Квантовые наноструктуры, материалы и устройства (образовательная программа)
Химия для физиков (факультатив)
8 сентября
Химическая связь. Молекулы, ионы, радикалы как единичные объекты. Степени окисления. Координационные числа. Атомные и ионные радиусы. Межмолекулярные взаимодействия, «полярные» и «неполярные» жидкости.
15 сентября
Кристаллические решетки: общие сведения об их геометрии, примеры для актуальных материалов (в том числе слоистые кристаллы, углеродные «нано»материалы). Ионные кристаллы. Модель Борна для энергии кристаллической решетки.
22 сентября
Электролитическая диссоциация. Электропроводность растворов, «сильные» и «слабые» электролиты. Растворимость. Модель Борна для энергии сольватации, стоксовские соотношения для подвижностей и коэффициентов диффузии.
29 сентября
Термодинамика систем переменного состава. Условие химического равновесия. Зависимость химического потенциала от состава системы. Термодинамическое описание неидеальных систем, коэффициенты активности/фугитивность. Модель ионной атмосферы Дебая-Хюккеля для расчета коэффициентов активности.
6 октября
Химические равновесия в системах твердое тело-жидкость (расплав), фазовые диаграммы двух- и трехкомпонентных систем. Твердые растворы. Примеры для популярных систем: бинарные полупроводники, высокотемпературные сверхпроводники, пьезоэлектрики.
13 октября
Химические равновесия в растворах. Равновесия с участием протона, измерение рН. Гидролиз. Образование малорастворимых соединений. Комплексообразование. Примеры использования в процессах подготовки и изготовления образцов для физических измерений.
20 октября
Равновесия с участием электрона. Стандартные редокс-потенциалы. ЭДС электрохимической цепи – зависимость от природы электродов и состава растворов. Диффузионный потенциал на границе двух растворов. Уравнение Планка.
27 октября
Батарейки и аккумуляторы. Общие требования к их характеристикам. Особенности важнейших широко используемых аккумуляторов: свинцовый, цинк-серебряный, металл-воздушные, металл-ионные.
3 ноября
Основные понятия формальной химической кинетики – константа скорости и энергия активации. Кинетика реакций в газовой фазе, температурные зависимости. Теория «активных» столкновений. Принципы химического осаждения из газовой фазы (chemical vapor deposition, СVD).
10 ноября
Кинетика реакций в растворах, зависимость от природы растворителя. Принципы построения поверхностей потенциальной энергии и расчета энергий активации. Теория Маркуса.
Лекции по выбору (по итогам голосования 13.10):
17 ноября
Молекулярная динамика для моделирования химических и биологических систем (
Юрий Поляченко, 5 курс)
24 ноября
Коллоидная химия, получение ноль-размерных объектов для физики (
Г.А. Цирлина)
1 декабря
Демонстрационные эксперименты по химической кинетике (к лекции 3 ноября)
8 декабря
Молекулярная проводимость и попытки создания устройств молекулярной электроники (
К.А. Мотовилов)
Справочник Таблицы ионных радиусов
Учебник - может пригодиться в связи с лекциями 15, 22, 29.09; 13, 20, 27.10; 10.11
Таблицы Туровой - сжатая информация о соединениях разных элементов
Книга по аналитической химии - равновесия в растворах, сжатое изложение
