Kvantinė chemija

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Kursas skirtas supažindinti studentus su atomų ir molekulių savybėmis ir kvantine teorija. Kurse apžvelgiamos šiuolaikinės žinios apie atomus ir atomo teorijos pagrindai, studentai supažindinami su judesio kiekio momento teorija, įvairių simetrijų panaudojimu aprašant atomų ir kitų kvantinių sistemų, sudarytų iš tapatingų fermionų, būsenas. Studentai yra supažindinami su kvantmechanine molekulių spektrų, sužadinimo mechanizmų ir reakcijų traktuote. Baigę šį kursą studentai gebės kvantiniame lygyje pažinti kvantinių sistemų struktūrą ir bus pasiruošę panaudoti sukauptą patyrimą biologiškai aktualių molekulių nagrinėjimui.

Dalyko anotacija užsienio kalba

The course is designed to introduce the modern quantum-mechanical methods of atoms and molecules description. The theory of angular momentum, group theory and problems of antisymmetrical wave-functions construction are considered. Introduced are the problems of quantum-mechanical description of molecular spectra, excitation mechanisms and chemical reactions. After the course students will be able to analyze matter structure from the modern quantum mechanical point of view and apply gained experience for biologically important molecules description.

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Bendroji fizika

Dalyko studijų rezultatai

Suvokti atomų elektronų konfiguracijos, pagrindinės būsenos charakteristikų ir sužadinimo spektrų pobūdį.
Suprasti kvantinės mechanikos taisykles sumuojant kvantinių sistemų judesio kiekio momentus.
Įsisavinti apribojimus banginėms funkcijoms, atsirandančius aprašant tapatingų fermionų sistemas.
Matematinių metodų, naudojamų kvantinių sistemų koreliacijų aprašymui ir analizei, pritaikymas.
Trikdžių teorijos ir variacinio metodo taikymai aprašant molekules. Pusiauempiriniai ir kvantmechaniniai molekulių ir cheminių reakcijų analizės metodai.

Dalyko turinys

Kvantinė vandenilio atomo teorija.
Elektronų sluoksniai atomuose.
Elektrono sukinys ir atomų charakteristikos.
Judesio kiekio momentas.
Sukimo simetrija ir judesio kiekio momentas.
Operacijos su judesio kiekio momento operatoriais ir jų tikrinėmis funkcijomis.
Simmetrinė grupė.
Determinantai ir kvantiniai skaičiai.
Šiuolaikiniai banginių funkcijų antisimetrizacijos metodai.
Sluoksnių modelis.
Trikdžių theorija.
Variacinis metodas.
Hartree-Fock atomai.
Dviatomių molekulių elektroninė struktūra.
Molekulių spektrai.
Atomai ir molekulės išoriniuose laukuose.

Dalyko studijos valandomis

Paskaitos (P) 45 val.
Seminarai (S) 22,5 val.
Savarankiškas darbas 67,5 val.
Iš viso 135 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Seminarai - 30%, Kolokviumas – 20 %, Egzaminas – 50%.

Literatūra

1. 2009 Ira N. Levine, Quantum Chemistry. Pearson education
2. 2001 S.Brandt, H.D.Dahmen, The Picture Book of Quantum Mechanics, Third edition. Springer
Papildoma literatūra
1. 2008 Dmitry Budker, Derek F. Kimball, David P. DeMille, Atomic Physics. Oxford UP