KD2360 Kvantkemi 9,0 hp

Quantum Chemistry

Kursen består av två delar. I den första delen behandlas den grundläggande kvantmekanik som behövs för den senare delen av kursen. Kvantmekaniska grundprinciper och användningar av dessa för enkla modellsystem diskuteras i detalj. Approximationsmetoder introduceras. Interaktionen mellan elektromagnetisk strålning och molekyler diskuteras, vilket leder till grundprinciperna för olika optiska (IR, Raman) spektroskopier.

Kursens andra del behandlar kvantkemiska beräkningsmetoder och deras tillämpningar inom kemi och biokemi. Hartree-Fockmetoden, dess teoretisk bakgrund och implementering men också post-Hartree-Fock metoder och täthetsfunktionalteori beskrivs och diskuteras. Tillämpningar av dessa metoder för beräkning av molekylära egenskaper såsom energier, molekylgeometrier, vibrationsspektra och karakteristika av kemiska reaktioner introduceras och demonstreras. I denna del ingår kvantkemiska beräkningslaboratorier där ett modernt kvantkemiskt datorprogram används för att beräkna molekylära egenskaper och kemiska reaktioner.

Visa kursinformation utifrån vald termin och kursomgång:

Kursomgång och genomförande

Ingen kursomgång är vald

Välj termin och kursomgång ovan för att få information från rätt kursplan och kursomgång.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

Kursen består av två delar. I den första delen behandlas den grundläggande kvantmekanik som behövs för den senare delen av kursen. Kvantmekaniska grundprinciper och användningar av dessa för enkla modellsystem diskuteras i detalj. Approximationsmetoder introduceras. Interaktionen mellan elektromagnetisk strålning och molekyler diskuteras, vilket leder till grundprinciperna för olika optiska (IR, Raman) spektroskopier.

Kursens andra del behandlar kvantkemiska beräkningsmetoder och deras tillämpningar inom kemi och biokemi. Hartree-Fockmetoden, dess teoretisk bakgrund och implementering men också post-Hartree-Fock metoder och täthetsfunktionalteori beskrivs och diskuteras. Tillämpningar av dessa metoder för beräkning av molekylära egenskaper såsom energier, molekylgeometrier, vibrationsspektra och karakteristika av kemiska reaktioner introduceras och demonstreras. I denna del ingår kvantkemiska beräkningslaboratorier där ett modernt kvantkemiskt datorprogram används för att beräkna molekylära egenskaper och kemiska reaktioner.

Lärandemål *

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • Redogöra i detalj för kvantmekanisk formalism, relatera till och sammanfatta kvantmekaniska koncept och kombinera formalism och koncept för att konstruera, beräkna, och förklara beteendet hos olika kvantmekaniska modellsystem.
  • Beskriva, förklara och använda grundläggande kvantkemisk teori för atomära och molekylära flerelektronsystem och med hjälp av datorer beräkna molekylers inre egenskaper samt deras reaktioner och spektroskopiska egenskaper

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

Minst 150 högskolepoäng från årskurs 1, 2 och 3 varav minst 110 högskolepoäng från årskurs 1 och 2 samt kandidatexamensarbete måste vara avklarade, inom ett program som innehåller:
75 högskolepoäng (hp) inom kemi eller kemiteknik, 20 hp matematik och 6 hp programmering eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

De följande böcker rekommenderas: 

D. J. Griffiths: Introduction to Quantum Mechanics, 2nd ed

A. Szabo and N. S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry, Dover, 1995

Examination och slutförande

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

  • LAB1 - Laborationer, 3,0 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Skriftlig tentamen, 6,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg *

Tentamen (TEN1; 6 hp)
Laborationer (LAB1; 3 hp)  

Slutbetyget blir samma som betyget från tentamen. 

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Istvan Furo

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb KD2360

Ges av

CBH/Kemi

Huvudområde *

Kemi och kemiteknik, Kemiteknik

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Etiskt förhållningssätt *

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Övrig information

Kursen har samma innehåll som kursen KD2040 Kvantkemi och spektroskopi. 

Endast en av kurserna KD2360 och KD2040 får tas med i examen.