Программа курса «квантовая химия твердого тела»
| Вид материала | Программа курса |
Содержание2. Краткое содержание дисциплины |
- Рабочая программа дисциплины «теория представлений групп в физике твердого тела», 52.74kb.
- Рабочая программа дисциплины «Физика твердого тела», 72.99kb.
- Программа работы VI международной научной конференции «химия твердого тела и современные, 486.09kb.
- Программа курса общей физики для I курса этф осенний семестр 2011, 58.04kb.
- Утверждаю, 65.11kb.
- Ix международная научная конференция «химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы,, 81.75kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 02. 00. 21 "Химия твердого, 101.83kb.
- Программа дисциплины опд. Ф. 07 Квантовая механика и квантовая химия для студентов, 125.2kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «математический анализ», 424.74kb.
- Рабочая программа дисциплины (модуля) «Уравнения математической физики», 266.58kb.
АННОТИРОВАННАЯ ПРОГРАММА КУРСА «КВАНТОВАЯ ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА»
1. Цели и задачи дисциплины
Основной целью курса является формирование у студентов следующих знаний, умений и навыков: знания современных вычислительных методов исследования электронных, структурных, электромагнитных свойств твердых тел, материалов и наноструктур, текущего состояния исследований в области квантовой химии неорганических соединений; умения проводить квантово-химические расчеты в рамках зонной теории, кластерных моделей твердого тела; владение практическими навыками работы с программами квантовой химии для решения актуальных задач химии твердого тела, неорганической, физической химии и материаловедения.
2. Краткое содержание дисциплины
Квантовая химия твердого тела. Основные принципы и подходы, основные задачи, современные возможности. Примеры. Кластерная и зонная модели твердого тела. Области применимости, ограничения. Кластерные подходы в описании электронных состояний твердых тел, область применимости кластерных методов. Принципы выбора кластеров в кристалле. Проблема граничных условий.
Квантово-химические способы описания химической связи в кристаллах. Методы описания химической связи в кристаллах. Анализ заселенностей связи. Приближение Малликена. Интегралы прерывания. Эффективные заряды и атомные конфигурации. Графические схемы иллюстрации межатомных взаимодействий. Полная энергия кристалла и определяемые ею физикохимические свойства. Плотность электронных состояний Давление электронноядерной системы и использование его для расчетов атомных характеристик кристаллов: равновесного объема, модуля упругости, критического давления напряжения разрыва химической связи. Влияние дефектов на зонную структуру кристаллов. Проблемы описания поверхности твердого тела, межфазных границ.
Зонные методы в теории твердых тел, взаимосвязь с физико-химическими свойствами. Элементы зонной теории кристаллов. Энергетические зоны и энергетические уровни. Образование кристаллических зон в металлах, ионных, ковалентных кристаллах (примеры). Общая характеристика современных методов зонных расчетов твердых тел. Анализ межатомных взаимодействий в рамках зонных методов: 1) метод кривых смещений кристаллических орбиталей , 2) метод моментов электронной плотности, 3) метод функции электронной локализации. Примеры.
Расчеты модельных кластеров в структуре карбидов и оксидов p,d металлов. Методы квантовой химии в моделировании электронной структуры и функциональных свойств современных материалов и наноструктур. Взаимосвязь электронной структуры и спектроскопических, электромагнитных, термомеханических свойств кристаллов. Примеры расчета свойств твердых тел «из первых принципов». Современные проблемы квантовой химии твердого тела.