š YmpƤristƶanalyysi (painos 2026ā2027)
YmpƤristƶanalyysi (painos 2026ā2027) on kattava, tutkimuksellisesti suuntautunut oppikirja, joka on suunniteltu kemian, ympƤristƶtieteen, analyyttisen kemian ja niihin liittyvien alojen opiskelijoille, kouluttajille ja tutkijoille. TƤmƤ kirja tarjoaa perusteellisen ymmƤrryksen kvanttikemian periaatteista, laskennallisista menetelmistƤ ja analyyttisistƤ tekniikoista ympƤristƶjƤrjestelmien, epƤpuhtauksien ja kemiallisten prosessien tutkimiseen ja seurantaan luonnollisissa ja keinotekoisissa ekosysteemeissƤ.
Se yhdistƤƤ perusteoreettiset kƤsitteet kƤytƤnnƶn sovelluksiin, jolloin lukijat voivat ymmƤrtƤƤ molekyylitason mekanismeja, reaktiodynamiikkaa, spektroskooppisia menetelmiƤ ja laskennallisia lƤhestymistapoja ympƤristƶanalyysissƤ. SisƤltƶ korostaa tieteidenvƤlistƤ nƤkƶkulmaa, joka yhdistƤƤ kemian, fysiikan, laskennallisen mallinnuksen ja ympƤristƶtieteet tarkkaa kemikaalien seurantaa ja ongelmanratkaisua varten.
āļø Yksikkƶ 1: Johdanto ja kvanttikemian historialliset perusteet
⢠Aalto-hiukkasdualiteetti, de Broglie -hypoteesi, DavissonāGermer-koe
⢠Klassisen fysiikan rajoitukset ja kvanttimekaniikan synty
⢠FranckāHertzin koe
⢠Ultraviolettikatastrofi ja Planckin hypoteesi
š¢ Yksikkƶ 2: Matemaattiset perusteet
⢠Lineaarialgebra: vektorit, matriisit, perusjoukot
⢠Differentiaali- ja osittaisdifferentiaaliyhtälöt
⢠Fourier-muunnokset ja vektorilaskennan perusteet
⢠Dirac-notaatio (bra-ket-formalismi)
⢠Kommutaattorit ja niiden algebralliset ominaisuudet
š Yksikkƶ 3: Kvanttimekaniikan postulaatit ja Schrƶdingerin yhtƤlƶ
⢠Ominaisarvoyhtälöt ja fysikaaliset havaittavat suureet
⢠Todennäköisyystiheys ja todennäköisyysvirta
⢠Superpositioperiaate ja kvanttitilat
⢠Stationaaritilat ja energian kvantisointi
š¹ Yksikkƶ 4: TƤsmƤlleen ratkaistavat mallijƤrjestelmƤt
⢠Hiukkanen laatikossa (1D, 2D, 3D)
⢠Jäykkä roottori ja harmoninen oskillaattori
⢠Vetyatomit: energiatasot & atomiorbitaalit
⢠Vetymolekyylin (Hā) peruskƤsittely
š Yksikkƶ 5: KulmaliikemƤƤrƤ ja spin
⢠Spin-kulmaliikemäärä ja spinfunktiot
⢠Kulmaliikemäärän yhteenlasku ja kytkentäkaaviot
⢠Tikapuuoperaattorit ja niiden vaikutus liikemäärätiloihin
⢠Kokonaisliikemäärä ja kvanttiluvut
⢠ClebschāGordan-kertoimet ja spin-orbitaalikytkentƤ
┠Yksikkö 6: Approksimaatiomenetelmät I: Variaatioperiaate ja perturbaatioteoria
⢠Variaatiolause ja kokeiluaaltofunktiot
⢠Sovellukset atomi- ja molekyylijärjestelmiin
⢠Koefunktioiden ja variaatioparametrien valinta
⢠HellmannāFeynman-lause
⢠Perturbaatioteorian rajoitukset ja pätevyys
𧩠Yksikkö 7: Monielektroniatomit ja elektronikorrelaatio
⢠Paulin periaate ja Slaterin determinantit
⢠Elektroninvaihto ja peruskorrelaatio
⢠Spinorbitaalit ja antisymmetrisaatio
⢠Fock-operaattori ja sen fysikaalinen merkitys
⢠Koopmanin lause ja ionisaatioenergiat
š¬ Yksikkƶ 8: Molekyyli Orbitaaliteoria ja valenssisidosteoria
⢠BornāOppenheimer-approksimaatio
⢠Valenssisidosteorian perusteet
⢠Delokalisoituneet molekyyliorbitaalit konjugoiduissa systeemeissä
⢠MO- ja VB-lähestymistapojen vertailu kemiallisille sidoksille
š Yksikkƶ 9: MO- ja VB-lƤhestymistavat polyatomisille ja Ļ-elektronijƤrjestelmille
⢠Polyatomisten molekyyliorbitaalien rakentaminen
⢠Huckel-teoria Ļ-jƤrjestelmille ja aromaattisuus
⢠Delokalisaatio- ja konjugaatiokäsitteet
⢠Sidos allyyli- ja butadieenijärjestelmissä
⢠Hückel-molekyyliorbitaalien (HMO) laskelmat
š Yksikkƶ 10: Perusjoukot ja laskennalliset nƤkƶkohdat
⢠Perusfunktioiden tyypit: Slater-tyyppinen, Gaussinen
⢠Perusjoukon superpositiovirhe (BSSE) ja täydellisyys
⢠RoothaanāHall-formalismi, DIIS-konvergenssimenetelmƤt
⢠Minimaalinen, jaettu valenssi ja polarisoitu perusjoukot
⢠Supistuneet Gaussiset funktiot ja normalisointi
āØTƤmƤ sovellus on saanut inspiraationsa seuraavilta kirjoittajilta:
Donald A. McQuarrie, Ira N. Levine, Peter Atkins, Klaus Ruedenberg, Linus Pauling, Mark Tuckerman, Charles Kittel
š² Lataa Environmental Analysis (2026ā2027-painos) hallitaksesi kvanttikemiaa, laskennallista mallinnusta ja spektroskooppisia menetelmiƤ ympƤristƶjƤrjestelmille. Ihanteellinen opiskelijoille, kouluttajille ja tutkijoille kemian ja analyyttisten alojen aloilla.