NKEA05042U Kvantekemi og teoretisk spektroskopi (KemiKS)
Quantum Chemistry and Theoretical Spectroscopy (KemiKS)
Bacheloruddannelsen i kemi
Bacheloruddannelsen i nanoscience
- Kvantekemiske begreber og metoder til beregning og fortolkning af molekylers struktur, egenskaber og spektre
- Matematisk beskrivelse af molekylernes symmetriegenskaber
- Anvendelse af molekylernes symmetri på den elektroniske struktur af molekyler, på molekylernes spektre og reaktioner
- Teori af bane- og spin impulsmoment
- Separation af kerne- og elektronbevægelser (Born-Oppenheimer tilnærmelse)
- Orbitalbeskrivelse af atomernes og molekylernes elektroniske struktur
- Termsymboler af atomer og toatomige molekyler
- Tilnærmelsesmetoder: variationsmetoden og tidsafhængig perturbationsteori
- Introduktion til semiempiriske og ab initio beregningsmetoder
- Spektroskopiske begreber: overgangsmomenter, Einstein koefficienter, udvalgsregler
- Teorien for rotations- og vibrationsspektre af toatomige molekyler
- Normalkoordinater og rotortyper af fleratomige molekyler
- Elektroniske spektre: Franck-Condon princippet, oscillatorstyrker, fluorescens og phosphorescens
- Teorien for kerne- og elektron-magnetisk resonansspektroskopi (NMR and ESR)
- Dirac notationen
- Kvantemekaniske grundlag for Quantum Computing og Quantum Information Science
Kurset overordnede formål er at opnå et overblik over den
kvantekemiske beskrivelse af den elektroniske struktur af atomer og
simple molekyler, deres spektre og reaktivitet.
Efter kurset har den
studerende viden om:
- hvordan atomernes og molekylernes egenskaber kan forudsiges fra få gundlæggende fysiske love
- hvordan den elektroniske struktur af atomer og simple molekyler kan beskrives med hjælp af kvantemekanik
- analysering af forskellige typer af spektre af atomer og simple molekyler med hjælp af kvantemekanik
- den matematiske beskrivelse af molekylernes symmetriegenskaber og dens anvendelser
- kvantemekanisk grundlag af Quantum Computing og Quantum Information Science
Efter kurset har den studerende færdigheder i at:
- forudsige struktur, egenskaber, spektre og reaktivitet af atomer og simple molekyler
- udføre simple kvantekemiske udledninger og beregninger.
- anvende digitale værktøjer som f.eks. Maple eller Python til simple kvantekemiske beregninger eller udledninger.
- udføre matematikken for anvendelsen af simple operationer (gates) på spin-qubits
Efter kurset har den studerende kompetencer til selvstændigt at:
- anvende kvantekemiske argumenter i diskussion og forudsigelse af struktur, egenskaber, spektrer og reaktioner af atomer og molekyler.
Bliver oplyst på Absalon
1) Videos af forelæsninger tidligere holdt af læreren
2) Studerende aktiverende holdundervisning/spørgetimer, hvor de studerende arbejder i små grupper på ugens obligatoriske afleveringsopgaver og projekter.
De ugentlige afleveringsopgaver/projekter kan bestå af
a) teoretiske regneøvelser
b) resultater fra computerøvelser, som hver gruppe af studerende udfører på deres egen laptop
c) skriftlige præsentationer af et emne fra kurset
d) korte videos med præsentation af et emne fra kurset, som hver gruppe af studerende producerer med deres smartphones i løbet af ugen
- Kategori
- Timer
- Holdundervisning
- 35
- Forberedelse (anslået)
- 58,5
- Teoretiske øvelser
- 42
- E-læring
- 42
- Projektarbejde
- 28
- Eksamen
- 0,5
- I alt
- 206,0
Som meritstuderende - klik her!
Som enkeltfags-studerende (efter- og videreuddannelse) - klik
her!
- Point
- 7,5 ECTS
- Prøveform
- Mundtlig prøve, 20 minutter (ingen forberedelsestid)
- Krav til indstilling til eksamen
5 ud af de 7 ugentlige gruppeafleveringsopgaver og 6 ud af de 7 ugentlige video/skriftlige gruppeopgaver skal være blevet godkendt i løbet af kurset.
- Hjælpemidler
- Uden hjælpemidler
- Bedømmelsesform
- 7-trins skala
- Censurform
- Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere
- Reeksamen
Samme som ordinær eksamen.
Ikke godkendte afleveringsopgaver eller video/skriftlige opgaver fra kurset skal afleveres senest 3 uger inden reeksamen og være godkendt senest 2 uger før reeksamen.
Kriterier for bedømmelse
Se målbeskrivelsen
Kursusinformation
- Sprog
- Dansk
- Kursuskode
- NKEA05042U
- Point
- 7,5 ECTS
- Niveau
- Bachelor
- Varighed
- 1 blok
- Placering
- Blok 3
- Skemagruppe
- B
- Kursuskapacitet
- Ingen begrænsning – medmindre du tilmelder dig i eftertilmeldingsperioden (BA og KA) eller som merit- eller enkeltfagsstuderende.
Studienævn
- Studienævn for Fysik, Kemi og Nanoscience
Udbydende institut
- Kemisk Institut
Udbydende fakultet
- Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Kursusansvarlige
- Stephan P. A. Sauer (sauer@chem.ku.dk)