PROGRAMA DE LA ASIGNATURA A DESARROLLAR DURANTE EL TERCER TRIMESTRE (CURSO ).

Transcripción

1 ASIGNATURA: QUIMICA FÍSICA I. SEGUNDO CURSO. LICENCIADO EN QUIMICA. AREA DE CONOCIMIENTO: QUIMICA FISICA. PROGRAMA DE LA ASIGNATURA A DESARROLLAR DURANTE EL TERCER TRIMESTRE (CURSO ). 1. PRINCIPIOS DE LA MECANICA CUANTICA 1.1. Primer postulado. La función de onda. - Difracción. - Significado de la función de onda. - Probabilidad y normalización. - Aceptabilidad de la función de onda Segundo Postulado. Operadores y Observables. - Propiedades de los operadores - Operadores en la Mecánica Cuántica. - Autofunciones y autovalores de un operador. - Ortogonalidad de autofunciones de un operador. - Conjuntos de funciones base. Superposición. 1.3.Tercer Postulado. El valor medio de un observable. 1.4.Cuarto Postulado. La ecuación de Schrödinger. - La ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. - La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo. Separación de variables. - Estados estacionarios. - Principio de incertidumbre. - Estados degenerados. 2. MECANICA CUANTICA DE SISTEMAS ELEMENTALES. 2.1.Movimiento traslacional. La partícula libre. 2.2.La partícula en una caja de potencial monodimensional. - Condiciones de contorno. - Funciones de onda, Densidad de probabilidad y niveles de energía. - Energía en el punto cero. 2.3.La partícula en una caja tridimensional. - Separación de variables.

2 - Caja cúbica. Degeneración. 2.4.El oscilador armónico. 2.5.Problemas de dos partículas. Coordenadas internas. - Vibraciones moleculares. 2.6.Movimiento de rotación. Coordenadas esféricas. - Operadores en coordenadas esféricas. 2.7.El rotor rígido de dos partículas. - Separación de variables. - Los armónicos esféricos. - Cuantización del momento angular. - Rotación de moléculas diatómicas. 3. ATOMOS HIDROGENOIDES La ecuación de Schrödinger de un hidrogenoide Separación de variables. - La ecuación radial Niveles de energía Soluciones aceptables de la ecuación radial Funciones de distribución radial Funciones de onda completas. Orbitales hidrogenoides Funciones de onda reales. - Forma de los orbitales Números cuánticos. Momento angular Spin. - El experimento de Stern-Gerlach. 4. ATOMOS POLIELECTRONICOS El átomo de helio. Aproximación orbital Métodos aproximados. El método de variaciones. - Aplicación del método de variaciones al helio. - Funciones variacionales lineales. Método de Rayleigh-Ritz Principio de exclusión de Pauli. - Partículas indiscernibles. Simetría de las funciones de onda. - Determinantes de Slater.

3 - Estado fundamental del helio. - Estados excitados del átomo de helio Atomos multielectrónicos Orbitales de Hartree-Fock Momento angular orbital y de spin Acoplamiento spin-órbita. Momento angular total Espectros atomicos. 5. ESTRUCTURA MOLECULAR. MOLECULAS DIATONÚCAS La molécula-ion de hidrógeno. La aproximación de Born-Oppenheimer. - Movimiento electrónico. - Movimiento nuclear Teoría de orbitales moleculares CLOA. - Significado de las integrales. - Densidad de probabilidad. Estado enlazante y antienlazante Otros orbitales moleculares. - Nomenclatura de los orbitales moleculares. - Energías de los orbitales moleculares Moléculas diatómicas homonucleares con más de un electrón. - La molécula de hidrógeno. - Otras moléculas diatómicas homonucleares. - Orden de enlace Moléculas diatómicas heteronucleares Funciones de onda SCF y de Hartree-Fock para moléculas diatómicas. 6. ESTRUCTURA MOLECULAR, MOLECULAS POLIATOMICAS Moléculas lineales. La molécula de BeH 2. - Orbitales moleculares deslocalizados. - Orbitales moleculares localizados. - Orbitales atómicos híbridos Moléculas no lineales. - Enlaces sigma, pi y delta. - Metano, etileno, acetileno y benceno El método de Hückel.

4 - Etileno. - Butadieno. Energía de deslocalización. - Benceno y estabilidad aromática Cálculo de propiedades moleculares. - Gometría molecular. - Momento dipolar. - Energía de inonización. - Barreras rotacionales. BIBLIOGRAFÍA 1. Libros de Química Física general: -Levine, I.N. Fisicoquímica (5ª edición) Mc Graw-Hill (2004). -Atkins P.W. & de Paula J. Química Física (8º Ed.) Ed. Panamericana (2008). -Díaz Peña, M. y Roig Muntaner, A. Química Física Alhambra. (1984) -Barrow, G.M. Química Física, Ed. Reverté (1981) -Bertrán Rusca, J. y Núñez Delgado, J. Química Física, Ed. Ariel. (2002) 2. Libros de Estructura Atómica y Enlace Químico: -Levine, I.N. Química Cuántica Editorial AC. -Atkins, P.W. y Friedman, R.S. Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press. -McQuarrie, D.A. Quantum Chemistry University Science Books. 3. Libros de Problemas resueltos: -Atkins P.W. y Trapp, C.A. Solutions manual for physical chemistry Oxford University Press. -Atkins, P.W. y Trapp, C.A. Solutions manual for molecular quantum mechanics Oxford University Press. -Levine, I.N. Problemas resueltos de físico química: (del texto de teoría) McGraw- Hill. (2005) - Bertrán Rusca, J. y Núñez Delgado, J. Problemas de Química Física Ed. Delta (2007)

5 -Pérez Martínez, J.M., Esteban Elum, A.L. y Galache Payá, M.P. "Problemas Resueltos de Química Cuántica y Espectroscopía Molecular" Publicaciones de la Universidad de Alicante. (2001).