AU kursuskatalog arkiv

Molekylfysik (Ak.5) ( efterår 2007 - 10 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: (se under Undervisnings- og arbejdsform)
• Niveau: Grundkursus.
• Semester/kvarter: 1. og 2. kvarter.
• Timer per uge:
• Deltagerbegrænsning:
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 7662

Formål

Kursets formål er at give de studerende indsigt i den kvantemekaniske beskrivelse af molekylers opbygning og indre dynamik.

Obligatorisk program

Obligatoriske opgaver.

Indhold

I kurset gennemgås en række grundbegreber, som anvendes i den mikroskopiske redegørelse for kemiske fænomener. Der gives en introduktion til den kvantemekaniske beskrivelse af et isoleret molekyle og af vekselvirkningen mellem et molekyle og elektromagnetisk stråling. De vigtigste approximationer, herunder opsplitning af Schrødingerligningen i en translations-, rotations-, vibrations- og en elektrondel, gennemgås. Spektroskopiske eksperimenter i det infrarøde- og det ultraviolette område behandles, og specielt strukturen af rotationsvibrationsspektre diskuteres. Standard-elektronstruktur modellerne, Hartree-Fock, Møller Plesset perturbationsteori, Coupled Cluster og Configuration Interaction gennemgås, og deres anvendelsesområde præciseres. Den nøjagtighed, der kan forventes med disse modeller, undersøges for molekylære egenskaber som ligevægtsgeometrier og atomariseringsenergier. Forståelsen og fortolkningen af ultraviolette spektre og kemiske reaktioner diskuteres, dels med udgangspunkt i en simpel molekylorbitalbeskrivelse og dels med udgangspunkt i ovennævnte modeller. Teorien for grupper og grupperepræsentationer gennemgås med henblik på dens anvendelse til simplifikation af kvantekemiske beregninger og molekylspektroskopiske problemer.

Læringsmål

Når kurset er færdigt, forventes den studerende at kunne :

· anvende symmetri til molekylorbitalbestemmelse, kemiske reaktioner, blokdiagonalisering af sekularproblemer, karakterisering af rotations-vibrations og elektroniske bølgefunktioner og spektrale udvalgsregler

· beskrive rotations-vibrationsenergi og bølgefunktion for symmetriske toppe, lineære molekyler og asymmetriske toppe
· fortolke infrarøde og ultraviolette spektre af små molekyler

· sammenligne og vurdere spektroskopiske data i relation til ab initio beregninger
· vurdere kvaliteten af standard ab initio modeller for beregning af molekylers elektronstruktur
· anvende perturbationsteori til forbedrede energibestemmelser

Faglige forudsætninger

Fysisk kemi. Molekylspektroskopi og Kemisk Binding.

Underviser

P. Jørgensen og F. Hegelund.

Undervisnings- og arbejdsform

4 timers forelæsninger og 3 timers teoretiske øvelser i 11 uger. 2 timers forelæsninger og 3 timers teoretiske øvelser i 4 uger. Der indgår obligatoriske opgaver. . Bøger og noter er på dansk.

Litteratur

E. Dalgaard: Elementær kvantekemi, Århus Universitetsforlag, 1991.

Flemming Hegelund: Molekylspektroskopi og dynamik (Noter).

Skemaplacering (forelæsninger)

Mandag 12-14 + onsdag 15-17

Eksamensterminer

Eksamen: 2. kvarter

Reeksamen: Juni

Udbyder

Kemisk Institut.

Indgår i følgende fagpakker

Valgfrit element i: Fysisk kemi, Organisk kemi

Studieordning og bedømmelse

Bacheloruddannelsen i kemi

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

• 30 minutters mundtlig eksamen, uden forberedelse. Notater må medbringes.
• Bedømmelse efter 7-trinsskalaen
• Ekstern censur

Godkendelse af de obligatoriske opgaver er en forudsætning for at kunne indstille sig til eksamen.