Інфопакет

Методи квантової хімії

ОК5

Обов’язкова дисципліна для ОП

Другий

2023/2024

1 Семестр

3

В результаті вивчення курсу студент повинен Знати: основи теорії – наближення Борна-Опенгеймера, рівняння Хартрі-Фока,пост-хартрієві наближення, теорему Кона-Хоенберга, рівняння Кона-Шема, теорію функціоналу густини, наближення локальної густини, наближені методи роз’язку рівнянь (теорія збурень, метод самоузгодженого поля), номенклатуру базисних функцій, правила її вибору, базиси в сучасній літературі, чисельні методи для рівняння Хартрі-Фока-Рутаана Вміти: хвильових функцій, оцінити заселеність орбіталей, порівняти із відомими в сучасній літературі, провести розрахунки по оптимізації атомної структури молекули, розрахувувати моди атомних коливань молекули, давати їм необхідну інтерпретацію.

Очна форма

Знати: основні закони молекулярної фізики, електрики, класичної механіки, квантової механіки, термодинаміки та статистичної фізики, математичного аналізу, лінійної алгебри, диференціальних рівнянь, методи математичної фізики, чисельні методи на рівні, що відповідає кваліфікації „бакалавр фізики”. Фундаментальні основи квантової механіки (атом водню, осцилятор, номенклатуру базисних функцій), методи наближеного роз’язку її рівнянь (теорія збурень, варіаційні методи). Вміти: аналітично знайти електронний стан (рівні енергії та хвильову функцію) атома водню, воднево подібних іонів та осцилятора, провести їх чисельні оцінки та розрахунки для заданих систем. Володіти: досконалими навичками обчислення похідних, інтегралів, розкладу функцій по ортогональному базису, розв’язку задач на власні значення та власні функції диференціальних операторів, розв’язку систем лінійних алгебраїчних рівнянь.

В рамках курсу «Методи квантової хімії» вивчаються молекули, у тому числі органічні, які можуть складатися із десятків і сотень атомів, з точки зору квантової механіки, тобто як система багатьох частинок, для котрої потрібно знайти стан її електронної підсистеми (рівні енергії, хвильова функція) із десятків, сотень і тисяч електронів, а також характеристики коливального руху всіх її атомів (частоти, амплітуди, симетрію мод). Для цього необхідно засвоїти теоретичні основи розрахунку цих характеристик, детально розглянути чисельні методи для їх розрахунку та навчитися проводити ці розрахунки на комп’ютері з допомогою одного із існуючих пакетів квантової хімії. Навчальна задача курсу полягає у засвоєнні теорії, опануванні практичних методів розрахунку та освоєнні пакету програм.

7. HyperChem Release 7 for Windows. – 2002 Hypercube, Inc. 8. Федорченко А.М. Теоретична фізика: в 2 т. Т. 2. Квантова механіка, термодинаміка і статистична фізика. – К.: Вища шк., 1993.

Загальний обсяг 90 год, в тому числі: Лекції – 30 год. Самостійна робота – 60 год.

Форми оцінювання студентів: - семестрове оцінювання: 1. Опитування під час лекційних занять – 7 балів 2. Результуюче обговорення теорії і методів – 23 балів 3. Опитування та обговорення під час практичних занять – 7 балів 4. Результуюче обговорення результатів розрахунків – 23 балів Для студентів, які упродовж семестру не досягли мінімального рубіжного рівня оцінки проводиться заключна семестрова контрольна робота (до 20 балів за 100-бальною шкалою). - підсумкове оцінювання у формі заліку, максимальна оцінка 40 балів. Студент не допускається до заліку, якщо під час семестру набрав менше 36 балів. Для допуску до заліку студент обов’язково має написати передбачені програмою контрольні роботи або написати заключну семестрову контрольну роботу.

Українська