Informator o studiach


UNIWERSYTET WARSZAWSKI

U.W. Wydział Chemii, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa




22


Nazwa przedmiotu

Wstęp do teorii reakcji chemicznych


Nr / kod przedmiotu*


Semestr

1M / 3M

Rodzaj zajęć

Wykład


Liczba godzin
 na semestr      na tydzień

30      2

Liczba punktów

3


Prowadzący:

Prof. dr hab. Robert Moszyński
Pokój: 402     Tel: 206     email: rmoszyns@chem.uw.edu.pl
Zakład dydaktyczny:


Zakład Chemii Teoretycznej i Krystalografii

Efekty kształcenia
i kompetencje:


Poznanie podstaw modelowania teoretycznego reakcji chemicznych.

Opis przedmiotu:

Wiadomości wstępne: klasyfikacja reakcji chemicznych, rząd i szybkość reakcji chemicznej, teoria Arheniusa.
Powierzchnie energii potencjalnej dla zderzeń reaktywnych: przypomnienie metod obliczeniowych chemii kwantowej, metody wielokonfiguracyjne i problem konsystencji rozmiarowej, topologia powierzchni energii potencjalnej dla układów reaktywnych.
Mechanizmy reakcji chemicznych: mechanizm reakcji chemicznej a topologia powierzchni energii potencjalnej, wyznaczanie optymalnych geometrii substratów i produktów oraz stanów przejściowych, reakcje złożone, metody eksperymentalne badania mechanizmów reakcji chemicznych.
Wprowadzenie do kinetyki reakcji chemicznych: równania kinetyczne, stale szybkości, zależność stałej szybkości od temperatury, detailed balance principle, równanie master, eksperymentalne metody badania kinetyki reakcji chemicznych.
Podstawowe pojęcia teorii rozpraszania: układy współrzędnych, klasyczna teoria rozpraszania, przekroje czynne na rozpraszanie, równanie Schrodingera dla widma ciągłego, operatory Mollera, macierz rozpraszania, asymptotyka funkcji falowej, przekrój czynny a macierz rozpraszania.
Teoria zderzeń elastycznych: klasyczne trajektorie dla ruchu w polu sil centralnych, kwantowa teoria rozpraszania w polu centralnym, przesuniecie fazowe i długość rozpraszania, półklasyczny opis zderzeń elastycznych.
Teoria zderzeń nieelastycznych: klasyczny opis zderzeń nieelastycznych w układzie atom-cząsteczka dwuatomowa, wstęp do teorii kwantowej, rozwiniecie fal parcjalnych funkcji falowej, równania silnego sprzężenia, rozwiniecie fal parcjalnych macierzy rozpraszania i przekroju czynnego, stany rezonansowe.
Teoria zderzeń reaktywnych: układy współrzędnych dla zderzeń reaktywnych, współrzędne hipersferyczne demokratyczne, Hamiltonian dla kompleksu reaktywnego we współrzędnych hipersferycznych, rozwiniecie fal parcjalnych we współrzędnych hipersferycznych i we współrzędnych Jacobiego, równania silnego sprzężenia, rozwiniecie fal parcjalnych macierzy rozpraszania i przekrojów czynnych na reakcje chemiczne.
Eksperymentalne badania kinetyki prostych reakcji chemicznych: eksperymenty w wiązkach molekularnych, eksperymentalne metody rozdzielania stanowego substratów i produktów, techniki eksperymentalne dla zderzeń reaktywnych o nierozdzielonych stanowo produktach, widma strat energii.
Od dynamiki mikroskopowej do kinetyki makroskopowej: stale szybkości reakcji dla substratów i produktów w określonych stanach kwantowych, metody uśredniania po stanach, stale szybkości reakcji dla eksperymentów stanowo rozdzielonych i nierozdzielonych,
Przykłady: wyniki doświadczalne dla prostych układów reaktywnych, mechanizmy prostych reakcji na podstawie wyników eksperymentalnych, porównanie teorii z doświadczeniem, rola stanów rezonansowych.


Wymagane podstawy:



-

Forma zaliczenia:

Zaliczenie na ocenę

Uwagi:

-





Nadzór redakcyjny: dr hab. Andrzej Kudelski

Stronę oprac. Adam Myśliński