Квантовая химия и квантовая механика

За 5 семестр

1. Краткие исторические сведения о возникновении квантовой теории. Волновые свойства микрочастиц. Волны де-Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

2. Описание состояния системы в квантовой механике

Уравнение Шредингера. Волновая функция. Физический смысл квадрата волновой функции. Свойства волновых функций. Вырождение собственных функций. Средние значения физических величин.

3. Виды движения в атомах и молекулах. Поступательное движение и виды внутреннего движения.

4. Частица в прямоугольной потенциальной яме. Оператор Гамильтона. Граничные условия и квантовые числа. Волновые функции. Уровни энергии, зависимость энергии от массы частицы и размера потенциальной ямы.

5. Потенциальная кривая двухатомной молекулы. Равновесное межъядерное расстояние, энергия химической связи. Колебания двухатомной молекулы, гармоническая потенциальная функция колебательного движения, силовая постоянная.

6. Водородоподобный атом. Оператор Гамильтона. Граничные условия и квантовые числа. Потенциальная и полная энергия электрона в атоме водорода. Уровни энергии и спектр водородоподобного атома.

7. Волновые функции водородоподобного атома. Радиальные составляющие АО, их анализ, графики функций. Радиальные функции распределения. Проникающие и непроникающие АО.

8. Угловые составляющие АО. Электронное облако. Граничная поверхность АО. Характеристика состояния электрона в атоме по трем квантовым числам n, l и m_l.

9. Степень вырождения энергетических уровней в водородоподобном атоме. Вектор орбитального момента количества движения электрона. Проекции вектора МКД на ось внешнего поля. Спин электрона. Полные волновые функции электрона. Атом во внешнем магнитном поле. Эффект Зеемана. Поведение атома в электрическом поле. Эффект Штарка.

10. Двухатомные молекулы. Уравнение Шредингера для молекул. Разделение электронного и ядерного движений. Принцип Борна-Оппенгеймера. Гамильтониан для молекулярного иона Н₂⁺.

11. Метод молекулярных орбиталей. Приближение МО-ЛКАО. Требования, предъявляемые к комбинируемым АО. Симметрия МО, σ-, π- и δ-МО.

12. Основное состояние молекулы Н₂⁺. Кулоновский, обменный интегралы, интеграл перекрывания, их зависимость от расстояния между ядрами. Энергия и волновая функция основного состояния молекулярного иона Н₂⁺.

13. Первое возбужденное состояние молекулы Н₂⁺. Кулоновский, обменный интегралы, интеграл перекрывания, их зависимость от расстояния между ядрами. Энергия и волновая функция возбужденного состояния молекулярного иона Н₂⁺.

14. Классификация МО двухатомных молекул по энергии. Связывающие, разрыхляющие и несвязывающие МО.

15. Многоэлектронные системы. Атомы и молекулы. Оператор кинетической и потенциальной энергий. Оператор Гамильтона.

16. Решение уравнения Шредингера для многоэлектронных систем, основанное на вариационном принципе.

17. Многоэлектронные системы. Одноэлектронное приближение. Эффективное поле, эффективные заряды ядер. Спин-АО и спин-МО.

18. Многоэлектронная волновая функция. Учет спиновых свойств и неразличимости электронов. Принцип Паули. Определитель Слетера.

19. Решение уравнения Шредингера для многоэлектронных систем. Вариационный принцип. Вековое уравнение и вековой определитель. Метод самосогласованного поля.

20. Многоэлектронные атомы. Электронные конфигурации. Электронные уровни, подуровни, АО и спин-АО.

21. Наиболее распространенные базисы АО: орбитали слетеровского и гауссова типа. Радиальные и угловые составляющие АО.

22. Эффект экранирования электронов в многоэлектронном атоме. Константа экранирования. Эффективный заряд ядра. Правила для вычисления константы экранирования. Оценка размеров и энергий АО в многоэлектронных атомах.

23. Периодическая система элементов и квантовая механика атомов. Потенциал ионизации, сродство к электрону, размеры атомов, валентные АО.

24. Десять МО молекулы Н₂, их характеристика. Принцип конфигурационного взаимодействия, диаграмма МО.

25. Метод МО для многоэлектронных гомоядерных двухатомных молекул. Построение МО. Последовательность МО для молекул от Li₂ до N₂. Диаграммы МО, определение свойств молекул. Объяснение изменений величин энергий диссоциации и межъядерных расстояний в ряду молекул Li₂-N₂.

26. Построение МО. Последовательность МО для молекул от О₂ до Nе₂. Диаграммы МО, определение свойств молекул. Объяснение изменений величин энергий диссоциации и межъядерных расстояний в ряду молекул О₂-Nе₂.

27. Гетероядерные двухатомные молекулы. Молекулы HF, LiH, PF и др. Диаграммы МО. Распределение электронной плотности, заряды на атомах в молекуле, дипольный момент.

28. Полярность химической связи. Различные типы диаграмм МО (s-s, s-p, p-p). Связь между коэффициентами при АО на МО и качественными предсказаниями о полярности химической связи. Достоинства метода МО по сравнению с методом ВС.

Дата добавления: 2014-11-08; просмотров: 442; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!