Environmental Analysis

📘 환경 분석 (2026-2027년판)

『환경 분석 (2026-2027년판)』은 화학, 환경 과학, 분석 화학 및 관련 분야의 학생, 교육자 및 연구자를 위해 설계된 종합적인 연구 중심 교재입니다. 이 책은 자연 및 인공 생태계에서 환경 시스템, 오염 물질 및 화학적 과정을 연구하고 모니터링하는 데 필요한 양자 화학 원리, 계산 방법 및 분석 기술에 대한 심도 있는 이해를 제공합니다.

기본적인 이론적 개념과 실제 응용을 연결하여 독자들이 환경 분석에서 분자 수준의 메커니즘, 반응 동역학, 분광학적 방법 및 계산적 접근 방식을 이해할 수 있도록 합니다. 이 책은 화학, 물리학, 전산 모델링 및 환경 과학을 연계하는 학제 간 관점을 강조하여 정확한 화학적 모니터링 및 문제 해결을 지원합니다.

⚛️ 1단원: 양자화학의 소개 및 역사적 기초

• 파동-입자 이중성, 드 브로이 가설, 데이비슨-거머 실험

• 고전 물리학의 한계와 양자역학의 등장

• 프랑크-헤르츠 실험

• 자외선 재앙과 플랑크 가설

🔢 2단원: 수학적 기초

• 선형대수: 벡터, 행렬, 기저 함수

• 미분방정식 및 편미분방정식

• 푸리에 변환 및 벡터 미적분학의 기초

• 디랙 표기법 (브라-켓 형식론)

• 교환자와 그 대수적 성질

📐 3단원: 양자역학의 공리 및 슈뢰딩거 방정식

• 고유값 방정식 및 물리적 관측량

• 확률 밀도 함수 및 확률 전류

• 중첩 원리 및 양자 상태

• 정상 상태 및 에너지 양자화

🔹 4단원: 정확히 풀 수 있는 모델 시스템

• 상자 속 입자 (1차원, 2차원, 3차원)

• 강체 회전자 및 조화 진동자

• 수소 원자: 에너지 준위 및 원자 궤도

• 수소 분자(H₂) 기본 개념

🌀 5단원: 각운동량 및 스핀

• 스핀 각운동량 및 스핀 함수

• 각운동량의 합 및 결합 방식

• 사다리 연산자 및 각운동량 상태에 대한 작용

• 총 각운동량 및 양자수

• 클렙슈-고르단 계수 및 스핀-궤도 결합

⚡ 6단원: 근사 방법 I: 변분 원리 및 섭동 이론

• 변분 정리 및 시험 파동 함수

• 원자 및 분자 시스템에 대한 응용

• 시험 함수 선택 및 변분 매개변수

• 헬만-파인만 정리

• 섭동 이론의 한계 및 타당성

🧩 7단원: 다전자 원자 및 전자 상관관계

• 파울리 배타 원리 및 슬레이터 행렬식

• 전자 교환 및 기본 상관관계

• 스핀 오비탈 및 반대칭화

• 포크 연산자 및 물리적 의미

• 쿠프만 정리 및 이온화 에너지

🔬 8단원: 분자 궤도 이론 및 원자가 결합 이론

• 보른-오펜하이머 근사

• 원자가 결합 이론의 기본 원리

• 공액계에서의 비편재화된 분자 궤도

• 화학 결합에 대한 분자 궤도(MO) 및 원자가 결합 이론 비교

📊 9단원: 다원자 및 π-전자계에 대한 분자 궤도(MO) 및 원자가 결합 이론

• 다원자 분자 궤도 구성

• π-전자계 및 방향족성에 대한 후켈 이론

• 비편재화 및 공액 개념

• 알릴 및 부타디엔계에서의 결합

• 후켈 분자 궤도(HMO) 계산

📏 10단원: 기초 기저 함수 집합 및 계산 고려 사항

• 기저 함수의 종류: 슬레이터형, 가우스형

• 기저 함수 집합 중첩 오류(BSSE) 및 완전성

• 루트한-홀 형식론, DIIS 수렴 방법

• 최소 기저 함수 집합, 분할 원자가 기저 함수 집합, 편극 기저 함수 집합

• 축약 가우스 함수 및 정규화

✨이 앱은 다음 저자들의 저서에서 영감을 받았습니다.

도널드 A. 맥쿼리, 아이라 N. 레빈, 피터 앳킨스, 클라우스 뤼덴베르크, 라이너스 폴링, 마크 터커먼, 찰스 키텔

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