Φυσικοχημεία (MSc in Physical Chemistry)

Το Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΠΜΣ) ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ στο Τμήμα Χημείας έχει ως αντικείμενο την πειραματική και θεωρητική βασική έρευνα υψηλού επιπέδου στο πεδίο της Φυσικοχημείας, που αποτελεί έναν από τους βασικούς πυλώνες της Χημείας, και επιπλέον την εφαρμογή της στη Χημική Τεχνολογία – Βιομηχανία. Η Φυσικοχημεία αναπαράγει μέσω φυσικών θεωριών τη συμπεριφορά των χημικών ουσιών μελετώντας τις ιδιότητες της ύλης τόσο μακροσκοπικά όσο και στο μοριακό επίπεδο. Εκτός από την πειραματική μελέτη των φασματοσκοπικών, θερμοδυναμικών και κινητικών ιδιοτήτων των αντιδρώντων χημικών συστημάτων, αναπτύσσει φυσικές θεωρίες για την ερμηνεία της μικροσκοπικής και μακροσκοπικής συμπεριφοράς της ύλης. Επιπλέον, η ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών έδωσε τη δυνατότητα της πρόβλεψης φυσικοχημικών ιδιοτήτων και διεργασιών σε βιομηχανικές εφαρμογές μέσω των υπολογιστικών μεθόδων-τεχνικών των μοριακών προσομοιώσεων χημικών συστημάτων. Οι προσομοιώσεις ως υπολογιστικά πειράματα επιτελούνται σε μεγάλα Υπερ-Υπολογιστικά Κέντρα της Χώρας, της Ευρωπαϊκής Ένωσης, καθώς επίσης και άλλων χωρών όπως οι Η.Π.Α κ.λπ.

Σκοπός του ΠΜΣ είναι η εκπαίδευση νέων ερευνητών-στελεχών, ικανών να σχεδιάζουν τη μελέτη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της ύλης, μέσω πειραματικών και αναλυτικών θεωρητικών μεθόδων, καθώς και μέσω μοριακών προσομοιώσεων των φυσικών συστημάτων με τη χρήση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. Ειδικά, ενδιαφέρει η ανάπτυξη πειραματικών και υπολογιστικών τεχνικών και η διάδοση της χρήσης τους στη Βιομηχανία (Σχεδιασμός και βελτιστοποίηση παραγώγων χημικής προέλευσης). Επιδιώκεται η ανάπτυξη συνεργασίας με ερευνητές τομέων όπου εφαρμόζεται η Χημεία, όπως Βιοχημεία, Βιολογία, Φαρμακολογία, Μηχανολογία κ.λπ. με στόχο την επωφελή συνεργεία στην ανάπτυξη των αντίστοιχων τομέων της Εθνικής Οικονομίας.

Δείτε αναλυτικά την προκήρυξη:

Το Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Αθη­νών προκηρύσσει για το ακαδημαϊκό έτος 2020-2021 δέκα (10) θέσεις μεταπτυχιακών φοιτητών στα πλαίσια λειτουργίας του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών “Φυσικοχημεία” (ΦΕΚ: 3037, τ. Β΄ 27-7-2018).

Το πρόγραμμα αυτό  οδηγεί στην απονομή Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης (Μ.Δ.Ε.) μετά από σπουδές (τεσσάρων) 4 ακαδημαϊκών εξαμήνων.

Κατηγορίες Πτυχιούχων

Στο Π.Μ.Σ. γίνονται δεκτοί κάτοχοι τίτλου του Α΄ κύκλου σπουδών των Τμημάτων:

• Χημείας, Πανεπιστημίων ή Πολυτεχνείων
• Επιστήμης Υλικών
• Φυσικής

ή άλλων συναφούς αντικειμένου ΑΕΙ της ημεδαπής ή ομοτα­γών, αναγνωρισμένων από το ΔΟΑΤΑΠ, ιδρυμάτων  της αλλοδαπής

Γίνονται δεκτοί ως υπεράριθμοι και μέλη των κατηγοριών ΕΕΠ, ΕΔΙΠ και ΕΤΕΠ σύμφωνα με την παρ. 8 του αρ.34 του Ν. 4485/17.

Κριτήρια επιλογής

Η επιλογή των μεταπτυχιακών φοιτητών γίνεται με συνεκτίμηση των εξής κριτηρίων:

1. Το γενικό βαθμό του πτυχίου.
2. Το μέσο όρο βαθμολογίας σε τρία προπτυχιακά μαθήματα σχετικά με τη Φυσικοχημεία
3. Την τυχόν ερευνητική δραστηριότητα του υποψηφίου.
4. Τις τυχόν δημοσιεύσεις.
5. Τις συστατικές επιστολές
6. Την προφορική συνέντευξη του υποψηφίου

Αιτήσεις υποψηφιότητας

Οι ενδιαφερόμενοι καλούνται να υποβάλουν από Δευτέρα 8 Ιουνίου μέχρι και την Παρασκευή 11 Σεπτεμβρίου 2020 ηλεκτρονικά στη Γραμματεία του Τμήματος Χημείας [email protected], με θέμα «Ονοματεπώνυμο_Αίτηση Υποψηφιότητας στο ΠΜΣ Φυσικοχημεία» τα ακόλουθα δικαιολογητικά.  Αιτήσεις που θα υποβληθούν με οποιονδήποτε άλλον τρόπο δεν θα γίνονται δεκτές.

1. Αίτηση συμμετοχής
2. Βιογραφικό σημείωμα
3. Αντίγραφο πτυχίου ή βεβαίωση περάτωσης σπουδών, ή στοιχεία από τα οποία να προκύπτει ότι αναμένεται η αποφοίτησή τους κατά την εξεταστική περίοδο Σεπτεμβρίου του 2020
4. Πιστοποιητικό αναλυτικής βαθμολογίας
5. Δημοσιεύσεις σε περιοδικά με κριτές, εάν υπάρχουν
6. Αποδεικτικά επαγγελματικής ή ερευνητικής δραστηριότητας, εάν υπάρχουν
7. Φωτοτυπία αστυνομικής ταυτότητας
8. Δύο συστατικές επιστολές
9. Πιστοποιητικό γλωσσομάθειας της αγγλικής τουλάχιστον επιπέδου Β2

• Πιστοποιητικό γνώσεως της ελληνικής γλώσσας για αλλοδαπούς οι οποίοι δεν έχουν ελληνικό πτυχίο σπουδών
• Βεβαίωση αντιστοιχίας και ισοτιμίας από το ΔΟΑΤΑΠ σύμφωνα με το αρ. 34, παρ. 7 του Ν. 4485/17 για όσους προέρχονται από Πανεπιστήμια της αλλοδαπής,

Περισσότερες πληροφορίες για το Π.Μ.Σ. μπορείτε να βρείτε στην ιστοσελίδα http://www.phys.chem.uoa.gr

Σχετικές πληροφορίες παρέχονται από τη Γραμματεία του Τμήματος Χημείας στα τηλέφωνα  210 7274386, 7274098.

Το πρόγραμμα των μαθημάτων διαμορφώνεται ως εξής:

Β. Περιεχόμενο/Περιγραφή μαθημάτων

Φυσικοχημεία
Κλασική θερµοδυναµική: βασικές αρχές της θερµοδυναµικής, αντιστρεπτές διεργασίες, ευστάθεια θερµοδυναµικών συστηµάτων, µεταβολές φάσεων. Θερµοδυναµική διαλυµάτων. Στατιστική θερµοδυναµική: στατιστικά σύνολα, διακυµάνσεις περί την ισορροπία, συνάρτηση καταµερισµού, εφαρµογές σε ειδικά συστήµατα και διασύνδεση µε τη θερµοδυναµική.

Κβαντική θεώρηση της ύλης – μαθηματικές έννοιες
Χρονική εξέλιξη της κβαντικής θεωρίας. Ακτινοβολία «μέλανος σώματος» και η σταθερά του Planck. Λύσεις στοιχειωδών κβαντικών προβλημάτων και διασύνδεση με γενικότερα θεωρήματα. Χημεία και κβαντική Μηχανική. «Κανόνες επιλογής».

Μοριακή Φασματοσκοπία
Χαρακτηριστικά φασμάτων. Ατομική φασματοσκοπία. Περιστροφική, δονητική και ηλεκτρονιακή φασματοσκοπία με έμφαση στα διατομικά μόρια: ενεργειακές στάθμες, κανόνες επιλογής, μορφές φασμάτων. Τεχνικές και διατάξεις φασματοσκοπίας. Εφαρμογές στον προσδιορισμό δομής και τη μελέτη χημικών αντιδράσεων.

Στατιστική Μηχανική Μοριακών Συστημάτων
Αναγκαιότητα εφαρµογής της Στατιστικής Μηχανικής στην Επιστήµη της Χηµείας. Πιθανότητα, βασικές κατανοµές. Μικροσκοπικοί νόµοι (εξισώσεις) κίνησης κλασικών σωµατιδίων. Χώρος των Φάσεων κατα Gibbs, ορισµός Στατιστικού Μηχανικού Συνόλου (Εnsemble). O τελεστής Liouville και η αγκύλες Poisson. Συναρτήσεις κατανοµών στο χώρο των φάσεων και τo θεώρηµα Liouville. Συναρτήσεις καταµερισµού Στατιστικών Μηχανικών Συνόλων. Εφαρµογές σε µοριακά συστήµατα. ∆ιακυµάνσεις µακροσκοπικών ιδιοτήτων. Μέση ∆ιαµοριακή ∆οµή και Συναρτήσεις Κατανοµής σε κλασικά υγρά και αέρια συστήµατα. Συναρτήσεις Κατανοµών και Θεωρία ∆ιαταραχών. Η Καταστατική Εξίσωση Van der Waals µέσω εφαρµογής της Θεωρίας ∆ιαταραχών. Χωροχρονική συνάρτηση Van Hove. ∆υναµικές µοριακές ιδιότητες και Συναρτήσεις Συσχετισµού Χρόνου. ∆ιασύνδεση µε ∆υναµική Φασµατοσκοπία. Εισαγωγή στις υπολογιστικές τεχνικές µοριακών προσοµοιώσεων “Monte Carlo” και “Μοριακής Δυναμικής”.

Μέθοδοι Μοριακής Κβαντικής Χημείας
Προσεγγιστικές μέθοδοι, Θεωρία παραλλαγών, Θεωρία διαταραχών. Θεωρία Hartree-Fock απλής και πολλαπλής αναφοράς (SCF-MCSCF). Ηλεκτρονιακή συσχέτιση: Aλληλεπίδραση απεικονίσεων (Configuration Interaction)- Mεθοδος συζευγμένων πλειάδων (Coupled Cluster). Θεωρία συναρτησιοειδούς της πυκνότητος (DFT), δυνατότητες και αδυναμίες.

Μαθηματικές Μέθοδοι Θεωρητικής-Υπολογιστικής Χημείας
Μαθηµατική ανάλυση, βασική θεωρία και εφαρµογές σε επιλεγµένα προβλήµατα. Πραγµατικές συναρτήσεις. Ακρότατα, τέλειο διαφορικό συναρτήσεως. Καταστατικές εξισώσεις θερµοδυναµικής. Υπολογισµός βασικών σχέσεων µε ολική διαφόριση. Πολλαπλασιαστές LAGRANGE. Οµοιογενείς συναρτήσεις, θεώρηµα Euler. Εφαρµογή στην θερµοδυναµική. Η Εξίσωση GIBBS-DUHEM. Πεπλεγµένες συναρτήσεις, µερικές παράγωγοι, εφαρµογές Ιακωβιανών στον υπολογισµό βασικών σχέσεων. Ολοκληρώµατα (πολλαπλά, επικαµπύλια, επιφανειακά). ∆ιάφορες εφαρµογές (π.χ Κινητική θεωρία Maxwell-Boltzmann). Συντηρητικές συναρτήσεις – πεδία. Θεώρηµα Green στο επίπεδο-εφαρµογές. Επιλεγµένες διαφορικές εξισώσεις – εφαρµογή σε προβλήµατα φυσικών επιστηµών. ∆ιανυσµατική ανάλυση, βασικά θεωρήµατα, εφαρµογές. Συστήµατα γενικευµένων συντεταγµένων. Βασική θεώρηση τελεστών και τανυστών, παραδείγµατα Βασικές έννοιες πιθανοτήτων και στατιστικής, µεθοδολογία ανάλυσης και επεξεργασίας δεδοµένων (γενικά). Επιλεγµένα κεφάλαια και υπολογιστικές προσεγγιστικές τεχνικές των Εφηρµοσµένων Μαθηµατικών και της Αριθµητικής Ανάλυσης. Εφαρµογές σε προβλήµατα θεωρητικής – υπολογιστικής χηµείας.

Φυσικοχημεία Στερεάς Καταστάσεως
Κρυσταλλική δομή/ περίθλαση ακτίνων Χ,  συμμετρία κρυσταλλικών στερεών, περίθλαση νετρονίων και ηλεκτρονίων.
Ηλεκτρικές ιδιότητες στερεών/ μέταλλα, μονωτές, ημιαγωγοί.
Διηλεκτρικάυλικά, σιδηροηλεκτρισμός, πυροηλεκτρισμός, πιεζοηλεκτρισμός.
Μαγνητικές ιδιότητες στερεών/ συμπεριφορά των υλικών εντός μαγνητικού πεδίου, παραμαγνητισμός, σιδηρομαγνητισμός, αντισιδηρομαγνητισμός, σιδηρημαγνητισμός, νόμοι Curie και Curie-Weis.
Υπεραγωγιμότητα/ φαινόμενο Meissner, θερμοδυναμική της υπεραγώγιμης μετάπτωσης, εξίσωση London, BCS    θεωρία της υπεραγωγιμότητας. Οπτικές ιδιότητες στερεών.

Δομή και Αντιδράσεις του Πυρήνα
Μελέτη πυρηνικής δοµής. Το πυρηνικό πρότυπο των στιβάδων (Shell Model). Παραµορφωµένο πρότυπο στιβάδων (Nilsson Shell model). Εισαγωγή στη θεωρία HartreeFock για τον πυρήνα (Skyrme Hartree-Fock). Υπολογισµοί ιδιοτήτων θεµελιώδους και διεγερµένων καταστάσεων. Θεωρία α-διασπάσεως. Θεωρία β-διασπάσεως. Θεωρία γ-διασπάσεως. Κβαντική θεωρία σκεδάσεως. Σκέδαση απο δυναµικό Coulomb και απο πυρηνικό δυναµικό + δυναµικό Coulomb. Πυρηνικές αντιδράσεις. Ταξινόµηση και µοντέλα πυρηνικών αντιδράσεων. Θερµοδυναµική και στατι- στική µηχανική του πυρήνα. Εφαρµογές στην περιγραφή διεργασιών αποδιέγερσης υψηλώς διεγερµένων πυρήνων. Πειραµατικές µέθοδοι παραγωγής και µελέτης πυρήνων στα όρια της πυρηνικής σταθερότητας (εξωτικών πυρήνων). Πυρηνοσύνθεση στο σύµπαν και τους αστέρες, διεργασίες σύνθεσης βαρέων στοιχείων (s-process, r-process). Πειραµατική και θεωρητική µελέτη της καταστατικής εξισώσεως πυρηνικής ύλης. Αναφορά σε σύγχρονες ερευνητικές κατευθύνσεις στην Πυρηνική Χηµεία/ Φυσική.

Ερευνητική Μεθοδολογία & Εργαστηριακή Πρακτική στην Φυσικοχημεία – Βιβλιογραφική Εργασία
Οι φοιτητές εξασκούνται στις μετρήσεις μοριακών, θερμοδυναμικών και κινητικών ιδιοτήτων σε εξελιγμένες πειραματικές συσκευές, καθώς και στην ανάπτυξη και αριθμητική εφαρμογή θεωρητικών μεθόδων.  Η άσκησή τους βασίζεται στην εκτενή  ενημέρωσή τους, και μέσω της βιβλιογραφικής αναζήτησης, για το επιστημονικό-ερευνητικό θέμα που αναλαμβάνουν

Εκπόνηση μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας
Η ολοκλήρωση του προγράμματος απαιτεί την εκπόνηση  πρωτότυπου πειραματικού είτε θεωρητικού έργου, με έμφαση τη διερεύνηση των ιδιοτήτων φυσικών και καινοτόμων υλικών.