Program
Ispitna pitanja
Literatura
Predmetni nastavnik: Prof.
dr Dragoljub Belic
Asistent: Dr Goran
Poparic
1. UVOD. MEHANICKE I ELEKTRICNE OSOBINE MOLEKULA
1.1. Sta je molekul
1.2. Istorijske napomene
1.3. Mehanicke karakteristike molekula, velicina, oblik i masa
1.3.1. Velicina molekula
1.3.2. Oblik molekula
1.3.3. Masa molekula
1.4. Impuls, specificna toplota, kineticka energija molekula
1.5. Molekuli u elektricnim poljima
1.5.1. Dielektricne osobine
1.5.2. Nepolarni molekuli
1.5.3. Polarni molekuli
1.5.4. Indeks prelamanja. Disperzija
1.5.5. Anizotropija polarizabilnosti
1.6. Molekuli u magnetnim poljima
1.6.1. Dijamagnetni molekuli
1.6.2. Paramagnetni molekuli
2. PRIRODA I TIPOVI HEMIJSKIH VEZA U MOLEKULIMA
2.1. Klasifikacija interakcija
2.2. Jonska veza
2.3. Dipolni moment i polarizacija
2.3.1. Elektricni dipolni moment
2.3.2. Dipolni moment NaCl; polarizabilnost jona
2.3.3. Jednostavan model za polarizabilnost
2.3.4. Odredjivanje polarizabilnosti
2.3.5. Rittner-ov model za alkalno halogene molekule
2.4. Van der Waals-ovo privlacenje
2.5. Prelazni-metal kompleksi.
2.5.1. Tetraedarski kompleksi
2.6. Interakcija atoma otvorenih ljuski, kovalentna veza u H2+
2.6.1. Kovalentna veza
2.6.2. Jon-molekula vodonika, H2+
2. MOLEKUL VODONIKA
3.1. Varijacioni princip
3.2. Molekul vodonika, H2
3.3. Heitler-London-ov ili metod velentnih veza (VB) za H2
3.4. Kovalentno-jonska rezonanca
3.5. Hund-Mulliken ili metod molekulskih orbitala (MO) za H2
3.6. Linearni varijacioni princip za H2. Hukel-ova MO teorija
3.7. Poredjenje VB i MO talasnih funkcija za H2
3.8. Poboljsane talasne funkcije molekula vodonika
3.9. Integrali na dva centra
4. RESAVANJE PROBLEMA VI[E-ELEKTRONSKIH MOLEKULA
4.1. Problem vise-elektronskih molekula
4.2. Slater-ove determinante i ocekivane vrednosti energije
4.3. Hartri-Fok-ova jednacina. Metod samousaglasenog polja (SCF)
4.4. Hartri-Fok-ov metod za zatvorene ljuske
4.5. Neograniceni SCF metod za otvorene ljuske
4.6. Ograniceni SCF metod za otvorene ljuske
4.7. Korelacione energije
4.8. Kupman-ova teorema
4.9. Interakcija konfiguracija
4.10. Hibridizacija orbitala
5. HOMONUKLEARNI I HETERONUKLEARNI DVOATOMSKI MOLEKULI
5.1. Homonuklearni dvoatomski molekuli
5.1.1. Jednostavan MO tretman
5.1.2. Nomenklatura molekulskih orbitala
5.1.3. Relativne energije nivoa za proste MO
5.1.4. “Aufbau” princip za homonuklearne dvoatomske molekule
5.1.5. VB tretman
5.1.6. Vise-elektronska i totalna elektronska stanja dvoatomskih
molekula
Spinska multipletnost i simboli
termova
5.1.7. Orbitale samousagla{enog polja (SCF)
5.2. Heteronuklearni dvoatomski molekuli
5.2.1. Elektronegativnost
5.2.2. “Aufbau” princip heteronuklearnih dvoatomskih molekula
5.3. Jonizacija, disocijacija i disocijativna jonizacija jona
molekula azota
6. VIsEATOMSKI MOLEKULI
6.1. Molekul vode (H2O)
6.2. Amonijak (NH3)
6.3. Metan (CH4) i sp-hibridizacija.
6.4. Etan (C2H6), etilen (C2H4) i acetilen (C2H2)
6.5. Hibridizacija u drugim molekulima
6.6. Nelokalizovane veze
6.6.1. Benzol (C6H6)
6.6.2. Naftalin (C10H8)
6.6.3. Sistemi pi-elektrona sa “otvorenim lancem”
6.6.4. Woodward-Hoffmann pravilo za cikloadicione reakcije
6.6.5. Delokalizacija u ostalim molekulima
6.6.6. Vezivanje u CO2
6.7. Oblici troatomskih molekula: Walsh-ova pravila
6.8. MO tretman prelazni-metal kompleksa
7. PRIMENA SIMETRIJE U OPISIVANJU ELEKTRONSKIH STANJA MOLEKULA
7.1. Primena osobina simetrije na opisivanje molekula
7.2. Odredjivanje stanja molekula vode
7.3. Hiper-povrsi potencijalne energije troatomskih molekula
7.4. Eksperiment disocijativnog zahvata elektrona na molekulu vode
8. MOLEKULSKI SPEKTRI. ROTACIJA I VIBRACIJA DVOAT. MOLEKULA
8.1. Elektromagnetski spektar
8.2. Opste osobine molekulskog spektra
8.3. Razdvajanje kretanja elektrona i jezgara
8.4. Rotacioni spektri dvoatomskih molekula
8.4.1. Rotacioni Stark-efekat
8.5. Vibracioni spektri dvoatomskih molekula
8.6. Dvoatomski rotaciono-vibracioni spektri
8.6.1. Anharmonicitet i disocijativni limit
8.6.2. Centrifugalna distorzija
8.6.3. Vibraciono-rotaciona interakcija
8.6.4. Izotopski efekat.
8.7. Elektronski vibraciono-rotacioni prelazi. Struktura trakastih
spektara
8.7.1. Vibraciona struktrura elektronskih traka. Franck-Condon-ov princip
8.7.2. Rotaciona struktura elektronskih trakastih spektara
8.7.3. Disocijacija i predisocijacija
8.7.4. Primena trakastih spektara
9. ROTACIJA I VIBRACIJE VI[EATOMSKIH MOLEKULA
9.1. Rotacija viseatomskih molekula
9.2. Vibracije viseatomskih molekula
9.2.1. Normalne koordinate
9.2.2. Kvantizacija vibracione energije
9.2.3. Nelinearni simetricni troatomski molekuli
9.2.4. Izoatomski simetricni troatomski molekuli
9.2.5. Linearni simetricni troatomski molekuli
9.2.6. Simetrija i normalne koordinate
9.3. Elektronski vibraciono-rotacioni spektri viseatomskih molekula
9.4. Luminiscencija
9.5. Fotoelektronska i elektronska sudarna spektroskopija
9.6. Primena vibracione spektroskopije. IC laseri. Mikrotalasni maseri
9.6.1. Infra-crveni laseri. Dye laseri
9.6.2. Mikrotalasni maseri
10. RAMANOVA SPEKTROSKOPIJA
10.1. Raman efekat
10.2. Vibracioni Raman spektri
10.3. Rotacioni Raman spektri
10.4. Uticaj spina jezgara na rotacionu strukturu
11. NUKLEARNA MAGNETNA I ELEKTRONSKA SPINSKA REZONANCA
11.1. Nuklearna magnetna rezonanca (NMR)
11.2. Elektron-spinska rezonanca (ESR)
11.3. Elektricna kvadrupolna rezonanca
12. MAKROMOLEKULI. MOLEKULSKA ELEKTRONIKA I DRUGE PRIMENE
12.1. Polimeri
12.2. Molekulski provodnici i molekulska elektronika
12.3. Molekulski memorijski elementi
12.4. Spektroskopija pojedinacnog molekula u cvrstoj fazi
12.5. Elektroluminiscencija i emisione diode
12.6. Buducnost: Inteligentni molekulski materijali
ISPITNA PITANJA IZ FIZIKE MOLEKULA (2000/2001)
1. Mehanicke karakteristike molekula, velicina, oblik i masa
2. Impuls, specificna toplota, kineticka energija molekula
3. Molekuli u elektricnim poljima. Dielektricne osobine. Polarizabilnost
4. Molekuli u magnetnim poljima. Dijamagnetizam i paramagnetizam
5. Jonska veza u molekulima. Rittner-ov model za alkalno halogene molekule
6. Dipolni moment i polarizacija molekula
7. Van der Waals-ovo privlacenje
8. Prelazni-metal kompleksi. Oktaedarska, tetraedarska konfiguracija
9. Kovalentna veza. Jon-molekula vodonika. Teorija perturbacija
10. Kulonov integral. Integral izmene za jon molekula vodonika
11. Varijacioni princip. Molekul vodonika, H2.
12. Heitler-London-ov ili metod velentnih veza (VB) za H2.
13. Kovalentno-jonska rezonanca
14. Hund-Mulliken ili metod molekulskih orbitala (MO) za H2
15. Linearni varijacioni princip za H2. Hukel-ova MO teorija
16. Poredjenje VB i MO talasnih funkcija za H2
17. Poboljsane talasne funkcije molekula vodonika
18. Integrali na dva centra
19. Problem vise-elektronskih molekula
20. Slater-ove determinante i ocekivane vrednosti energije
21. Hartri-Fok-ove jednacine. Metod samousaglasenog polja (SCF)
22. Hartri-Fok-ov metod za zatvorene ljuske
23. Neograniceni SCF metod za otvorene ljuske
24. Ograniceni SCF metod za otvorene ljuske
25. Korelacione energije
26. Kupman-ova teorema
27. Interakcija konfiguracija
28. Hibridizacija orbitala
29. Homonuklearni dvoatomski molekuli. Jednostavan MO tretman
30. Nomenklatura molekulskih orbitala za homonuklearne dvoatomske molekule
31. Relativne energije nivoa za proste homonuklearne MO
32. Aufbau princip za homonuklearne dvoatomske molekule
33. VB tretman homonuklearnih dvoatomskih molekula
34. Vise-elektronska i totalna elektronska stanja dvoatomskih molekula
35. Spinska multipletnost i simboli termova za homonuklearne dvoatomske
molekule
36. Orbitale samousagla{enog polja (SCF) za homonuklearne dvoatomske
molekule
37. Heteronuklearni dvoatomski molekuli
38. Elektronegativnost
39. Aufbau princip heteronuklearnih dvoatomskih molekula
40. Jonizacija, disocijacija i disocijativna jonizacija jona molekula
azota
41. Vi{eatomski molekuli. Molekul vode (H2O)
42. Amonijak (NH3)
43. Metan (CH4) i sp-hibridizacija
44. Etan (C2H6), etilen (C2H4) i acetilen (C2H2)
45. Hibridizacija u drugim molekulima
46. Nelokalizovane veze. Benzol (C6H6)
47. Nelokalizovane veze. Naftalin (C10H8)
48. Sistemi pi-elektrona sa “otvorenim lancem”
49. Woodward-Hoffmann pravilo za cikloadicione reakcije
50. Delokalizacija u ostalim molekulima
51. Vezivanje u CO2.
52. Oblici troatomskih molekula: Walsh-ova pravila
53. MO tretman prelazni-metal kompleksa
54. Primena simetrije na opisivanje molekula
55. Odredjivanje stanja molekula vode
56. Hiper-povrsi potencijalne energije troatomskih molekula
57. Eksperiment disocijativnog zahvata elektrona na molekulu vode
58. Elektromagnetski spektar Opste osobine molekulskog spektra
59. Razdvajanje kretanja elektrona i jezgara
60. Rotacioni spektri dvoatomskih molekula u modelu krutog rotatora
61. Rotacioni Stark-efekat
62. Vibracioni spektri dvoatomskih molekula u modelu harmonijskog oscilatora
63. Dvoatomski rotaciono-vibracioni spektri
64. Anharmonijski oscilator i disocijativni limit
65. Centrifugalna distorzija
66. Vibraciono-rotaciona interakcija
67. Izotopski efekat na rotaciono-vibracione prelaze
68. Elektronski vibraciono-rotacioni prelazi. Struktura trakastih spektara
69. Vibraciona struktrura elektronskih traka. Franck-Condon-ov princip
70. Rotaciona struktura elektronskih trakastih spektara. Fortratov
dijagram
71. Disocijacija i predisocijacija
72. Primena trakastih spektara
73. Rotacija viseatomskih molekula. Linearni i nelinearni molekuli.
74. Rotacija nelinearnih viseatomskih molekula
75. Vibracije viseatomskih molekula. Normalne koordinate
76. Kvantizacija vibracione energije viseatomskih molekula
77. Vibracije nelinearnih simetricnih troatomskih molekula
78. Vibracije izoatomskih simetricnih troatomskih molekula
79. Vibracije linearnih simetricnih troatomskih molekula
80. Primena simetrije i normalne koordinate
81. Elektronski vibraciono-rotacioni spektri viseatomskih molekula
82. Luminiscencija
83. Fotoelektronska i elektronska sudarna spektroskopija
84. Primena vibracione spektroskopije. IC laseri. Mikrotalasni maseri
85. Raman efekat. Kombinaciono rasejanje. Ramanova spektroskopija
86. Vibracioni Raman spektri
87. Rotacioni Raman spektri
88. Uticaj spina jezgara na rotacionu strukturu
89. Nuklearna magnetna rezonanca (NMR)
90. Elektron-spinska rezonanca (ESR)
91. Elektricna kvadrupolna rezonanca
92. Makromolekuli. Osobine polimera
93. Molekulski provodnici i molekulska elektronika
94. Molekulski memoriijski elementi
95. Spektroskopija pojedinacnog molekula u cvrstoj fazi
96. Elektroluminiscencija i emisione diode
97. Buducnost: Inteligentni molekulski materijali
1. D. S. Belic
Fizika Molekula
Fizicki fakultet Univerziteta u Beogradu
Beograd, 2000
2. H. Haken and H. C. Wolf
Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry
transl. by W. D. Brewer
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1995.
3. M. Karplus and R. Porter
Atoms and Molecules
Benjamin, Inc, Menlo Park, California, 1970.
4. M. V. Kurepa
Fizika Molekula, deo prvi: Struktura molekula
Univerzitet u Beogradu, 1996.
5. W. E. Hatfield, W. E. Parker
Symmetry in Chemical Bonding and Structure
A. Bell-Howell Co, Ohio, 1974.
6. P. W. Atkins
Physical Chemistry
Oxford Univ. Press, Oxford, 1990.
7. R. E. Christoferson
Basic Principles and Techniques of Molecular Quantum Mechanics
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1989.
8. G. Herzberg
Molecular Spectra and Molecular Structure, Volumes I, II and
III
Van Nostrand, Princeton, 1988.
9. B. H. Bransden and C. J. Joachain
Physics of Atoms and Molecules
Longman, London, 1984.
10. U. Fano and L. Fano
Physics of Atoms and Molecules
Univ. Chicago Press, Chicago, 1972.
11. V. M. Kondratjev
Struktura atoma i molekula
Naucna knjiga, Beograd, 1966.
12.Dj. Bek-Uzarov i M. Kurepa
Nazivi velicina, jedinica, oznake i fundamentalne konstante u
fizici
NIP Sluzbeni list SRJ, Beograd, 1997.
13. P. Jakobs and B. N. Taylor
CODATA Recomended values of The Fundamental Physical Constants,
1998
J. Phys. Chem. Ref. Data, 28 (1999) 1713.