Перелік питань з курсу «Квантова механіка та квантова хімія», які виносяться на самостійне опрацювання

1. Гамільтоніан багатоелектронної системи. Адіабатичне наближення. Електронний гамільтоніан. Метод самоузгодженого поля. Енергія Гартрі та Гартрі Фока. Кулонівський та обмінні інтеграли. Оператор Фока.

2. Розгляд розвязку задачі для молекули водню методом валентних схем. Молекулярний йон молекули водню. Криві зміни енергії.

3. Метод ЛКАО МО для двохатомних молекул. Геометрична будова багатоатомних молекул.

4. Метод молекулярних орбіталей Гюккеля. Основні наближення та розрахункова схема методу МОГ. Приклади розрахунку для різних молекул.

5. Загальна характеристика напівемпіричних методів квантової хімії. Методи нулевого диференціального перекривання.

6. Розрахунок параметрів електронної структури молекул. Застосування параметрів для характеристики реакційної здатності молекул. Гібридизація як спосіб прогнозуваня геометричної будови.

7. Правила Вудворда Хоффмана. Побудова кореляційних діаграм. Загальна характеристика неемпіричних методів. Ефекти електронної кореляції. Базисні набори.

Контрольні питання та завдання до третього розділу.

1. Напишіть загальний вираз для кулонівського інтеграла та вкажіть його фізичний зміст.

2. Напишіть загальний вираз для обмінного інтеграла та вкажіть його фізичний зміст.

3. Напишіть загальний вираз для інтеграла перекривання та вкажіть його фізичний зміст.

4. Напишіть загальний вираз для остовного інтеграла та вкажіть його фізичний зміст.

5. Напишіть загальний вираз для одного з елементів матриці Фока та вкажіть його фізичний зміст.

6. Як представляють хвильову функцію багатоелектронного атома в теорії Гартрі?

7. Як представляють хвильову функцію багатоелектронного атома в теорії Гартрі-Фока?

8. Перелічіть переваги зображення хвильової функції багатоелектронного атома у вигляді визначника Слейтера.

9. Вкажіть основні положення методу самоузгодженого поля.

10. Наведіть схему розвязку квантово-хімічної задачі для молекули водню за методом валентних схем.

11. Наведіть криві зміни енергії від між’ядерної віддалі в молекулі водню та прокоментуйте їх.

12. Поясніть суть методу ЛКАО-МО.

13. Перелічіть відомі Вам теорії геометричної будови молекул.

14. Наведіть основні положення теорії гібридизації.

15. Наведіть основні положення теорії відштовхування електронних пар валентних електронів.

16. Виходячи з теорії гібридизації вкажіть геометричну будову молекул СН₄, Н₂О, С₂Н₂.

17. Виходячи з теорії гібридизації вкажіть числові значення плоских кутів в молекулах СН₄, С₂Н₄ та РН₃.

18. Використовуючи теорію ВЕПВЕ вкажіть геометричну будову молекул СО₂, О₃, Н₂SO₄.

19. Використовуючи теорію ВЕПВЕ вкажіть геометричну будову молекул РCl₅, PCl₃, SO₃.

20. Наведіть основні положення теорії молекулярних орбіталей Гюккеля.

21. Перелічіть переваги та недоліки методу молекулярних орбіталей Гюккеля.

22. Наведіть схему розрахунку та прокоментуйте розв’язки для молекули бензену в методі молекулярних орбіталей Гюккеля.

23. Наведіть схему розрахунку та прокоментуйте розв’язки для молекули бутадієну в методі молекулярних орбіталей Гюккеля.

23. Наведіть схему розрахунку та прокоментуйте розв’язки для молекули етилену в методі молекулярних орбіталей Гюккеля.

24. Наведіть схему розрахунку та прокоментуйте розв’язки для молекули циклобутадієну в методі молекулярних орбіталей Гюккеля.

25. Наведіть схему розрахунку та прокоментуйте розв’язки для молекули формальдегіду в методі молекулярних орбіталей Гюккеля.

26. Наведіть схему розрахунку та прокоментуйте розв’язки для молекули циклооктатетраену в методі молекулярних орбіталей Гюккеля.

27. Наведіть правило ароматичності Гюккеля та прокоментуйте його.

28. Які сполуки називаються неароматичними?

29. Які сполуки називають антиароматичними?

30. Напишіть вираз для наближення Поппла та прокоментуйте його.

31. Перелічіть параметри електронної структури, які можна отримати в ході квантово-хімічних розрахунків.

32. Як поділяються параметри квантово-хімічних параметрів електронної структури?

33. Як визначають індекс вільної валентності?

34. Що таке порядок зв’язку та як визначають цей параметр?

35. Які властивості молекул можна прогнозувати на основі часткового електронного заряду на даному атомі в молекулі?

36. Перелічіть відомі Вам напівемпіричні методи квантово-хімічного розрахунку.

37. Сформулюйте основні положення теорії Вудворда-Хоффмана.

38. Що таке електронна кореляція?

39. Наведіть основні характеристики напівемпіричного методу АМ1.

40. Наведіть основні характеристики напівемпіричного методу РМ3.

Методи контролю

Поточне тестування та самостійна робота			екзамен	Сума балів
Змістовний модуль 1	Змістовний модуль 2	Змістовний модуль 3
15	16	19	50	100

Якщо за результатами модульно-рейтингового контролю студент отримав за три змістовні модулі менше ніж 30 балів і не виконав хоча б одного з видів запланованих робіт, а саме: не здав колоквіумів, домашнього завдання, не виступив на семінарі, не відробив та не захистив лабораторних розрахункових робіт, то він (вона) не допускається до іспиту, як такий що не виконав навчального плану.

Підчас іспиту кожен студент отримує екзаменаційний білет, який містить 4-5 теоретичних питань та одну розрахункову задачу.

Типовий білет наведений нижче.

Львівський національний університет імені Івана Франка

спеціальність: хімія семестр 5

навчальний предмет: Квантова механіка та квантова хімія

Екзаменаційний білет № 1

1. Предмет курсу „Квантова механіка та квантова хімія”

2. Метод Гартрі-Фока.

3. Ароматичність. Правило Гюккеля.

4. Молекулярні діаграми та їх застосування для прогнозування реакційної здатності молекул.

Затверджено на засіданні кафедри фізичної та колоїдної хімії протокол №

від „ „ 2012 р.

Зав. кафедрою Е.Ковальчук Екзаменатор В.Дутка

Оцінювання знань

Бал	ЕСТS	ОЦІНКА
90-100	А	5	відмінно
81-89 71-80	В С	4	добре
61-70 51-60	D E	3	задовільно
30-50	Fx	2	незадов (з правом перездачі)
1-29	F	2	Незадовільно (з повторенням курсу)