Wstęp do mechaniki kwantowej układów molekularnych

Wiedza przydatna w trakcie zajęć:

- rachunek różniczkowy i całkowy

- algebra liniowa

- fizyka/mechanika

- fizyka/elektryczność i magnetyzm

- fizyka/fale

- elementy fizyki współczesnej

w sali

Przedmiot jest wstępem do mechaniki kwantowej układów molekularnych

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z podstawami mechaniki kwantowej oraz jej zastosowaniem do opisu układów atomowych i molekularnych.

Program:

1. Funkcja falowa i równanie Schrodingera

2. Postulaty mechaniki kwantowej

3. Cząstka swobodna

4. Cząstka w studni potencjału

5. Bariera potencjału. Efekt tunelowy

6. Oscylator harmoniczny

7. Sztywny rotator

8. Atom wodoru

9. Rachunek zaburzeń - podstawy

10. Metoda wariacyjna - podstawy

11. Spin i symetria wieloelektronowej funkcji falowej

12. Przybliżenie jednoelektronowe; konfiguracje elektronowe atomów

13. Metoda pola samouzgodnionego

14. Korelacja elektronów

15. Rozdzielenie ruchu jąder i elektronów w cząsteczkach; przybliżenie adiabatyczne i przybliżenie Borna-Oppenheimera

16. Teoria orbitali molekularnych

17. Molekuły wieloatomowe

18. Układy sprzężonych wiązań podwójnych, metoda Huckla

19. Oddziaływania międzycząsteczkowe

Wykładowi towarzyszą ćwiczenia.

Materiały do wykładu udostępniane przez wykładowcę

Nakład pracy:

- wykład: 45 godzin

- ćwiczenia: 45 godzin

- przygotowanie do zajęć: 15

- przygotowanie do kolokwiów: 30

- przygotowanie do egzaminu: 30

suma: 165 godzin (5.5 ECTS)

1. W. Kołos, Chemia kwantowa, PWN

2. P.W. Atkins, Chemia Fizyczna, PWN

3. H. Haken, H.Ch. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii

kwantowej, PWN

4. L.Piela, Idee chemii kwantowej, PWN

5. David J. Griffiths, Introduction to quantum mechanics, Pearson

6. P. W. Atkins, R. Friedman, Molecular Quantum Chemistry, Oxford Press

Wiedza:

Znajomość:

- podstawowych pojęć i formalizmu mechaniki kwantowej

- rozwiązań równania Schrodingera dla prostych układów

- podstaw przybliżonych metod mechaniki kwantowej

- podstaw metody pola samouzgodnionego

- teoretycznych podstaw spektroskopii molekularnej

- podstaw metody orbitali molekularnych

- podstaw teorii oddziaływań molekularnych

Umiejętności:

- rozwiązywanie równania Schrodingera dla prostych układów

- zastosowanie przybliżonych metod mechaniki kwantowej (metoda wariacyjna, rachunek zaburzeń) do prostych problemów/układów

- zastosowanie przybliżenia jednoelektronowego do układów wieloelektronowych

- zastosowanie metody orbitali molekularnych do dwuatomowych molekuł homo- i heterojądrowych

- zastosowanie metody orbitali molekularnych do molekuł wieloatomowych

- zastosowanie metody Huckla do układów sprzężonych wiązań podwójnych

- wykłady i ćwiczenia są obowiązkowe (dopuszczalne są dwie nieobecności na wykładzie i dwie nieobecności na ćwiczeniach)

- dwa pisemne kolokwia w trakcie semestru

- egzamin pisemny

- do zaliczenia ćwiczeń wymagane jest zdobycie powyżej 50% punktów z kolokwiów

- do zaliczenia egzaminu wymagane jest zdobycie powyżej 50% punktów

- osoby, które nie zaliczyły ćwiczeń mogą je zaliczyć egzaminem w pierwszym terminie; zaliczenie przedmiotu wymaga wtedy zdania egzaminu w terminie drugim

- osoby, które nie zaliczyły ćwiczeń i nie zdały egzaminu w pierwszym terminie otrzymują ocenę niedostateczną, którą mogą poprawić zaliczając egzamin w drugim terminie

Brak