Kvantmekanik, kemisk bindning och spektroskopi
Kursplan, Grundnivå, 1KB011
- Kod
- 1KB011
- Utbildningsnivå
- Grundnivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik G1F, Kemi G1F
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 29 oktober 2010
- Ansvarig institution
- Institutionen för kemi - Ångström
Behörighetskrav
Kemiska principer I/Grundläggande kemi, 10 hp samt Matematik 15 hp eller motsv. Linjär algebra rekommenderas.
Mål
Efter godkänd kurs skall studenten kunna
- tillämpa kvantmekanikens grundläggande principer och begrepp för att beskriva kemisk bindning
- lösa Schrödingerekvationen för enkla modellsystem av relevans inom kemi och fysik
- beskriva flerelektronatomer med hjälp av den oberoende partikelmodellen
- beskriva uppbyggnaden av det periodiska systemet och sambanden mellan elementens egenskaper och deras elektronkonfigurationer
- beskriva grunderna bakom växelverkan mellan elektromagnetisk strålning och materia samt redogöra för de vanligaste spektroskopiska metoderna och deras möjligheter och begränsningar för studier av molekyler i IR och UV/VIS området.
- beräkna olika molekylparametrar och molekylstruktur för enklare molekyler utifrån deras MW, IR, Raman och UV/VIS spektra.
- redogöra för normalmodsbegreppet samt identifiera karakteristiska grupper hos en fleratomig molekyl utifrån dess IR- spektrum.
- redogöra för olika typer av elektroniska övergångar samt tolka absorptions- och fluorescensspektra.
- använda UV/VIS absorptions- och emissionsspektrometrar samt kunna redogöra för deras funktion.
Innehåll
Kvantmekanikens relevans inom kemin. Schrödingerekvationen. Tunnling. Sannolikhetstolkningen. Partikel i låda. Den harmoniska oscillatorn. Rotationsspektra och rörelsemängdsmoment. Spinn och det periodiska systemet. Väteatomen och atomorbitaler. Flerelektronatomer, Hartree-Fock metoden, Born-Oppenheimer approximationen. Molekylorbitaler., Absorption och emission av strålning. Svartkroppsstrålning. Rotations-, vibrations- och Ramanspektroskopi. Normalmodsbegreppet. Elektroniska övergångar och Franck-Condon principen. Övergångssannolikhet. Deexcitationsvägar. Fluorescens och fosforescens. Spektrometerns funktion. Laserns funktion.
Undervisning
Föreläsningar, lektioner och laborationer.
Examination
Skriftliga prov anordnas vid slutet av kurser och/eller under kursens gång och motsvarar 7 hp. Laborationerna motsvarar 3 hp. För godkänt slutbetyg krävs att alla delmoment bedömts godkända. Slutbetyget motsvarar en sammanvägning av resultatet av det skriftliga provet och laborationerna.