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Chimica Fisica II (Nuovo Ordinamento D.M. 270)

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Anno accademico 2011/2012

Codice attività didattica
MFN0459
Docenti
Gabriele Ricchiardi (Titolare del corso)
Piero Ugliengo (Titolare del corso)
Corso di studio
Chimica
Chimica
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto
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Sommario insegnamento

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Risultati dell'apprendimento attesi

Il corso fornisce un’introduzione alle teorie quantistiche atomiche e molecolari. La teoriadel  legame chimico viene introdotta attraverso lo studio della teoria LCAO per molecole semplici, introducendo così all’interpretazione della struttura molecolare e delle spettroscopie e alla chimica computazionale. Viene inoltre fornita un’introduzione alla termodinamica statistica e alla relazione tra osservabili macroscopiche e microscopiche.

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Programma

Fondamenti di MECCANICA QUANTISTICA (5-6 CFU)
Dalla meccanica classica alla meccanica quantistica. L’equazione di Schroedinger. I postulati fondamentali; funzione d’onda, operatori, rappresentazioni e matrici, autovalori e autovettori. Il principio di indeterminazione. Commutabilità e misurabilità. Lo spin.
I sistemi semplici: particella nella scatola, oscillatore armonico, rotatore rigido.
L’atomo di idrogeno.; gli atomi multielettronici. Gli autostati del momento angolare.
La teoria delle perturbazioni e il metodo variazionale. Le molecole biatomiche e poliatomiche. Il metodo LCAO. Il suo uso nella chimica computazionale. Esercitazioni alla lavagna e guidate al calcolatore.

Termodinamica Statistica (4-3 CFU)
Insiemi statistici; la legge dei grandi numeri; il fattore di Boltzman e le funzioni di partizione. Osservabili e insiemi statistici. Calore specifico e pressione come derivate  rispetto alla temperatura ed al volume dell’energia media. Riformulazione in termini della funzione di partizione. Particelle indipendenti, distinguibili ed indistinguibili. La separabilità delle funzioni di partizione: traslazionale, rotazionale, vibrazionale ed elettronica. Loro integrabilità. Calore specifico calorimetrico e “spettroscopico”. Qualche complemento matematico. Entropia e disordine: la legge di Boltzmann.
Orto e para-idrogeno. Fermioni e bosoni.

Molecular Quantum Mechanics (5-6 CFU)
From  classical to quantum mechanics. The Shroedinger equation. The postulates; wave function,  operators, representations and matrices, eigenvalues and eigenvectors. The indetermination principle. Commutation and simultaneous measurability,. The spin variable. Simple systems: a particle in a box,  the harmonic oscillator, the rigid rotator.
The hydrogen atom; multielectronic atoms. Eigenvalues and eigenvectors of the angular momentum. Perturbation theory and variational principle. The biatomic and poliatomic molecules. The LCAO method and its use in computational chemistry. Black-board exercices and simulations on a PC.

Statistical Thermodynamics (4-3 CFU)
Statistical Ensembles; the Large Numbers Hypothesis, Boltzmann factor and partition functions. Observables and Statistica Ensembles. Specific Heat and Pressure as derivatives of energy with respect to temperature and volume respectively. Description of the same variables in terms of Partition Functions. Independent distinguishable and undistinguishable particles. Factorization of partition funcyions: translational, rotational, vibrational and electronic PFs. Entropy and disorder: Boltzmann’s Law. Ortho and Para hydrogen. Fermions and Bosons.

Testi consigliati e bibliografia

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- Dispense fornite dai docenti
- McQuarrie D. A.; Simon J. D.,  Chimica fisica. Un approccio molecolare, Zanichelli 2000



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 17/11/2011 10:25
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