PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Molecular Physical Chemistry and Symetry, Pauli Principle and Symmetry - AP402010
Anglický název: Molecular Physical Chemistry and Symetry, Pauli Principle and Symmetry
Zajišťuje: Ústav analytické chemie (402)
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
Body: zimní s.:0
E-Kredity: zimní s.:0
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/1 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
Garant: Uhlíková Tereza Mgr. Ph.D.
Urban Štěpán prof. RNDr. CSc.
Záměnnost : D402034, P402010
Anotace -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
Přednáška poskytuje fenomenologické základy molekulární kvantové mechaniky, kvantové chemie, statistické termodynamiky z hlediska propojení s kvantovou mechanikou, základy chemické vazby a slabých intra- a intermolekulárních interakcí. V přednášce nejde o odvozování matematických řešení, ale o korektní vysvětlení pojmů a fenomenů mikrosvěta, jako jsou vlnová funkce, spin, vlnový balíček, princip neurčitosti, Pauliho princip a mnoha dalších.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Studenti získají přehled o základech molekulové mechaniky s důrazem na význam vlnové systému, její interpretaci, pojmu stacionární stavů a samozřejmě principu neurčitosti. Ze základních modelových úloh kvantové mechaniky bude speciální pozornost věnována harmonickému oscilátoru (Morseho) a problematice momentu hybnosti tuhého (tuhý rotoru). V dalším bude uvedena kvantově mechanická interpretace termodynamických funkci pomocí partičních funkcí a jejich výpočet. V dalším se studenti podrobně seznámí s Pauliho principem, jako s jedním z nejdůležitějších zákonů a jeho vztah k symetrii, který nejen určuje jaké kvantové stavy jsou povolené (zakázané) , ale i tzv. statistické váhy hladin potřebné pro detailní výpočty populací, intenzit přechodů a partičních funkcí. Studenti budou seznámeni s problematikou slabých interakcí a s metodami jejich studia. Konečně budou stručně probrány základy teorie grup a její aplikace na symetrii molekul. Aplikace symetrie budou podrobně procvičeny.

Literatura -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

D: Molecular Quantum Mechanics, 5th.ed., P. Atkins, R. Friedman, Oxford University Press, Oxford 2011

D: W. Demtroeder: Molecular Physics,Wiley-VCh,2005, Weinheim, ISBN 3-527-40566-6

D: P.R. Bunker, P. Jensen: Fundamentals of Molecular Symmetry, IOP Publishing, 2004, ISBN 0750309415

D. J. Fišer: Úvod do molekulové symetrie (aplikace teorie grup v chemii), SNTL, 1980

Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

žádné

Metody výuky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Přednášky a cvičení (2+1)

Sylabus -
Poslední úprava: Urban Štěpán prof. RNDr. CSc. (23.05.2019)

1. Molekulární kvantová mechanika, její vznik. Objevy ze začátku 20. Stoleti (Planck, Ritz, Einstein, Bohr, deBroglie,Heisenberg, Schrodinger , Hund, Condon).

2. Základní úlohy kvantové mechaniky, princip korespondence s klasickou mechanikou a případy, kdy nelze použít.

3. Modelové úlohy používané v molekulové chemické fyzice (penetrace potenciální bariery, rigidní a semi-rigidní rotor, Morseho oscilátor.

4. Kvantově mechanické řešení molekuly, Bornovo a Oppenheimerovo zjednodušení.

5. Základy chemické vazby, HOMO, LUMO, vazebné, nevazebné a antivazebné orbitaly. Hundova pravidla.

6. Prostorová degenerace, spinová degenerace, chiralita. Magnetické a elektrické vlastnosti molekul. Hyperjemná struktura energetických hladin. Jaderný spin, kvadrupólový moment.

7. Spinový a rotační moment hybnosti v kvantové mechanice.

8. Vazebné síly v molekule, slabé disperzní, Van der Waalsovy interakce, Vodíková vazbam. Mezi-molekulové interakce, prostorové uspořádání molekul.

9. Bosony , fermiony, Bose-Einsteinova a Fermi- Diracova statistika, molekulová stavová suma, entropie, volná energie, entalpie apod.

10. Operace a prvky symetrie. Identické částice v molekule, jejich permutace. Pauliho princip. Inverze molekuly. Typy grup symetrie molekul a jejich reprezentace.

11. Direktní součet a součin reprezentací. Aplikace v molekulové kvantové mechanice

12. Praktické výpočty. Aplikace symetrie.

13. Vylučovací Pauliho princip a spinové statistické váhy rovibronických hladin.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Absolovane předměty: matematika, fyzika

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Zkouška ústní a písemná.

 
VŠCHT Praha