung. Danach werden die wichtigsten Lichtquellen, Detektoren, Monochromatoren und Polychromatoren besprochen, die bei spektroskopischen Experimenten zum Einsatz kommen. Dann erfolgt eine Einführung in das Prinzip des Interferometers und dessen Anwendung in der Fouriertransform-Spektroskopie.

Molekülarspektroskopie 4: In diesem Teil der Vorlesung betrachten wir die Grundlagen von schwingungsangeregten Zuständen in organischen Molekülen und beschreiben diese klassisch und quantenmechanisch. Dann schauen wir uns Besetzungswahrscheinlichkeiten von Schwingungszuständen an und diskutieren deren Wechselwirkung mit Licht. Im weiteren Verlauf besprechen wir zunächst die Grundlagen der Schwingungs-Ramanstreuung und dann die Schwingungsbewegung mehratomiger Moleküle. Abschließend bestimmen wir die Normalschwingungen einfacher Moleküle mit Hilfe der Gruppentheorie.

Molekülarspektroskopie 5: In diesem Teil der Vorlesung geht es um Energieniveauschema organischer Moleküle sowie deren elektronische Zustände. Es werden optische Übergänge besprochen sowie Spektroskopiemethoden wie die (zeitaufgelöste) Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie.