|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Квантовая химия (для спецгруппы биофизиков)учебный курс
- Автор: Ермилов А.Ю.
- Год создания: 1996
- Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Описание: УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС (УМК) по кафедре биофизики НАЗВАНИЕИЕ КУРСА КВАНТОВАЯ ХИМИЯ 32л+16с (объем в часах) Квантовая химия для группы биофизиков (317) и биоинженеров (326). 1 Основные постулаты квантовой механики. Уравнение Шредингера. Оператор Гамильтона. Построение гамильтониана для конкретных систем. Волновая функция. 2. Волновая функция для систем со многими степенями свободы. Разделение переменных. 3. Разделение электронного и ядерного движений. Адиабатическое приближение (приближение Борна-Опенгеймера). Электронные и ядерные функции. Потенциальные поверхности. 4 Спин. Операторы спина многоэлектронной системы. Чистые спиновые состояния двухэлектронной системы. Операторы повышения и понижения. Спин системы с замкнутыми электронными оболочками. 5 Волновая функция для системы тождественных частиц. Принцип Паули. 6.Одноэлектронное приближение. Представление волновой функции в виде определителя Слэтера. 7 Приближенные методы решения уравнения Шредингера. Вариационный принцип. Вариационный метод. 8. Линейный вариационный метод Ритца. Применение линейного вариационного метода для описания возбужденных состояний. Теорема об окаймлении (без доказательства). 9. Метод Хартри - Фока для систем с замкнутыми оболочками. Спин-орбитали. Понятие о кулоновском и обменном операторах. Фокиан. 10. Уравнения метода Хартри-Фока (без вывода). Приближение Рутана (Метод МО-ЛКАО). Итерационная процедура решения уравнений Хартри-Фока-Рутана. 11.Выход за рамки одноэлектронного приближения. Представление волновой функции в виде линейной комбинации определителей Слейтера. Метод конфигурационного взаимодействия. 12. Понятие об электронной корреляции. Описание коррелированного движения электронов по теории возмущений. Разбиение гамильтониана по теории возмущений Меллера-Плесета. 13. Представление о теории функционала элеrтронной плотности. Уравнения Кона-Шэма. Классификация обменно-корреляционных функционалов. 14. Основы применения теории симметрии в молекулярных задачах. -Электронное приближение. - и -Орбитали. 15. Качественные модели МО. Метод Хюккеля. Граничные орбитали. 16.Сопряженные углеводороды. Заселенности и порядки связей по Коулсону. Заряды на атомах как индексы реакционной способности. 17. Ароматичность. Вывод и правила 4n+2 Хюккеля с использованием поворотной оси Cn. 18.Альтернантные углеводороды. Правило Лонге-Хиггинса. Определение активных центров радикалов с альтернантной структурой. 19.Разделение переменных в задаче о водородоподобном атоме. Радиальные и угловые функции. Качественный вид водородоподобных функций для различных квантовых чисел. Теоретические задачи 1. Построение приближенных решений для одномерных задач вариационным методом. Применение вариационной процедуры к описанию электронного строения гелия. 2. Система H2+. Решение в приближении МО-ЛКАО в базисе 1s-АО. Потенциальные кривые основного и возбужденных состояний(качественный вид). 3. Поиск -МО простейших полиенов. Энергия -системы заданной электронной конфигурации, энергия сопряжения. Оценки потенциала ионизации, сродства к электрону. 4. Применение дополнительной плоскости симметрии для решения задач МО-ЛКАО. Поиск симметричных и антисимметричных -МО в простейших углеводородах (аллил-радикал, бутадиен, циклобутадиен). 5. Заряды на атомах как индексы реакционной способности. Электрофильное присоединение в бутадиене. 6. Определение активных центров радикалов с альтернантной структурой по правилу Лонге-Хиггинса. Список литературы 1. Фларри Р. Квантовая химия, М.: “Мир”. 1985 2. Заградник Р., Полак Р. Основы квантовой химии, М.: “Мир”. 1979 3. Цюлике Л. Квантовая химия, т.1, М.: “Мир”. 1976 4. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. Ростов-Дон: “Феникс” 1997. 5. Абаренков И.В., Братцев В.Ф., Тулуб А.В. Начала квантовой химии, М.: “Высшая школа”. 1989. 6. Степанов Н.Ф., Пупышев В.И. Квантовая механика молекул и квантовая химия. М.: Изд-во МГУ. 1991. 7. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия. М.: Изд-во Мир, Изд-во МГУ. 2001. 8. Введение в квантовую химию /под.ред. С.Нагакура, Т.Накадзима, М., Изд-во Мир,1982. П рограмму составил ________ к.х.н., доц. Ермилов А.Ю. 2. Аннотированный список лекций Лекция 1. …… Лекция 1 Основные постулаты квантовой механики. Временное и стационарное уравнения Шредингера. Оператор Гамильтона. Лекция 2 Построение гамильтониана для конкретных систем. Волновая функция. Волновая функция для систем со многими степенями свободы. Разделение переменных. Семинар 1. Разделение пространственных и временных переменных в уравнении Шредингера. Задача о прямоугольной потенцияной яме. Разделение переменных в криволинейных координатах(полярные, сферические). Задача о движении частицы в круге. Разделение переменных в задаче о водородоподобном атоме. Радиальные и угловые функции. Качественный вид водородоподобных функций для различных квантовых чисел. Лекция 3. Приближененное разделение электронного и ядерного движений. Адиабатическое приближение и приближение Борна-Опенгеймера. Электронные и ядерные функции. Потенциальные поверхности. Лекция 4. Границы применения адиабатического приближения. Общие характеристика поверхностей потенциальной энергии. Локальный и глобальный минимумы, переходные состояния. Диссоциационные пределы, отвечающие разным каналам. Семинар 2. Молекулярные постоянные для изотопозамещенных систем, их взаимосвязь. Задачи о расчете постоянных De, D0, и e для молекул H2, HD, D2 и T2. Лекция 5. Одноэлектронное приближение. Молекулярные орбитали и необходимость учета спина при описании многоэлектронных систем. Лекция 6 Спин. Операторы спина многоэлектронной системы. Чистые спиновые состояния двухэлектронной системы. Операторы повышения и понижения. Спин системы с замкнутыми электронными оболочками. Семинар 3. Построение спиновых функций, собственных для операторов S2 и Sz, Сложение спинов двух электронов. Спин системы с замкнутыми электронными оболочками. Лекция 7. Волновая функция для системы тождественных частиц. Принцип Паули. Молекулярные спин-орбитали. Представление волновой функции в виде определителя Слэтера. Лекция 8 Приближенные методы решения уравнения Шредингера. Вариационный принцип. Вариационный метод. Семинар 4. Построение приближенных решений для одномерных задач вариационным методом. Применение вариационной процедуры к описанию электроннного строения гелия. Лекция 9. Выход за рамки одноэлектронного приближения. Представление волновой функции в виде линейной комбинации определителей Слейтера. Метод конфигурационного взаимодействия. Лекция 10. Линейный вариационный метод Ритца. Применение линейного вариационного метода для описания возбужденных состояний. Формулировка теоремы об окаймлении. Семинар 5. Решение простейших задач линейным вариационным методом. Приближение МО-ЛКАО для системы H2+. в базисе 1s-АО. Потенциальные кривые основного и возбужденных состояний. Лекция 11. Метод Хартри - Фока для систем с замкнутыми оболочками. Спин-орбитали. Понятие о кулоновском и обменном операторах. Фокиан. Лекция 12. Уравнения метода Хартри-Фока. Приближение Рутана (Метод МО-ЛКАО). Итерационная процедура решения уравнений Хартри-Фока-Рутана. Семинар 6. Поиск -МО простейших полиенов метом МО-ЛКАО. Энергия -системы заданной электронной конфигурации, энергия сопряжения. Оценки потенциала ионизации, сродства к электрону. Лекция 13. Основы применения теории симметрии в молекулярных задачах. -Электронное приближение. - и -Орбитали. Метод Хюккеля. Граничные орбитали. Лекция 14. Качественные модели МО. Орбитальный контроль и зарядовый контроль. Электрофильное присоединение в бутадиене. Семинар 7. Сопряженные углеводороды. Заселенности и порядки связей по Коулсону. Заряды на атомах как индексы реакционной способности. Этилен. Аллил-радикал. Циклопропилен.Бутадиен. Лекция 15. Ароматичность. Вывод правила 4n+2 Хюккеля с использованием поворотной оси Cn. Изоэлектронные бензолу гетероциклические соединения:пиррол, имидазол, фуран, тиофен, пиридин. Лекция 16.Альтернантные углеводороды. Правило Лонге-Хиггинса. Определение активных центров радикалов с альтернантной структурой.
- Добавил в систему: Ермилов Александр Юрьевич
Преподавание курса
- 1 октября 2018 - 24 декабря 2018 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 14 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 октября 2018 - 24 декабря 2018 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 42 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2018 - 24 декабря 2018 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 18 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 3 октября 2016 - 30 декабря 2016 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 36 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2016 - 30 декабря 2016 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 18 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 октября 2015 - 31 декабря 2015 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 32 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 октября 2015 - 31 декабря 2015 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 16 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 2 сентября 2013 - 30 декабря 2013 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- факультативная, семинары, 16 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 2 сентября 2013 - 30 декабря 2013 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 32 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 3 сентября 2012 - 31 декабря 2012 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 32 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 3 сентября 2012 - 29 декабря 2012 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 16 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2011 - 31 декабря 2011 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 16 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2011 - 31 декабря 2011 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 32 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2010 - 31 декабря 2010 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 32 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2010 - 31 декабря 2010 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 16 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2009 - 31 декабря 2009 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 32 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.
- 1 сентября 2009 - 31 декабря 2009 Ермилов Александр Юрьевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 16 часов
- Автор: Ермилов А.Ю.