Тема 3. Одноэлектронный атом (6 час.).

Атом водорода, уравнение Шредингера. Волновые функции стационарных состояний атома водорода. Номенклатура. Узловая структура и симметрия. Комплексные и действительные шаровые функции. Наблюдаемые атома водорода, их связь с квантовыми числами.

Литература для самостоятельной работы

1. Паничев С.А. Строение атомов и молекул. Тюмень. Изд-во ТюмГУ. 2008.

2. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. М.: ВШ, 1979. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

3. Симкин Б.Я., и др. Задачи по теории строения молекул. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

Примерные типы задач

1. Изобразить графически радиальную часть волновой функции атома водорода по заданному набору квантовых чисел.

2. Описать радиальную и угловую узловую структуру волновой функции атома водорода по заданному набору квантовых чисел.

3. Вычислить значения наблюдаемых — энергии, модулей и проекций векторов орбитального и спинового моментов — для заданного стационарного состояния атома водорода.

4. Вычислить длину волны и частоту света, вызывающего переход между двумя заданными стационарными состояниями атома водорода.

Тема 4. Многоэлектронные атомы (2 час.).

Орбитальная модель МЭА. Электронные конфигурации и электронные формулы. Энергетические характеристики МЭА и атомные термы. Нахождение атомных термов в LS-приближении. Номенклатура. Расщепление атомных термов за счет межэлектронного отталкивания, спин-орбитального взаимодействия и под влиянием внешних полей. Правила Хунда.

Литература для самостоятельной работы.

1. Паничев С.А. Строение атомов и молекул. Тюмень. Изд-во ТюмГУ. 2008.

2. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. М.: ВШ, 1979. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

3. Симкин Б.Я., и др. Задачи по теории строения молекул. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

4. Заградник Р., Полак Р. Основы квантовой химии. М.: Мир, 1979.

Примерные типы задач

1. Построить атомные термы по заданной электронной формуле.

2. Определить число стационарных состояний атома по электронной формуле.

3. Описать характер расщепления некоторого терма за счет спин-орбитального взаимодействия.

4. Описать характер расщепления некоторого терма за счет внешнего магнитного поля.

5. Расположить заданные термы по шкале энергии.

Тема 5. Электронная оболочка молекул (6 час.).

Орбитальная модель молекулы. Типы молекулярных орбиталей — канонические и локализованные. Гибридизация АО. Классификация КМО и ЛМО по энергии, симметрии и узловой структуре. Корреляционные и энергетические диаграммы. Электронные конфигурации. Конфигурационное взаимодействие. Метод МОХ. Физические основы и математический формализм. Расчеты молекулярных характеристик по коэффициентам молекулярных орбиталей: заряды атомов, порядки связей, индексы свободной валентности. Анализ мезомерных эффектов в рамках метода МОХ, расчет энергии сопряжения. Концепции ароматичности и антиароматичности.

Атомы и молекулы во внешних полях. Постоянное электрическое поле. Поляризация атомов и молекул. Поляризуемость и ее виды — индуктивная и ориентационная. Анизотропия молекул, тензор поляризуемости. Постоянное магнитное поле. Намагниченность и магнитная восприимчивость. Диа- и пара-магнетизм. Переменные поля. Резонансные и нерезонансные взаимодействия. Рассеяние и преломление света. Молярная рефракция. Оптическая активность молекул и вращение плоскости поляризации света. Спектрополяриметрия. Эффекты Коттона и Фарадея.

Литература для самостоятельной работы

1. Паничев С.А. Строение атомов и молекул. Тюмень. Изд-во ТюмГУ. 2008.

2. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. М.: ВШ, 1979. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

3. Симкин Б.Я., и др. Задачи по теории строения молекул. Ростов на Дону.: Феникс, 1997.

4. Дьюар М. Теория молекулярных орбиталей в органической химии. М.: Мир, 1972.

5. Дяткина М.Е. Основы теории молекулярных орбиталей. М.: Наука, 1975.

6. Макаров Е.Ф., Озеров Р.П. ФИЗИКА для химико-технологических специальностей. М.: Научный мир. 2002.

Примерные типы задач

1. Описать узловую структуру некоторых КМО.

2. Описать симметрию некоторых КМО и ЛМО.

3. Составить матрицу Хюккеля для заданной молекулы.

4. Классифицировать заданные структуры по типу ароматичности и антиароматичности.

5. Построить корреляционную диаграмму для некоторой молекулы.

6. Вычислить матрицу зарядов и порядков связей для некоторой молекулы по заданной матрице коэффициентов МО..

7. Вычислить энергию сопряжения для некоторой молекулы по заданной матрице коэффициентов МО.

8. Определить направление дипольного момента некоторой молекулы.

9. Определить направление химического превращения по величинам ИСВ.

10. Описать характер зависимости поляризуемости некоторого вещества от температуры.

11. Определить тип магнетизма, характерный для заданной частицы.

12. Определить наличие (отсутствие) оптической активности у молекулы.