CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
SCIENZE E TECNOLOGIE CHIMICHE
ECTS LABEL
IN ITALIANO:
Titolo dell’insegnamento: CHIMICA FISICA SUPERIORE
Crediti: 8 CFU
Docente: Prof. Dario Narducci
Modalità di accertamento dell’apprendimento: verifica (a) della conoscenza dei principi metodologici
della meccanica statistica e dei modelli sviluppati per la descrizione di sistemi atomici e molecolari; e (b)
delle conoscenze di base relative alla termodinamica di non-equilibrio con particolare riferimento ai sistemi
reattivi.
Modalità dell’esame: prova orale
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornire agli studenti (1) gli elementi di base della chimica quantistica, (2) i fondamenti della meccanica
statistica e (3) i fondamenti della termodinamica classica e statistica dei sistemi fuori equilibrio.
Programma:(1) Equazione di Schrödinger per sistemi polielettronici. Spin elettronico e principio di
antisimmetria. Atomi polielettronici. Approssimazione di Born-Oppenheimer; teoria degli orbitali molecolari
e del legame di valenza. (2) Insiemi statistici e spazio delle fasi. Distribuzioni di densità degli stati. Principio
di eguale probabilità a priori. Condizioni di equilibrio statistico. Teorema di Liouville. Teorema H. Insiemi
microcanonici, canonici e gran-canonici. Funzione di partizione. Il gas perfetto monoatomico classico e
quantistico. (3) Termodinamica classica dei sistemi non in equilibrio. Regime lineare. Relazioni di Onsager.
Processi di trasporto di massa, carica ed energia. Cenni ai sistemi fortemente fuori equilibrio. Equazione di
trasporto di Boltzmann. Approssimazione del tempo di rilassamento.
IN INGLESE:
Title of the course: ADVANCED PHYSICAL CHEMISTRY
Credits: 8
Lecturer: Prof. Dario Narducci
Checking knowledge and understanding: verification of (a) the understanding of the methods
statistical mechanics is based upon as well as of the models developed for the description of atomic
and molecular systems; and (b) of the basics of non-equilibrium thermodynamics, with a special
emphasis on reactive systems.
Examination: oral exam
Aims:
To provide students with the fundamentals of (1) quantum chemistry, (2) statistical mechanics and (3) nonequilibrium thermodynamics and statistical mechanics.
Main topics:(1) Solutions to the Schrödinger equation for many-electron systems Electron spin and the
antisimmetry principle. Many-electron atoms. The Born-Oppenheimer approximation; the Molecular Orbital
theory; the Valence Bond theory. (2) Ensembles and phase space. The density of states. The principle of
equal a priori probability. Criteria of statistical equilibrium. The Liouville and H theorems. Micro-canonical,
canonical and grand-canonical ensembles. Classical and quantum perfect gas. (3) Non-equilibrium classical
thermodynamics. The linear regime. Onsager’s relations. Mass, charge and energy transport processes.
Beyond the linear regime. Boltzmann transport equation. Relaxation-time approximation.
