Chemia kwantowa Kierunek studiów: Chemia
Kod programu: W4-S1CH19.2020

Nazwa modułu: Chemia kwantowa
Kod modułu: W4-CH-S1-4-CK
Kod programu: W4-S1CH19.2020
Semestr: semestr letni 2021/2022
Język wykładowy: w zależności od wyboru
Forma zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 5
Opis:
Moduł Chemia kwantowa ma za zadanie zapoznanie studentów z podstawami chemii kwantowej. W zakres przedmiotu wchodzą zatem następujące zagadnienia: przesłanki doświadczalne mechaniki kwantowej, jej aksjomatyczna konstrukcja, ścisłe rozwiązania równania Schroedingera (oscylator harmoniczny, rotator sztywny, atom wodoru, jony wodoropodobne), struktura atomów wieloelektronowych, zasady wyznaczania termów atomowych, postać równania Schroedingera dla atomów i cząsteczek wieloelektronowych, podstawowe sposoby rozwiązywania równania Schroedingera w ramach przybliżenia jednoelektronowego, podstawowe rodzaje wiązań (sigma, pi), struktura układów pi-elektronowych, najważniejsze metody obliczeniowe chemii kwantowej oraz zastosowanie chemii kwantowej do optymalizacji geometrii, określania właściwości fizykochemicznych i charakterystyki atomów oraz cząsteczek.
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]
Zna podstawowe prawa fizyki, mechaniki i elektrodynamiki klasycznej sformułowane w języku matematyki wyższej [W4-CH-S1-4-CK_1]
 CH_W06 [4/5]
Umie wyjaśnić własności cząsteczek dwuatomowych na podstawie struktury elektronowej [W4-CH-S1-4-CK_10]
 CH_U05 [3/5]
Potrafi zastosować teorię orbitali zlokalizowanych oraz hybrydyzację do wyjaśnienia struktury elektronowej i geometrii prostych cząsteczek organicznych i nieorganicznych [W4-CH-S1-4-CK_11]
 CH_U01 [3/5]
Umie wyjaśnić strukturę elektronową oraz naturę wiązań chemicznych w układach π-elektronowych [W4-CH-S1-4-CK_12]
 CH_U01 [2/5]
Umie posłużyć się metodami obliczeniowymi chemii kwantowej i wykonać proste obliczenia z zastosowaniem programów kwantowochemicznych [W4-CH-S1-4-CK_13]
 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_14]
 CH_K01 [2/5] CH_K02 [1/5]
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 matematykę wyższą i fizykę w stopniu wystarczającym do rozwiązywania równania Schroedingera dla prostych układów modelowych takich jak cząstka w pudle potencjału, oscylator harmoniczny, rotator sztywny, atom wodoru, jony wodoropodobne [W4-CH-S1-4-CK_3]
 CH_W06 [5/5]
Rozumie strukturę elektronową atomów w świetle mechaniki kwantowej [W4-CH-S1-4-CK_4]
 CH_W01 [5/5]
Rozumie mechanizm tworzenia się wiązań chemicznych i zna rodzaje wiązań [W4-CH-S1-4-CK_5]
 CH_W01 [5/5]
Zna i potrafi wyjaśnić budowę elektronową małych cząsteczek z wykorzystaniem pojęcia hybrydyzacji [W4-CH-S1-4-CK_6]
 CH_W01 [4/5]
Zna podstawowe metody obliczeniowe chemii kwantowej [W4-CH-S1-4-CK_7]
 CH_W05 [3/5]
Umie wyznaczyć poziomy energetyczne w prostych układach kwantowych (oscylator harmoniczny, rotator sztywny, atom wodoru, jony wodoropodobne) [W4-CH-S1-4-CK_8]
 CH_U05 [5/5]
Potrafi interpretować rozwiązania równania Schroedingera dla prostych układów modelowych [W4-CH-S1-4-CK_9]
 CH_U01 [3/5]
Typ Opis Kody efektów modułowych do których odnosi się sposób weryfikacji
egzamin [W4-CH-S1-4-CK_w_1]
Egzamin (pisemny lub ustny do wyboru przez studentów na pierwszym wykładzie) 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_10 W4-CH-S1-4-CK_11 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 W4-CH-S1-4-CK_9
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_12 W4-CH-S1-4-CK_2 W4-CH-S1-4-CK_6 W4-CH-S1-4-CK_7 W4-CH-S1-4-CK_8 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_13 W4-CH-S1-4-CK_14 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)