Mecanica cuantică şi chimia cuantică

 
Semestrul II
Titular de curs: membru corespondent, profesor universitar Ion Geru, e-mail: [email protected]
Eligibilitatea: masterat specialitatea Chimie
Pre-rechezit: studii universitare de licenţă
Structura:
Curs teoretic – 10 ore (1 oră săptămînal)
Seminar – 40 ore (3 ore săptămânal)
Laborator – 40 ore (3 ore săptămânal)
Activităţi individuale ale studentului – 210 ore

Activităţi formative
Chimia cuantica reprezintă aplicarea mecanicii cuantice la obiecte moleculare pe calea unor metode şi coduri de calcul aflate la ora actuala la un nivel bine conturat al dezvoltării si aplicabilităţii. Cursul de lecţii Mecanică cuantică şi chimie cuantică are ca scop instruirea studenţilor şi a tinerilor cercetători în domeniul chimiei teoretice pentru a forma bazele teoretice a fenomenelor care au loc în procesele chimice. Însuşirea principiilor de bază a chimiei cuantice v-a permite înţelegerea transformărilor substanţelor pe parcursul reacţiilor chimice şi caracterizarea cât mai completă a proprietăţilor substanţelor noi obţinute.

Conţinutul cursului
Ecuaţiile lui Schrodinger temporală şi staţionară. Mişcarea particulei în groapa potenţială cu pereţi infiniţi. Oscilatorul armonic unidimensional. Atomul de hidrogen. Funcţiile de undă (orbitalele atomice) pentru atomul de hidrogen. Identificarea particulelor în mecanica cuantică. Principiul lui Pauli. Determinantul lui Slater Hamiltonianul sistemului molecular. Aproximaţia Born-Oppenheimer. Metoda Hartree-Fook în studiul sistemelor   multielectronice. Metoda legăturii de valenţă. Molecula de hidrogen. Metoda orbitalelor moleculare. Ionul moleculei de hidrogen.  Metoda MO LCAO (studiul general). Molecula de hidrogen în aproximaţia MO LCAO. Aproximaţia lui Hückel. Conceptul de hibridizare. Hibridizările sp, sp2, sp3, sp3d2 Teoria cîmpului cristalin Scindarea nivelului d în cîmpuri octaedrice. Scindarea nivelului d în cîmpuri tetraedrice

Lista surselor bibliografice obligatorii la curs
R. Daudel, G Leroy, D. Peeters, M. Sana, „Chimie cuantică”, Ed. Academiei Române, Bucuresti, 1988; A. Messiah, „Mecanică cuantică”, Ed. StiinŃifică, Bucuresti, 1974; I.G. Murgulescu, Introducere în Chimia fizică - Atomi, molecule, legătura chimică, vol. I, 1, Ed. Academiei Române, Bucuresti, 1976; I.G. Murgulescu, Introducere în Chimia fizică - Structura si proprietăŃile moleculelor, vol. I, 2, Ed. Academiei Române, Bucuresti, 1978; P.W. Atkins, Tratat de chimie fizică - traducere, Ed. Tehnică Bucuresti, 1996

Evaluarea
Activitatea studentului va fi monitorizată la fiecare tip de activitate şi va fi apreciată prin note. La sfârşitul cursului va avea loc examenul final (120 min., scris ), care va include un test complex de întrebări la nivel de cunoaştere, integrare şi aplicare a cunoştinţelor. Nota finală se va constitui din reuşita academică demonstrată la elaborarea eseului şi la lucrările de control (20 %), prezentarea raportului (20 %), aplicaţiile practice în laborator (20 %) şi examenul final (40 %).

Onestitatea academică
Dezvoltarea profesională este axată pe cunoaşterea activă (prin analiză, sinteză şi investigaţii), studentul fiind plasat în centrul activităţii didactice, motivând interesul şi curiozitatea faţă de procesele cinetice şi termodinamice ce se petrec în mediu. În acelaşi timp, esenţial este respectul acordat cunoaşterii produse de ceilalţi, excluzând plagiatul, dar indicând sursa de citare, în timpul activităţii individuale şi elaborării rapoartelor, eseurilor sau copiatul la examene, lucrări, teste. Nu mai puţin importantă este interrelaţia adecvată între studenţi şi dintre studenţi şi profesor. Respectarea regulilor de conduită civică şi academică va asigura un proces de instruire de calitate înaltă.