Бакалавриат, III курс
специальность –510422  “Физика”
СД.В.01a  

программа учебной дисциплины
“ОСНОВЫ ФИЗИКИ МОЛЕКУЛ”
Буланин Михаил Олегович, доктор ф.- м.н., профессор.

1. Строение молекул
Понятие молекулы. Основные представления о равновесной конфигурации молекулы. Энергия диссоциации. Устойчивые, неустойчивые и ван-дер-Ваальсовы молекулы. Симметрия равновесной конфигурации. Оси симметрии, плоскости симметрии, центр симметрии, зеркально-поворотные оси симметрии. Свойства симметрии линейных, плоских, пирамидальных, тетраэдрических и октаэдрических молекул. Нежесткие молекулы, внутреннее вращение. Асимметрические молекулы. Ковалентные радиусы элементов. Молекулярный тензор инерции и его свойства симметрии.

2. Электрические мультипольные моменты молекул
Молекула как система электрических зарядов. Мультипольное разложение потенциала системы зарядов. Мультипольные моменты и их инвариантность. Разложение по сферическим мультиполям для осесимметричной системы зарядов. Дипольный и квадрупольный моменты и их связь со строением молекулы. Дипольный момент и электроотрицательность элементов. Схема векторной аддитивности дипольных моментов.

3. Поляризуемость молекул.
Определение дипольной поляризуемости. Индуцированный дипольный момент. Тензорные свойства поляризуемости и их связь со строением молекулы. След и анизотропия поляризуемости. Поляризуемость и диэлектрическая восприимчивость. Концепция внутреннего поля в плотных диэлектриках. Вектор поляризации. Уравнение Клаузиуса-Мосотти, молекулярная поляризация. Электронная, колебательная (атомная) и ориентационная составляющие молекулярной поляризуемости, формула Дебая. Уравнение Лоренц-Лорентца. Молекулярная рефракция. Аддитивность рефракции, экзальтация. Нелинейная поляризация диэлектриков. Определение гиперполяризуемостей и их тензорные свойства. 

4. Определение главных значений тензора поляризуемости.
Трансформационные свойства тензора дипольной поляризуемости. Молекулярная поляризация и след тензора поляризуемости. Основы теории рассеяния света. Упругое и неупругое рассеяние. Поляризация рассеянного излучения. Фактор деполяризации. Эффект Керра. Свойства аддитивности следа и анизотропии тензора поляризуемости. Понятие об индуцированной поляризуемости.

5. Дисперсия поляризуемости.
Классическая теория дисперсии упругой поляризуемости. Нормальная и аномальная дисперсия. Силы осцилляторов, дисперсия электронной и колебательной поляризуемостей. Поляризация диэлектриков в переменных электрических полях. Комплексная диэлектрическая восприимчивость. Диэлектрические потери. Соотношения Крамерса-Кронига. Дисперсия ориентационной поляризуемости. Формулы Дебая для действительной и мнимой диэлектрических восприимчивостей. Диаграммы Кола-Кола. Диэлектрические потери и строение молекул. Времена ориентационной релаксации. Дисперсия времен релаксации анизотропных молекул.

6. Магнитные свойства молекул.
Магнитная проницаемость. Классическая теория диамагнетизма. Тензор диамагнитной восприимчивости и его связь со строением молекул. Аддитивность диамагнитной восприимчивости, схема Паскаля. Парамагнетизм. Природа угловых моментов в молекулах. Температурная зависимость парамагнитной восприимчивости, формулы Кюри-Вейсса. Понятие о свободных радикалах.

7. Межмолекулярные взаимодействия.
Молекулярные кластеры, ван-дер-Ваальсовы комплексы, методы их изучения. Молекулярные пучки, техника матричной изоляции. Универсальные и специфические взаимодействия молекул. Электростатические взаимодействия между мультиполями. Дипольные, ориентационные и индукционные взаимодействия, формулы Кеезома и Дебая. Дисперсионные взаимодействия, формула Лондона. Эмпирические потенциалы межмолекулярного взаимодействия, потенциалы Леннард-Джонса, Кихара и Морза. Потенциал ХФД. Анизотропные потенциалы. Взаимодействие между молекулами в конденсированных системах. Ван-дер-Ваальсовы радиусы молекул. Аддитивность взаимодействий. Функция радиального распределения. Специфические межмолекулярные взаимодействия. Комплексы с переносом заряда. Водородная связь и ее макроскопические проявления. Геометрические аспекты водородной связи.

Литература
Основная
1.	М.В. Волькенштейн. Строение и свойства молекул, АН СССР, Л. 1955.
2.	М.В. Волькенштейн. Молекулярная оптика, ГИТТЛ, Л. 1951.
3.	А. Леше. Физика молекул, МИР, М. 1987.
4.	В.М. Татевский.  Строение молекул, ХИМИЯ, М. 1977.
5.   Г. Фрелих. Теория диэлектриков, ИИЛ, М. 1960.

Дополнительная
1.	Р. Гиллеспи.  Геометрия молекул, МИР, М. 1975.
2.	Дж. Гиршфельдер, Ч. Кертисс, З.Берд.  Молекулярная теория газов и жидкостей, ИИЛ, М. 1961.
3.	С. Келих.  Молекулярная нелинейная оптика, НАУКА, М. 1981.
4.	Я.Г. Дорфман. Диамагнетизм и химическая связь, ФИЗМАТГИЗ, М. 1961.
5.	Дж. Пиментел, О. Мак Клеллан.  Водородная связь, МИР, М. 1964.