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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Instituto de Química de São Carlos
 
Disciplinas Interdepartamentais do IQSC
 
Disciplina: 7500053 - Química Quântica
Quantum Chemistry

Créditos Aula: 3
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 45 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2023 Desativação:

Objetivos
Mostrar que a química quântica é a base da química moderna.
Enfatizar os aspectos da mecânica quântica com maior relevância em química.
Apresentar a química computacional.
 
Show that the quantum chemistry is at the basis of modern chemistry. Emphasize the quantum mechanics aspects of major relevance to chemistry. Present the computational chemistry.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
82893 - Albérico Borges Ferreira da Silva
5014724 - Roberto Luiz Andrade Haiduke
 
Programa Resumido
a) Fundamentos da mecânica quântica;
b) Modelos básicos: partícula na caixa, rotor rígido e oscilador harmônico;
c) Átomo de hidrogênio e orbitais monoeletrônicos;
d) Átomos multieletrônicos e o princípio de exclusão de Pauli;
e) Moléculas e orbitais moleculares;
f) Espectros atômicos e moleculares.
 
a) Fundamentals of quantum mechanics; b) Basic models: particle in a box, rigid rotor and harmonic oscillator; c) Hydrogen atom and one-electron orbitals; d) Multi-electron atoms and the Pauli exclusion principle; e) Molecules and atomic orbitals; f) Atomic and molecular spectra.
 
 
Programa
a) Origens da mecânica quântica: a radiação de corpo negro, o efeito fotoelétrico, a dualidade onda-partícula, o princípio da incerteza e modelos atômicos (modelo de Bohr);
b) A equação básica da mecânica quântica: requisitos para uma função de onda aceitável, normalização, funções ortogonais, operador Hamiltoniano, valores médios, distribuições de probabilidade e operadores Hermitianos;
c) Aplicações da mecânica quântica: partícula na caixa (movimento translacional), oscilador harmônico (movimento vibracional) e rotor rígido (movimento rotacional);
d) Átomo de hidrogênio: números quânticos, espectro e funções de onda;
e) Átomos multieletrônicos: spin, orbitais atômicos, princípio de exclusão de Pauli e regra de Hund;
f) Moléculas: orbitais moleculares como combinação linear de orbitais atômicos, ordem de ligação, noções de simetria, teoria de bandas e polímeros condutores;
g) Fundamentos de química quântica computacional;
 
a) Quantum mechanics origins: black body radiation, photoelectric effect, wave-particle duality, uncertainty principle and atomic models (Bohr model); b) The fundamental equation of quantum mechanics: well-behaved wavefunctions, normalization, orthogonal functions, Hamiltonian operator, average values, probability distributions and Hermitian operators; c) Quantum mechanics applications: particle in a box (translational motion), harmonic oscillator (vibrational motion) and rigid rotor (rotational motion); d) Hydrogen atom: quantum numbers, spectrum and wavefunctions; e) Multi-electron atoms: spin, atomic orbitals, Pauli exclusion principle and Hund rule; f) Molecules: molecular orbitals as linear combination of atomic orbitals, bond order, symmetry notions, band theory and conducting polymers; g) Fundamentals of computational quantum chemistry.
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas e de exercícios.
Critério
Provas e/ou outras atividades.
Norma de Recuperação
70% de presença e média menor do que 5,0 e maior ou igual a 3,0. Critérios de aprovação: Média final igual ou superior a 5,0.
 
Bibliografia
     
[1] F. L. Pilar – Elementary Quantum Chemistry, 2nd Ed., Dover Publications, 2011. 
[2] I. N. Levine – Quantum Chemistry, 7th Ed., Pearson Education, 2013. 
[3] P. Atkins, R. Friedman - Molecular Quantum Mechanics, 5th Ed., Oxford University Press, 2010. 
[4] D. A. McQuarrie – Quantum Chemistry, 2nd Ed., University Science Books, 2007. 
[5] J. P. Lowe, K. A. Peterson – Quantum Chemistry, 3rd Ed., Academic Press, 2005.
 

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