Chimica quantistica

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
CHIM/02
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Acquisizione dei concetti base della teoria quantistica (funzione d'onda, equazione di Schrodinger, quantizzazione dei livelli energetici, etc.) e del loro utilizzo nella descrizione degli atomi e delle molecole.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Programma
Gli albori della teoria quantistica:
Radiazione di corpo nero, effetto fotoelettrico, vibrazioni degli atomi nei cristalli, spettro dell'atomo di idrogeno, onde di De Broglie, Principio di indeterminazione
Equazione d'onda classica:
Equazione d'onda 1D, separazione di variabli, sovrapposizione di modi normali, membrana vibrante.
Equazione di Schroedinger: Operatori Lineari, Problemi ad autovalori, Interpretazione della funzione d'onda, Medie, Particella nella scatola. Effetto tunnel.
Postulati della Meccanica Quantistica: Funzioni di state, Osservabili, Commutatori, Operatori Hermitiani, Operatori Commutanti, Equazione di Schroedinger dipendente dal tempo.
Oscillatore Armonico: Livelli Energetici e Funzioni d'Onda, Polinomi di Hermite, Molecola Diatomica.
Rotatore Rigido: Livello energetici e Armoniche Sferiche.
Atomo di Idrogeno: Livelli energetici e Orbitali.
Metodi Approssimati: Metodi Variazionali, Teoria delle Perturbazioni indipendenti dal tempo e dipendenti dal tempo
Atomi polielettronici Equazioni Hartree Fock, Campo Autoconsistente, Antisimmetria della Funzione d'onda, Determinante di Slater, Termini atomici, il metodo Thomas-Fermi e Thomas-Fermi-Dirac.
Molecole: Approssimazione di Born-Oppenheimer, Teoria degli Orbitali Molecolari, SCF-LCAO. Funzione MO, Equazioni di Hartree-Fock-Roothaan. Metodi post-Hartree-Fock: interazione di configurazioni (CI), Full CI, metodi multiconfigurazionali, metodi perturbativi (Moeller-Plesset) e Coupled cluster. Teoria del funzionale density (DFT). I teoremi di Hohenberg-Kohn e il funzionale di scambio e correlazione
Informazioni sul programma
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata
Modalità di erogazione: Tradizionale
Prerequisiti e modalità di esame
Modalità di esame: orale
L'esame prevede solo una prova orale e si articola in un numero minimo di tre domande sugli argomenti trattati nel corso, a partire da un argomento a scelta del candidato. La prova è principalmente rivolta a verificare l'acquisizione dei concetti di base trattati nel corso, ma può comprendere la soluzione di specifici problemi trattati.
Materiale didattico e bibliografia
- D.A. McQuarrie, Quantum chemistry, 2nd ed., University Science Books, USA, 2008
- P. Atkins and R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press.
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
Massima disponibilità previo appuntamento email
Dipartimento di Chimica, Corpo B, R10 S
Ricevimento:
lunedi' 8.30_11.30
studio