Detail předmětu

Modelování molekulárních struktur

FSI-TSMAk. rok: 2010/2011

Předmět seznamuje studenty s úvodem k modelování chemických struktur v rozsahu vhodném pro studium některých inženýrských oborů, např. pro nanotechnologie. Studenti se seznámí se základními metodami výpočtu energie molekuly (molekulárních systémů) užitím metod kvantové chemie. Cílem je objasnění základních interakcí a provedení minimalizace energie kvantového systému výpočty programy SPARTAN a PEGAS.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Kurz usnadní studentům orientaci při výběru diplomového úkolu. Získání všeobecného znalostí v oblasti modelování chemických struktur jim umožní lépe pochopit nové technologické procesy aplikovatelné při vývoji moderních materiálů.

Prerekvizity

Znalosti na úrovni absolvovaného předmětu Chemie (FSI-1CH) a absolvování předmětu Organická a makromolekulární chemie (FSI-TOM).


Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studenta bude zohledňovat jednak jeho práci ve cvičení, jednak výsledky písemného testu a diskuze nad zadanými tématy při zkoušce (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).

Učební cíle

Předmět seznamuje studenty s úvodem k modelování chemických struktur v rozsahu vhodném pro studium některých inženýrských oborů, např. pro nanotechnologie. Studenti se seznámí se základními metodami výpočtu energie molekuly (molekulárních systémů) užitím metod kvantové chemie. Cílem je objasnění základních interakcí a provedení minimalizace energie kvantového systému výpočty programy SPARTAN a PEGAS.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

Cramer, C. J. Essentials Of Computational Chemistry: Theories And Models; John Wiley & Sons, 2004.
Leach, A. Molecular Modelling: Principles and Applications, 2nd ed.; Prentice Hall: Harlow England; New York, 2001.
Manuály programů Gaussian (http://www.gaussian.com/) a AMBER (http://ambermd.org/)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-FIN , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.

Osnova

Výpočty podpůrných teoretických příkladů, praktické demonstrace a vyzkoušení probíhají po celý semestr.

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.

Osnova

Úvod do disciplíny. Základní metody výpočtu energie molekuly či molekulárního systému. Popis geometrie pomocí kartézských a interních souřadnic.

Molekulová mechanika. Základní typy interakcí a jejich funkční vyjádření.

Přehled metod kvantové chemie.

Minimalizace energie, relaxace, fixace, "driving". Základní kategorie minimalizačních technik, jejich výhody a úskalí. Pojem hyperplocha potenciální energie (PES). Stacionární body na PES.

Program SPARTAN. Základní funkce. Metodika studia konformačního chování.
Výpočty struktury a energie.

Počítačové návrhy chemických syntéz. Program PEGAS.