Chemické důsledky kvantové mechaniky

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

Tento předmět má za cíl seznámit posluchače se základy chemických projevů kvantové mechaniky jako praktickým průřezem touto problematikou a motivací pro detailnější přednášky o kvantové fyzice a chemii. Studenti se v rámci přednášek seznámí se základními axiomy kvantové fyziky, obecným postupem řešení kvantových rovnic a nejdůležitějšími operátory. Vlastní čísla a funkce jednoduchých kvantových systémů (lineární harmonický oscilátor, částice v centrálním poli) poslouží jako model vibračních stavů molekul, resp. atomových orbitalů a výstavbového principu. Následně se seznámí s terminologií Russellovy-Saundersovy a spin-orbitální interakce ve vztahu k energetickým stavům atomů a spektroskopii přechodů mezi nimi včetně výběrových pravidel. Dále budou probrány základní principy teorie hybridizace i MO-LCAO jako modelů pro molekulové orbitaly, spolu s jejich důsledky pro chemii koordinačních sloučenin. V poslední části bude probrána formalizace symetrie jednotlivých stavů molekul a základy ireducibilních reprezentací i tabulky charakterů jako pomůcka pro výběrová pravidla. Po přednášce k dané oblasti bude následovat cvičení, ve kterém si studenti výpočetně ověří vybrané aspekty probrané tematiky.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Axiomy kvantové fyziky

2.Základní operátory, komutace

3.Lineární harmonický oscilátor

4.Částice ve sférickém poli

5.Atomové orbitaly (AO)

6.Russellova-Saundersova notace

7.Spin-orbitální interakce

8.Symetrie a výběrová pravidla AO

9.Molekulové orbitaly (MO)

10.Teorie hybridizace a MO-LCAO

11.Teorie ligandového pole

12.Symetrie MO a ireducibilní reprezentace

13.Tabulky charakterů a výběrová pravidla MO

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1.P. Slavíček a kol., Kvantová chemie: První čtení, VŠCHT, 2019

2.L. Hlavatý, M. Štefaňák, Slabikář kvantové mechaniky, ČVUT, 2018

Doporučená literatura:

3.T. Ovad, Sbírka řešených úloh z kvantové chemie, VŠCHT, 2024

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: