C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -1-
C7790
Počítačová chemie a
molekulové modelování I
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I - cvičení
Petr Kulhánek
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno
Úvod
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -2Obsah
- přednáška
 Výpočetní chemie
definice, výpočetní chemie versus experiment,
přehled řešených projektů, experimentální
metody s atomárním a jednomolekulárním
rozlišením
 Kvantová mechanika I
stručný úvod, Bornova-Oppenheimerova
aproximace, koncept hyperploch potenciální
energie, stručný přehled metod pro výpočet
potenciální energie
 Struktura
struktura, vizualizace, formáty, typy
souřadnic (interní, kartézské)
 Plochy potenciální energie I
definice, stacionární body, jejich
charakterizace a význam, optimalizační
metody, lokální a globální minima
 Kvantová mechanika II
volná částice, tuhý rotátor, harmonický
oscilátor, atom vodíku, variační a poruchové
metody, Hartree-Fockova metoda,
semiempirické metody
 Plochy potenciální energie II
reakční cesty a konformační přeměny, reakční
koordináta, hledání tranzitních stavů, vztah
potenciální energie k termodynamickým
veličinám, primární a sekundární izotopový
efekt
 Molekulová mechanika I
silová pole, vazebné a nevazebné interakce,
dalekodosahové interakce, bodové náboje,
přehled silových polí
 Molekulová dynamika
vývoj systému v čase, pohybové rovnice,
přehled integračních metod, vlastnosti
systému, termostaty, barostaty
 Kvantová mechanika III
post-HF metody (MPx, CC), CBS, DFT metody,
korekce disperzních interakcí, BSSE
 Molekulová mechanika II
dalekodosahové interakce, modelování
rozpouštědel, polarizovatelná silová pole
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -3Hlavní
směřování přednášky
ENERGIE FUNKCE
STRUKTURA
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -4Obsah
- cvičení
 Stručný úvod do Linuxu
 Praktické procvičování probírané látky
 I. samostatný projekt (modelování reakce)
mechanismus jednoduché reakce za použití semiempirické kvantově
chemické metody
Program Gaussian: www.gaussian.com
 II. samostatný projekt (molekulová dynamika)
studium konformačního chování malé organické molekuly
Program AMBER: www.ambermd.org
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -5Harmonogram
semestru
Období pro zápis předmětů:
2. září 2013 - 29. září 2013
Výuka: 16. září 2013 - 20. prosince 2013
Období prázdnin: 21. prosince 2013 - 1. ledna 2014
Zkouškové období: 2. ledna 2013 - 14. února 2014
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování I
Zakončení: kolokvium (2+1 kredity), zkouška (2+2 kredity)
Celkový počet odpřednášených hodin: 14 x 2 hodiny = 28 hodin
Celková hodinová zátěž předmětu:
1 ECTS kredit -> 26 hodin studijní zátěže
4 kredity -> 4x 26 hodin = 104 hodin studijní zátěže
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I – cvičení
Zakončení: zápočet (1+1 kredity)
Celkový počet odpřednášených hodin: 14 x 2 hodiny = 28 hodin
Celková hodinová zátěž předmětu:
1 ECTS kredit -> 26 hodin studijní zátěže
2 kredity -> 2x 26 hodin = 52 hodin studijní zátěže
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -6Hodnocení
znalostí
Zakončení:
• dva protokoly ze samostatných projektů (cvičení)
• závěrečný test (případně ústní pohovor)
Test 50 otázek (50 bodů); délka 1 hodina;
hodnocení F < 30 bodů;
hodnocení E = <30, 35) bodů;
hodnocení D = <35, 40) bodů;
hodnocení C = <40, 45) bodů;
hodnocení A a B >= 45 bodů plus ústní pohovor.
Hodnocení lze zlepšit o jeden stupeň (a neomezeně zhoršit) ústním pohovorem.
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -7Související/Navazující
předměty
Přednášky zaměřené na teorii
C9920 Úvod do kvantové chemie a elektronové struktury molekul
C9930 Metody kvantové chemie
C9550 Kvantová chemie a molekulová spektroskopie
C9545 Chemical Bond Theory
C8855 Počítačová chemie a molekulové modelování II
C8856 Počítačová chemie a molekulové modelování II cvičení
C8863 Výpočty volných energií
C8862 Výpočty volných energií – cvičení
C9925 Introduction to soft matter models of membranes and proteins
Přednášky zaměřené na počítání
C2110 Operační systém UNIX a základy programování
C2115 Praktický úvod do superpočítání