|
Vyučující
|
-
Kužela Tomáš, Ing.
-
Ingr Marek, doc. RNDr. Ph.D.
-
Kolaříková Alena, Ing.
-
Kutálková Eva, RNDr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
- Základy statistické termodynamiky - statistické soubory, partiční funkce, výpočty termodynamických stavových funkcí. - Klasické simulace termodynamických systémů metodou molekulové dynamiky (MD), Newtonovy pohybové rovnice, periodické okrajové podmínky, systémy za konstantní teploty a tlaku, silová pole. Metoda Monte-Carlo (MC). - Distribuční funkce částic systému. Výpočet termodynamických stavových funkcí pomocí MD a MC, Gibbsova a Helmholtzova energie, solvatační energie, stabilita supramolekulárních komplexů. - Zhrubená molekulová dynamika a mesoscale simulace - neatomistické simulace velkých systémů. - Kvantová chemie - Hamiltonův operátor, Schrödingerova rovnice, řešení problému vlastních hodnot a vlastních funkcí. - Systémy s více elektrony, Pauliho princip, Slaterův determinant. Spin elektronů ve více elektronových systémech, systémy s uzavřenými a otevřenými slupkami. - Variační princip, poruchová teorie, molekulové orbitaly jako lineární kombinace atomových orbitalů, báze. - Hartreeho-Fockova metoda self-konzistentního pole (HF-SCF). Korelační energie. Slaterova-Condonova pravidla. - Konfigurační interakce (CI), Moller-Plessetova poruchová teorie (MPx), metoda spřažených klastrů (coupled cluster - CC). Semiempirické metody. - Teorie funkcionálu hustoty (DFT) a TDDFT. Aplikace na víceatomové systémy. - Geometrie molekul, Bornova-Oppenheimerova aproximace, hyperplocha potenciální energie, vibrační spektra, výpočty molekulových vlastností. Mechanismy chemických reakcí. - Výpočty excitovaných stavů molekul a optických spekter molekul, multireferenční metody. - Dynamické metody kombinující klasický a kvantový přístup - ab initio MD, metoda QM/MM - simulace enzymových reakcí. - Kvantová dynamika - vlnová funkce jader, propagace časově závislé Schrödingerovy rovnice, metoda MCTDH.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Laborování, Praktické procvičování
- Příprava na zkoušku
- 180 hodin za semestr
|
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vysvětlit variační princip a poruchovou teorii |
| vysvětlit variační princip a poruchovou teorii |
| vysvětlit Bornovu-Oppenheimerovu aproximaci |
| vysvětlit Bornovu-Oppenheimerovu aproximaci |
| vysvětlit dynamické metody kombinující klasický a kvantový přístup |
| vysvětlit dynamické metody kombinující klasický a kvantový přístup |
| popsat geometrii molekul |
| popsat geometrii molekul |
| diskutovat Slaterova-Condonova pravidla |
| diskutovat Slaterova-Condonova pravidla |
| Odborné dovednosti |
|---|
| aplikovat Hartreeho-Fockovu metodu self-konzistentního pole |
| aplikovat Hartreeho-Fockovu metodu self-konzistentního pole |
| vypočítat excitované stavy molekul |
| vypočítat excitované stavy molekul |
| vypočítat optická spektra molekul |
| vypočítat optická spektra molekul |
| vypočítat molekulární vlastnosti |
| vypočítat molekulární vlastnosti |
| definovat konfigurační interakce |
| definovat konfigurační interakce |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Laborování |
| Laborování |
| Praktické procvičování |
| Praktické procvičování |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Ústní zkouška |
| Ústní zkouška |
| Rozbor produktů pracovní činnosti studenta (technické práce) |
| Rozbor produktů pracovní činnosti studenta (technické práce) |
| Známkou |
| Známkou |
|
Doporučená literatura
|
-
CRAMER, C.J. Essentials of Computational Chemistry. 2nd Ed.. Chichester: John Wiley & Sons, 2016.
-
JENSEN, M. Introduction to Computational Chemistry. 3rd Ed.. Chichester: John Wiley & Sons, 2017.
-
LIWO, A. (Ed.). Computational Methods to Study the Structure and Dynamics of Biomolecules and Biomolecular Processes. Heidelberg: Springer, 2014.
-
NEZBEDA, I., KOLAFA, J., KOTRLA, M. Úvod do počítačových simulací. Metody Monte Carlo a molekulární dynamiky. Praha: Karolinum, 2003.
-
SLAVÍČEK, P., MUCHOVÁ, E. Kvantová chemie: První čtení. Praha: VŠCHT, 2019.
-
WILLOCK, D.J. Molecular Symmetry. Chichester: John Wiley & Sons, 2009.
|