Quantenchemie lernen: Online-Quizze und Übungen für Klasse 13

Question 1

Welches der folgenden Moleküle ist paramagnetisch?

Accepted Answer

O2

Answer

N2

Answer

F2

Answer

Ne2

Question 2

Welche Aussage zur Quantenmechanik im Zusammenhang mit dem Wasserstoffatom ist korrekt?

Accepted Answer

Elektronen können nur bestimmte diskrete Energiezustände einnehmen.

Answer

Elektronen umkreisen den Kern auf festen kreisförmigen Bahnen.

Answer

Elektronen haben eine genau definierte kinetische Energie.

Answer

Elektronen sind Teilchen mit einer genau definierten Position und einem Impuls.

Question 3

Was ist ein Quantenoperator?

Accepted Answer

Eine mathematische Funktion, die eine physikalische Größe auf einen quantenmechanischen Zustand abbildet

Answer

Eine physikalische Größe, die einen quantenmechanischen Zustand charakterisiert

Answer

Eine Konstante, die in quantenmechanischen Berechnungen verwendet wird

Answer

Ein Teilchen, das bestimmte quantenmechanische Eigenschaften trägt

Question 4

Welche Aussage zur Quantenverschränkung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreibt die Korrelation von Eigenschaften von Teilchen, unabhängig von ihrem Abstand zueinander.

Answer

Sie kann nur zwischen identischen Teilchen auftreten.

Answer

Sie ist ein klassisches Phänomen, das durch elektromagnetische Kräfte erklärt werden kann.

Answer

Sie ist nur bei Teilchen mit hoher Energie möglich.

Question 5

Wie wird die Wellenfunktion für ein Elektron in einem Atom bezeichnet?

Accepted Answer

Ψ

Answer

nℓm

Answer

4s²

Answer

H₂

Question 6

Was besagt das Pauli-Exklusionsprinzip?

Accepted Answer

Kein Elektron kann die gleichen vier Quantenzahlen besitzen.

Answer

Ein System besitzt seine niedrigste Energie, wenn alle Orbitale besetzt sind.

Answer

Elektronen mit gepaarten Spins können nicht das gleiche Orbital besetzen.

Answer

Die Elektronenkonfiguration eines Atoms ist stets die stabilste.

Question 7

Welche Molekülgeometrie ist für ein sp³-hybridisiertes Kohlenstoffatom charakteristisch?

Accepted Answer

Tetraedrisch

Answer

Linear

Answer

Trigonal planar

Answer

Oktaedrisch

Question 8

Was beschreibt die Elektronendichte?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron an einem bestimmten Raumpunkt zu finden.

Answer

Die Anzahl der Elektronen in einem bestimmten Volumen.

Answer

Die Energie eines Elektrons.

Answer

Die Größe eines Elektrons.

Question 9

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wellenfunktion eines Elektrons in einem Atom am besten?

Accepted Answer

Sie ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Aufenthaltsort des Elektrons

Answer

Sie ist eine exakte Vorhersage der Bewegung des Elektrons

Answer

Sie ist eine mathematische Gleichung, die die Energie des Elektrons bestimmt

Answer

Sie ist eine Vektorfunktion, die die Spinrichtung des Elektrons angibt

Question 10

Welche Symmetrie besitzen p-Orbitale?

Accepted Answer

Planar

Answer

Sphärisch

Answer

Linear

Answer

Tetraedrisch

Question 11

Was ist der Hauptbeitrag zur van-der-Waals-Kraft zwischen unpolaren Molekülen?

Accepted Answer

Dispersionskraft

Answer

Elektrostatische Anziehung

Answer

Induktionskraft

Answer

Dipol-Dipol-Wechselwirkung

Question 12

Welche Aussage beschreibt eine Wellenfunktion zutreffend?

Accepted Answer

Sie bestimmt den Zustand eines quantenmechanischen Systems vollständig.

Answer

Sie stellt einen realen Wert dar.

Answer

Sie weist stets positive Werte auf.

Answer

Sie ist unabhängig vom Spin des Teilchens.

Question 13

Welche Aussage zur Hybridisierung von Orbitalen ist korrekt?

Accepted Answer

Hybridisierung kann die Bindungsstärke zwischen Atomen erhöhen.

Answer

Sie ist nur bei Atomen mit mehr als zwei Elektronen möglich.

Answer

Hybridorbitale besitzen grundsätzlich eine höhere Energie als die ursprünglichen Orbitale.

Answer

Hybridorbitale sind nicht gerichtet.

Question 14

Mit welcher Methode lässt sich die Elektronenverteilung in Molekülen bestimmen?

Accepted Answer

Quantenchemie

Answer

Röntgenkristallografie

Answer

Massenspektrometrie

Answer

NMR-Spektroskopie

Question 15

Welche Aussage zum Pauli-Prinzip ist korrekt?

Accepted Answer

Das Pauli-Prinzip gilt ausschließlich für Fermionen.

Answer

In einem Atom können zwei Elektronen gleiche Quantenzahlen aufweisen.

Answer

In einem Molekül können zwei Elektronen denselben Spin besitzen.

Answer

Das Pauli-Prinzip besagt, dass eine chemische Bindung nur möglich ist, wenn die beteiligten Orbitale unterschiedlichen Spin aufweisen.

Question 16

Welches Prinzip besagt, dass unter allen möglichen Verteilungen die Gesamtenergie eines Systems minimal ist?

Accepted Answer

Variationsverfahren

Answer

Unbestimmtheitsrelation

Answer

Ausschließungsprinzip

Answer

Aufbauprinzip

Question 17

Welches Modell wird verwendet, um die Wechselwirkungen zwischen Elektronen in einem Molekül zu beschreiben?

Accepted Answer

Molekülorbitaltheorie

Answer

Valenzbindungstheorie

Answer

Lewis-Struktur

Answer

VSEPR-Modell

Question 18

Welche Aussage über chemische Reaktionen ist eine Konsequenz der Quantenmechanik?

Accepted Answer

Chemische Reaktionen können nur ablaufen, wenn die Aktivierungsenergie überschritten wird.

Answer

Chemische Reaktionen können nur ablaufen, wenn die Reaktionsenergie positiv ist.

Answer

Chemische Reaktionen verlaufen immer über den energieärmsten Pfad.

Answer

Chemische Reaktionen sind immer irreversibel.

Question 19

Welches der folgenden Moleküle ist nicht planar?

Accepted Answer

NH3

Answer

H2O

Answer

CH4

Answer

CO2

Question 20

Welche Aussage beschreibt präzise die Wellenfunktion eines Elektrons?

Accepted Answer

Sie ist eine Funktion, die angibt, wo ein Elektron mit welcher Wahrscheinlichkeit angetroffen werden kann.

Answer

Sie definiert die Energie des Elektrons.

Answer

Sie ist eine Welle, die durch den Raum wandert.

Answer

Sie ist ein unveränderlicher Wert.

Question 21

Welches Atomorbital besitzt die höchste Energie?

Accepted Answer

f-Orbital

Answer

s-Orbital

Answer

p-Orbital

Answer

d-Orbital

Question 22

Welche Bindung entsteht, wenn sich zwei Atomorbitale mit antiparallelem Spin überlappen?

Accepted Answer

Sigma-Bindung

Answer

Pi-Bindung

Answer

Delta-Bindung

Answer

Gamma-Bindung

Question 23

Was ist eine wesentliche Auswirkung der Hybridisierung von Atomorbitalen?

Accepted Answer

Bildung neuer Orbitale mit veränderten Formen und Energien.

Answer

Modifikation ausschließlich bei Elementen der 2. Hauptgruppe.

Answer

Änderung der Elektronenkonfiguration des Atoms.

Answer

Keine Auswirkung auf die chemischen Eigenschaften des Atoms.

Question 24

Welcher Wissenschaftler leistete maßgeblich Beiträge zur Entwicklung der Quantenchemie?

Accepted Answer

Erwin Schrödinger

Answer

Niels Bohr

Answer

Werner Heisenberg

Answer

Max Planck

Question 25

Welches Grundprinzip der Quantenmechanik besagt, dass ein Teilchen gleichzeitig die Eigenschaften einer Welle und eines Teilchens aufweisen kann?

Accepted Answer

Wellen-Teilchen-Dualismus

Answer

Teilchendualismus

Answer

Quantenüberlagerung

Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Question 26

Was gibt die Wellenfunktion eines Elektrons an?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeit, das Elektron an einem bestimmten Ort zu finden

Answer

Die Energie und den Impuls des Elektrons

Answer

Die Masse und Ladung des Elektrons

Answer

Den Drehimpuls des Elektrons

Question 27

Was geschieht bei der Hybridisierung von Atomorbitalen?

Accepted Answer

Die Kombination mehrerer Atomorbitale zu einem neuen Orbital mit einer anderen Form

Answer

Die Aufspaltung eines Atomorbitals in zwei oder mehr Orbitale mit höherer Energie

Answer

Die Drehung eines Atomorbitals um seine Achse

Answer

Die Überlappung zweier oder mehrerer Atomorbitale

Question 28

Welche Bindungsart entsteht durch die Überlappung von zwei p-Orbitalen?

Accepted Answer

Pi-Bindung

Answer

Sigma-Bindung

Answer

Delta-Bindung

Answer

Gamma-Bindung

Question 29

Welche spektroskopische Methode wird zur Untersuchung von Elektronenübergängen in Molekülen eingesetzt?

Accepted Answer

UV-Vis-Spektroskopie

Answer

IR-Spektroskopie

Answer

NMR-Spektroskopie

Answer

Massenpektrometrie

Question 30

Welches Prinzip besagt, dass zwei Elektronen nicht den gleichen Quantenzustand einnehmen können?

Accepted Answer

Pauli-Prinzip

Answer

Hundschesche Regel

Answer

Aufbauregel

Answer

Oktettregel

Question 31

Welches Prinzip beschreibt die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron an einem bestimmten Ort im Atom zu finden?

Accepted Answer

Born-Regel

Answer

Pauli-Prinzip

Answer

Heisenbergsche Unschärferelation

Answer

Hundsche Regel

Question 32

Welches der folgenden Moleküle besitzt die kürzeste Bindungslänge?

Accepted Answer

H₂

Answer

N₂

Answer

O₂

Answer

F₂

Question 33

Welches Prinzip besagt, dass die Energie eines quantenmechanischen Systems nur bestimmte diskrete Werte annehmen kann?

Accepted Answer

Quantenzahlprinzip

Answer

Aufbauprinzip

Answer

Unschärfeprinzip

Answer

Ausschluss prinzip

Question 34

Welche Art von Bindung entsteht, wenn sich zwei Atomorbitale überlappen und ihre Elektronen paarweise anordnen?

Accepted Answer

Kovalente Bindung

Answer

Ionenbindung

Answer

Metallische Bindung

Answer

Wasserstoffbindung

Question 35

Welches Hybridorbital entsteht durch die Überlappung eines s-Orbitals mit drei p-Orbitalen?

Accepted Answer

sp³

Answer

sp

Answer

sp²

Answer

sp³d

Question 36

Wie lautet die Schrödinger-Gleichung für ein Elektron in einem eindimensionalen Potentialtopf?

Accepted Answer

(-ħ²/2m)(d²/dx²)ψ(x) + V(x)ψ(x) = Eψ(x)

Answer

(-ħ²/2m)(d/dx)(dψ(x)/dx) + V(x)ψ(x) = Eψ(x)

Answer

(ħ²/2m)(d²ψ(x)/dx²) + V(x)ψ(x) = Eψ(x)

Answer

(ħ²/2m)(d/dx)(dψ(x)/dx) + V(x)ψ(x) = 0

Question 37

Welches Element hat die höchste Elektronenaffinität?

Accepted Answer

Fluor

Answer

Chlor

Answer

Brom

Answer

Jod

Question 38

Wie wirkt sich die Hybridisierung von Atomorbitalen auf die Geometrie und Reaktivität von Molekülen aus?

Accepted Answer

Sowohl Geometrie als auch Reaktivität werden beeinflusst.

Answer

Nur die Geometrie wird beeinflusst.

Answer

Nur bei Ionenbindungen relevant.

Answer

Nur auf s- und p-Orbitale bezogen.

Question 39

Welche Größe ist kein Quantenoperator?

Accepted Answer

Teilchenzahl

Answer

Energieoperator

Answer

Impulsoperator

Answer

Dichteoperator

Question 40

Welches Phänomen ist ein direkter Beweis für die Wellennatur von Elektronen?

Accepted Answer

Elektronenbeugung

Answer

Photoelektrischer Effekt

Answer

Compton-Effekt

Answer

Röntgenstrahlen

Question 41

Welche Aussage zur Dichtefunktionaltheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie verwendet die Elektronendichte als Grundvariable.

Answer

Sie ist eine exakte Methode zur Lösung der Schrödinger-Gleichung.

Answer

Sie ist eine rechenintensive Methode.

Answer

Sie ist in der Lage, alle Arten von Wechselwirkungen zu beschreiben.

Question 42

Die Schrödinger-Gleichung beschreibt in der Quantenchemie:

Accepted Answer

Die Energiezustände von Atomen und Molekülen

Answer

Die Bewegung von Elektronen in Atomen und Molekülen

Answer

Die chemischen Bindungen zwischen Atomen

Answer

Die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie

Question 43

Welche der folgenden Aussagen über Molekülorbitale ist falsch?

Accepted Answer

Sie sind immer symmetrisch.

Answer

Sie sind das Ergebnis der Überlappung von Atomorbitalen.

Answer

Sie können bindend oder antibindend sein.

Answer

Sie haben unterschiedliche Energien.

Question 44

Was ist die Grundenergie eines Wasserstoffatoms im Grundzustand?

Accepted Answer

-13,6 eV

Answer

-1,51 eV

Answer

-0,54 eV

Answer

-0,03 eV

Question 45

Was ist das Pauli-Prinzip?

Accepted Answer

In einem Atom können sich keine zwei Elektronen im selben Zustand befinden.

Answer

Die Gesamtspins zweier Elektronen in einem Atom müssen antiparallel sein.

Answer

Die Energie eines Elektrons ist proportional zu seinem Bahndrehimpuls.

Answer

Das Elektron ist ein Teilchen und eine Welle.

Question 46

Welche Aussage beschreibt die Wellenfunktion eines Teilchens am besten?

Accepted Answer

Sie gibt die Wahrscheinlichkeit an, das Teilchen an einem bestimmten Ort zu finden.

Answer

Sie ist eine konstante Größe, die die Energie des Teilchens angibt.

Answer

Sie ist eine Schrödinger-Gleichung, die die Bewegung des Teilchens beschreibt.

Answer

Sie ist ein experimentell bestimmter Wert.

Question 47

Welches Atomorbital besitzt die höchste Energie?

Accepted Answer

4f

Answer

1s

Answer

2p

Answer

3d

Question 48

Wie lautet die Molekülorbitalkonfiguration von Stickstoff (N2)?

Accepted Answer

σσ*2s²σ2s²π2p⁶

Answer

σσ*2s²σ2s²π2p⁴

Answer

σσ2s²σ*2s²π2p⁶

Answer

σσ*2s²σ2s²π*2p⁶

Question 49

Welche Aussage über die Quantenchemie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglicht Vorhersagen über die Eigenschaften von Atomen und Molekülen.

Answer

Sie verwendet klassische Physik zur Beschreibung chemischer Systeme.

Answer

Sie basiert auf der Annahme, dass Teilchen entweder Wellen oder Teilchen sind.

Answer

Sie ist nur für die Beschreibung sehr großer Systeme anwendbar.

Question 50

Wie lautet die Schrödinger-Gleichung für ein Teilchen in einem Potential?

Accepted Answer

HΨ = EΨ

Answer

Ψ = Ae^(ikx)

Answer

U(x) = ħ²/2mΨ

Answer

E = ħ²/2mΨ

Question 51

Was besagt das Pauli-Prinzip?

Accepted Answer

Zwei Elektronen in einem Atom können nicht dieselben vier Quantenzahlen haben.

Answer

Zwei Elektronen in einem Atom können dieselben vier Quantenzahlen haben.

Answer

Die Gesamtspinquantenzahl eines Atoms muss gerade sein.

Answer

Die Gesamtenergie eines Atoms ist immer negativ.

Question 52

Was bedeutet der Begriff "Delokalisierung" in der Quantenchemie?

Accepted Answer

Elektronen sind über mehrere Atome oder Moleküle verteilt.

Answer

Elektronen sind auf bestimmte Atomorbitale lokalisiert.

Answer

Elektronen haben eine feste Energie.

Answer

Elektronen können zwischen verschiedenen Spinzuständen wechseln.

Question 53

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wellenfunktion eines Teilchens am besten?

Accepted Answer

Eine Wahrscheinlichkeitsamplitude, die den Aufenthaltsort des Teilchens angibt

Answer

Eine Funktion, die die Energie des Teilchens bestimmt

Answer

Ein Vektor, der den Impuls des Teilchens repräsentiert

Answer

Eine Matrix, die die Drehimpulse des Teilchens beschreibt

Question 54

Welches Orbital wird durch die folgende Kombination von Quantenzahlen beschrieben: n = 3, l = 1, ml = 0?

Accepted Answer

3p

Answer

3d

Answer

3f

Answer

4s

Question 55

Welche der folgenden Aussagen zur Molekülgeometrie ist korrekt?

Accepted Answer

Die VSEPR-Theorie sagt die Geometrie von Molekülen basierend auf der Abstoßung der Elektronenpaare voraus

Answer

Die Molekülgeometrie hängt nur von den Bindungswinkeln ab

Answer

Die Molekülgeometrie hat keinen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften eines Moleküls

Answer

Die Molekülgeometrie kann nur experimentell bestimmt werden

Question 56

Was versteht man unter dem Begriff "Hybridisierung" in der Quantenchemie?

Accepted Answer

Die Überlagerung von Atomorbitalen zu neuen Hybridorbitalen mit unterschiedlichen Formen und Energien

Answer

Die Aufspaltung von Orbitalen in Unterorbitale mit unterschiedlichen Formen

Answer

Die Umwandlung von freien Elektronenpaaren in Bindungselektronen

Answer

Die Bildung von Molekülorbitalen durch die Kombination von Atomorbitalen

Question 57

Wie lautet die Schrödinger-Gleichung für ein eindimensionales Teilchen?

Accepted Answer

(ih/2m) * (d^2ψ/dx^2) + V(x)ψ = Eψ

Answer

Hψ = Eψ

Answer

m * (dψ/dx) = Eψ

Answer

(ih/2m) * (d^3ψ/dx^3) + V(x)ψ = Eψ

Question 58

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wellenfunktion eines Teilchens korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine mathematische Funktion, die den Zustand des Teilchens zu einem bestimmten Zeitpunkt beschreibt.

Answer

Sie gibt die kinetische Energie des Teilchens an.

Answer

Sie ist ein Vektor im dreidimensionalen Raum.

Answer

Sie hat immer einen positiven Wert.

Question 59

Welches Prinzip besagt, dass Elektronen sich in Orbitalen mit der niedrigsten Energie aufhalten?

Accepted Answer

Aufbauprinzip

Answer

Paulisches Ausschließungsprinzip

Answer

Hundsche Regel

Answer

Orbitalmodell

Question 60

Was ist eine Sigma-Bindung?

Accepted Answer

Eine Bindung zwischen zwei Atomorbitalen, die sich auf derselben Achse überlappen.

Answer

Eine Bindung zwischen zwei Atomorbitalen, die sich seitlich überlappen.

Answer

Eine Bindung zwischen einem Atomorbital und einem Hybridorbital.

Answer

Eine Bindung zwischen zwei Hybridorbitalen.

Question 61

Welche Aussage über den LCAO-Ansatz ist richtig?

Accepted Answer

Er beschreibt Molekülorbitale als Linearkombinationen von Atomorbitalen.

Answer

Er ist eine exakte Methode zur Bestimmung von Wellenfunktionen.

Answer

Er kann nur für kleine Moleküle verwendet werden.

Answer

Er berücksichtigt die elektronische Korrelation.

Question 62

Was ist die Grundlage der Dichtefunktionaltheorie?

Accepted Answer

Das Hohenberg-Kohn-Theorem

Answer

Das Variationsprinzip

Answer

Die Hartree-Fock-Gleichung

Answer

Die Schrödinger-Gleichung

Question 63

Welche der folgenden Aussagen zu Wasserstoffatomen ist korrekt?

Accepted Answer

Ein Wasserstoffatom besitzt ein einziges Elektron.

Answer

Ein Wasserstoffatom besitzt drei Elektronen.

Answer

Ein Wasserstoffatom besitzt keine Elektronen.

Answer

Ein Wasserstoffatom besitzt zwei Elektronen.

Question 64

Was beschreibt die Schrödinger-Gleichung?

Accepted Answer

Eine partielle Differentialgleichung, die die Wellenfunktion eines Systems definiert.

Answer

Eine algebraische Gleichung, die die Energie eines Systems definiert.

Answer

Eine Integralgleichung, die die Position eines Systems definiert.