Chemia kwantowa z elementami spektroskopii molekularnej - ćwiczenia

obowiązkowe

Znajomość matematyki i fizyki na poziomie kształcenia tych przedmiotów dla I roku studiów na Wydziale Chemii UW.

w sali

Cel zajęć: objaśnienie szczegółów zagadnień związanych z kwantową teorią budowy atomów i cząsteczek oraz z teoretycznymi podstawami spektroskopii molekularnej, a także rozwijanie umiejętności praktycznego stosowania teorii przez rozwiązywanie zadań rachunkowych i problemów.

- Postulaty mechaniki kwantowej (o funkcji falowej, o operatorach zmiennych dynamicznych, o interpretacji wyników pomiarów w mikroświecie), zasada nieoznaczoności Heisenberga.

- Własności rozwiązań równania Schroedingera (bez czasu) dla cząstki kwantowej w jednym wymiarze: cząstka swobodna, cząstka w podle potencjału, oscylator harmoniczny.

- Kwantowy opis ruchu obrotowego - moment pędu i spin.

- Rozdzielenie ruchu środka masy i ruchu względnego w układzie dwóch cząstek. Wykorzystanie modelu oscylatora harmonicznego i rotatora sztywnego do teoretycznego wyjaśnienia widm spektroskopii oscylacyjnej i rotacyjnej.

- Model atomu wodoru i jonów wodoropodobnych. Układ jednostek atomowych.

- Przybliżone metody znajdowania rozwiązań równania Schroedingera: metoda rachunku zaburzeń i metoda wariacyjna.

- Układy wieloelektronowe - model orbitalny, konstrukcja N-elektronowej funkcji wyznacznikowej (wyznacznika Slatera) i jej własności. Metoda Hartree-Focka dla molekuł zamkniętopowłokowych.

- Struktura elektronowa atomów - termy atomowe i reguły Hunda..

- Struktura elektronowa molekuł dwuatomowych i wieloatomowych. Konstrukcja orbitali molekularnych w przybliżeniu LCAO MO.

1.Włodzimierz Kołos, Joanna Sadlej, „Atom i cząsteczka”, WNT, 2007.

2. Włodzimierz Kołos, „Elementy chemii kwantowej sposobem niematematycznym wyłożone”, PWN, 1984.

3. Lucjan Piela, „Idee chemii kwantowej”, PWN, 2003.

4. Peter William Atkins, „Chemia fizyczna”, PWN, 2001.

- rozdział 11, Teoria kwantów: wstęp i postulaty

- rozdział 12, Teoria kwantów: techniki i zastosowania

- rozdział 13, Struktura atomowa i widma atomowe

- rozdział 14, Struktura cząsteczek

5. P.W. Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta, "Chemia fizyczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami", PWN, 2001.

- rozdziały 11, 12, 13, 14

Student rozumie formalizm matematyczny nierelatywistycznej mechaniki kwantowej w zastosowaniu do opisu budowy atomów i cząsteczek chemicznych, zna teoretyczne podstawy spektroskopii molekularnej, oraz opanował techniki rozwiązywania zadań i problemów z zakresu chemii kwantowej.

Zaliczenie na ocenę na podstawie liczby punktów uzyskanych z dwóch kolokwiów odbywających się w czasie zajęć w połowie i pod koniec semestru. Uzupełnienie kolokwiów opuszczonych z powodu usprawiedliwionej nieobecności odbywa się w czasie sesji głównej. Zaliczenie ćwiczeń uzyskuje się po zdobyciu 50% możliwych do zdobycia punktów, a każde kolejne 10% podwyższa ocenę o pół. W przypadku niezaliczenia przedmiotu, możliwe jest przystąpienie w sesji poprawkowej do kolokwium z całości materiału.

nie ma