Chemia teoretyczna

obowiązkowe

Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawami mechaniki kwantowej oraz jej zastosowań zarówno w układach prostych, jak i tych bardziej złożonych, o realnym znaczeniu w chemii.

w sali

1. Fizyczne podstawy mechaniki kwantowej, oraz postulaty mechaniki kwantowej jako konsekwencja filozoficznej analizy istoty doświadczenia.

2. Proste zastosowanie mechaniki kwantowej do opisu układów modelowych (cząstka w jednowymiarowym pudle potencjału, oscylator harmoniczny, rotator sztywny, efekt tunelowy).

3. Atom wodoru i jony wodoropodobne.

4. Metody przybliżone mechaniki kwantowej - rachunek zaburzeń, metoda wariacyjna, metoda Ritz, LCAO-MO.

5. Atomy wieloelektronowe w przybliżeniu jednoelektronowym, termy atomowe.

6. Metoda pola samouzgodnionego. Korelacja elektronowa.

7. Stany energetyczne cząsteczek, separacja ruchu jąder i elektronów, przybliżenie Borna-Oppenheimera. Termy molekularne.

8. Podstawy kwantowej teorii molekuł. Przybliżona teoria struktury elektronowej jonu H2+. Orbitale molekularne i przybliżenie LCAO. Wiązanie chemiczne. Kowalencyjność, warunki efektywności tworzenia orbitali molekularnych. Orbitale wiążące i antywiążące, orbitalne diagramy energetyczne, klasyfikacja orbitali molekularnych ze względu na ich własności symetrii.

Punkty ETCS: 3

Liczba godzin: 15h wykładów, 15h ćwiczenia.

Bilans nakładu pracy studenta

Całkowity nakład pracy studenta 75h

Wskaźniki ilościowe – nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 37.5 godzin, co odpowiada 1.5 pkt ECTS oraz nakład pracy studenta, który nie wymaga bezpośredniego udziału nauczyciela to 37.5 godz., co odpowiada 1.5 pkt ECTS.

1. W. Kołos - Chemia kwantow, PWN, Warszawa 1978.

2. L. Piela - Idee chemii kwantowej, PWN, Warszawa 2004.

3. R.F. Nalewajski - Podstawy i metody chemii kwantowej, PWN, Warszawa

2001.

Wiedza (student zna i rozumie):

KP6_WG1 zagadnienia z matematyki, fizyki i chemii pozwalające na wyjaśnianie pojęć, praw chemicznych oraz opisu zjawisk chemicznych w stopniu zaawansowanym

KP6_WG5 związki pomiędzy budową molekularną a właściwościami makroskopowymi otaczającej materii, w tym opisuje wpływ oddziaływań międzycząsteczkowych na budowę układów molekularnych

KP6_WG9 metody kwantowomechaniczne stosowane do opisu budowy i właściwości cząsteczek, posługuje się zaawansowanym oprogramowaniem i metodami obliczeniowymi

Umiejętności, absolwent potrafi:

KP6_UW6 stosować metody statystyczne i techniki informatyczne do interpretacji procesów chemicznych i analizy danych eksperymentalnych

Egzamin pisemny (wykłąd), kolokwium na ocenę (ćwiczenia)