FIZYKA CHEMICZNA

FIZYKA CHEMICZNA
Semestr
III
Kod przedmiotu
Liczba godzin w tygodniu
W
Ć
L
S
2
P
Punkty ECTS
3
Prowadzący przedmiot: Dr inż. Aleksandra Rybak
Katedra: Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów
WYKŁAD [30 godzin]
Fizyka Chemiczna – Wprowadzenie [2 godziny]
Fizyka – Fizyka Chemiczna - Chemia Fizyczna – Chemia - cele, zadania, wzajemne relacje.
Matematyka w Fizyce i Chemii. Trzy filary pogłębionych studiów chemii - Mechanika
Kwantowa – Termodynamika Statystyczna – Termodynamika Nierównowagowa.
Repetytorium wraz z rysem historycznym.
Fizyczne Podstawy Mechaniki Kwantowej [6 godzin]
Dualistyczny charakter materii. Sukcesy i porażki teorii Bohra. Hipoteza de Broglie. Efekty
Comptona i fotoelektryczny. Zasada nieoznaczoności Heisenberga.
Równanie Schrödingera i jego proste zastosowania [6 godzin]
Równanie fali dla cząstki. Postać Sturma-Liouville’a. Hamiltonian. Wielkości klasyczne i ich
kwantowomechaniczne odpowiedniki. Funkcja falowa i jej probabilistyczna interpretacja.
Średniowanie w mechanice kwantowej. Modele w mechanice kwantowej: cząstka w pudle,
oscylator harmoniczny, sztywny rotator, atom wodoru.
Postulaty Mechaniki Kwantowej [4 godziny]
Pięć postulatów mechaniki kwantowej i ich implikacje. Symetria wieloelektronowej funkcji
falowej. Przybliżenie jednoelektronowe. Konfiguracje elektronowe atomów. Termy atomowe.
Teoria orbitali molekularnych (MO) i jej zastosowanie do prostych cząstek. Teoria wiązań
walencyjnych (VB). Porównanie teorii MO z teorią VB.
Elementy Termodynamiki Fenomenologicznej [4 godziny]
I, II i III zasada termodynamiki. Definicja entropii. Obliczanie i znaczenie entropii. Energia
wewnętrzna, energia i entalpia swobodna. Entropia, ciśnienie i izochoryczne ciepło właściwe.
Modele: gaz atomowy, gaz cząsteczkowy.
Przemiany fazowe - Teoria klasyczna [6 godzin]
Fenomenologiczna klasyfikacja przemian fazowych. Stan równowagi. Funkcje stanu i ich
zachowanie w pewnych punktach. Teoria Ehrenfesta, jej niedostatki i rozszerzenia.
Klasyfikacja przemian fazowych wg. Ehrenfesta. Przemiany I, II i wyższych rzędów
(rodzajów). Prawo Clausiusa-Clapeyrona i prawa Ehrenfesta. Przemiana Curie oraz przejście
helu I w hel II.
1
Przemiany fazowe - Teoria współczesna [2 godziny]
Współczesna teoria przemian fazowych. Nadciekłość i nadprzewodnictwo - potrzeba nowego
podejścia do przemian fazowych.
Literatura:
1.
2.
3.
4.
5.
L. Piela, „Idee Chemii Kwantowej”, PWN, Warszawa, 2003.
W. Kołos, „Chemia Kwantowa”, PWN, Warszawa, 1986.
K. Gumiński, „Elementy Chemii Teoretycznej”, PWN, 1964.
K. Gumiński, „Termodynamika procesów nieodwracalnych”, PWN, Warszawa 1986.
K. Gumiński, „Wykłady z Chemii Fizycznej”, PWN, Warszawa, 1973.
2