Квантовая химия

Квантовая химия — это направление химии, рассматривающее строение и свойства химических соединений, реакционную способность, кинетику и механизм химических реакций на основе квантовой механики.

Размер файла: 19.38 МБ Формат: *rar Страниц: 106 Автор: А.Абдульмянов Лектор: В.А. Блатов

Основные темы курса "Квантовая механика и квантовая химия":

• Основные этапы
  развития квантовой теории.
• Математический
  аппарат квантовой механики. Основные постулаты квантовой механики. Волновые функции,
  их основные свойства. Операторы, собственные функции и собственные значения. Волновая
  механика Шредингера и матричная механика Гейзенберга. Соотношение неопределенностей.
  Обозначение интегралов по Дираку. Операторы координат, импульсов, кинетической и
  потенциальной энергии. Оператор Гамильтона.
  
• Принцип суперпозиции состояний.
  
• Стационарное уравнение Шредингера, его аналогия с уравнениями классической
  механики. Зависящее от времени уравнение Шредингера.
  
• Решение уравнения Шредингера для задачи о движении свободной частицы и задачи о
  движении частицы в потенциальном ящике.
  
• Квантово-механическая задача о жестком ротаторе. Волновая функция и энергия
  жесткого ротатора. Сферические гармоники, угловая зависимость волновых функций.
  Атом водорода, вид волновой функции. Физический смысл квантовых чисел.
  
• Зависимость радиальной составляющей волновой функции от расстояния между ядром и
  электроном при различных квантовых числах. Атомная система единиц.
  
• Многоэлектронные атомы. Одноэлектронное приближение. Орбитали слейтеровского и
  гауссова типа. Правила Слейтера для вычисления констант экранирования. Основные
  базисные наборы АО: минимальный, дабл-дзета, поляризационный, дополненный
  диффузными функциями. Приближение независимых электронов. Приближение
  самосогласованного поля (ССП).
  
• Вариационный принцип, решение вариационной задачи для атома гелия в базисе
  слейтеровских функций.
  
• Теория возмущений, приближение нулевого и первого порядка. Энергия атома гелия в
  рамках теории возмущений.
  
• Угловые моменты в многоэлектронных атомах (орбитальный, спиновый, полный).
  Приближение Рассела-Саундерса и правило Клечковского. Атомные термы в нулевом и
  первом приближении схемы Рассела-Саундерса. Правила Хунда. Приближение jj-связи.
  Принцип Паули. Принцип тождественности микрочастиц. Симметричные и
  антисимметричные волновые функции. Фермионы и бозоны.
  
• Метод конфигурационного взаимодействия (КВ), использование принципа Паули при
  построении волновых функций в методе КВ.
  
• Математическая формулировка одноэлектронного приближения. Метод ССП Хартри-
  Фока в приближении КВ. Операторы Фока, кулоновский, обменный, их собственные
  значения. Теорема Купманса.
  
• Молекулярное
  уравнение Шредингера и общая классификация подходов к его решению. Приближение МО
  ЛКАО. Пренебрежение неэлектростатическим взаимодействием. Приближение Борна-
  Оппенгеймера и адиабатическое приближение. Понятие о вибронных взаимодействиях.
  Молекулярный ион водорода, решение вариационной задачи. Секулярное (вековое)
  уравнение. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Теорема Гельмана-Фейнмана.
  Молекула водорода. Решение задачи методами МО и ВС (Гайтлера-Лондона). Метод
  ВС Полинга-Слейтера, концепции гибридизации и резонанса в терминах квантовой
  механики.
  
• Гомоядерные двухатомные молекулы, вычисление энергии их МО с помощью
  вариационного принципа. Молекулярные квантовые числа.
• Неэпмирические (ab
  initio) методы в квантовой химии. Метод полуэлектрона. Основные этапы решения задачи в методах ab initio. Комплекс
  программ неэмпирических расчетов GAUSSIAN. Составление задания для расчетов
  простейших молекул. Проблема выбора базиса АО. Оптимизация геометрии. Анализ
  заселенностей АО и порядков связей по Малликену. Преимущества и недостатки
  неэмпирических методов.
  
• Полуэмпирические методы ССП ХФР. Основные приближения полуэмпирических
  методов. Приближения валентных электронов, нулевого дифференциального перекрывания,
  расчет одно- и двухэлектронных интегралов. Метод CNDO. Метод INDO, расчет
  возбужденных состояний молекул. Методы MINDO, их модификации. Метод MNDO,
  приближение нулевого двухатомного дифференциального перекрывания. Методы AM1 и
  PM3. Возможности применения и сравнительный анализ различных полуэмпирических
  методов. Расчет физических характеристик молекул с помощью методов ab initio и
  полуэмпирических методов.
  
• p-Электронное приближение. Основные различия между эмпирическими и
  полуэмпирическими расчетными методами. Простой метод Хюккеля (МОХ) и применение
  его для расчета p-электронных систем (этилен, бутадиен, акролеин, формальдегид,
  триметиленметан). Индексы реакционной способности молекул. Расчет циклических
  полиенов CnHn в МОХ. Критика МОХ. Расширенный метод Хюккеля, области его
  применения.

Полную учебную программу курса "квантовой механики и квантовой химии" можно СКАЧАТЬ ЗДЕСЬ.