Αρχές Κβαντικής Χημείας και Φασματοσκοπίας

Παντελεήμων Καραφίλογλου, Μιχαήλ Σιγάλας

Περιγραφή

 

Ιστορική σκιαγράφηση των απαρχών της κβαντομηχανικής. Εξίσωση Schrödinger  και εφαρμογή της σε απλά συστήματα. Κβαντομηχανική μελέτη υδρογονοειδών και πολυηλεκτρονιακών ατόμων. To spin του ηλεκτρονίου και αντισυμμετρικές κυματοσυναρτήσεις. Κβαντοχημική μελέτη μοριακής δομής. Θεωρία μοριακών τροχιακών και LCAO. Κβαντοχημική μελέτη διατομικών μορίων και π-συζυγιακών συστημάτων. Μοριακή συμμετρία και θεωρία ομάδων. Αρχές ηλεκτρονιακής και δονητικής φασματοσκοπίας και φασματοσκοπίας  NMR και ESR.

 

 

Κωδικός: OCRS424
Κατηγορία: Χημείας » Προπτυχιακό
CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή
CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή

Θεματικές Ενότητες

Παρουσίαση των αντιλήψεων για την έννοια της συμμετρίας καθώς και μια σειρά από παραδείγματα εφαρμογών της συμμετρίας στη φύση, την τέχνη και τις φυσικές επιστήμες. Παράθεση μερικών από τις φυσικοχημικές ιδιότητες των μορίων που μπορούν να μελετηθούν με βάση τη συμμετρία τους, όπως επίσης και η ανάγκη μιας συστηματικής περιγραφής της συμμετρίας ενός μορίου.

 

Λέξεις Κλειδιά: Συμμετρία, Μοριακή Συμμετρία.

Περιγραφή των εννοιών του στοιχείου και της διεργασίας συμμετρίας, της ύπαρξης των αξόνων περιστροφής, των επιπέδων κατοπτρισμού, του κέντρου συμμετρίας και των αξόνων στροφοκατοπτρισμού σε ένα μόριο.  

 

Λέξεις Κλειδιά: Διεργασία Συμμετρίας, Άξονας Περιστροφής, Επίπεδο Κατοπτρισμού, Κέντρο Aναστροφής, Άξονας Στροφοκατοπτρισμού.

Ορισμός  της έννοιας της ομάδας σημείου ενός μορίου, διάκριση των βασικών κατηγοριών ομάδων σημείου και οι βασικών ομάδων σημείου κάθε κατηγορίας.

 

Λέξεις Κλειδιά: Ομάδα Σημείου, Μη περιστροφικές ομάδες, Περιστροφικές ομάδες μοναδικού άξονα, Διεδρικές Ομάδες, Κυβικές Ομάδες, Σφαιρική ομάδα.

Συσχετισμός της συμμετρίας ενός μορίου με την ηλεκτρική διπολική ροπή του, όπως επίσης και με την οπτική του ενεργότητα. Πρόβλεψη των συγκεκριμένων ιδιοτήτων των μορίων βάση της συμμετρίας τους.

 

Λέξεις Κλειδιά: Πολικότητα Μορίων, Οπτική Ενεργότητα Μορίων, Χειρομορφία.    

Η ηλεκτρονιακή εξίσωση του Schrödinger ανεξάρτητη χρόνου στα μόρια. Ερμηνεία του Born για τις κυματοσυναρτήσεις. Ορίζουσες Slater. Τo spin του ηλεκτρονίου και αντισυμμετρικές κυματοσυναρτήσεις. Αρχή του Pauli. Προσέγγιση των Born-Oppenheimer. Μορφές μοριακών κυματοσυναρτήσεων: Κυματοσυναρτήσεις Δεσμού Σθένους (Valence Bond-VB) και δομές συντονισμού-Κυματοσυναρτήσεις Μοριακών Τροχιακών (Molecular Orbitals-ΜΟ).

 

Λέξεις Κλειδιά: Schrödinger, Born, Ορίζουσες Slater, Pauli, Born-Oppenheimer, Valence Bond (VB), δομές συντονισμού, Molecular Orbitals (ΜΟ).

Γραμμικοί συνδυασμοί ατομικών τροχιακών (Linear Combination of Atomic Orbitals-LCAO). Παραδείγματα με τους LCAO. Μοριακά Τροχιακά σ, π, δ. Δεσμικότητα και αντιδεσμικότητα Μοριακών Τροχιακών. Εξισώσεις Roothaan-Hartree-Fock. Φυσική σημασία των μονο-ηλεκτρονιακών και δι-ηλεκτρονιακών ολοκληρωμάτων. Υπολογισμός ηλεκτρονιακής δομής με το αυτοσυνεπές πεδίο (Self Consistent Field-SCF).

 

Λέξεις Κλειδιά: Γραμμικοί συνδυασμοί ατομικών τροχιακών (Linear Combination of Atomic Orbitals- LCAO), δεσμικότητα, αντιδεσμικότητα, Roothaan, Hartree-Fock, αυτοσυνεπές πεδίο (Self Consistent Field-SCF.)

Εφαρμογές της μεθόδου των διαταραχών στη κατανόηση θεμελιωδών χημικών δεσμών (χρησιμοποιώντας  κυμ/σεις ΜΟ είτε VB). Εφαρμογές της μεθόδου των μεταβολών για ποσοτικούς υπολογισμούς (χαρακτηριστική ορίζουσα και τεχνική διαγωνιοποιήσεως). Ισοδυναμία των κυμ/σεων ΜΟ και VB. Πίνακας πυκνότητας, P, και πληθυσμιακή ανάλυση. Φορτία ατόμων μέσα στα μόρια. Υβριδισμένα ατομικά τροχιακά. Φυσικά ατομικά τροχιακά (Natural Atomic Orbitals - ΝΑΟ) και Φυσικά  τροχιακά δεσμών (Natural Bond Orbitals - ΝΒΟ).

 

Λέξεις Κλειδιά: Μεθόδοι των διαταραχών και μεταβολών, Πληθυσμιακή ανάλυση, τάξη δεσμού, Mulliken, υβριδισμός, φυσικά τροχιακά, ΝΑΟ, ΝΒΟ.

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-

Αρ. Επισκέψεων :  6677
Αρ. Προβολών :  22510

Ημερολόγιο

Ανακοινώσεις

  • - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -