Data pro 2016/2017
Teoretická chemie
| Kredity | 5 |
| Rozsah | 3 / 1 / 0 |
| Examinace | Z+Zk |
| Jazyk výuky | čeština |
| Úroveň | bakalářský předmět |
| Garant |
prof. RNDr. Jiří Kolafa, CSc. prof. RNDr. Bc. Petr Slavíček, Ph.D. |
| Elektronické materiály | dostupné v e-learningu VŠCHT |
Anotace
Úvod do moderních metod teoretické (výpočetní) chemie založených na částicovém pohledu na hmotu. Přednáška pokrývá základy kvantové chemie, spektroskopie, statistické termodynamiky, kinetické teorie, teorie chemických reakcí a molekulárního modelování a simulací.
Sylabus
1. Od elektronů a jader přes molekuly ke kondenzované fázi: klasická mechanika, kvantová mechanika a statistická mechanika.
2. Schrödingerova rovnice a její řešení pro částici v krabici: elektronová struktura polyenů a pevných látek, tunelování.
3. Jak vzniká chemická vazba: elektronová struktura atomů, Schrödingerova rovnice pro molekuly a její řešení.
4. Struktura mnohatomových molekul a výpočetní kvantová chemie: hybridizace, Hückelova metoda, ligandové pole, slabé mezimolekulové interakce, hyperplocha potenciální energie, molekulová symetrie.
5. Sledujeme molekuly I: absorpce a emise záření, rotační, IR a Ramanova spektra, NMR, difrakce.
6. Sledujeme molekuly II: elektronová spektroskopie a základy fotochemie, lasery.
7. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti molekul, mezimolekulární síly a molekulární modely.
8. Principy statistické termodynamiky I: pojem souboru a pravděpodobnosti, Boltzmannovo rozdělení, střední hodnoty.
9. Principy statistické termodynamiky II: entropie a partiční funkce.
10. Ideální plyn: výpočet termodynamických funkcí z prvních principů.
11. Kapaliny a husté plyny: viriálový rozvoj, struktura a korelační funkce.
12. Kinetická teorie plynů.
13. Teorie chemická reakce: turistika na hyperploše potenciální energie:srážková teorie a teorie transitního stavu. Mechanismy reakcí.
14. Molekulární simulace: metoda Monte Carlo a molekulární dynamiky.
2. Schrödingerova rovnice a její řešení pro částici v krabici: elektronová struktura polyenů a pevných látek, tunelování.
3. Jak vzniká chemická vazba: elektronová struktura atomů, Schrödingerova rovnice pro molekuly a její řešení.
4. Struktura mnohatomových molekul a výpočetní kvantová chemie: hybridizace, Hückelova metoda, ligandové pole, slabé mezimolekulové interakce, hyperplocha potenciální energie, molekulová symetrie.
5. Sledujeme molekuly I: absorpce a emise záření, rotační, IR a Ramanova spektra, NMR, difrakce.
6. Sledujeme molekuly II: elektronová spektroskopie a základy fotochemie, lasery.
7. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti molekul, mezimolekulární síly a molekulární modely.
8. Principy statistické termodynamiky I: pojem souboru a pravděpodobnosti, Boltzmannovo rozdělení, střední hodnoty.
9. Principy statistické termodynamiky II: entropie a partiční funkce.
10. Ideální plyn: výpočet termodynamických funkcí z prvních principů.
11. Kapaliny a husté plyny: viriálový rozvoj, struktura a korelační funkce.
12. Kinetická teorie plynů.
13. Teorie chemická reakce: turistika na hyperploše potenciální energie:srážková teorie a teorie transitního stavu. Mechanismy reakcí.
14. Molekulární simulace: metoda Monte Carlo a molekulární dynamiky.
Literatura
Z: Atkins P.W., de Paula J., Physical Chemistry, Oxford University Press, 2010, 9780199543373
Z: Simons J., An Introduction to Theoretical Chemistry, Cambridge University Press, 2003, 0521823609
Z: Novák J. a kol., Fyzikální chemie - bakalářský a magisterský kurz, VŠCHT, Praha 2008, 9788070806753
D: Malijevský A., Lekce ze statistické termodynamiky, VŠCHT, Praha 2009. 9788070807101
Z: Simons J., An Introduction to Theoretical Chemistry, Cambridge University Press, 2003, 0521823609
Z: Novák J. a kol., Fyzikální chemie - bakalářský a magisterský kurz, VŠCHT, Praha 2008, 9788070806753
D: Malijevský A., Lekce ze statistické termodynamiky, VŠCHT, Praha 2009. 9788070807101