Chemia teoretyczna

1. Andrew R. Leach „Molecular modelling. Principles

and Applications.” Prentice Hall, 2001

2. W. Koch, M.C. Holthausen, „A Chemist's Guide to Density Functional Theory”, Wiley, 2001.

3. David C. Young „Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems”, Wiley 2001

Założenia i cele przedmiotu:

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z możliwościami nowoczesnych programów modelowania molekularnego i sposobem ich wykorzystania w poznawaniu struktury i właściwości cząsteczek chemicznych. Tematyka zajęć obejmuje: budowanie cząsteczek i optymalizacja ich geometrii, analiza rozkładu gęstości elektronowej – moment dipolowy, rozkład ładunku, polarność wiązań, orbitale molekularne, analiza konformacyjna, właściwości termodynamiczne, spektroskopia układy z wiązaniem wodorowym.

Treści merytoryczne przedmiotu:

Podstawy teoretyczne metod ab initio i półempirycznych. Metoda Hartree-Focka. Techniki SCF. Granice dokładności przybliżenia jednoelektronowego – energia korelacji. Mieszanie konfiguracji. Metody wychodzące poza przybliżenie jednoelektronowe. Teoria funkcjonału gęstości elektronowej – metody DFT. Oddziaływania międzycząsteczkowe na gruncie chemii kwantowej. Mechanika oraz dynamika molekularna – określanie struktury oraz zmian konformacyjnych makrocząsteczek. . Parametryzacja pól siłowych. Bazy funkcyjne. Analiza funkcji falowej - orbitale zlokalizowane i zdelokalizowane. Obliczanie właściwości cząsteczek. Symulowanie wpływu rozpuszczalnika. Przewidywanie charakterystyk widmowych metodami mechaniki kwantowej. Zastosowania teorii grup w chemii kwantowej i spektroskopii molekularnej.

Zalecana literatura:

1. I.N.Levine, "Quantum chemistry", Prentice Hall, Upper Saddle River, 2000.

2. F.Jensen, "Introduction to computational chemistry", Wiley, New York, 2007.

3. L.Piela, "Idee chemii kwantowej", PWN, Warszawa, 2001

4. J.Sadlej, „Obliczeniowe metody chemii kwantowej CNDO, INDO, ab initio”, PWN, Warszawa 1988

Efekty kształcenia:

wiedza:

Student definiuje pojęcia z zakresu metod modelowania molekularnego, K_W01, P7S_WG; wymienia przybliżenia leżące u podstaw poszczególnych metod obliczeniowych chemii teoretycznej, K_W11, P7S_WG; zna podstawowe metody modelowania molekularnego, K_W10 , P7S_WK; rozumie i potrafi wyjaśnić na gruncie chemii kwantowej zjawiska oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego ze cząsteczkami chemicznymi, K_W13, P7S_WG

umiejętności:

potrafi analizować problem chemiczny i dobrać odpowiednią metodę chemii obliczeniowej do jego rozwiązania, K_U05, P7S_UW; potrafi samodzielnie przeprowadzać obliczenia kwantowo-chemiczne do opisu struktury i właściwości układów chemicznych oraz analizować uzyskane wyniki, K_U06 , P7S_UU; potrafi przedstawić i dyskutować wyniki przeprowadzonych obliczeń w formie pisemnego sprawozdania, K_U12 , P7S_UK; posiada umiejętność przygotowania wystąpienia ustnego, dotyczącego wyników samodzielnie przeprowadzonego modelowania molekularnego K_U13, P7S_UK, P7S_UO;

kompetencje:

rozumie konieczność ustawicznego kształcenia się i poznawania nowych metod chemii obliczeniowej, K_K01 , P7S_KR, P7S_KO; potrafi współdziałać w grupie w celu rozwiązania problemów z zakresu interpretacji widm, K_K02 , P7S_KR.

Wykład - egzamin

Warunkiem przystąpienie do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny końcowej z konwersatorium

Egzamin ma formę pisemną.

Ocenę końcową ustala się na podstawie procentowej liczby uzyskanych punktów

Na laboratoriach, studenci wykonują 3 mniejsze i 1 większy projekt obliczeniowy z możliwością uzyskania max.100 pkt w semestrze. Za aktywność na zajęciach można uzyskać dodatkowo 10 pkt.

Próg zaliczeniowy:

Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 90% sumarycznej liczby punktów.