Obiettivi formativi
Descrizione quantomeccanica della struttura e delle proprieta' molecolari.
Prerequisiti
Introduzione alla Meccanica Quantistica.
Contenuti dell'insegnamento
<br />Alcune soluzioni esatte della equazione di Schroedinger con applicazione ad alcuni problemi molecolari:<br />la particella nella scatola -- spettri di assorbimento di molecole coniugate lineari;<br />l'oscillatore armonico -- le vibrazioni di una molecola biatomica;<br />sistemi di oscillatori armonici -- le vibrazioni di una molecola poliatomica;<br />rotatore rigido e momenti angolari -- spettri rotazionali di molecole biatomiche<br />Interludio: lo spin<br />L'atomo idrogenoide<br /><br />La simmetria:operazioni di simmetria, gruppi di simmetria, rappresentazioni, riduzione delle rappresentazioni, prodotto diretto<br />Operazionidi simmetria e Hamiltoniani: simmetria degli autostati, degenerazionedegli autostati, diagonalizzazione a blocchi delle matriciHamiltoniane, integrali non-nulli<br />Particelle indistinguibili: bosoni e fermioni<br />Introduzionealla seconda quantizzazione: il sistema di oscillatori armonici e ifononi, generalizzazione ai bosoni; fermioni e determinanti di Slater,operatori mono- e bielettronici in seconda quantizzazione.<br /><br />Metodi approssimati per problemi time-independent:<br />teoria delle perturbazioni,<br />metodo variazionale<br /><br />Le molecole:<br />l'approssimazione adiabatica,<br />la molecola di idrogeno: una introduzione alla picture valence bond e agli orbitali molecolari;<br />unaprima descrizione di: molecole biatomiche omo- ed etero-nucleari,molecole poliatomiche ed orbitali ibridi, molecole pi-coniugate,complessi dei metalli di transizione;<br />Hamiltoniani modello: ab initio vs semiempirici, scelta della base, integrali mono e bielettronici.<br />Hamiltoniani semiempirici: Metodo di Huckel , EHM, PPP, approssimazione ZDO....<br />Soluzione del problema ad elettroni interagenti: SCF ed orbitali molecolari, valence bond (cenni), density functional (cenni).<br /><br />La spettroscopia molecolare:<br />Laradiazione elettromagnetica, i fotoni, l'interazione radiazione-materiain approssimazione di dipolo elettrico; Teoria delle perturbazionidipendenti dal tempo, probabilita' di transizione, Fermi golden rule.<br />Processi ad un fotone: assorbimento, emissione spontanea e stimolata<br />Spettroscopiaottica: spettroscopia elettronica (regole di selezione, fattori diFrank-Condon, Stokes shift); spettroscopia vibrazionale (assorbimentoinfrarosso e scattering Raman, regole di selezione)<br />Spettroscopiamagnetica: l'esperimento base; NMR ed ESR ; NMR (chemical shft, dipolarcoupling, J-coupling), FT-NMR, cenni; ESR (cenni all'Hamiltoniano dispin). <br />
Bibliografia
M.A.Ratner, G.C.Schatz, Introduction to Quantum Mechanics in Chemistry,Prentice Hall (2000) affiancato da materiale dedotto da altri testi,facilmente reperibili nelle biblioteche.<br />Materiale didattico<br /><br /><br />
Metodi didattici
Si prevede una sola prova di esame per entrambi i corsi. Propedeuticita': Introduzione alla Meccanica Quantistica.
