5 ECTS credits
125 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4015813ENR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend master niveau.

Semester
1e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Onderwijstaal
Engels
Onder samenwerkingsakkoord
Onder interuniversitair akkoord mbt. opleiding
Faculteit
Faculteit Wetenschappen en Bio-ingenieurswetensch.
Verantwoordelijke vakgroep
Chemie
Onderwijsteam
Paul Geerlings
Frank De Proft (titularis)
Onderdelen en contacturen
0 contacturen Exam
26 contacturen Lecture
26 contacturen Practical exercises
Inhoud

Part 1:From atomic/molecular energy levels to spectral transitions

     1.1 Basic notions of spectrosopy (recapitulation))
     1.2 Atomic Spectroscopy
               .Selection Rules for the Hydrogen Atom
                .Energy-levels for multi-electron- atoms: influence of correlation     and relativistic effects.
                .Spectral transitions and selection rules.
      1.3 Molecular Spectroscopy: basic principles and partitioning of the molecular energy
   
      1.4 Vibrational energy-levels and selection rules
           .Diatomic molecules:the harmonic model and anharmonicity corrections
           .Polyatomic Molecules:IR and Raman spectroscopy.
      1.5 Rotational Spectroscopy
            .Rotational energy-levels and selection-rules.

       Appendix (seminar -WPO) : e.s.r. and NMR spectra

Part 2 From energy-levels to macroscopic thermodynamic behaviour

       2.1 Basic principles of Statistical Mechanics:non-interacting molecules
             .Boltzmann-distribution
             .Partition function
             .Internal energy
       2.2 Some applications of non- interacting molecules
              .Factorisation of the partition function
              .Thermodynamic properties of ideal gases
              .Equipartition theorem
              .Partition functions for internal degrees of freedom(rotations, vibrations, electronic)
       2.3 Canonical ensemble and indistinguishability
               .From the Canonical ensemble to thermodynamic functions
               .The Sackur-Tetrode equation for the entropy of atoms.
               .Equilibrium constants for ideal gases.

Studiemateriaal
Handboek (Aanbevolen) : Molecular Quantum Mechanics, P.W.Atkins ans R.S.Friedman, 5de, Oxford University Press,Oxford, 9780199541423, 2010
Cursustekst (Aanbevolen) : Molecular Physical chemistry, Geerlings - De Proft, VUB, 2220170000725, 2015
Handboek (Aanbevolen) : Matter in Equilibrium, Statistical Mechanics and Thermodynamics, R.S.Berry,S.A.Rice and J.Ross, 2de, BIB, 9780195147490, 2002
Handboek (Aanbevolen) : Physical Chemistry, P.W.Atkins and J.De Paula, 11de, Oxford University Press,Oxford, 9780198769866, 2017
Bijkomende info
Basic references
1. P.W.Atkins ans R.S.Friedman, Molecular Quantum Mechanics,Fourth Edition,Oxford University Press,Oxford , 2005.
2.P.W.Atkins and J.De Paula, Atkins' Physical Chemistry ,Eighth Edition,Oxford University Press,Oxford, 2008.
3. R.S.Berry,S.A.Rice and J.Ross, Matter in Equilibrium, Second Edition, Oxford University Press, Oxford,2002.

Selected lecture notes will also be available.
Leerresultaten

Algemene competenties

The aim of the first part of this course is ,starting from the energy-levels of atoms and molecules, obtained through Quantum Mechanics/Quantum Chemistry, to give insight into their fundamental role in the interpretation of atomic and molecular (rotational, vibrational, electronic)spectra.This part thereby gives further theoretical support to the course on structure determination in 3BA.
The second part shows how these same energy-levels give access, in a statistical-mechanical context ,via the partition function, to the classical thermodynamical state functions (energy,free energy, entropy..)and how finally equilibrium constants of chemical reactions can be evaluated.In this sense a link is drawn to the course on Thermodynamics in 2BA.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Andere bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Andere dient men volgende opdrachten af te werken:

  • weighted average met een wegingsfactor 1 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: see details about mode of assessment

Aanvullende info mbt evaluatie
Written part (Problems-Open book) followed by an oral exam with written preparation (theory).
This combination permits to assess physical and chemical insight ,computational skill, and strength in analysis and synthesis .
Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de chemie: profiel onderwijs
Educatieve master in de wetenschappen en technologie: chemie (120 ECTS, Etterbeek)