Теорија хемијске везе   (231H2)

Школска година:

2024/2025.

Услови похађања:

001A2 + 011A2 + 101A2

ЕСПБ:

5

Врста студија:

основне академске студије

Студијски програм:

Хемија: 3. година, зимски семестар, обавезни, научно-стручни предмет

Наставник:

др Марио В. Златовић
редовни професор, Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд

Сарадници:

др Андреа М. Николић
доцент, Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд

Павле А. Стојковић, мастер хемичар
асистент, Хемијски факултет, Студентски трг 12-16, Београд

Фонд часова:

Недељно: два часа предавања + два часа теоријских вежби (2+2+0)

Циљеви:

Кроз овај курс ће студенти бити припремљени да са пуним разумевањем прате друге курсеве код којих се користе појмови хемијске структуре, расподеле електронске густине и реактивности молекула.

Исход:

У оквиру најједноставнијих квантно-механичких модела студенти ће бити у стању да сами израчунају молекулске орбитале једноставнијих молекула. Биће упознати са могућнотима и ограничењима K-M метода које са данас најшире користе.

Облици наставе:

Предавања, семинари.

Ваннаставне активности:

Семинарски радови се припремају и пишу код куће и у рачунарској учионици. Бар једном недељно студенти могу тражити конзултације са професором.

Литература:

Основна литература:

• Иван Јуранић: Хемијска веза, Хемијски факултет, Београд, 1998.
• Иван Јуранић и Светозар Никетић: Збирка проблема из теорије хемијске везе (http://www.chem.bg.ac.rs/~ijuranic/ZBIRKA.PDF)

Помоћна литература:

• Марел, Тедер и Кетл: Хемијска веза, Београд, 1988.
• Драго Грденић: Молекуле и кристали, Школска књига, Загреб, 2000.
• Web странице које се односе на хемијско везивање

Додатни материјал:

http://www.chem.bg.ac.rs/~ijuranic/ZBIRKA.PDF

Предавања:

0 поена (2 часа недељно)

Програм рада:

1. Основи таласне механике.
2. Атомске орбитале.
3. Орбитале вишеелектронских атома. Веза између атомских орбитала и експерименталних мерења.
4. Молекулске орбитале. МO као линеарна комбинација атомских орбитала.
5. ЛКАО За молекуле Li₂ до F₂. Молекулске орбитале хетеронуклеарних двоатомних молекула. Примена варијационе теореме.
6. Симетрија молекула и орбитала. Операције симетрије. Директни производи.
7. Вишеатомни молекули. Симетријски прилагођене комбинације орбитала. Еквивалентне и локализоване орбитале.
8. Модел независног електрона. Хикелова pi-електронска теорија.
9. π-Електронска енергија. π-Електронски ред везе. Поређење резултата Хикелове теорије са експериментом.
10. Проширење на молекуле са хетероатомима. Проширена Хикелова теорија (ЕХТ).
11. Таласне функције полимера и кристала. Бесконачни полиен. Теорија трака. Модел слободног електрона.
12. Типови чврстих тела. Метали. Ковалентни кристали. Молекулски кристали. Јонски кристали.
13. Teorија лигандног поља. МO теорија за комплексе прелазних метала.
14. Теорија валентне везе. Теорија резонанце. Канонске структуре и енергија резонанце.
15. Савршеније (ЦИ, ДФТ,..) квантно-механичке методе. Привлачење између молекула. Водонична веза.

Теоријске вежбе:

10 поена (2 часа недељно)

Програм рада:

1. Сопствене функције Хамилтонијана. Услови за атомске орбитале.
2. Енергије орбитала у једно и вишеелектронским атомима.
3. Примена варијационе теореме. Изоелектронски молекули.
4. Одређивање групе симетрије молекула. Разлагање симетријског приказа на несводљиве приказе.
5. Вишеатомни молекули. Локализација молекулских орбитала.
6. Израчунавање малих молекула Хикеловом методом. Израчунавaње коњугованих угљоводоника.
7. Расподела тема за семинарске радове.
8. Израчунавање стабилности изомера Хикеловом методом.
9. Израчунавање π-електронског наелектрисања и π-електронског реда везе.
10. Израчунавање енергије јонских кристала.
11. Резонанционе структуре.
12. Савршенија молекулско-орбитална израшунавања. Стандардни програмски пакети.
13. Предаја и оцењивање семинарских радова.

Семинарски радови:

10 поена

Колоквијуми:

40 поена

Писмени испит:

40 поена