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Physikalische Chemie der Grenzflächen

Physikalische Chemie der Grenzflächen
type: Vorlesung (V) links:
semester: WS 19/20
time: 14.10.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau


21.10.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

28.10.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

04.11.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

11.11.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

18.11.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

25.11.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

02.12.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

09.12.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

16.12.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

23.12.2019
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

13.01.2020
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

20.01.2020
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

27.01.2020
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau

03.02.2020
11:30 - 13:00 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 2 (HS2)
30.41 Chemie-Flachbau


lecturer: Dr. Artur Böttcher
PD Dr. Andreas-Neil Unterreiner
sws: 2
lv-no.: 5238
Literaturhinweise

Literatur zur Vorlesung: Lehrbücher der Physikalischen Chemie. Besonders zu empfehlen sind spezielle Lehrbücher der Physikalischen Chemie der Grenzflächen: (1) H.-J. Butt, K. Graf, M. Klappl, Physics and Chemistry of Interfaces, Willey-VCH Verlag, 2nd 2008; (2) S.A. Safran, Statistical Thermodynamics of Surfaces, Interfaces, and Membranes, Frontiers in Physics, West View Press, 2003; (3) M.C. Desjonqueres, D. Spanjaard, Concepts in Surface Physics, Springer-Verlag Berlin-Heidelberd, 1996; (4) A. Zangwill: Physics at surfaces (Cambridge University Press, 1988); (5) M. Henzler, W. Göpel: Oberflächenphysik des Festkörpers (Teubner, 1991); (6) G.T. Barnes, I.R. Gentle, Interfacial Science – An Introduction, Oxford University Press, 2005; (6) H.D. Baehr, Thermodynamik, Springer 2005; (7) M.J. Jaycock G.D. Parfitt, Chemistry of Interfaces, Ellis Horwood Limited; John Wiley & Sons, 1981; (8) H. Lüth: Surfaces and Interfaces of Solid Materials (Springer, 1995); (9) N.W. Ashcroft, N.D. Mermin: Solid State Physics (ITPS Thomson Learning, 2000); (10) C. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik (Oldenburg, 1989); (11) H. Ibach, H. Lüth: Einführung in die Festkörperphysik (Springer, 1989); (12) H. Ibach, Physics of Surfaces and Interfaces, Springer, 2006.

Lehrinhalt

Inhalte der Vorlesung Einführung: Definitionen der Grenzflächen, Bedeutung der Grenzflächen für moderne Technologien Fest/Gas-Grenzflächen Reine Festkörperoberfläche (bzw. Fest-Vakuum-Interface), Geometrischer Aufbau, Elektronische und Vibronische Eigenschaften, Thermodynamik, Spektrale Methoden Festkörper/Gas-Interface, Kinetik der Oberflächenreaktionen, Thermodynamik der Adsorption und Chemisorption, Spektrale Methoden, Grundlagen der Katalyse Fest/Fest-Grenzflächen Filmwachstum auf Festkörperoberflächen, Thermische Stabilität, Interdiffusion, Legierungen Flüssigbasierte Grenzflächen Flüssige Oberflächen, Mikroskopische Betrachtung, Grenzflächenspannung, Druckdifferenz zweier Phasen an gekrümmten Oberflächen (Young/Laplace-Gleichung), Messung der Grenzflächenspannung, Dampfdruck einer Flüssigkeit (Kelvin-Gleichung), Kapillarkondensation, Keimbildung und Wachstum von Phasen Thermodynamik der Grenzflächen, Elektrische Doppelschicht (Poisson-Boltzmann-Theorie, diffuse Doppelschichten, Gibbs’sche freie Energie), geladene Grenzflächen (Elektrokapillarität, Oberflächenladungsdichte) Benetzungsphänomene (Kontaktwinkel, Young-Gleichung, Benetzungsübergänge)

Zugangsvoraussetzungen

bevorzugt nach dem Abschluß des Grundmoduls in der PC

Anmerkung

Der Inhalt dieser Vorlesung kann im F-Modul und Master-Modul geprüft werden.

Kurzbeschreibung

In dieser Vorlesung werden Phänomene vorgestellt, die in Grenzbereichen fest/gasförmig, fest/flüssig, flüssig/flüssig und fest/fest stattfinden. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Grenzflächen werden mittels der relevanten elementaren molekularen Prozesse erklärt. Der Schwerpunkt liegt in der Relation zwischen den elektronischen, vibronischen und thermodynamischen Eigenschaften der Grenzflächen. Die thermische Stabilität, wie auch Bildung der chemischen Bindungen in den Grenzflächen werden ausführlich behandelt.

Zielgruppe

Studierende der Chemie, Biologie und Physik

Ziel

Verständnis der molekularen Prozesse, die für die Thermodynamik, elektronische Struktur und Reaktivität der Grenzflächen verantwortlich sind (Grundlagen: Sensorik, Katalyse, Elektrochemie, Selbstorganisation, Kondensation)

Prüfung

Schein zur Vorlesung: Benotung der Abschlussprüfung unter Berücksichtigung der Bonuspunkte aus der Übung. Die Vorlesung gilt als bestanden, bei einer Bewertung von 4,0 oder besser. Die Bonuspunkte entfallen für die Nachprüfung.