Complementi di Chimica Fisica

Periodo di svolgimento
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Info sul corso
Ore del corso
40
Ore dei docenti responsabili
40
CFU 6
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Modalità esame

Orale

Programma

In generale, il corso mira a fornire agli studenti una conoscenza di base nel campo della chimica fisica. In una prima fase, verranno discussi i fondamenti della meccanica quantistica, partendo dai postulati fino alla risoluzione di semplici problemi mono- e multi-dimensionalli. Successivamente, l’attenzione si sposterà sulla descrizione quantistica di sistemi di interesse chimico, quali atomi idrogenoidi e molecole, e i modelli di oscillatore armónico e rotatore rigido, anche attraverso il formalismo quantomeccanico del momento angolare. Infine, verranno discusse metodologie per l’approssimazione di soluzioni all’equazione di Schrödinger, come il principio variazionale e la teoria perturbativa. Inoltre, verranno illustrate le teorie per la determinazione di costanti di velocità di reazioni chimiche, concetti fondamentali di cinetica chimica e metodologie teoriche appropriate per la modellizzazione e la comprensione dell’evoluzione di reazioni in fase gas. La formulazione termodinamica e statistica della teoria dello stato di transizione convenzionale (CTST) verrà analizzata, così come termini importanti quali funzioni di partizione, densità degli stati, fattori statistici e di simmetria e contributi di tunnelling. L’estensione della CTST alla teoria dello stato di transizione variazionale (VTST) sarà discussa nella fase successiva, insieme alla teoria Rice-Ramsperger- Kassel-Marcus (RRKM).

Obiettivi formativi

• Fornire i fondamenti della meccanica quantistica e la loro applicazione a problem di interesse chimico;

• Fornire una base teorica per la comprensione di teorie per la determinazione di costanti di velocità di reazioni chimiche e metodi quantistici attualmente utilizzati nel campo della cinetica in fase gas;

• Fornire le basi delle teorie CTST, VTST e RRKM per la determinazione di costanti di velocità canoniche o microcanoniche di reazioni elementari.

Riferimenti bibliografici

  1. I. Levine, Quantum Chemistry, Pearson (2013);
  2. D. A. McQuarrie, J. D. Simon, Physical Chemistry: A Molecular Approach, University Science Books (1997);
  3. L. Arnaut, S. Formosinho, H. Burrows, Chemical Kinetics - From Molecular Structure to Chemical Reactivity, Elsevier, Oxford (2007);
  4. K. Han, T. Chu, Reaction Rate Constant Computations Theories and Applications, RSC Theoretical and Computational Chemistry Series No. 6, The Royal Society of Chemistry, Cambridge (2014).