|
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.
|
