Αρχές Κβαντικής Χημείας και Φασματοσκοπίας

Διδάσκοντες: Παντελεήμων Καραφίλογλου, Καθηγητής

              Μιχαήλ Σιγάλας, Αναπληρωτής Καθηγητής

Συνεργάτης Ανάπτυξης Περιεχομένου: Ιππολύτη Γκουτενούδη - Εσκιτζή

Συμμετρία και Χημεία. Στοιχεία και Διεργασίες. Ομάδες Σημείου. Πολικότητα και Χειρομορφία. Εξίσωση Schrödinger  και εφαρμογή της σε απλά μόρια. To spin του ηλεκτρονίου και αντισυμμετρικές κυματοσυναρτήσεις. Κβαντοχημική μελέτη μοριακής δομής. Αλληλεπιδράσεις ατομικών τροχιακών, θεωρία μοριακών τροχιακών και LCAO. Κβαντοχημική μελέτη διατομικών μορίων και π-συζυγιακών συστημάτων.

Εισαγωγή του προπτυχιακού φοιτητή στη περιγραφή και κατανόηση των χημικών δεσμών και γενικότερα της συμπεριφοράς των ηλεκτρονίων στα μόρια, χρησιμοποιώντας έννοιες και μεθόδους της Κβαντικής Θεωρίας.

Γενική και Ανόργανη Χημεία Ι (Υ01):

Δομή του πυρήνα του ατόμου και ισότοπα. Ηλεκτρονιακή δομή του ατόμου, ηλεκτρονικές στοιβάδες και υποστοιβάδες, τροχιακά. Ενεργειακό διάγραμμα και φάσμα του ατόμου του υδρογόνου. Κβαντικοί αριθμοί για το άτομο του υδρογόνου και των άλλων στοιχείων. s, p και d τροχιακά.  Αρχή Aufbau, αρχή Pauli και κανόνας του Hund για τη δόμηση της ηλεκτρονικής διαμόρφωσης των στοιχείων. Περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων.  Ονοματολογία κατά IUPAC Ανόργανων Ενώσεων. Κατηγορίες Ανοργάνων Ενώσεων. Ομοιοπολικός και Ιονικός δεσμός. Μεταλλικός δεσμός και μεταλλικές ιδιότητες. Υβριδισμός, αλληλεπικάλυψη  s, p και d τροχιακών. Δομή Lewis, θεωρία VSEPR. Σίγμα και πι δεσμός.  Δεσμικά, αντιδεσμικά και αδεσμικά μοριακά τροχιακά. Ενεργειακό διάγραμμα μοριακών τροχιακών. Τάξη δεσμού. Φαινόμενο συντονισμού. Διπολική ροπή. Δεσμός υδρογόνου, δυνάμεις  van der Waals και συνέπειες αυτών.

Οι φοιτητές του τμήματος Χημείας.

Peter Atkins - Julio De Paula, Φυσικοχημεία, Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης (2014).

1. Βιβλία

1. Atkins P., De Paula J., Φυσικοχημεία, Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης (2014).
2. Bishop, D., Group Theory and Chemistry, Clarendon Press, Oxford, 1973.
3. Carter, R. L., Molecular Symmetry and Group Theory, Wiley, New York, 1998.
4. Cotton, F., Chemical Applications of Group Theory, 3^rd Ed., Wiley, New York, 1989.
5. Dmitriev, I. S., Symmetry in the World of Molecules, Mir Publishers, Moscow, 1979.
6. Dorain, P., Symmetry in Inorganic Chemistry, Addison-Wesley, New York, 1965.
7. Ferraro, J. R. & Ziomek J. S., Introductory Group Theory, Plenum Press, New York, 1969.
8. Hollas, J., Symmetry in Molecules, Chapman and Hall, 1972.
9. Jaffé, H. H. & Orchin M., Symmetry in Chemistry, Wiley, New York, 1965.
10. Kettle, S. F. K., Symmetry and Structure, 2^nd  Ed., Wiley, New York, 1995.
11. Lesk, A.M., Introduction to Symmetry and Group Theory for Chemists, Kluwer, New York, 2004.
12. Odgen, J. S., Introduction to Molecular Symmetry, Oxford University Press, Oxford, 2001.
13. Rotman, J. J., An Introduction to the Theory of Groups, 4^th Ed., Springer-Verlag, New York, 1999.
14. Szabo Α., Ostlund Ν., Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory,  Dover Publications, 1996.
15. Weinhold F., Landis C., Valency and Bonding: A Natural Bond Orbital Donor - Acceptor Perspective, Cambridge Univeristy Press, 2005.
16. Vincent, A., Molecular Symmetry and Group Theory, Wiley, New York, 1977.
17. Weyl, H., The Theory of Groups and Quantum Mechanics, 1931, English transl., Dover Publications, 1931.
18. Worrall, I. J., Molecular Symmetry, Royal Institute of Chemistry Lecture Series, no. 2, 1967.
19. Καραφίλογλου Π., Παραδόσεις και ασκήσεις του μαθήματος «Κβαντοχημικοί Υπολογισμοί», Εκδόσεις Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη 2010.
20. Τσίπης, Κ. Α., Εισαγωγή στην Κβαντική Χημείας, Τόμος ΙΙ: Μοριακή Δομή, Γ. Δεδούσης, Θεσσαλονίκη, 1993.

2. Διευθύνσεις στο Διαδύκτιο

1. Point Group Symmetry: http://www.staff.ncl.ac.uk/j.p.goss/symmetry/index.html
2. Symmetry and Point Groups: http://csi.chemie.tu-darmstadt.de/ak/immel/tutorials/symmetry/index.html
3. Chilarity: http://csi.chemie.tu-darmstadt.de/ak/immel/tutorials/chirality/index.html
4. Character Tables for Chemically Important Point Groups: http://symmetry.jacobs-university.de/
5. Point Group Symmetry Character Tables: http://www.webqc.org/symmetry.php

3. Εκπαιδευτικό Λογισμικό

1. 3DMolSym: http://www.molwave.com/software/3dmolsym/3dmolsym.htm
2. Symmetry Resources at Otterbein College: http://symmetry.otterbein.edu/index.html