Předmět: Kvantová teorie molekul

« Zpět
Název předmětu Kvantová teorie molekul
Kód předmětu OPT/KVTM
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia 1
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 3
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Říha Jan, Mgr. Ph.D.
  • Vyšín Ivo, RNDr. CSc.
Obsah předmětu
1. Základní představy kvantové teorie systémů mnoha částic. Symetrické, antisymetrické vlnové funkce, operátor transpozice. Řešení problému mnoha částic. Úplná vlnová funkce, spinové funkce soustavy totožných částic. Výměnná interakce. 2. Elementární kvantová teorie atomů se dvěma elektrony. Atom helia, základní a excitované stavy. Parastavy a ortostavy atomu helia. 3. Kvantová teorie atomů s více než dvěma elektrony. Thomasova - Fermiho statistická metoda, Hartree - Fockova metoda selfkonzistentního pole. 4. Základní představy a metody kvantové teorie molekul. Bornova - Oppenheimerova aproximace, adiabatická aproximace. 5. Separace vibračních a rotačních stavů molekuly. 6. Jednoelektronová aproximace. Hartree - Fockova metoda. Hartree - Fockovy rovnice pro výpočet jednoelektronových funkcí a jednoelektronových energií. Systémy s uzavřenými slupkami, Fockův operátor. 7. Aproximace n-elektronové funkce molekuly. Metoda valenčních struktur (VB), metoda MO LCAO. Volba báze v metodě MO LCAO, orbitaly VTO, STO, GTO. 8. Korelační problém. Metoda konfigurační interakce CI. 9. Kvantová teorie chemické vazby. Kovalentní vazba v homonukleárních dvouatomových molekulách. Kvantitativní popis, řešení molekuly vodíku metodami VB a MOLCAO. 10. Kvalitativní popis chemické vazby. Atomové a molekulové orbitaly v kvalitativním popisu chemické vazby, jejich zobrazení, charakteristiky. Hybridní atomové orbitaly. Konstrukce molekulových orbitalů, překryvy atomových orbitalů. Charakteristiky dvouatomových molekul. 11. Kovalentní vazba v heteronukleárních dvouatomových molekulách. Iontová vazba. Víceatomové molekuly, delokalizované a lokalizované molekulové orbitaly, hybridizace v teorii vazby. 12. Přehled výpočetních metod v kvantové teorii chemické vazby. Metody "ab initio", semiempirické, empirické metody. Metody uvažující valenční elektrony, -elektronové přiblížení. Hueckelova metoda (HMO), metoda EHT, PPP.

Studijní aktivity a metody výuky
Přednášení
Výstupy z učení
Základní představy kvantové teorie systémů mnoha částic.
Předmět zaměřený na získání znalostí. Definovat hlavní pojmy, popsat hlavní přístupy, prokázat teoretické znalosti pro řešení modelových problémů.
Předpoklady
Bez předchozích předpokladů.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška

Znalosti v rozsahu probírané problematiky, prokázané při zkoušce, aktivní účast na cvičení
Doporučená literatura
  • Davydov, A.S. (1978). Kvantová mechanika. SPN, Praha.
  • Kolos, W. (1983). Kvantové teorie v chemii v chemii a biologii. Academia, Praha.
  • Skála, L. (1995). Kvantová teorie molekul. Karolinum, Praha.
  • Zahradník R., Polák R. (1976). Základy kvantové chemie.. SNTL, Praha.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Přírodovědecká fakulta Studijní plán (Verze): Biofyzika (2022) Kategorie: Fyzikální obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní