Kvantekemi og teoretisk spektroskopi (KemiKS)

Kursusindhold

  • 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
Engelsk titel

Quantum Chemistry and Theoretical Spectroscopy (KemiKS)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i kemi

Bacheloruddannelsen i nanoscience

Målbeskrivelse

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.

Blended Learning:
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

Bliver oplyst på Absalon

Det anbefales at den studerende er fortrolig med indholdet af de obligatoriske kurser på første år af bacheloruddannelsen i Kemi eller Nanoscience. Desuden forventes der kvalifikationer indenfor termodynamik.

Mundtlig
Individuel
Løbende feedback i undervisningsforløbet
Feedback ved afsluttende eksamen (ud over karakteren)
ECTS
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

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Holdundervisning
  • 35
  • Forberedelse (anslået)
  • 58,5
  • Teoretiske øvelser
  • 42
  • E-læring
  • 42
  • Projektarbejde
  • 28
  • Eksamen
  • 0,5
  • Total
  • 206,0

Kursusinformation

Undervisningssprog
Dansk
Kursusnummer
NKEA05042U
ECTS
7,5 ECTS
Niveau
Bachelor
Varighed

1 blok

Placering
Blok 3
Skemagruppe
B
Kapacitet
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
Kursusansvarlig
  • Stephan P. A. Sauer   (5-78667a6a7745686d6a7233707a336970)
Gemt den 14-02-2024

Are you BA- or KA-student?

Are you bachelor- or kandidat-student, then find the course in the course catalog for students:

Courseinformation of students