De studerende indføres i de kvantekemiske begreber, der er grundlæggende for hele kemien. Desuden bibringes de studerende en tilstrækkelig teoretisk baggrund til, at de på forsvarlig vis kan anvende moderne molekylmodelleringsværktøjer. De studerende vil få praktisk erfaring med anvendelse af molekylmodelleringsværktøjer i forbindelse med konkrete kemiske problemstillinger. Endelig bibringes de studerende en nødvendig baggrund for at forstå den moderne kemiske litteratur.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Redegøre for kvantemekanikkens baggrund, herunder Bohrs atommodel, partikel-bølge dualiteten, de Broglie relationen og Heisenbergs usikkerhedsrelation
Fortolke Schrödinger-ligningen fysisk og løse den for simple modelsystemer
Anvende operatorer og bestemme egenværdier og forventningsværdier
Løse Schrödinger-ligningen for atomer ved at anvende variationsmetoden
Anvende gruppeteori herunder karaktertabeller og symmetrioperationer på molekyler
Forklare molekylers egenskaber ud fra molekyl-orbital modeller
Anvende semiempiriske metoder, herunder Hückels π-elektron-teori, til at fortolke molekylers egenskaber samt deres reaktioner
Anvende og vurdere ab initio kvantemekaniske metoder
Udnytte den teoretiske baggrund for vibrations-, rotations- og kernemagnetisk resonansspektroskopi til at forudsige spektre
Beregne ab initio Hartree-Fock bølgefunktioner for atomer og molekyler samt vurdere forskellige basis sæt
Benytte moderne molekylmodelleringsprogrammel til at beregne og forudsige molekylers egenskaber samt deres reaktionsveje
Opsummere og fortolke resultater af molekylmodelleringsberegninger udført i individuelt valgte projekter i rapportform
Kursusindhold:
Schrödinger-ligningen, den kemiske bindings natur, elektronstruktur af molekyler, symmetri og gruppeteori, Slater determinanter. Vibrationstilstande af toatomige molekyler. Fleratomige molekyler, herunder kulbrinter. pi-elektron-teori og Woodward-Hoffmann regler. Øvelserne udføres ved anvendelse af PC'er og grafiske UNIX arbejdsstationer. Ved øvelserne vil de studerende få praktisk erfaring med anvendelse af molekylmodeleringsværktøjer på konkrete kemiske systemer. Desuden vil der i løbet af kurset søges arrangeret et besøg på et forskningslaboratorium eller på en virksomhed.
