Modelovanie vlastností atómov a molekúl



Yüklə 14,9 Kb.
tarix02.03.2018
ölçüsü14,9 Kb.
#29122

Elektrónová štruktúra a vlastností molekúl

(2009/10, verzia zo dňa 30.11. 2009)
Otázky z teórie


  1. Uveďte základné princípy metód Molekulovej Mechaniky (MM).

  2. Vysvetlite pojmy: matica, determinant, násobenie matíc, vlastný problém, diagonalizácia.

  3. Vysvetlite význam operátora fyzikálnej veličiny v kvantovej mechanike. Vysvetlite, čo sú to vlastné funkcie a vlastné hodnoty.

  4. Napíšte nečasovú Schrödingerovu rovnicu a zostavte Hamiltonov operátor pre molekulu. Vysvetlite interpretáciu vlnovej funkcie.

  5. Na prípade častice viazanej v nekonečne hlbokej potenciálovej jame diskutujte spôsob analytického riešenia Schrödingerovej rovnice. Akú chemickú aplikáciu má tento model?

  6. Diskutujte atóm vodíka – Bohrov model. Definujte atómové jednotky.

  7. Diskutujte atóm vodíka – kvantovochemický model. Vysvetlite pojem px, py a pz orbitál.

  8. Vysvetlite spin elektrónu (fyzikálny význam) a jeho zahrnutie do vlnovej funkcie. V čom spočíva princíp nerozlíšiteľnosti mikročastíc?

  9. Vysvetlite pojmy: antisymetrická vlnová funkcia, Slaterov determinant, molekulový orbitál.

  10. Vysvetlite základný princíp Bornovej-Oppenheimerovej aproximácie. Pri vysvetlení ozrejmite pojem celková vlnová funkcia molekuly, elektrónová vlnová funkcia.

  11. Vysvetlite princíp variačnej metódy ako približnej metódy riešenia Schrödingerovej rovnice.

  12. Vysvetlite princíp Hartreeho-Fockovej metódy.

  13. Vysvetlite význam orbitálnych energii, rozvojových koeficientov. Čo je to Koopmansova teoréma?

  14. Diskutujte matematické riešenie Schrödingerovej rovnice molekuly H2+ (uveďte pri tom pojmy LCAO, väzbový a antiväzbový MO, závislosť energie od medziatómovej vzdialenosti).

  15. Čo je to chemická väzba z pohľadu kvantovej chémie (vysvetlite na príklade)?

  16. Aké informácie sú obsiahnuté vo vlnovej funkcii. Čo je to Mullikenova populačná analýza?

  17. Čo sú to ab initio metódy (princíp, bázy AO, prednosti a nedostatky, požiadavky na bázy podľa študovaného problému)?

  18. Čo sú to semiempirické metódy (súhrnný pohľad, princípy a možnosti)?

  19. Vysvetlite základné princípy Hückelovej metódy na molekule eténu.

  20. Aplikujte Hückelovú metódu na molekulu naftalénu (antracénu, butadiénu, fluorénu a pod.). Pri výpočte použite diagonalizačný program (jacobi.exe), integrál = –4 eV, = –7 eV.

  21. Ako možno vysvetliť reaktivitu molekúl – cykloadície. Diskutujte na príkladoch.

  22. Diskutujte spôsob výpočtu excitačných energií. Ako súvisí vypočítaná energia s experimentom? Aké MO sa najčastejšie podieľajú pri aromatických molekulách na excitáciách s najnižšou energiu?

  23. Charakterizujte CIS/ZINDO/S prístup. Aký význam má sila oscilátora.

  24. Akým spôsobom možno vypočítať tepelný účinok reakcie, napr. spaľovacie teplo palív? Diskutujte na konkrétnom príklade.

Otázky a problémy (praktická časť).


  1. Uveďte jednotky a ich prevody pre energiu a vzdialenosť, ktoré sa používajú v kvantovej chémii.

  2. Vysvetlite pojmy celková energia molekuly, elektrónová energia molekuly, energia repulzie jadier molekuly a tvorná entalpia.

  3. Vysvetlite a uveďte príklady pre väzbové súradnice a kartéziánske súradnice (napríkald pre vodu, oxid uhličitý, oxid uhoľnatý a pod..

  4. Podľa výpočtovej náročnosti opíšte výpočtové úrovne, ktoré sa v súčasnosti používajú v kvantovej chémii (ab initio, korelačná energia, HF limita, semiempirika). Uveďte príklady softvérov, ktoré sa využívajú na tieto účely. Čo možno očakávať od kvantovochemických výpočtov.

  5. Stručne charakterizujte – vysvetlite princípy a opíšte výhody/nevýhody použitia molekulovej mechaniky. Čo všetko je potrebné zadať pri výpočte touto metódou?

  6. Stručne charakterizujte – vysvetlite princípy a opíšte výhody/nevýhody použitia semiempirických . Čo všetko je potrebné zadať pri výpočte týmito metódami?

  7. Charakterizujte semiempirické metódy podľa výpočtovej náročnosti a ich použiteľnosti. Čo je to parametrizácia?

  8. Stručne charakterizujte – vysvetlite princípy a opíšte výhody/nevýhody použitia metód ab initio . Čo všetko je potrebné zadať pri výpočte týmito metódami?

  9. Vysvetlite pojem báza atómových orbitálov (AO), Slaterove a Gaussove funkcie. Ktorý typ funkcií sa najčastejšie používa vo výpočtoch – vysvetlite dôvod. Uveďte príklady označenia funkcií AO.

  10. Čo je to difúzna a polarizačná funkcia? Akým spôsobom ovplyvňujú kvalitu výpočtu?

  11. Vysvetlite pojmy optimalizácia geometrie, konformácia a konvergencia. Ktorým parametrom možno charakterizovať, že geometria je skonvergovaná?

  12. Akým spôsobom možno jednoznačne určiť, že nájdená optimálna geometria zodpovedá energetickému minimu alebo energetickému maximu (tranzitnému stavu)?

  13. Pri výpočte molekuly kyslíka metódou AM1 sa získali nasledujúce orbitálne energie v eV: -37.2, -30.5, -19.2, -15.2, -15.2, -4.8, -1.1 a -1.1. Vysvetlite obsadenie týchto orbitálov elektrónmi, nájdite HOMO a LUMO orbitál. Čo rozumieme pod pojmom vertikálna excitácia? (Táto otázka môže mať modifikácie s inou molekulou.)

  14. Ak by ste počítali molekulu vody semiempirickou metódou AM1 a metódou HF (kde AO sú pre O: 5s4p3d2f1g a H:3s2p1d), s koľkými molekulovými orbitálmi by sa pracovali v jednotlivých prístupoch. Ktorý orbitál by bol HOMO a LUMO?

  15. Akým spôsobom možno zobraziť molekulové orbitály? Na príklade benzénu vysvetlite pojem delokalizácia elektrónov.

  16. Akým spôsobom možno vypočítať ionizačnú energiu? Ktorá vypočítaná veličina korešponduje so štandardným elektrochemickým potenciálom?

  17. Vysvetlite pojmy elektrónová afinita a protónová afinita. Načrtnite spôsoby ich výpočtu. Akú stratégiu použiť pri porovnávaní teoretických a experimentálnych údajov?

  18. Na príklade vysvetlite pojem dipólový moment, uveďte jeho jednotky. Akým spôsobom ho možno vypočítať.






Yüklə 14,9 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə