Chemia kwantowa Kierunek studiów: Chemia
Kod programu: W4-S1CH19.2021

Nazwa modułu: Chemia kwantowa
Kod modułu: W4-CH-S1-4-CK
Kod programu: W4-S1CH19.2021
Semestr:
  • semestr letni 2023/2024
  • semestr letni 2022/2023
Język wykładowy: polski
Forma zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 5
Opis:
Moduł Chemia kwantowa ma za zadanie zapoznanie studentów z podstawami chemii kwantowej. W zakres przedmiotu wchodzą następujące zagadnienia: przesłanki doświadczalne teorii kwantowej, aksjomatyczna konstrukcja mechaniki kwantowej, ścisłe rozwiązania równania Schrödingera: cząstka w pudle potencjału, oscylator harmoniczny, atom wodoru (jony wodoropodobne), teoria orbitali molekularnych i teoria wiązań walencyjnych, natura wiązania chemicznego, struktura elektronowa prostych połączeń dwuatomowych, hybrydyzacja orbitali atomowych, podział kwanowochemicznych metod obliczeniowych, zasada wariacyjna, przybliżenie jednoelektronowe, podstawy formalizmu metody HF i DFT, podstawowe własności molekularne – orbitale molekularne, rozkład gęstości elektronowej, analiza populacyjna i rozkład ładunku, moment dipolowy, potencjał elektrostatyczny, podstawy metod optymalizacji geometrii, elementy metodyki obliczeń z zastosowaniem programów kwantowochemicznych
Wymagania wstępne:
Znajomość elementarnych pojęć matematyki wyższej (pochodnej, całki, prostych równań różniczkowych). Znajomość rachunku wektorowo-macierzowego.
Literatura podstawowa:
(brak informacji)
Efekt modułowy Kody efektów kierunkowych do których odnosi się efekt modułowy [stopień realizacji: skala 1-5]
Potrafi scharakteryzować podstawowe przesłanki doświadczalne, z których wynika kwantowa natura mikroświata [W4-CH-S1-4-CK_1]
 CH_W06 [4/5]
Potrafi zastosować teorię orbitali zlokalizowanych oraz hybrydyzację do wyjaśnienia struktury elektronowej i geometrii prostych cząsteczek organicznych i nieorganicznych [W4-CH-S1-4-CK_10]
 CH_U01 [3/5]
Umie wyjaśnić strukturę elektronową oraz naturę wiązań chemicznych w układach π-elektronowych [W4-CH-S1-4-CK_11]
 CH_U05 [3/5]
Zna sformułowanie zasady wariacyjnej [W4-CH-S1-4-CK_12]
 CH_W06 [5/5]
Umie scharakteryzować podstawy formalizmu metody HF i DFT [W4-CH-S1-4-CK_13]
 CH_W06 [5/5]
Umie posłużyć się kwantowochemicznym programem obliczeniowym i wykonać proste obliczenia [W4-CH-S1-4-CK_14]
 CH_U05 [5/5]
Krytycznie ocenia zasób swojej wiedzy, dba o jakość wykonywanych zadań, rozumie konieczność integrowania wiedzy z fizyki, matematyki i chemii niezbędnej do przedstawiania zadań i problemów w sposób przejrzysty [W4-CH-S1-4-CK_15]
 CH_K01 [2/5]
Zna podstawowe prawa i pojęcia mechaniki kwantowej oraz pojęcia takie jak: funkcja falowa, operatory kwantowomechaniczne, czasowe i stacjonarne równanie Schroedingera, zagadnienie własne, funkcje własne i wartości własne operatora, obserwable, wartość średnia, oczekiwana [W4-CH-S1-4-CK_2]
 CH_W01 [5/5]
Zna i potrafi zinterpretować rozwiązywania równania Schroedingera dla prostych układów modelowych takich jak cząstka w pudle potencjału, oscylator harmoniczny, atom wodoru (jony wodoropodobne). Umie wyznaczyć poziomy energetyczne wymienionych modelowych układów kwantowych i scharakteryzować postać funkcji falowej. [W4-CH-S1-4-CK_3]
 CH_W06 [5/5] CH_U05 [5/5]
Zna strukturę elektronową atomów w świetle mechaniki kwantowej [W4-CH-S1-4-CK_4]
 CH_W01 [5/5]
Zna zasadniczą treść teorii orbitali molekularnych i teorii wiązań walencyjnych [W4-CH-S1-4-CK_5]
 CH_W01 [3/5]
Zna mechanizm tworzenia się wiązań chemicznych i zna rodzaje wiązań [W4-CH-S1-4-CK_6]
 CH_W01 [3/5]
Zna podstawy teoretyczne i umie zinterpretować wyniki obliczeń w zakresie takich pojęć jak: energia całkowita, orbitale molekularne, energia orbitalna, rozkład ładunku w analizie populacyjnej, zoptymalizowane parametry geometryczne [W4-CH-S1-4-CK_7]
 CH_W05 [3/5] CH_U05 [3/5]
Zna takie pojęcie jak przybliżenie jednoelektronowe, przybliżenie BO, zna konstrukcję operatora Hamiltona dla układów atomowych i cząsteczkowych [W4-CH-S1-4-CK_8]
 CH_W01 [3/5]
Potrafi scharakteryzować strukturę elektronową cząsteczek dwuatomowych i umie wyjaśnić ich właściwości na podstawie struktury elektronowej [W4-CH-S1-4-CK_9]
 CH_U05 [4/5]
Typ Opis Kody efektów modułowych do których odnosi się sposób weryfikacji
egzamin [W4-CH-S1-4-CK_w_1]
Egzamin (pisemny lub ustny) weryfikujący wiedzę w oparciu o treści wykładów i ćwiczeń oraz wskazaną w sylabusie literaturę
 W4-CH-S1-4-CK_1 W4-CH-S1-4-CK_12 W4-CH-S1-4-CK_13 W4-CH-S1-4-CK_14 W4-CH-S1-4-CK_2 W4-CH-S1-4-CK_3 W4-CH-S1-4-CK_4 W4-CH-S1-4-CK_5 W4-CH-S1-4-CK_6 W4-CH-S1-4-CK_7 W4-CH-S1-4-CK_8
kolokwium [W4-CH-S1-4-CK_w_2]
Sprawdzian pisemny weryfikujący wiedzę oraz umiejętności w rozwiązywaniu zadań i problemów z zakresu chemii kwantowej
 W4-CH-S1-4-CK_10 W4-CH-S1-4-CK_11 W4-CH-S1-4-CK_2 W4-CH-S1-4-CK_9
sprawozdanie [W4-CH-S1-4-CK_w_3]
Ocena poprawności wykonania obliczeń i interpretacji wyników.
 W4-CH-S1-4-CK_14 W4-CH-S1-4-CK_15 W4-CH-S1-4-CK_2 W4-CH-S1-4-CK_3 W4-CH-S1-4-CK_7
Rodzaj prowadzonych zajęć Praca własna studenta Sposoby weryfikacji
Typ Opis (z uwzględnieniem metod dydaktycznych) Liczba godzin Opis Liczba godzin
wykład [W4-CH-S1-4-CK_fs_1]
Wykład omawiający podstawowe zagadnienia chemii kwantowej z użyciem środków audiowizualnych.
 30
Praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne przyswojenie wiedzy odnośnie wskazanych zagadnień na wykładzie.
 20 egzamin [W4-CH-S1-4-CK_w_1]
laboratorium [W4-CH-S1-4-CK_fs_2]
Ćwiczenia laboratoryjne obejmujące obliczenia kwantowochemiczne.
 45
Przygotowanie teoretyczne do zajęć z tematów poruszanych na wykładzie. Rozwiązywanie zagadnień podanych przez prowadzącego. Wykonanie prostych obliczeń kwantowochemicznych.
 40 kolokwium [W4-CH-S1-4-CK_w_2] sprawozdanie [W4-CH-S1-4-CK_w_3]
Załączniki
Opis modułu (PDF)
Informacje o sylabusach mogą ulec zmianie w trakcie trwania studiów.
Sylabusy (USOSweb)
Semestr Moduł Język wykładowy
(brak danych)