Einführung in die Physikalische Chemie: Mathematische Methoden

Prof. Dr. Matthias Olzmann
Institut für Physikalische Chemie
Einführung in die Physikalische Chemie: Mathematische Methoden (A)
WS 2013/14
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Literatur für jetzt und später (nicht nur zu dieser Vorlesung)
Lehr- und Handbücher der Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure gibt es in
großer Zahl. Die folgende Auswahl soll nur Anhaltspunkte liefern (hier muss es nicht immer
die aktuellste Auflage sein):
Mathematik allgemein
N. Rösch, Mathematik für Chemiker, Springer-Verlag, Berlin 2001
(einführendes Lehrbuch, kompakt, stilistisch etwas gewöhnungsbedürftig)
W. Pavel und R. Winkler, Mathematik für Naturwissenschaftler, 1. Aufl., Pearson, München
2007 (einführendes Lehrbuch, kompakt mit Beispielen)
E.-A. Reinsch, Mathematik für Chemiker, 1. Aufl., Teubner, Stuttgart 2004
(einführendes Lehrbuch, etwas weiter gehend und ausführlicher als die oben genannten)
H. G. Zachmann und A. Jüngel, Mathematik für Chemiker, 6. Aufl., Wiley-VCH, Weinheim
2007 (einführendes Lehrbuch, weiter gehend und ausführlicher)
H. Margenau, G. M. Murphy, Die Mathematik für Physik und Chemie, Band I, Verlag Harri
Deutsch, Frankfurt 1965 (Lehrbuch für etwas Fortgeschrittene, ein „Klassiker“, leider nur
noch antiquarisch erhältlich; Band II behandelt spezielle Probleme)
W. Göhler, Formelsammlung höhere Mathematik, Harri Deutsch, Thun
(preiswerte, sehr kompakte Formelsammlung für den Einstieg)
I. N. Bronstein, K. A. Semendjajew, G. Musiol, H. Mühlig Taschenbuch der Mathematik,
Verlag Harri Deutsch, Thun (Formelsammlung mit fast Handbuchcharakter)
E. Zeidler (Hrsg.), Springer-Taschenbuch der Mathematik, Springer Spektrum, 2013 (ca.
1300 S., basiert auf Bronstein/Semendjajew, komplett überarbeitet und modernisiert,
interessante mathematische Hintergründe eingeschoben, Handbuch, kein Lehrbuch im
engeren Sinne, elektronischer Volltext-Zugriff über KIT-Bibliothek)
E. Zeidler (Hrsg.), Springer-Handbuch der Mathematik 1-4, Teubner, Springer Spektrum,
2013 (ausführliche Variante des obigen Springer-Taschenbuchs, ca. 2100 S., elektronischer
Volltext-Zugriff über KIT-Bibliothek)
M. Abramowitz, I. A. Stegun, Handbook/Pocketbook of Mathematical Functions, National
Bureau of Standards, Washington 1964/Verlag Harri Deutsch, Thun 1984 (ein Buch für den
„Ernstfall“, an verschiedenen Stellen im Internet legal zugänglich)
Numerische Mathematik
W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery, Numerical Recipes, The Art
of Scientific Computing, Third Edition, Cambridge University Press, Cambridge 2007
(Sammlung und Erläuterung(!) numerischer Verfahren + Quelltext der entsprechenden
Programme, Ausgaben für C++, C, FORTRAN77 und FORTRAN90 erhältlich; sehr gut
lesbar, Online-Zugriff über www.nr.com)
Computer und Mathematik
Mathematik-Software-Pakete (z. B. Mathematica, Mathcad, Maple) führen numerische und
symbolische Berechnungen durch und verfügen über viele Grafik-Funktionen. Sie sind
nützlich – später wohl unerlässlich –, funktionieren aber häufig als Black Box. Das birgt
gewisse Gefahren: Versuchen Sie immer zu verstehen, was Sie tun!
Physikalische Chemie
Auch hier gibt es eine große Anzahl an Lehrbüchern für alle Niveaus. Die bekanntesten und
umfassendsten in deutscher Sprache sind:
P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie, 5. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2013
(bei Studenten wegen der Anschaulichkeit sehr beliebt, dies geht aber manchmal auf Kosten
der Exaktheit)
G. Wedler, H.-J. Freund, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, 6. Auflage, Wiley-VCH,
Weinheim 2012
(bewährtes, klassisches Lehrbuch, überlegenswerte Alternative zum Atkins)
W. J. Moore, D. O. Hummel Physikalische Chemie, 4. Auflage, De Gruyter, Berlin 1986
(sehr gutes, illustrativ geschriebenes Lehrbuch, leider nur noch antiquarisch erhältlich)
Ein relativ neues Buch auf dem deutschen Markt:
T. Engel, P. Reid, Physikalische Chemie, 1. Auflage, Pearson, München 2006
(anschaulich und modern, nicht allzu tief, daher eher für Nebenfächler, sehr(!) unglücklich
übersetzt, teilweise sinnentstellend)
Englischsprachige (sehr gute) Lehrbücher:
D. A. McQuarrie, J. D. Simon, Physical Chemistry - A Molecular Approach, University
Science Books, Sausalito 1997 (moderner Aufbau: Quantenmechanik  statistische
Mechanik  makroskopische Größen; einige klassische Gebiete der Physikalischen Chemie
werden nicht behandelt)
R. J. Silbey, R. A. Alberty, M. G. Bawendi, Physical Chemistry, 4th Ed., Wiley, Chichester
2005 (klassisches, auf dem Stand der Zeit gehaltenes Lehrbuch)
R. S. Berry, S. A. Rice, J. Ross, Physical Chemistry, 2nd Ed., Oxford University Press, New
York 2000 (sehr umfassendes Werk für Anfänger und Fortgeschrittene)
H. Kuhn, H.-D. Försterling, D. H. Waldeck, Principles of Physical Chemistry, 2nd Ed., Wiley,
Hoboken 2009 (umfassendes Lehrbuch mit etwas Akzent auf biophysikalisch-chemischen
Aspekten)
Alle genannten Bücher zur Physikalischen Chemie enthalten einführende Kapitel in die für
die Chemie relevanten Teile der Quantenmechanik. Zur Vertiefung aus einer Vielzahl von
speziellen Büchern herausgegriffen:
P. W. Atkins, R. S. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 5th Ed., Oxford University
Press, Oxford 2010 (anschauliche, dabei hinreichend fundierte Darstellung)
M. A. Morrison, Understanding Quantum Physics, A User’s Manual, Prentice Hall 1990 (in
Deutschland wenig bekannt, liefert viel Hintergrundwissen – vielleicht eher für besonders
Interessierte)
Arbeitsbücher mit einer Fülle von durchgerechneten Beispielen und Übungsaufgaben für alle
wichtigen Teilgebiete der Mathematik findet man in der Reihe „Schaum´s Outline (Überblicke/Aufgaben)“  Universitätsbibliothek, Lehrbuchbestand
Bei Studenten wegen der vielen Beispiele offenbar beliebt (allerdings keine Lehrbücher):
P. Furlan, Das Gelbe Rechenbuch für Ingenieure, Naturwissenschaftler und Mathematiker,
Band 1-3
G. Merziger, T. Wirth, Repetitorium der Höheren Mathematik
Englischsprachiges Buch, das gut zur Vorlesung passt:
D. A. McQuarrie, Mathematics for Physical Chemistry, Palgrave Macmillan/University
Science Books, Sausalito 2008.