Quantum chemistry and modelling

Studiewijzer 2024/2025

Globale inhoud

Zoals scheikunde over vrijwel alle materie om ons heen gaat ("Alles is Scheikunde"), zo zijn alle wetmatigheden in de scheikunde gebaseerd op de Quantum Chemie; je zou dus kunnen zeggen "Alle Scheikunde is Quantum Chemie". Daarom duikt de Quantum Chemie tegenwoordig vrijwel overal op, in allerlei vakken in je studie, maar ook in onderzoek van wetenschappers aan universiteiten en in de industrie.

In het vak Quantum Chemistry and Modelling maak je kennis met de fundamenten en eenvoudige toepassingen van deze scheikundige kernbegrippen. Hiertoe duiken we in de quantummechanica (postulaten, Schrödingervergelijking) en doorgronden deze aan de hand van modelsystemen (o.a. "deeltje in een doos", "harmonische oscillator") die je met pen en papier kunt oplossen. Vervolgens ontwikkelen we een aanpak waarmee atomen en moleculen beschreven en geanalyseerd kunnen worden. Deze leidt uiteindelijk tot een molecuul-orbitaal-theorie (MO-theorie) en inzicht in de totstandkoming van een chemische binding. In het bijzonder wordt de Hückel-theorie afgeleid waarmee grotere geconjugeerde koolwaterstoffen beschreven kunnen worden. We halen de puntgroep-symmetrie van moleculen erbij om berekeningen aan grotere moleculen te vereenvoudigen met behulp van groepentheorie.

En om echt onderzoek te kunnen doen, wordt dit allemaal in de praktijk gebracht met een computerpracticum, waarbij je met een online Hückel-programma een onderzoeksvraag gaat oplossen. Uiteindelijk begrijp je hoe de elektronische structuur van moleculen hun structuur, stabiliteit en reactiviteit bepaalt: cruciale inzicht dat je in al je volgende vakken en je latere onderzoek zult kunnen gebruiken.

Leerdoelen

• De student is in staat om uit te leggen wat de basisprincipes van de quantummechanica zijn: variatietheorema, seculair-vergelijking alsmede atoomstructuur.
• De student is in staat om de basisprincipes van de quantummechanica toe te passen op bekende modelsystemen (bv. deeltje in een doos).
• De student is in staat om uit te leggen hoe een chemische binding tot stand komt.
• De student is in staat om Hückel-theorie af te leiden en toe te passen op eenvoudige berekeningen.
• De student is in staat om moleculaire symmetrie te herkennen.
• De student is in staat om eenvoudige groepentheorie toe te passen en door middel van symmetrie berekeningen te vereenvoudigen.
• De student is in staat om complexere Hückel-berekeningen met online-software uit te voeren en om praktische chemische vraagstellingen op te lossen.

Verdeling leeractiviteiten

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Van elke student wordt actieve deelname verwacht aan het onderdeel waarvoor hij staat ingeschreven.
• Als een student door overmacht niet aanwezig kan zijn bij een verplicht onderdeel van het onderdeel, dient hij dit zo snel mogelijk schriftelijk te melden bij de betreffende docent. De docent kan, eventueel na overleg met de studieadviseur, besluiten om de student een vervangende opdracht op te leggen.
• Het is niet toegestaan om verplichte onderdelen van een onderdeel te missen als er geen sprake is van overmacht.
• Bij kwalitatief of kwantitatief onvoldoende deelname, kan de examinator de student uitsluiten van verdere deelname aan het onderdeel of een gedeelte daarvan. Voorwaarden voor voldoende deelname worden van te voren vastgelegd in de studiewijzer en/of op Canvas.

Toetsing

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: http://student.uva.nl

Weekplanning

Contactinformatie

Coördinator

• prof. dr. Célia Fonseca Guerra