Kursplan för Teoretisk kemi

Kursplan fastställd 2019-02-11 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnTheoretical chemistry
  • KurskodKBT063
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKKEF
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeKemiteknik med fysik
  • InstitutionKEMI OCH KEMITEKNIK
  • BetygsskalaTH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 54122
  • Max antal deltagare40
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0119 Dugga 3 hp
Betygsskala: UG		3 hp
  • Kontakta examinator
  • Kontakta examinator
  • Kontakta examinator
0219 Projekt 2,5 hp
Betygsskala: TH		 2,5 hp
0319 Laboration 2 hp
Betygsskala: TH		 2 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Ersätter

  • KBT062 Teoretisk kemi

Behörighet

Information saknas

Särskild behörighet

För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven: Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskaper i Matlab, grundläggande kemikurs på högskolenivå.

Syfte

Kursen visar hur teoretiska modeller för molekyler och deras interaktioner byggs upp från kvantfysikens grunder, och hur sådana modeller kan användas för att simulera och tolka experimentella resultat. Kursen ger även grunder i statistisk fysik för beräkning av termodynamiska tillståndsfunktioner. Målet är att ge förtrogenhet med ett antal beräkningskemiska verktyg på olika komplexitets- och approximationsnivå, varför mycket vikt läggs vid datorlaborationer som till stor del kommer att utföras i projektform.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  1. Beskriva strukturen, principerna och begränsningarna för ab initio Hartree-Fock metoden som approximativ lösning till Schrödingerekvationen för molekyler.
  2. Utveckla ett Hartree-Fock program för flerkärniga (N=1-3) vätejoner i MatLab.
  3. Använda kvantkemiska program för att modellera och lösa kemiska problem.
  4. Förklara hur ett ämnes termodynamiska egenskaper relaterar till dess molekylära egenskaper.
  5. Presentera och diskutera metoder och resultat från lärandemål 1-4 i skriftlig form.

Innehåll

Vågfunktioner med många elektroner. Basfunktioner och variationsprincipen. Roothaans ekvationer. Beräkning av Fockoperatorns matriselement med Gaussianska basfunktioner. Effektiv programmering i MatLab. Molekylorbitalteori och symmetri, täthetsfunktionalteori, teorier för bindningar i och mellan molekyler. Potentiella energiytor och transitionstateteori. Kanoniska ensembler, energinivåer, Boltzmannfördelning och tillståndssummor. Entropi, inre energi, värmekapacitet och temperatur - härledningar och beräkningar.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, laborationer och ett projekt. Laborationerna syftar till att ge fördjupad förståelse för hur kemiska fenomenen beror på grundläggande fysiska egenskaper, men också till att öka färdigheten med att använda kvantkemiska och liknande beräkningsprogram. I projektet utgör programutveckling i MatLab, datorberäkningar och analys av dessa en central del.

Litteratur

Meddelas via kurshemsidan.

Examination inklusive obligatoriska moment

Dugga på statistisk termodynamik och grundläggande kvantkemiska begrepp (lp1, G/U).

Datorlaborationer med ett avancerat kvantkemiskt programpaket (lp2, 5/4/3//U).
Individuell projektrapport från utveckling, optimering och studier med kvantkemiska program (lp2, 5/4/3/U).