کتاب شیمی کوانتومی (قسمت 1)

درباره کتاب شیمی کوانتومی (قسمت اول) 

شیمی کوانتومی رشته ای از شیمی می باشد که تمرکز اولیه آن بر روی کاربرد مکانیک کوانتومی در مدل های فیزیکی و آزمایش های سیستم های شیمیایی می باشد و بنابر گسترش شیمی کوانتومی و تمایل زیاد دانشجویانِ تمام سطوح در این رشته، جهت درک روش های مدرن محاسبه ساختار الکترونی، باعث شده است تا کتاب حاضر با این هدف به تالیف برسد. هدف اصلی این کتاب، درک عمیقی از جنبه های فیزیکی و ریاضی مکانیک کوانتومی و ساختار الکترونی مولکولی برای خوانندگان است.

این اثر طوری طراحی یافته تا برای دانشجویان تمام شاخه های شیمی سودمند باشد و بررسی هایی از عملگر ها، معادلات دیفرانسیل و عناوین مورد نیاز دیگر را شامل می شود. کتاب حاضر قسمت اول از مجموعه دو جلدی این مبحث می باشد که به مبانی شیمی کوانتومی و ساختار الکترونی اتمی می پردازد و توانسته با آموزشی جامع و مسائل متعدد در یادگیری هر چه بهتر مخاطبان خود مفید واقع شود. همچنین کتاب حل مسائل این اثر نیز توسط خود مولف تهیه یافته و در اختیار علاقه مندان قرار گرفته است.

برشی از متن کتاب شیمی کوانتومی (قسمت اول) 

مکانیک کلاسیک تنها برای ذرات ماکروسکوپی به کار می رود. برای «ذرات» میکروسکوپی ما به شکل جدیدی از مکانیک نیاز داریم که مکانیک کوانتومی نامیده می شود. اکنون، برخی از تفاوت های مکانیک کلاسیکی و مکانیک کوانتومی را در نظر می گیریم. برای سادگی، یک سیستم تک ذره ای و یک بعدی مورد بحث قرار می گیرد. با در دست داشتن اطلاعات دقیق از حالت فعلی یک سیستم مکانیک کلاسیکی، می توان حالت آینده آن را پیش بینی کرد. اما، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ نشان می دهد که نمی توان مکان و سرعت دقیق یک ذره میکروسکوپی را به طور همزمان تعیین کرد، بنابراین همان اطلاعاتی که مورد نیاز مکانیک کلاسیکی برای پیش بینی حرکت های آینده یک سیستم است، را نمی توان به دست آورد. در مکانیک کوانتومی ما باید به چیزی کمتر از پیش بینی کامل حرکت آینده دقیق، قانع باشیم. روش ما در مکانیک کوانتومی عبارت خواهد بود از فرض کردن اصول اولیه و بعد، استفاده از این اصول برای استنتاج پیامد هایی که به طور تجربی آزمون پذیرند، مانند تراز های انرژی اتم ها. برای توصیف حالت یک سیستم در مکانیک کوانتومی، ما وجود تابعی از مختصات به نام تابع موج یا تابع حالت را می پذیریم. مفهوم تابع موج و معادله ای که تغییرات آن را با زمان نشان می دهد در سال 1926 میلادی توسط اروین شرودینگر فیزیکدان اتریشی کشف شد.معادله وابسته به زمان شرودینگر شامل مشتق اول تابع موج نسبت به زمان است؛ اگر تابع موج سیستم را در زمان t0 بدانیم، در آن صورت با استفاده از این معادله می توان تابع موج آینده سیستم را در هر زمانی محاسبه کرد.

فهرست

1 مبانی شیمی کوانتومی و ساختار الکترونی اتمی معادله شرودینگر ذره در جعبه عملگر ها نوسانگر هماهنگ اندازه حرکت زاویه ای اتم هیدروژن قضیه های مکانیک کوانتومی روش تغییر نظریه اختلال اسپین الکترون و اصل پاولی اتم های چند الکترونی

2 ساختار الکترونی مولکولی و شیمی محاسباتی تقارن مولکولی ساختار الکترونی مولکول های دو اتمی قضیه ویریال و قضیه هلمن-فاینمن بررسی مولکول ها به روش های نظریه تابعی دانسیته و آغازین بررسی مولکول ها به روش های نیم-تجربی و مکانیک مولکولی مقایسه روش ها

3 عملگرها عملگرها ویژه توابع و ویژه مقادیر ذره در یک جعبه سه بعدی چند حالتی مقادیر متوسط

4 نوسانگر هماهنگ نوسانگر هماهنگ یک بعدی ارتعاشات مولکولی

5 اندازه حرکت زاویه ای بردارها روش عملگر پلکانی برای اندازه حرکت زاویه ای خلاصه

6 اتم هیدروژن ذرات بدون برهمکنش و جداسازی متغیرها اثر زیمن حل عددی معادله ی شعاعی شرودینگر

7 قضیه های مکانیک کوانتومی پاریته ماتریس ها

8 روش تغییر قضیه ی تغییر دترمینان توابع تغییر خطی خلاصه

9 نظریه ی اختلال نظریه ی اختلال تک حالتی نظریه ی اختلال وابسته به زمان برهمکنش تابش و ماده 1

0 اسپین الکترون و اصل پاولی اسپین الکترون اصل پاولی اتم هلیم عملگرهای پلکانی برای اسپین الکترون

11 اتم های چند الکترونی روش میدان – خود – سازگار هارتری – فاک اوربیتا لها  و جدول تناوبی برهنکنش اسپین – اوربیت قواعد کوندون - اسلیتر

(ویــراســت پنــجــم) (مبانی شیمی کوانتومی و ساختار الکترونی اتمی) نویسنده: ایرا ن. لواین مترجمان: دکتر غلامرضا اسلامپور - دکتر سیف الله جلیلی انتشارات: علمی و فنی