Konu özeti

  • 5.61 Fizikokimya I (Sonbahar 2007)




    Düzey: 
    Lisans

    Öğretim Üyesi: 
    Prof. Robert Guy Griffin

    Çevirmenler:
    Prof. Dr. Nursel Pekel Bayramgil
    Kuantum harmonik osilatörde ilk dört enerji seviyesinin dalga fonksiyonları ve olasılık dağılımları (MIT Açık Ders Malzemelerinden alıntıdır.)




    Dersin Kapsamı


    Seçilmiş ders notları

    		Sınavlar (çözümleri verilmemiş)



    Dersin Tanımı


    Bu derste, kuantum mekaniğine giriş yer almaktadır. Ders; kuantum teorisinin tarihsel gelişimi, parçacık ve dalga özellikleri, dalga mekaniği ve basit sistemlere uyarlanması - bir kutudaki parçacık, harmonik osilatör, rijit rotor ve hidrojen atomunun incelenmesiyle başlar, atomik yapının ve Periyodik Çizelgenin yorumlanmasıyla devam eder. Son bölümlerde, değerlik bağı ve moleküler orbital teori, moleküler yapı, spektroskopi dâhil kimyasal bağlanmaya ilişkin uygulamalar yer alır.




    Teşekkür



    5.61 Fizikokimya I dersinin materyali, uzun yıllardır geliştirilmekte olup, pek çok fakülte üyesinin ders içeriğinin gelişmesine katkısı olmuştur. Bu dersin,  “Açık Ders Malzemeleri” bağlantısı üzerinden ulaşılabilecek orijinal baskısı, 1990’ ın başlarında Prof. Sylvia T. Ceyer tarafından hazırlanmıştır. Bu baskı, Prof. Keith A. Nelson tarafından revize edilmiş ve elektronik forma uyarlanmıştır. Mevcut baskısına, yakın geçmişte bu dersin öğreticileri arasında yer alan profesörler; Moungi G. Bawendi, Robert W. Field, Robert G. Griffin, Robert J. Dilbey ve John S. Waugh’ un ilâve katkıları olmuştur.


    • Ders İzlencesi

      Ders zamanları
      Dersler: Haftada 3 kez, her biri 1 saat
      Tekrar: Haftada 1 kez, 1 saat

      Ders kitabı
      McQuarrie, Donald A. Quantum Chemistry. 2nd ed. Sausalito, CA: University Science Books, 2007. ISBN: 9781891389504.

      Diğer kitaplar
      Atkins, P., and J. de Paula. Physical Chemistry. 7th ed. New York, NY: W.H. Freeman and Company, 2001. ISBN: 9780716735397.
      Silbey, R., R. Alberty, and M. Bawendi. Physical Chemistry. 4th ed. New York, NY: John Wiley & Sons, 2004. ISBN: 9780471215042.
      Karplus, M., and R. Porter. Atoms and Molecules: An Introduction for Students of Physical Chemistry. Reading, MA: Addison Wesley, 1970. ISBN: 9780805352184.

      Sınavlar
      Sömestr süresince 1’er saatlik üç sınav ve önceden programlanmış bir final sınavı yapılacaktır. Her sınavdan önce sınavların içeriğinin özet olarak yer aldığı bir bilgilendirme kâğıdı dağıtılacaktır. Bütün sınavlar, kapalı-not ve kapalı-kitap esasına göre yapılacaktır. Her sınavdan önce açıklama yapılacaktır.

      Ödev
      Her hafta problem verilecektir. Geç gelen ödevler kabul edilmeyecektir. Ödev, dersi anlatan hoca tarafından puanlandırılacak ve derste geri verilecektir. 

      Puanlama
      Bu derste toplam 600 puan aşağıdaki gibi dağıtılmıştır:

      FAALİYETPUAN
      Ödev100
      Sınavlar300 (her biri 100 puan)
      Final sınavı200
      Toplam600

      Açıklamalar
      Her sınavdan önce açıklama yapılacaktır.

      Takvim
      Aşağıdaki takvimde, dersin, ders konuları (D) ve sınavlarına (S) ilişkin bilgiler bulunmaktadır. 

      DERS NOKONULARÖNEMLİ NOTLAR
      D1Tarihsel Gelişim 
      D2Niels Bohr Atomu 
      D3Dalga Yapısı, de Broglie Dalga Boyu 
      D4Belirsizlik ilkesi 
      D5Durağan Dalgalar, Schrödinger DenklemiProblemler 1
      D6Bir Kutudaki Parçacık 
      D7Olasılıklar, Tahminî Değerler, Operatörler I 
      D8Olasılıklar, Tahminî Değerler, Operatörler IIProblemler 2
      D9Kuantum Mekaniğin Postülatları I 
      D10Kuantum Mekaniğin Postülatları IIProblemler 3
      D11Klasik Harmonik Osilatör 
      D12Kuantum Harmonik Osilatör 
      S1Birinci sınav 
      D13Tünelleme 
      D14Üç Boyutlu SistemlerProblemler 4
      D15Rijit Rotor 
      D16Küresel Harmonikler 
      D17Açısal Momentum 
      D18Hidrojen Atomu IProblemler 5
      D19Hidrojen Atomu II 
      D20Varyasyon İlkesi 
      D21Helyum Atomu 
      S2İkinci sınav 
      D22Hartree-Fock, Tutarlı Alan İterasyonları 
      D23Elektron SpiniProblemler 6
      D24Pauli İlkesi 
      D25Born-Oppenheimer Yaklaşımı 
      D26Moleküler Orbital Teori, H2+ 
      D27AODK-MO TeoriProblemler 7
      S3Üçüncü sınav 
      D28Kalitatif Moleküler Orbital Teori 
      D29Modern Elektronik Yapı Teorisi 
      D30Işığın Madde ile Etkileşimi 
      D31Titreşim SpektrumlarıProblemler 8
      D32NMR Spektroskopisi I 
      D33NMR Spektroskopisi II 
      D34Pertürbasyon TeorisiProblemler 9
      D35Titreşimsel  Harmonik Olmama Durumu 
      D36Kristal Alan Hâlleri 
      S4Final sınavı 

      • Okumalar

        Ders Kitabı: 

        Okuma sütunu, ders kitabındaki ilgili bölüme atıfta bulunmaktadır:

        McQuarrie, Donald A. Quantum Chemistry. 2nd ed. Sausalito, CA: University Science Books, 2007. ISBN: 9781891389504.

         
        DERS NOKONULAROKUMA
        D1Tarihsel Gelişim1. Bölüm
        D2Niels Bohr Atomu 
        D3Dalga Yapısı, de Broglie Dalga Boyu2. Bölüm
        D4Belirsizlik ilkesi 
        D5Durağan Dalgalar, Schrödinger Denklemi3. Bölüm
        D6Bir Kutudaki Parçacık 
        D7Olasılıklar, Tahminî Değerler, Operatörler I 
        D8Olasılıklar, Tahminî Değerler, Operatörler II4. Bölüm
        D9Kuantum Mekaniğin Postülatları I 
        D10Kuantum Mekaniğin Postülatları II 
        D11Klasik Harmonik Osilatör5. Bölüm
        D12Kuantum Harmonik Osilatör 
        D13Tünelleme 
        D14Üç Boyutlu Sistemler6. Bölüm
        D15Rijit Rotor 
        D16Küresel Harmonikler 
        D17Açısal Momentum 
        D18Hidrojen Atomu I7.1 ve 7.5.Bölüm
        D19Hidrojen Atomu II 
        D20Varyasyon İlkesi8.1 ve 8.2.Bölüm
        D21Helyum Atomu9.1 ve 9.4.Bölüm 
        D22Hartree-Fock, Tutarlı Alan İterasyonları 
        D23Elektron Spini 
        D24Pauli İlkesi 
        D25Born-Oppenheimer Yaklaşımı10.1 ve10.5.Bölüm 
        D26Moleküler Orbital Teori, H2+ 
        D27AODK-MO Teori11.Bölüm
        D28Kalitatif Moleküler Orbital Teori 
        D29Modern Elektronik Yapı Teorisi 
        D30Işığın Madde ile Etkileşimi8.5 ve 8.6.Bölüm 
        D31Titreşim Spektrumları 
        D32NMR Spektroskopisi I 
        D33NMR Spektroskopisi II 
        D34Pertürbasyon Teorisi 
        D35Titreşimsel  Harmonik Olmama Durumu 
        D36Kristal Alan Hâlleri 

        • Ders Notları

          DERS NOKONULARDERS NOTLARI
          D1Tarihsel Gelişim(PDF)
          D2Niels Bohr Atomu(PDF)
          D3Dalga Yapısı, de Broglie Dalga Boyu(PDF)
          D4Belirsizlik ilkesi(PDF)
          D5Durağan Dalgalar, Schrödinger Denklemi(PDF)
          D6Bir Kutudaki Parçacık(PDF)
          D7Olasılıklar, Tahminî Değerler, Operatörler I(PDF)
          D8Olasılıklar, Tahminî Değerler, Operatörler II(PDF)
          D9Kuantum Mekaniğin Postülatları I(PDF)
          D10Kuantum Mekaniğin Postülatları II(PDF)
          D11Klasik Harmonik Osilatör(PDF)
          D12Kuantum Harmonik Osilatör

          (PDF)

          İlâve Not 1 (PDF)

          İlâve Not 2 (PDF)

          D13Tünelleme
          D14Üç Boyutlu Sistemler
          D15Rijit Rotor
          D16Küresel Harmonikler(PDF)
          D17Açısal Momentum(PDF)
          D18Hidrojen Atomu I(PDF)
          D19Hidrojen Atomu II(PDF)
          D20Varyasyon İlkesi(PDF)
          D21Helyum Atomu(PDF)
          D22Hartree-Fock, Tutarlı Alan İterasyonları
          D23Elektron Spini(PDF)
          D24Pauli İlkesi(PDF)
          D25Born-Oppenheimer Yaklaşımı(PDF)
          D26Moleküler Orbital Teori, H2+(PDF)
          D27AODK-MO Teori(PDF)
          D28Kalitatif Moleküler Orbital Teori(PDF)
          D29Modern Elektronik Yapı Teorisi
          D30Işığın Madde ile Etkileşimi(PDF)
          D31Titreşim Spektrumları(PDF)
          D32NMR Spektroskopisi I(PDF)
          D33NMR Spektroskopisi II
          D34Pertürbasyon Teorisi(PDF)
          D35Titreşimsel Harmonik Olmama Durumu(PDF)
          D36Kristal Alan Hâlleri(PDF)

          • Ödevler

            Ödev olarak verilen problemlere aşağıdaki kaynaklardan ulaşılabilir:

            Temel Kaynak
            McQuarrie, Donald A. Quantum Chemistry. Sausalito, CA: University Science Books, 1983. ISBN: 9780935702132.

            Diğer Yardımcı Kaynaklar
            Griffiths, David J. Introduction to Quantum Mechanics. 2nd ed. San Francisco, CA: Benjamin-Cummings Publishing Co., 2004. ISBN: 9780131118928.

            Karplus, M., and R. N. Porter. Atoms and Molecules: An Introduction for Students of Physical Chemistry. San Francisco, CA: Benjamin-Cummings Publishing Co., 1970. ISBN: 9780805352184.

            Levine, Ira N. Quantum Chemistry. 5th ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1999. ISBN: 9780136855125.

            McQuarrie, Donald A., and John D. Simon. Physical Chemistry: A Molecular Approach. 1st ed. Sausalito, CA: University Science Books, 1997. ISBN: 9780935702996.

            Silbey, R., R. Alberty, and M. Bawendi. Physical Chemistry. New York, NY: John Wiley & Sons, 2004. ISBN: 9780471215042.


            • Sınavlar

              Sömestr süresince 1’er saatlik üç sınav yapılacaktır. Bütün sınavlar, kapalı-not ve kapalı-kitap esasına göre yapılacak ancak, sınavla ilgili yararlanılacak bilgiler dağıtılacaktır. 

              SINAV NOKAPSADIĞI BÖLÜMLERSAĞLANAN BİLGİ
              S1D1 - D111. sınavla ilgili sabit ve formüller (PDF)
              S2D12 - D212. sınavla ilgili sabit ve formüller (PDF)
              S3D22 - D273. sınavla ilgili sabit ve formüller (PDF)
              S4D1 - D26Final sınavı ile ilgili sabit ve formüller (PDF)