Физика атомных столкновений

4 курс, 8 семестр, 32 часа.

Основные понятия и общие закономерности. Дифференциальное и полное сечения. Зависимость сечения от скорости и угла рассеяния в классическом и квантовом описании. Условия применимости.

Потенциалы взаимодействия.

Рассеяние электронов атомами. Упругое рассеяние медленных частиц. Метод парциальных сечений. Упругое рассеяние быстрых частиц. Приближение Борна. Возбуждение, ионизация. Формула Томсона и другие эмпирические формулы.

Рассеяние электронов молекулами. Упругое и неупругое рассеяние. Возбуждение электронных, колебательных и вращательных уровней.

Столкновение медленных, тяжелых атомных частиц. Упругие столкновения. Неупругие столкновения тяжелых частиц. Особенности столкновений. Переходы при медленных столкновениях. Адиабатическая теория возмущений. Колебательные переходы. Формула Ландау-Теллера. Недиабатические переходы. Псевдопересечение и пересечение термов. Формула Ландау-Зинера. Резонансная перезарядка. Передача возмущения. Квазирезонансные процессы. Формула Розена-Зинера. Эффект Пеннинга. Ионизация при столкновении атомов. Реакции с образованием промежуточного комплекса. Захват частиц.

Рекомбинация и связанные с ней процессы. Тройная рекомбинация электронов с ионами. Конверсия атомарных ионов в молекулярные. Диссоциативная рекомбинация. Диэлектронная рекомбинация. Фоторекомбинация и тормозное излучение. Рекомбинация положительных и отрицательных ионов.

Литература

• В.А.Квливидзе, С.С.Красильников. Введение в физику атомных столкновений. 1985.
• Б.М.Смирнов. Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме. 1968.
• Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Механика.
• Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Квантовая механика.
• И.Мак-Даниель. Процессы столкновений в ионизированных газах. 1967.

Квантовая химия

4 курс, 36 час.

Электронная структура атомов - основа химической связи. Атом водорода и водородоподобные ионы. Решение уравнения Шредингера. Угловая и радиальная функции. Вырождение по орбитальному и магнитному квантовым числам. Приведение к действительным функциям.

Многоэлектронные атомы. Типы связей. Моменты количества движения. Термы. Систематика термов. Застройка электронных оболочек. Периодическая таблица элементов Менделеева.

Двухатомные молекулы. Разделение электронных и ядерных движений. Качественный анализ электронных, колебательных и вращательных состояний.

Электронные состояния двухатомных молекул. Метод молекулярных орбиталей (МО). Молекулярный ион водорода. Решение методом ЛКАОМО. Классификация состояний. Корреляционная диаграмма. Молекула водорода. Застройка молекулярных орбиталей. Гомоядерные молекулы лития, бериллия, бора и другие. Гетероядерные молекулы. Корреляционная диаграмма. Ионная связь. Дипольные моменты молекул. Метод валентных связей (ВС). Ковалентная связь. Резонанс.

Ядерное движение в двухатомных молекулах. Колебательная и враща- тельная структура синглетных термов. Мультиплетные термы. Типы связей.

Принципы молекулярной спектроскопии двухатомных молекул. Свойства симметрии волновых функций. Правила отбора для оптических переходов. Электронные переходы. Принцип Франка-Кондона. Электронно-колебательно- -вращательные переходы F, Q и R-ветви. Колебательные и вращательные переходы.

Многоэлектронные молекулы. Электронная структура. Локализованные и делокализованные связи. Направленная валентность. Молекулы воды и угле- кислого газа. Гибридизация. Молекула метана. Кратные связи. Делокализация связей. Молекула бензола. Связи с участием d-орбиталей атомов. Лиганды. Водородная связь.

Колебательные спектры многоатомных молекул. Применение теории групп. Основные понятия и элементы теории групп. Представления. Характер. Класси- фикация групп симметрии. Теория групп и квантовая механика. Прямое произведение. Правила отбора. Нормальные колебания и правила отбора в молекулах воды, ацетилена, бензола.

Литература

• Г.Эйринг, Д.Уолтер, Д.Кимбал. Квантовая химия. М., ИЛ, 1948.
• Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Квантовая механика. М., Наука, 1974.
• Ч.Коулсон. Валентность. М., Мир, 1965.
• У.Козман. Введение в квантовую химию. М., ИЛ, 1960.
• Дж.Слэтер. Электронная структура молекул. М., Мир, 1965.
• Г.Грей. Электроны и химическая связь. М., Мир, 1967.
• Г.Герцберг. Спектры и строение двухатомных молекул. М., ИЛ, 1949.
• Г.Герцберг. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул. М., ИЛ, 1949.
• В.А.Квливидзе, С.С.Красильников. Введение в физику атомных столкновений. Изд. МГУ, 1985.