Chemia kwantowa - laboratorium

fakultatywne

Pożądana jest umiejętność posługiwania się komputerem osobistym (z systemem operacyjnym Microsoft Windows).

w sali

Ugruntowanie wiedzy przekazanej na wykładzie i proseminarium. Posługiwanie się modelami chemii kwantowej: teoria i praktyka obliczeniowa.

Program laboratorium komputerowego:

Część I: posługiwanie się programem do operacji matematycznych wxMaxima.

1. Barwniki cyjaninowe - model cząstki w pudle.

2. Harmoniki sferyczne i orbitale atomu wodoru.

3. Krzywa energii potencjalnej molekuły H2 - model oscylatora harmonicznego i rotatora sztywnego.

4. Zastosowanie metody wariacyjnej.

Część II: wykonywanie obliczeń metodą Hartree-Focka i metodą Kohna-Shama dla atomów i molekuł (przy pomocy programu Gaussian z nakładką WebMO).

1. Struktura elektronowa atomów.

2. Struktura elektronowa molekuł dwuatomowych.

3. Struktura elektronowa molekuł wieloatomowych. Optymalizacja geometrii i wyznaczanie częstości drgań normalnych.

4. Analiza wpływu podstawienia izotopowego na częstości drgań normalnych.'

5. Badanie przebiegu reakcji chemicznej.

6. Obliczanie energii wzbudzeń elektronowych molekuł w modelu CIS.

1. Lucjan Piela, "Idee chemii kwantowej", PWN, Warszawa, 2003.

2. Włodzimierz Kołos, "Chemia kwantowa", PWN, Warszawa, 1978.

3. Włodzimierz Kołos, Joanna Sadlej, "Atom i cząsteczka", WNT, Warszawa, 2007.

4. James B. Foresman, AEleen Frisch, "Exploring chemistry with electronic structure methods", Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 1996.

Laboratorium:

1. Rozszerzenie wiedzy zdobytej na wykładzie.

2. Zdobycie i rozwinięcie praktycznej umiejętności rozwiązywania zadań z mechaniki kwantowej i chemii kwantowej.

3. Wykorzystanie narzędzi do komputerowej manipulacji wyrażeniami matematycznymi do rozwiązywania zadań (w punkcie 2).

4. Zdobycie umiejętności stosowania w praktyce podstawowych technik obliczeniowych chemii kwantowej.

5. Poznanie, jak można wykorzystać wyniki obliczeń (punkt 4) do zdobycia interesujących chemika informacji o własnościach atomów i molekuł.

Laboratorium podlega zaliczeniu na ocenę.

Są dwa kryteria zaliczenia:

- dopuszczające (jakościowe): regulaminowa obecność na zajęciach plus pozytywna ocena aktywności (na podstawie oddanych opisów wykonanych podczas laboratorium zadań);

- ilościowe: na podstawie wyników sprawdzianów (patrz niżej).

Szczegółowe informacje o zaliczaniu laboratorium na podstawie wyników sprawdzianów:

1. Na początku każdego tygodnia zajęć 1 - 10 otrzymają Państwo zestaw 10 zadań do rozwiązania w domu. Zadania, w postaci załączników .pdf, wysyłane będą na Państwa indywidualne adresy e-mail.

2. Na początku każdego laboratorium 3 - 12 przeprowadzany będzie sprawdzian (5 - 7 min.), polegający na rozwiązaniu jednego zadania z zestawu zadań domowych z poprzedniego tygodnia. Wynik sprawdzianu oceniany będzie w skali od 0 do 5 punktów.

3. Wyniki 10 sprawdzianów będą podstawą do wystawienia oceny z laboratorium: poniżej 25 p. (2), 25 - 29 p. (3), 30 - 34 p. (3,5), 35 - 39 p. (4), 40 - 44 p. (4,5), 45 - 50 p. (5).

4. Osoby, które otrzymają ocenę 4,5 lub 5 z laboratorium, mogą przystąpić do krótkiego sprawdzianu (3 zadania o treści analogicznej do tych w zestawach 1 - 10, patrz punkt 1). Gdy dana osoba uzyska wynik zdawalający (nie ma kryterium ilościowego), zostanie zwolniona z egzaminu koncowego (z wykladu) z oceną taką, jak uzyskana ocena z laboratorium.

5. Drugą szansą zaliczenia laboratorium (lub poprawienia oceny) będzie wzięcie udziału w sprawdzianie zbiorczym (10 zadań, 90 min.) w ostatnim tygodniu zajęć (w uzgodnionym terminie, ale innym niż termin zajęć). Zadania będą analogiczne do tych na cotygodniowych sprawdzianach (ale nie identyczne); 2 lub 3 zadania mogą dotyczyć materiału wykładów i proseminariów, które odbyły się już po zakończeniu sprawdzianów 1 - 10. Skala ocen bez zmian. Osoba, która otrzyma ocenę 4,5 lub 5 na sprawdzianie zbiorczym, zostanie zwolniona z egzaminu taką samą oceną.

Brak