Chimie quantique et applications aux surfaces

Responsable de l'UE : Mironel ENESCU

Objectifs

Enseigner aux étudiants les bases de la chimie moléculaire et ses applications à l’étude des propriétés moléculaires via :

- la compréhension avancée des applications de la mécanique quantique en chimie - la connaissance des méthodes de chimie quantique, de leur précision et de leurs limites d’application -l’utilisation d’un logiciel de calcul moléculaire (GAMESS)

Pré requis

-notions de chimie-physique (structure de la matière, interactions moléculaires, dynamique des réactions moléculaires)

-notions de mécanique quantique (fonctions d’onde, niveaux d’énergie, équation de Schrödinger, systèmes quantiques simples)

Contenus

A. Chimie Quantique : les bases :

-Rappel des bases de la MQ et de leurs applications aux systèmes quantiques simples

-Approximations pour les systèmes complexes : méthode variationnelle et méthode de perturbations

-Atomes hydrogénoïdes et à plusieurs électrons (approximation du champ auto-cohérent)

-Molécules : méthode des orbitales moléculaires -Jeux de fonctions de base, Méthodes de calcul post Hartree-Fock (MP, CI, CC, QCISD) et DFT

-Calcul des propriétés moléculaires : optimisation des géométries, charges partielles, fonctions thermodynamiques, barrières de réaction

B. Chimie quantique : applications aux solides et aux surfaces :

- Fonctions de Bloch, vecteur k, structure de bandes.

- Largeur de bande, niveau de Fermi, 1ère zone de Brillouin et notations

- Densité d’états électroniques (totales et projetées).

- Solides à deux dimensions : vers un problème de surface

- Chimisorption.

- Cours, TD, TP avec Crystal06 (application à MgO bulk et surface).