Chemia obliczeniowa A

chemia
fizyka

fakultatywne

Wykład przeznaczony jest dla szerokiego grona słuchaczy zainteresowanych zastosowaniami metod obliczeniowych chemii kwantowej w badaniach doświadczalnych.

w sali

W ramach 15 godzin wykładów zostaną przedstawione najważniejsze metody

obliczeniowe chemii kwantowej. Omówiony zostanie szczegółowo zakres

stosowalności oraz oczekiwana dokładność tych metod w rozwiązywaniu

zagadnień chemii strukturalnej, spektroskopii, termochemii oraz teorii

reaktywności chemicznej.

W kolejnych wykładach omówione zostaną następujące zagadnienia:

1. Cele i podział chemii obliczeniowej. Znaczenie równania Schroedingera.

Oddzielenie ruchu jąder i elektronów. Przybliżenie Borna-Oppenheimera.

Powierzchnie energii potencjalnej i ich punktu charakterystyczne.

Związek z właściwościami obserwowalnymi cząsteczek.

2. Przybliżenie jednoelektronowe. Metoda Hartree-Focka, jej dokładność

i znaczenie obrazu orbitalnego. Bazy funkcyjne, ich rodzaje i hierarchia.

3. Definicja i rodzaje korelacji elektronowej. Znaczenie korelacji elektronowej

dla przewidywania właściwości molekuł. Klasyfikacja metod uwzględniania

korelacji elektronowej.

4. Metoda oddziaływania konfiguracji, metoda rachunku zaburzeń Mollera

-Plesseta, metoda sprzężonych klasterów. Metoda funkcjonału gęstości dla

stanu podstawowego i dla stanów wzbudzonych.

5. Metody obliczania właściwości molekularnych pierwszego i drugiego rzędu

oraz energii oddziaływania molekuł.

6. Uwzględnienie dynamiki jąder. Podstawowe wiadomości na temat metod

obliczeniowych uwzględniania wibracji i rotacji molekuł wieloatomowych.

7. Zastosowanie metod obliczeniowych chemii kwantowej do przewidywania

entropii i innych funkcji termodynamicznych układu, stałych równowagi

oraz szybkości reakcji chemicznych.

Całkowity nakład pracy: 38 godzin

- udział w zajęciach: 15 godzin

- przygotowanie się do egzaminu: 17 godzin

- egzamin: 2 godziny

- konsultacje z prowadzącym: 4 godziny

Literatura: L. Piela, Idee Chemii Kwantowej, PWN 2011.

Student będzie znał arsenał narzędzi teoretycznych teorii struktury

elektronowej i teorii dynamiki jąder w cząsteczkach, wiedział jaka jest

stosowalność i dokładność tych narzędzi w zastosowaniach do różnego

typu cząsteczek.

Student zna i rozumie:

K_W01: Ma rozszerzoną wiedzę o miejscu chemii w systemie nauk ścisłych i przyrodniczych, oraz o jej znaczenia dla rozwoju ludzkości.

K_W06: Ma wiedzę w zakresie matematyki niezbędną do ilościowego opisu zjawisk i procesów chemicznych właściwych dla danej specjalizacji chemicznej.

K_W07: Zna i rozumie, oraz potrafi samodzielnie wytłumaczyć, matematyczny opis podstawowych zjawisk i procesów chemicznych.

Student potrafi:

K_U03: Potrafi zastosować odpowiednie metody, techniki i narzędzia badawcze w ramach danej specjalności chemicznej, konieczne dla wyjaśnienia postawionego problemu.

K_U05: Posiada umiejętność samodzielnego planowania i wykonywania badań teoretycznych w ramach swojej specjalności chemicznej.

K_U06: Potrafi w sposób krytyczny ocenić wyniki przeprowadzonych samodzielnie obliczeń teoretycznych w ramach swojej specjalności chemicznej.

Maksymalna liczba nieobecności umożliwiająca osiągnięcie efektów kształcenia się: 2

Egzamin pisemny

nie dotyczy