Chemia obliczeniowa

Student posiada wiedzę z matematyki i fizyki, mile widziana, choć nie konieczna, podstawowa wiedza z chemii kwantowej.

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (godziny kontaktowe) 30h

2. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (przygotowanie do laboratorium) 20h

Student nabywa wiedzę dotyczącą prowadzenia elementarnych obliczeń za pomocą programu obliczeniowego Gamess. Student umie korzystać z programu graficznego Molden.

(K_W01, K_W02, K_W08)

Po ukończeniu laboratorium z chemii obliczeniowej student powinien umieć przeprowadzić elementarne obliczenia za pomocą programu obliczeniowego Gamess (w szczególności umieć pisać pliki imputowe, poprawiać błędy w tych plikach, umieć znaleźć ważne wyniki numeryczne w otrzymanych plikach outputowych) oraz analizować otrzymane wyniki oraz ocenić stopień ich wiarygodności. Student powinien umieć świadomie korzystać z programu graficznego Molden.

(K_U01, K_U10)

Student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego uczenia się przez całe życie; potrafi samodzielnie podjąć działania w celu poszerzania i pogłębiania wiedzy chemicznej. Potrafi współdziałać w zespole i kreatywnie rozwiązywać problemy dotyczące badań naukowych. Potrafi odpowiednio określić priorytety służące rozwiązaniu określonego przez siebie lub innych problemu chemicznego. Ma świadomość profesjonalizmu, doceniania uczciwości intelektualnej i przestrzegania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób. Potrafi formułować i przedstawiać opinie na temat podstawowych zagadnień chemicznych i osiągnięć w tej dyscyplinie.

(K_K01, K_K02, K_K05, K_K06, K_K07)

Metody dydaktyczne poszukujące – laboratorium komputerowe.

Zajęcia w laboratorium, czyli pracowni komputerowej, polegają na pracy wspólnie z prowadzącym zajęcia oraz pracy samodzielnej, zakończonej wykonaniem własnego projektu.

- laboratoryjna
- projektu

Laboratorium z chemii obliczeniowej to praktyczna nauka świadomego korzystania z programu obliczeniowego Gamess, służącego do opisu struktury elektronowej atomów i cząsteczek oraz z programu graficznego Molden.

W ramach laboratorium omawiane i ćwiczone są następujące zagadnienia: podstawy systemu operacyjnego Linux, edytor tekstu vi, podstawy teorii grup, w tym określanie grup punktowych cząsteczek, struktura pliku inputowego, określanie geometrii cząsteczki (współrzędne kartezjańskie i współrzędne wewnętrzne (macierz Z)), podstawowe komendy programu Gamess, egzekucja zadań, struktura pliku outputowego, podstawy korzystania z programu graficznego Molden, obliczenia energii całkowitej układu ("single point" (SP)), optymalizacja geometrii, analiza drgań normalnych, bazy funkcyjne, metoda Hartree-Focka.

1. Podstawy systemu operacyjnego Linux.

2. Edytor tekstu vi.

3. Podstawy programu obliczeniowego Gamess:

a) ogólne wymagania programu

b) struktura pliku inputowego

c) określanie grupy punktowej cząsteczek

d) podstawowe komendy programu obliczeniowego Gamess

e) egzekucja zadań

f) podstawowe błędy użytkownika

4. Określanie geometrii cząsteczki (współrzędne kartezjańskie i macierz Z)

5. Struktura pliku outputowego.

6. Podstawy programu graficznego Molden.

a) Molden jako edytor macierzy Z

b) Molden jako pomoc w wizualizacji wyników

7. Obliczenia energii całkowitej układu (obliczenia SP).

8. Optymalizacja geometrii cząsteczki.

9. Analiza wibracyjna (częstości)

10. Korzystanie z baz funkcyjnych

a) bazy z biblioteki własnej programu

b) wpisywanie bazy funkcyjnej ze źródła zewnętrznego

c) modyfikacja bazy funkcyjnej

d) wpływ bazy funkcyjnej na uzyskane wyniki

11. Obliczenia w ramach metody Hartree-Focka

Literatura podstawowa:

1. Strona internetowa programu Gamess:

https://www.msg.chem.iastate.edu/gamess/index.html

2. Strona internetowa programu Molden:

https://www3.cmbi.umcn.nl/molden/

3. Notatki własne prowadzącego.

Literatura uzupełniająca:

1. W. Kołos, Chemia kwantowa, PWN, 1975

2. L. Piela - Idee chemii kwantowej, PWN 2003.

3. F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, Wiley, Germany, 2008.

Student powinien umieć posługiwać się na poziomie podstawowym programen obliczeniowym Gamess oraz programem graficznym Molden, wykonywać obliczenia, analizować wyniki i określać ich wiarygodność.

Zaliczenie na ocenę (na podstawie aktywności na zajęciach, możliwych krótkich sprawdzianów i projektów własnych).

nie dotyczy