Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Chemia obliczeniowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0600-S2-O-PCT/sr
Kod Erasmus / ISCED: 13.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0531) Chemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Chemia obliczeniowa
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Stacjonarne studia drugiego stopnia - Chemia - Semestr 1
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 2.00 (w zależności od programu) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

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

Całkowity nakład pracy studenta:

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

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


Efekty uczenia się - wiedza:

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)

Efekty uczenia się - umiejętności:

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)

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

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:

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.

Metody dydaktyczne poszukujące:

- laboratoryjna
- projektu

Skrócony opis:

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.

Pełny opis:

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:

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.

Efekty uczenia się:

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

Metody i kryteria oceniania:

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

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (zakończony)

Okres: 2022-02-21 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Mirosław Jabłoński
Prowadzący grup: Mirosław Jabłoński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-1 (2024-03-12)