PřF:C8863 Výpočty volných energií - Informace o předmětu
C8863 Výpočty volných energií
Přírodovědecká fakultajaro 2011
- Rozsah
- 2/0. 2 kr. (plus 1 za zk). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
- Vyučující
- RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D. (přednášející)
- Garance
- RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Pá 13:00–14:50 C04/211
- Předpoklady
- C7790 Počítač.chemie a MM I
Předpokládají se základní znalosti obecné, fyzikální chemie a výpočetní chemie. - Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 30 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/30, pouze zareg.: 0/30, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/30 - Mateřské obory/plány
- Analytická biochemie (program PřF, N-BCH)
- Analytická chemie (program PřF, D-CH4)
- Analytická chemie (program PřF, N-CH)
- Anorganická chemie (program PřF, D-CH4)
- Anorganická chemie (program PřF, N-CH)
- Biofyzika (program PřF, D-FY4)
- Biofyzika (program PřF, N-FY)
- Biochemie (program PřF, D-BCH4)
- Biochemie (program PřF, N-BCH)
- Biomolekulární chemie (program PřF, D-BCH4)
- Biomolekulární chemie (program PřF, N-BCH)
- Fyzikální chemie (program PřF, D-CH4)
- Fyzikální chemie (program PřF, N-CH)
- Chemie makromolekulárních látek (program PřF, D-CH)
- Chemie životního prostředí (angl.) (program PřF, N-CH)
- Chemie životního prostředí (program PřF, D-CH4)
- Makromolekulární chemie (program PřF, N-CH)
- Materiálová chemie (program PřF, D-CH4)
- Materiálová chemie (program PřF, N-CH)
- Organická chemie (program PřF, D-CH4)
- Organická chemie (program PřF, N-CH)
- Strukturní chemie (program PřF, N-CH)
- Cíle předmětu
- Kurz je zaměřen na získání základních znalostí v oblasti výpočtů volných energií pomocí metod výpočetní chemie. Student získá přehled o dostupných metodách, jejich přednostech a nevýhodách. Nabyté znalosti by měly být dostačující k samostatné aplikaci nabytých znalostí k řešení reálných problémů z oblasti chemie, supermolekulární chemie či biochemie.
- Osnova
- 1. Co je to volná energie a její postavení v termochemii a kinetice. Experimentální metody měření. Statistická fyzika a volná energie.
- 2. Stručný přehled vybraných metod výpočetní chemie. Monte-Carlo simulace versus molekulová dynamika. Metody výpočtu potenciální energie (ab initio metody, molekulová mechanika). Rozdíl mezi plochami potenciální (PES) a volné energie (FES).
- 3. Přehled metod výpočtů volné energie. Metody koncových stavů, alchemické přeměny, metody potenciálu střední sily. Speciální metody.
- 4. Metody koncových stavů. Použití statistických metod pro lokální extrémy na PES. MM/PB(GB)SA. Výpočet solvatačních volných energií. Výpočet entropických příspěvků.
- 5. Alchemické přeměny. Free energy perturbation. Termodynamická integrace. Problémy se zánikem a vytvářením atomů. Soft-core potenciál. Staging versus sampling.
- 6. Metody potenciálu střední síly (PMF). Vzorkovací problém. Přehled metod. Metoda Adaptive Biasing Force. Metoda Blue Moon. Umbrella Sampling. Metadynamika. Metoda více chodců.
- 7. Speciální metody. Metody zlepšující vzorkování. Replika-exchange molekulová dynamika, atd.
- Literatura
- Free energy calculations : theory and applications in chemistry a biology. Edited by Christophe Chipot - Andrew Pohorille. Berlin: Springer, 2007, xviii, 517. ISBN 9783540384472. info
- CRAMER, Christopher J. Essentials of computational chemistry : theories and models. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2004, xx, 596. ISBN 0470091819. info
- LEACH, Andrew R. Molecular modelling : principles and applications. 2nd ed. Harlow: Prentice Hall, 2001, xxiii, 744. ISBN 0582382106. info
- Výukové metody
- prednáška, diskuze
- Metody hodnocení
- Kurz je zakončen písemným testem, který je následován ústní zkouškou.
- Navazující předměty
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
- Statistika zápisu (jaro 2011, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2011/C8863