Obiettivi formativi
Conoscenze e comprensione : il corso intende fornire gli strumenti di base della meccanica quantistica e delle sue applicazioni in ambito chimico
Conoscenza e capacità di comprensione applicata: il corso fornisce gli strumenti per reinterpretare in modo formale le conoscenze chimiche di base acquisite (funzione d'onda, orbitali, legame chimico, spin, etc...)
Capacità di apprendere: oltre agli strumenti metodologici il corso fornisce agli studenti il linguaggio di base della quantomeccanica chimica, mettendo lo studente in grado di leggere e comprendere testi avanzati.
Prerequisiti
Si richiede una buona padronanza degli strumenti matematici e una buona conoscenza dei concetti di fisica di base.
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione alla meccanica quantistica
Alcune soluzioni esatte dell'equazione di Scrödinger
Metodi di approssimazione
Simmetria in quanto-meccanica
Atomi e molecole alcuni concetti di base
Struttura atomica
Struttura molecolare
Programma esteso
Introduzione alla meccanica quantistica
*l'esperimento della doppia fenditura, la polarizzazione dei fotoni e il concetto di sovrapposizione
*stati ed operatori in quanto-meccanica, vettori e matrici
*osservabili, autostati e il concetto di misura
*commutabilità e compatibilità
*rappresentazione di Schrödinger
*equazione di Schrödinger
Alcune soluzioni esatte dell'equazione di Schrödinger
*la particella libera
*la particella nella scatola
*l'oscillatore armonico
*il rotatore rigido, digressione su momenti angolari e spin
*atomo idrogenoide
Metodi di approssimazione
*teoria delle perturbazioni per stati stazionari
*metodo variazionale
Simmetria in quanto-meccanica
*simmetria e teoria dei gruppi
*simmetria e quantomeccanica
*simmetrie puntuali e continue
*simmetrie di scambio: bosoni e fermioni
Atomi e molecole alcuni concetti di base
*l'approssimazione adiabatica (o di Born-Oppenheimer)
*approssimazione di campo medio e orbitali atomici/molecolari
Struttura atomica
*configurazioni ed aufbau
*accoppiamento dei momenti angolari
*accoppiamento spin-orbita
Struttura molecolare
*il legame chimico: la molecola di idrogeno
*le molecole biatomiche omonucleari
*le molecole poliatomiche eteronucleari
*orbitali ibridi
*i complessi dei metalli di transizione
*metodi per il calcolo della struttura elettronica molecolare, cenni
*il metodo di Huckel
*vibrazioni nelle molecole poliatomiche
Bibliografia
Comexx manuale si consiglia
P.W. Atkins and R.S. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press, 2011 - quinta edizione
per alcuni argomenti il manuale verrà integrato da dispense.
Metodi didattici
lezioni frontali
Modalità verifica apprendimento
esame orale finale
Altre informazioni
materiale didattico è disponibile in rete.
Il docente riceve gli studenti per chiarimenti e discussioni, previo appuntamento.
