|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Строение молекул (для студентов общего потока Химического факультета МГУ)учебный курс
- Автор: Новаковская Ю.В.
- Год создания: 2016
- Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Описание: Семестровый курс "Строение молекул" ориентирован на студентов общего потока и преподается в 7 семестре и включает лекции (2 академических часа в неделю) и семинары (2 академических часа в неделю) и дополнен специально разработанными расчетными задачами, знакомящими студентов с практическими аспектами анализа колебательно-вращательных спектров молекул, позволяющего извлечь максимально полную информацию о строении молекул и их структурных и энергетических характеристиках, таких как вращательные постоянные, постоянные колебательно-вращательного взаимодействия, гармонические и ангармонические частоты колебаний. Курс является логическим продолжением курса "Квантовая химия", читаемого студентам в 6 семестре и посвященного решению квантовой электронной задачи и описанию электронных состояний молекулярных систем. Курс "Строение молекул" может быть условно разделен на две части. Первая посвящена анализу ядерных колебательно-вращательных состояний молекулярных систем в его базовом варианте, предполагающем разделение движений разных типов с последующем (при необходимости) учетом их взаимного влияния в рамках теории возмущений. Вторая часть курса посвящена рассмотрению полуклассической теории взаимодействия молекул с излучением и теоретических основ спектроскопии поглощения и рассеяния и магнитно-резонансных методов. Основные вопросы, обсуждаемые в курсе, представлены в приведенной ниже программе. Молекулярная задача в квантовой механике. Стационарное уравнение Шредингера и ядерная задача в адиабатическом приближении. Адиабатический потенциал и теорема Гельмана-Фейнмана. Классическая динамика ядер. Лабораторная и молекулярная системы координат. Анализ динамики ядерной подсистемы: условия Эккарта и выденеие кинетической энергии поступательного движения, энергии вращения молекулы и энергии колебаний ядер. Вращение молекулярной системы. Главные оси инерции. Молекулярные волчки: сферические, симметричные и асимметричные; связь с симметрией ядерной конфигурации. Вращательная функция Гамильтона и вращательные постоянные. Общий вид решения вращательной задачи в случае сферических и симметричных волчков. Спектры энергетических состояний различных волчков. Колебания молекул. Квадратичная аппроксимация адиабатического потенциала. Нормальные координаты. Модель колеблющейся молекулы как совокупности невзаимодействующих гармонических осцилляторов. Симметрия колебаний. Невырожденные и вырожденные колебания. Ангармонизм и взаимодействие колебаний. Применение теории возмущений для уточнения решений колебательной задачи и представление энергии колебательных состояний молекул в виде ряда по степеням (vi + ½). Применение вариационного подхода при наличии близко расположенных колебательных уровней одинаковой симметрии; резонансы. Учет колебательно-вращательного взаимодействия в рамках теории возмущений и аппроксимация вращательных постоянных молекул в возбужденных колебательных состояниях. Движения большой амплитуды в молекулах. Опорная конфигурация. Внутреннее вращение: анализ задачи с использованием вариационного подхода. Свободное и заторможенное вращение, крутильные колебания. Электронно-колебательное взаимодействие. Учет смещений ядер как возмущения электронной задачи. Эффект Яна-Теллера: неустойчивость высокосимметричных конфигураций ядер в вырожденных электронных состояниях. Молекула во внешнем электромагнитном поле. Временное уравнение Шредингера и условия применимости временной теории возмущений при анализе состояний молекул, возмущенных полем электромагнитной волны. Процессы, описываемые в первом и втором порядках теории возмущений: поглощение, испускание и рассеяние излучения. Полуклассическая теория взаимодействия молекул с излучением. Процессы поглощения и испускания излучения. Оценка вероятности процессов в дипольном приближении. Феноменологическая модель Эйнштейна, применяемая для описания равновесного состояния системы «молекула в поле излучения». Коэффициенты Эйнштейна и времена жизни молекул в различных возбужденных состояниях. Правила отбора в спектрах поглощения. Приближенный характер правил отбора и использование метода разделения переменных при их выводе. Электронные спектры поглощения молекул. Принцип Франка-Кондона. Колебательная структура полосы и факторы Франка-Кондона. Молекулярные постоянные, определяемые из спектров. Вращательные (микроволновые) и колебательно-вращательные (инфракрасные) спектры поглощения двухатомных молекул. Правила отбора для соответствующих переходов. Вращательная структура полосы в колебательном спектре; учет колебательно-вращательного взаимодействия при интерпретации спектральных данных. Определение молекулярных постоянных. Колебательно–вращательные (инфракрасные) спектры поглощения многоатомных молекул. Вращательные контуры полос. Фундаментальные, составные и обертонные переходы в спектрах. Правила отбора в спектрах рассеяния. Приближенный характер правил отбора и использование метода разделения переменных при их выводе. Вращательные и колебательно-вращательные переходы в двухатомных молекулах с рассеянием излучения. Спектры комбинационного рассеяния многоатомных молекул: правила отбора. Система спинов в магнитном поле. Магнитно–резонансные методы исследования. Электронный парамагнитный резонанс: общие правила отбора для дублетных систем (в приближении сильного поля) и структура линий спектра. Ядерный магнитный резонанс: общие правила отбора для синглетных систем в случае плохо разрешенного спектра (при отсутствии спин-спинового взаимодействия ядер) и в случае спектра высокого разрешения (при учете спин-спинового взаимодействия), структура линий спектра.
- Добавил в систему: Новаковская Юлия Вадимовна
Преподавание курса
- 1 сентября 2020 - 26 января 2021 Новаковская Юлия Вадимовна
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, вариативной части, лекции, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.
- 1 сентября 2018 - 26 января 2019 Новаковская Юлия Вадимовна
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, вариативной части, лекции, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.
- 1 сентября 2018 - 31 декабря 2018 Батаев Вадим Альбертович
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.
- 1 сентября 2017 - 25 января 2018 Новаковская Юлия Вадимовна
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.
- 1 сентября 2017 - 20 января 2018 Тихонов Денис Сергеевич
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.
- 1 сентября 2017 - 31 декабря 2017 Батаев Вадим Альбертович
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, базовой части, семинары, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.
- 1 сентября 2016 - 27 января 2017 Новаковская Юлия Вадимовна
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет
- обязательная, базовой части, лекции, 36 часов
- Автор: Новаковская Ю.В.