Podstawy chemii teoretycznej

obowiązkowe

Znajomość matematyki i fizyki na poziomie A (w przypadku matematyki także "0") kształcenia tych przedmiotów dla I roku studiów w Wydziale Chemii UW lub na poziomie równoważnym, podstawowe umiejętności pracy z komputerem.

w sali

Omówienie podstawowych pojęć służących do opisu struktury elektronowej atomów i cząsteczek metodami chemii kwantowej

Podstawy chemii kwantowej: równanie Schrödingera, interpretacja funkcji falowej, kwantyzacja.

Spin i układy wielu identycznych cząstek. Przybliżenie jednoelektronowe, metoda Hartree-Focka dla atomów wieloelektronowych.

Atom wodoru. Konfiguracje i termy atomowe. Rozdzielenie ruchu jąder i elektronów w cząsteczkach. Oscylacje (oscylator harmoniczny). Rotacje (rotator sztywny). Powierzchnia energii potencjalnej (mechanizmy reakcji chemicznych). Metoda Hartree-Focka w zastosowaniu do wyjaśnienia mechanizmu powstawania wiązania kowalencyjnego.

Orbitale molekularne, konfiguracje elektronowe i termy prostych cząsteczek. Przykłady metod uwzględniania korelacji elektronowej (w tym DFT).

Elementy termodynamiki statystycznej (zespół kanoniczny, molekularne funkcje podziału, ciepło właściwe, stałe równowagi reakcji).

Całkowity nakład pracy studenta: 3*25 h = 75 h.

- Udział w zajęciach: 30 h.

- Przygotowanie do egzaminu: 30 h.

- Konsultacje z prowadzącymi: 15 h.

1. Włodzimierz Kołos ,,Atom i cząsteczka", WNT, Warszawa 2007.

2. Włodzimierz Kołos ,,Chemia kwantowa", PWN, Warszawa 1975.

3. Lucja Piela, "Idee Chemii Kwantowej", PWN, Warszawa, 2006 (lub późniejsze).

4. Peter William Atkins, „Chemia fizyczna”, PWN, 2001.

Literatura dostarczona przez wykładowcę.

Wiedza: absolwent zna i rozumie:

- w zaawansowanym stopniu modele chemii kwantowej oraz ich zastosowanie do opisu atomów i molekuł. Zna programy komputerowe służące do obliczeń opartych na chemii kwantowej (K_W13).

Umiejętności: absolwent potrafi:

- posługiwać się metodami matematycznymi do rozwiązywania wybranych problemów chemicznych, fizycznych i biochemicznych oraz potrafi posługiwać się metodami statystyki matematycznej do analizy i weryfikacji danych doświadczalnych w eksperymentach chemicznych i biochemicznych (K_U03),

- stosować aparat pojęciowy i modele jakościowe chemii kwantowej do analizy i interpretacji własności atomów i molekuł, oraz przebiegu prostych reakcji chemicznych (K_U11),

- umiejętność planowania i wykonywania podstawowych badań, doświadczeń, obserwacji i symulacji komputerowych w dziedzinie chemii, biochemii i biologii molekularnej, oraz krytycznej oceny własnych wyników i dyskusji błędów pomiarowych (K_U15).

Maksymalna liczba nieobecności umożliwiająca osiągnięcie efektów kształcenia się: 4.

Egzamin pisemny, ocena dostateczna od 50% możliwych do zdobycia punktów. W przypadku niezaliczenia w sesji głównej - pisemny egzamin poprawkowy w sesji poprawkowej

nie ma