Wstęp do mechaniki kwantowej układów molekularnych 1100-2BB111
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)
Koordynatorzy przedmiotu
Tryb prowadzenia
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
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
Kryteria oceniania
- 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
Praktyki zawodowe
Brak
Literatura
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