Στοιχεία Μαθήματος
Διδάσκων (Διδάσκοντες):
Προπτυχιακά Μαθήματα, 3o Εξάμηνο (2ο Έτος, Χειμερινό)
Κατηγορία μαθήματος: Υποχρεωτικά Μαθήματα
Τύπος Μαθήματος: Υποβάθρου
Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνικά
Κωδικός Μαθήματος: CHM_421
Μονάδες: 5
Μονάδες ECTS: 7
Τύπος Διδασκαλίας: Διαλέξεις (4Ωρ./Εβδ.) Φροντηστήριο (2Ωρ./Εβδ.)
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus: Όχι
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος: E-Class (CMNG2172)
Λεπτομέρειες Μαθήματος

1.  Να έχει κατανοήσει τις θεμελιώδεις έννοιες της κβαντικής μηχανικής, όπως η εξίσωση Schrödinger, η κυματοσυνάρτηση και η φυσική της σημασία, η κβάντωση, και οι αναμενόμενες τιμές.

2.  Να έχει κατανοήσει την κβαντομηχανική περιγραφή της μεταφορικής, της περιστροφικής και της δονητικής κίνησης ενός σωματιδίου, και να μπορεί να συζητήσει τις αντίστοιχες κυματοσυναρτήσεις και τα ενεργειακά επίπεδα.

3. Να έχει αφομοιώσει τις έννοιες του spin και της τροχιακής στροφορμής και να μπορεί να εξηγήσει το φαινόμενο Zeeman και τη σύζευξη spin-τροχιάς.

4. Να έχει καταλάβει τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η κβαντική μηχανική για την περιγραφή της ηλεκτρονικής δομής των υδρογονοειδών και των πολυηλεκτρονιακών ατόμων.

5. Να έχει αποκτήσει βασικές γνώσεις για την προσέγγιση των μοριακών τροχιακών και για τις μεθόδους που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή της δομής των διατομικών και των πολυατομικών μορίων.

6. Να έχει κατανοήσει την προέλευση των ατομικών και των μοριακών φασμάτων και των κανόνων επιλογής που τα διέπουν.

7.  Να έχει εξοικειωθεί με τις αρχές της Στατιστικής Θερμοδυναμικής.

8. Να μπορεί να χρησιμοποιεί τις αρχές της Στατιστικής Θερμοδυναμικής ώστε να εκτιμά τις μακροσκοπικές θερμοδυναμικές και φυσικοχημικές ιδιότητες ενός συστήματος (ιδανικού και μη ιδανικού) από την γνώση λίγων δεδομένων γι’αυτό σε μοριακό επίπεδο.

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές πρέπει να είναι έχουν αποκτήσει τις ακόλουθες γενικές ικανότητες:

- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.

- Αυτόνομη εργασία

- Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Απαιτούνται στοιχειώδεις γνώσεις μαθηματικών (μιγαδικοί αριθμοί, απλές διαφορικές εξισώσεις, παράγωγοι και ολοκληρώματα).

Εισαγωγή στην Κβαντική Θεωρία. Κλασσική Μηχανική και αδυναμίες της. Η δυναμική των μικροσκοπικών συστημάτων. Αρχές της Κβαντικής Μηχανικής.

Τεχνικές και Εφαρμογές. Μεταφορική κίνηση. Δονητική κίνηση. Περιστροφική κίνηση.

Ατομική Δομή και Ατομικά Φάσματα. Δομή και φάσματα υδρογονοειδών ατόμων. Τα ατομικά τροχιακά και οι ενέργειές τους. Δομή και φάσματα πολυηλεκτρονιακών ατόμων. Συμβολισμός ατομικών καταστάσεων και κανόνες επιλογής. Επίδραση εξωτερικών δυναμικών πεδίων.

Μοριακή δομή και μοριακά φάσματα. Θεωρία μοριακών τροχιακών. Το ιόν του μοριακού υδρογόνου. Δομή διατομικών μορίων. Δομή πολυατομικών μορίων. Φάσματα περιστροφής διατομικών και πολυατομικών μορίων. Φάσματα δόνησης διατομικών μορίων. Εισαγωγή στις ηλεκτρονικές μεταπτώσεις και τα ηλεκτρονικά φάσματα.

Στατιστική Θερμοδυναμική. Εισαγωγή στη Στατιστική Θερμοδυναμική. Σκοπός και βασικές έννοιες. Θερμοδυναμική ισορροπία. Στατιστικά σύνολα ισορροπίας. Κανονικό άθροισμα καταστάσεων. Κατανομή πληθυσμών κατά Boltzmann.

Κανονικό στατιστικό σύνολο. Εφαρμογές στην εξαγωγή θερμοδυναμικών ιδιοτήτων. Μοριακό άθροισμα καταστάσεων, οι συνιστώσες του (μεταφορική, περιστροφική, δονητική, ηλεκτρονιακή) και ο υπολογισμός τους. Διακυμάνσεις. Τρίτος θερμοδυναμικός νόμος και υπολειπόμενες εντροπίες. Ημικλασσικό άθροισμα καταστάσεων. Ολοκλήρωμα απεικονίσεων. Απλή εξαγωγή της εξίσωσης virial για πραγματικό αέριο. Υπολογισμός σταθερών χημικής ισορροπίας. Εφαρμογή σε αντιδράσεις διάσπασης.

Χρήση Η/Υ και video projector

Χρήση ιστοσελίδων

Οργάνωση Διδασκαλίας

Δραστηριότητα

Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου

Διαλέξεις

78

Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας

90

Εξετάσεις

9

Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):

177 Ώρες

Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.

Η αξιολόγηση περιλαμβάνει:

- Τρείς προαιρετικές, απαλλακτικές προόδους

- Τελική γραπτή εξέταση

Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.

  1. P. Atkins, J. de Paula “Φυσικοχημεία”, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2014.
  2. Στέφανος Τραχανάς, “Στοιχειώδης Κβαντική Φυσική”, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2012.
  3. Βλάσης Μαυραντζάς, “Στατιστική Θερμοδυναμική”, Εκδόσεις Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου (ΕΑΠ).
  4. Ι.Δ. Βέργαδος και Η.Σ. Τριανταφυλλόπουλος, “Στατιστική Θερμοδυναμική”, Εκδόσεις Συμεών, 1991.