använda grundläggande fysikaliska modeller och kvantmekaniska begrepp för att lösa relevanta problem rörande atomers och molekylers egenskaper och växelverkan
identifiera olika spektroskopiska processer samt kunna beräkna molekylära egenskaper från spektra, särskilt för diatomära molekyler
beräkna sannolikheter och termodynamiska storheter från Boltzmannfördelningen och den kanoniska tillståndssumman
formulera cellscheman och reaktionsformler för elektrokemiska celler för att kunna beräkna cellpotential och termodynamiska storheter
härleda och analysera hastighetsekvationer från en given mekanism, kunna bestämma reaktionsordning och hastighetskonstant från experimentella data samt kunna uppskatta hastighetskonstanten från grundläggande teori
utföra enklare laborativa mätningar samt kunna analysera, diskutera och skriftligt rapportera resultaten från dessa
Kursinnehåll
Kursen inleds med elektrokemi, vilken fungerar som en länk tillbaka till kursen i termodynamik. Sedan följer en genomgång av grundläggande kvantmekanik där begrepp som egenvärdesproblem, de Broglievåglängd, Schrödingerekvationen, vågfunktionen och osäkerhetsrelationen diskuteras. En analys av de viktiga modellsystemen partikel i låda, harmonisk oscillator och stel rotor följer. Väteatomen behandlas ingående och det periodiska systemets struktur diskuteras. En beskrivning av molekylers elektronstruktur följer med fokus på diatomära molekyler och LCAO-MO-metoden. Polyatomära konjugerade system behandlas med Hückelmetoden. Elektroniska tillstånd för atomer och linjära molekyler beskrivs med termsymboler. Analys av vibrations- och rotationsspektra (MW, IR, Raman) för i första hand diatomära molekyler följs av en diskussion av elektroniska spektra. Utgående från de kvantmekaniskt bestämda energinivåerna följer sedan en statistiskt mekanisk beskrivning av termodynamiska samband via begreppet tillståndssumma. Intermolekylära krafter diskuteras kortfattat. Grundläggande kinetiska begrepp repeteras innan mer komplexa processer analyseras (bl.a. kedjereaktioner, fotokemiska reaktioner och Langmuirisotermen). I kursen ingår också ett avsnitt om kemisk reaktionshastighetsteori (kollisionsteori, transition-state-teori, diffusionskontrollerade processer).