Séance de cours

Mécanique quantique : Schrdinger Equation

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Dans cours

MSE-486: Organic electronic materials

This course will introduce students to the field of organic electronic materials. The goal of this course is to discuss the origin of electronic properties in organic materials, charge transport mechanisms, chemical synthesis, materials processing, and dev ...

Description

Cette séance de cours couvre l'équation de Schrdinger, qui décrit l'énergie totale des systèmes quantiques en termes d'opérateurs cinétiques et d'énergie potentielle. Il explique les équations de Schrdinger dépendantes du temps et indépendantes du temps, les approximations pour les résoudre, les nombres quantiques, le principe d'exclusion, les orbitales atomiques et la théorie des orbitales moléculaires. La séance de cours traite également des électrons de valence, du modèle VSEPR, de la théorie des liaisons de valence, de l'hybridation, de la formation des liaisons carbone-carbone, des diagrammes d'énergie orbitale moléculaire et de la complémentarité des théories de Valence Bond et de l'orbitale moléculaire.

Enseignant·e

Holger Frauenrath

Holger Frauenrath (born in Aachen, Germany) studied chemistry at RWTH Aachen , Germany from 1992 to 1997, with a focus on synthetic organic chemistry. He performed his PhD thesis from 1998 to 2001 in the research group of Prof Hartwig Höcker at RWTH Aachen, working on a project related to the stereospecific polymerization of methacrylates as well as their copolymerization with olefins using zirconocene catalysts. Holger Frauenrath then joined the group of Prof. Sam Stupp at Northwestern University , Evanston, IL, USA, as a postdoctoral fellow supported by a Feodor Lynen fellowship of the Alexander von Humboldt Foundation . His postdoctoral research projects were centered around the supramolecular self-assembly of rod-coil molecules. Holger Frauenrath returned to Germany in 2003 and started to build his own research group at FU Berlin, funded with an Emmy Noether Grant from the German Science Foundation . In 2005, the research group moved to the Department of Materials at ETH Zurich , Switzerland, where it became a scientifcally independent part of the Polymer Chemistry Group led by Prof. A. Dieter Schlüter . Holger Frauenrath obtained his Habilitation from ETH Zurich in 2009. In 2009, Holger Frauenrath has been appointed as a professor at the Institute of Materials (IMX) of the Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) , Switzerland, building the new Laboratory of Macromolecular and Organic Materials (LMOM) . In the same year, Holger Frauenrath was received the prestigious European Research Council (ERC) Starting Investigator grant.

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie minérale: Complexe de coordination

Chimie numérique: Chimie numérique

Physique

Physique atomique: Physique atomique

Concepts associés (32)

Orbitale moléculaire

vignette|Orbitales moléculaires du 1,3-butadiène, montrant les deux orbitales occupées à l'état fondamental : π est liante entre tous les atomes, tandis que π n'est liante qu'entre les atomes C et C ainsi qu'entre les atomes C et C, et est antiliante entre C et C. En chimie quantique, une orbitale moléculaire est une fonction mathématique décrivant le comportement ondulatoire d'un électron dans une molécule.

Orbitale antiliante

Une orbitale antiliante désigne un type de liaison chimique qui s'oppose à la stabilité de la molécule. Cela survient lorsque les phases d'électron et des orbitales atomiques à l'origine d'une orbitale moléculaire sont de signe opposé, c'est-à-dire que ces orbitales atomiques sont en opposition de phase : si des électrons occupent de telles orbitales antiliantes, ils se repoussent et tendent à dissocier la molécule. L'effet d'une orbitale antiliante est plus sensible que celui d'une orbitale liante, la différence s'expliquant par la répulsion entre les noyaux atomiques.

Théorie de l'orbitale moléculaire

La théorie de l'orbitale moléculaire (TOM) est un des socles de la chimie théorique du . Jusqu'alors les chimistes théoriciens étaient prisonniers des succès du modèle de la liaison covalente de Lewis. Les méthodes spectroscopiques du montrent les limites de l'idée de liaisons localisées en résolvant des structures chimiques jusque-là inédites. Par exemple la mésomérie ou résonance était vue, à tort, comme le passage rapide d'une conformation à une autre (résonance de Kekulé), ce qui n'était pas vérifié ni dans le spectre infrarouge ni dans la réactivité de molécules comme le benzène.

Théorie VSEPR

La théorie VSEPR (sigle de l'anglais Valence Shell Electron Pair Repulsion, en français RPECV : « répulsion des paires électroniques de la couche de valence ») est une méthode destinée à prédire la géométrie des molécules en s'appuyant sur la théorie de la répulsion des électrons de la couche de valence. Elle est aussi connue sous le nom de « théorie de Gillespie » (ou théorie de Nyholm-Gillespie). Ce sont les Britanniques Nevil Sidgwick et Herbert Powell de l'Université d'Oxford qui ont proposé en 1940 une corrélation entre la géométrie moléculaire et le nombre des électrons de valence.

Valence (chimie)

La valence d'un élément chimique est le nombre maximal de liaisons covalentes ou ioniques qu'il peut former en fonction de sa configuration électronique. Dans une molécule ou un ion, la valence d'un atome est le nombre de liaisons covalentes que cet atome a formées. Dans un ion monoatomique, sa valence est sa charge, on parle alors d'électrovalence.

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Séances de cours associées (64)

Structure moléculaire: Délocalisation électronique intramoléculaire

Discute de la structure moléculaire et de la délocalisation intramoléculaire des électrons, en se concentrant sur la mécanique quantique et la transition des orbitales atomiques aux orbitales moléculaires.

Orbitales moléculaires : liaison et hybridation

Explore la transition de l'orbitale atomique à l'orbitale moléculaire, couvrant les systèmes quantiques, les approximations, les électrons de valence et les liaisons covalentes.

Orbitales atomiques et liaisons moléculaires

Explore les orbitales atomiques, la liaison moléculaire, les électrons de valence, l'hybridation et la structure moléculaire avec plusieurs liaisons.

Orbitales atomiques et hybridation

Explore les orbitales atomiques, l'hybridation, la formation de liaisons et la délocalisation d'électrons dans les liaisons covalentes.

Structure atomique : Mécanique quantique

Couvre la théorie atomique, l'équation de Schrödinger, les nombres quantiques, les configurations d'électrons et les propriétés périodiques des éléments.

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Concepts associés (32)

Orbitale moléculaire

Orbitale antiliante

Théorie de l'orbitale moléculaire

Théorie VSEPR

Valence (chimie)

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