ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Кафедра лазерной химии

Структура и динамика молекулярных систем

Программа спецкурса

  1. Энергетические и структурные параметры молекул и их ионов. Потенциалы взаимодействия атомов и молекул на далеких расстояниях. Приближение изолированной частицы. Влияние внешней среды. Межмолекулярные взаимодействия и внешнее электромагнитное поле.
  2. Приближенное разделение видов движения и внутримолекулярные взаимодействия. Тонкая структура спектров. Релятивистские эффекты. Случаи связи по Хунду. Строгие и приближенные правила отбора. "Хорошие" и "плохие" квантовые числа. Адиабатическое и диабатическое представление. Методы учета неадиабатических взаимодействий.
  3. Энергетические уровни двухатомной молекулы. Вращательные и колебательно-вращательные спектры. Эффект ангармоничности и центробежного искажения. Изотопический эффект. Электронно-колебательно-вращательные спектры. Принцип Франка-Кондона. Линейчатые и континуальные (непрерывные) спектры. Интенсивности линий и правила отбора. Особенности спектров свободных радикалов OH, CN, CO, NO и CH.
  4. Молекулярные  ридберговские состояния. Взаимное проникновение орбит.  Вращательная, колебательная и спин-орбитальная автоионизация. Эффект Λ-удвоения. Многоканальная теория квантового дефекта. Аналог теоремы Гельмана-Фейнмана для ридберговских состояний. Модель поляризационного потенциала остова.
  5. Многоатомные молекулы типа симметричного и ассиметричного волчка. Равновесная геометрия. Свойства симметрии и интенсивности переходов. Эффект ангармоничности. Центробежное возмущение. Колебательно-вращательное взаимодействие и l-удвоение. Дипольный момент, вызванный вырожденными колебаниями. Взаимодействие между колебательными состояниями (резонанс Ферми).
  6. Электронно-колебательно-разрешенные переходы. Запрещенные синглет-триплетные переходы. Особенности строения и спектров молекул H3+, H2O и CO2. Обзор спектральных баз данных по расчету синтетического спектра астрофизически важных  молекул (HITRAN, GEISA, NIST).
  7. Строение и спектры "нежестких" молекул. Колебания большой амплитуды, внутреннее вращение и инверсионные переходы. Ван-дер-ваальсовы комплексы. Тонкая структура инверсионных спектров, обусловленная колебательно-вращательным взаимодействием. Внутреннее заторможенное вращение в молекулах типа симметричного волчка. Высота потенциальных барьеров. Правила отбора.
  8. Электрические и магнитные свойства молекул. Дипольные и квадрупольные моменты молекул. Статическая поляризуемость. Измерение дипольных моментов. Магнитные моменты (факторы Ланде) и магнитная восприимчивость молекул, методы измерений. Магнитное экранирование ядер.
  9. Эффект Штарка и Зеемана в молекулярных спектрах. Нормальный и аномальный эффект Зеемана. Относительная интенсивность магнитных компонент и идентификация переходов по картине их расщепления. Запрещенные переходы. Изменение интенсивности, обусловленное эффектом Штарка. Эффект Зеемана в слабых полях для молекул, имеющих отличный от нуля электронный момент количества движения. Комбинированный эффект Штарка-Зеемана.
  10. Методы квантовой химии. Электронная структура и поверхность потенциальной энергии. Атомные базисные наборы. Учет электронной корреляции и релятивистских эффектов. Конфигурационные взаимодействия. Многочастичная теория возмущений. Функционал плотности.
  11. Градиентные методы и молекулярные свойства. Расчет равновесной структуры и переходного состояния (оптимизация геометрии). Расчет перманентных дипольных моментов и статической поляризуемости методом конечного поля. Возбужденные состояния. Электронные матричные элементы. Обзор пакетов программ для расчета электронной структуры (GAUSSIAN, MOLPRO, GAMESS, DALTON, MOLCAS).
  12. Динамика возбужденных состояний. Механизмы фотоионизации и автоионизации. Оценки скоростей нерадиационного распада. Золотое правило Ферми. Радиационные и нерадиационные времена жизни состояний. Коэффициенты ветвления и кинетика самопроизвольного распада. Фотохимические и цепные реакции.

Рекомендуемая литература

  1. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика. В 10 томах. Т.3. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Физматлит, 2008.
  2. Г.Герцберг. Электронные спектры и строение многоатомных молекул. М.: Мир, 1969.
  3. C.H. Townes, A.L. Schawlow. Microwave Spectroscopy. Mineola, New York: Dover Publication Inc., 2012 (Ч. Таунс, А. Шавлов. Радиоспектроскопия, Иностранная литература, 1959).
  4. П. Эткинс, Дж. де Паула. Физическая химия. М.: Мир, 2007.



Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору