PřF:C9550 QC and Spectroscopy - Informace o předmětu
C9550 Quantum Chemistry and Spectroscopy
Přírodovědecká fakultapodzim 2024
- Rozsah
- 2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně - Vyučující
- doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat. (přednášející)
Mgr. Hugo Semrád, Ph.D. (cvičící) - Garance
- doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Markéta Munzarová, Dr. rer. nat.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Pá 12:00–13:50 A08/309
- Předpoklady
- Absolvování kurzu C9920.
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- Analytická chemie (program PřF, N-CH)
- Anorganická chemie (program PřF, N-CH)
- Biochemie (program PřF, B-BCH)
- Fyzikální chemie (program PřF, D-CH4)
- Fyzikální chemie (program PřF, N-CHE)
- Chemie (program PřF, B-CH)
- Chemie se zaměřením na vzdělávání (program PřF, B-CH)
- Chemie se zaměřením na vzdělávání (program PřF, B-MA)
- Chemoinformatika a bioinformatika (program PřF, B-BCH)
- Materiálová chemie (program PřF, N-CH)
- Organická chemie (program PřF, N-CHE)
- Strukturní chemie (program PřF, N-CHE)
- Cíle předmětu
- Cílem kurzu je vysvětlit studentům souvislosti mezi elektronovou strukturou molekul a jejich spektroskopickými parametry.
- Výstupy z učení
- Na konci kurzu budou studenti rozumět vztahům mezi strukturou molekul (geometrickou i elektronovou) a spektroskopickými parametry na úrovni kvantové mechaniky. Současně budou mít procvičeny koncepty kvantové chemie, zavedené v kurzu C9920, pomocí úloh vztažených k porozumění konkrétním experimentálním výstupům. Studenti budou také schopni interpretovat jednoduchá rotační, vibrační, aelektronová a magnetická rezonanční spektra molekul.
- Osnova
- C9550 Kvantová chemie a spektroskopie: Sylabus pro období podzim 2020 1 Metoda SCF-MO-LCAO a rozšíření: Disociace H2 Lowe 11-12 až 11-15 1.1 Tvar vlnové funkce v metodě SCF 1.2 Problém disociace H2 a konfigurační interakce 1.3 Velikostní konzistence a jak jí dosáhnout 1.4 Jak a proč lze vlnovou funkci “obejít” 2 Poruchová teorie (PT): Elektron v šikmé jámě Lowe 12 2.1 Popis systému, pojem poruchy, vyjádření vlnových funkcí a energií 2.2 Oprava energie v 1. řádu 2.3 Oprava vlnové funkce v 1. řádu 2.4 Propojení mezi PT a spektroskopickými výběrovými pravidly 3 Částice na kružnici a sféře Lowe 2-6, 4-5 až 4-7, Hollas 5-1 a 5-2 3.1 Částice na kružnici: proč nabývá ml celočíselných hodnot? 3.2 Částice na sféře: vztah k momentu hybnosti a atomovým orbitalům 3.3 Moment hybnosti a magnetický moment částice 4 Rotační spectra molekul 4.1 Moment hybnosti molekuly a rotační hladiny energie molekul 4.2 Rotační výběrová pravidla a dovolené přechody 4.3 Rotační spektra a symetrie molekul 5 Harmonický oscilátor 5.1 Klasický jednorozměrný harmonický oscillator 5.2 Kvantový harmonický oscilátor: řešení, jejich vlastnosti a klasická limita 5.3 Harmonická výběrová pravidla, dovolené přechody 6 Vibrační spektra molekul 6.1 Vibrační hladiny energie dvouatomových molekul 6.2 Anharmonické vibrace 6.3 Vibračně-rotační spectra dvouatomových molekul 6.4 Vibrace polyatomických molekul: pojem normálního módu 7 Elektronové přechody 7.1 Dvouatomové molekuly: Klasifikace elektronových stavů a výběrová pravidla 7.2 Elektronová výběrová pravidla 7.3 Křivky potenciální energie pro excitované elektronové stavy 7.4 Franck-Condonův princip a vibrační struktura elektronových spekter 8 Přechody v magnetické rezonanci 8.1 Operátory a vlastní funkce spinu (NMR i EPR) 8.2 Spiny v magnetickém poli (NMR i EPR) 8.3 Přechody mezi vlastními stavy (NMR i EPR) 8.4 Spinový Hamiltonián (NMR i EPR) a jeho parametry 8.5 Analýza izotropních spekter (EPR) Literatura John P. Lowe: Quantum chemistry, J. Michael Hollas: Modern Spectroscopy, P. W. Atkins, J. de Paula: Fyzikální chemie Formát výuky Přednášky (2x 50 minut, přestávka 10 minut) a dobrovolné domácí úlohy (možno průběžně odevzdávat pro sběr bonusových bodů ke ZK). Zkouška Písemný test a následný pohovor.
- Literatura
- povinná literatura
- ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' physical chemistry. 9th ed. Oxford: Oxford University Press, 2010, xxxii, 972. ISBN 9780199543373. info
- ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Fyzikální chemie. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2013, xxvi, 915. ISBN 9788070808306. info
- Výukové metody
- Lectures (100 minutes a week, 10 minutes break) and homeworks. Voluntary assignments will be given to students every week, can be handed in for correction at next lecture.
- Metody hodnocení
- (1) Written test in Czech or English (on choice). A sample test will be put in IS in the mid-semester at latest. The percent composition: ca 50% of lecture’s content and 50% of homework content. 6 pages, maximum 10 points for each. A: 60-54 points, B: 53-48 points, etc. (2) Oral part in Czech or English (on choice). 2 pages of the test with the lowest scores will be discussed. Maximum influence of the oral part result on the final grade: Written A or F: no influence. Written B or E: one grade up or down. Written C or D: two grades up or down.
- Vyučovací jazyk
- Angličtina
- Navazující předměty
- Informace učitele
- http://www.chemi.muni.cz/nmr/radek/C9950/index.html
Vítáni jsou studenti chemických, biochemických i fyzikálních oborů. - Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
- Statistika zápisu (nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/C9550