Викладає: доц. Пономаренко Сергій Миколайович
Дисципліна Квантова хімія та квантово-механічні обчислення використовує засади квантової механіки для інтерпретації явищ, що протікають в атомах, молекулах та твердих тілах з використанням сучасних програм обчислення та візуалізації.
Стрімкий розвиток сучасних технологій швидко змінює структуру промислового виробництва і ставить перед людством задачу підготовки сучасних фахівців в галузі прикладної науки, які здатні адаптуватися і орієнтуватися в швидких змінах наукоємних високих технологіях. Вивчення дисципліни має на меті донесення знань про принципи і методи квантової хімії до фахівця в галузі прикладної фізики, що дасть йому змогу застосовувати їх при створенні речовин і матеріалів з наперед заданими властивостями та у інших наукоємних технологіях.
Мета навчальної дисципліни:
Прослухавши цей курс студенти можуть отримати систематичні знання щодо методів розрахунку структури і властивостей молекул та речовин за допомогою методів сучасної квантової хімії, навчитися користуватись сучасними інформаційними ресурсами які містять хімічну інформацію; проводити базові квантово-хімічні розрахунки різними методами (напівемпіричні і неемпіричні методи); користуватись сучасними квантово- хімічними програмами на персональному комп’ютері; визначати будову та властивості молекулярних систем на основі квантово хімічних розрахунків; інтерпретувати спектральні характеристики молекул.
Основні завдання навчальної дисципліни. Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти після засвоєння навчальної дисципліни мають продемонструвати такі результати навчання:
- знання методів розрахунку структури і властивостей молекул та речовин;
- уміння проводити базові квантово-хімічні розрахунки різними методами (напівемпіричні і неемпіричні методи);
- досвід користування сучасними квантово-хімічними програмами на персональному комп’ютері; інтерпретації спектральних характеристик молекул.
На вивчення навчальної дисципліни відводиться 90 годин/3.0 кредити ECTS.
Робоча програма дисципліни (Силабус)
Дистанційне навчання
Посилання на курс: GSuite https://classroom.google.com/u/1/c/MjI0NzY1NTA5OTMy
Розклад: Середа, 10-25 (2-а пара)
Youtube-канал
- Розрахунок молекули водню в ORCA
- Розрахунок атома літію а ORCA
- Сканування ППЕ для валентного кута H-O-H
Презентації до лекцій
Лекція 1: Вступ до квантової хімії
Лекція 2: Воднеподібний атом в квантовій механіці
Лекція 3: Атом гелію
Лекція 4: Багатоелектронні атоми
Лекція 5. Багатоелектронні атоми. Метод Хартрі-Фока
Лекція 6: Молекула водню. Метод валентних зв’язків
Лекція 8. Адіабатичне наближення.
Лекція 7. Молекулярний іон водню H2+. Метод молекулярних орбіталей
Лекція 8. Молекулярний іон водню. Метод молекулярних орбіталей. Двоатомні гомоядерні молекули.
Лекція 9. Порявняння методів валентних зв’язків та молекулярних орбіталей. Іонно-ковалентний резонанс. Гомоліз і гетероліз молекули H2.
Програмні продукти
ORCA - програмний пакет для розрахунків методами квантової хімії структури і властивостей молекулярних систем. Розробляється в Інституті хімії енергетичної конверсії Товариства Макса Планка. Програмний пакет безкоштовний для академічного використання.
ORBITAL VIEWER - невелика програма для візуалізації орбіталей атомів та молекул
Література
- Квантова хімія: підруч. для студентів ВНЗ / Л. О. Слєта, В. В. Іванов. – Харків : Гімназія, 2008. – 442, [1] с. : рис., табл. – Бібліогр. в кінці глав.
- Новаковская Ю.В. Квантовая химия: конспект лекций
- Цирельсон В. Г. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые тела. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. — 496 с. — ISBN 978-5-9963-0080-8.
- Яцимирский К. Б., Яцимирский В. К. Химическая связь. — К. : Вища школа, 1975. — 303 с.
- Веселов М. Г. Элементарная квантовая теория атомов и молекул. — М. : Физматлит, 1962. — 216 с.
- Гельман Г. Г. Квантовая химия. — 2-е изд. — М. : БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2012. — 533 с. — ISBN ISBN 978-5-94774-768-3. - Дмитриев И. С. Электрон глазами химика. — 2-е изд. — Л. : Химия, 1986. — 228 с.
- Дмитриев И. С., Семенов С. Г. Квантовая химия — ее прошлое и настоящее. Развитие электронных представлений о природе химической связи. — М. : Атомиздат, 1980. — 160 с.
Корисні посилання для самостійного навчання
Корисні відео
