Modelowanie molekularne metodami chemii kwantowej 0600-S2-O-MMCK

Wykład:

1) Teoria grup
a) Pojęcie grupy
b) Elementy i operacje symetrii
c) Tablice mnożenia grupowego
d) Grupy punktowe cząsteczek
e) Określanie grupy punktowej (dla cząsteczki)

2) Bazy funkcyjne
a) Orbitale typu Slatera a orbitale gaussowskie
b) Klasyfikacja baz funkcyjnych: bazy minimalne, bazy typu Double Zeta (DZ), Triple Zeta (TZ), Quadruple Zeta (QZ), Quintuple/Pentuple Zeta (PZ/5Z), bazy funkcyjne typu split-valence, bazy z funkcjami polaryzacyjnymi, bazy z funkcjami dyfuzyjnymi
c) Balans bazy funkcyjnej
d) Wykładniki
e) Funkcje skontraktowane i funkcje rozkontraktowane
f) Bazy typu Pople’a
g) Bazy typu Dunninga-Huzinagi
h) Bazy ypu Ahlrichsa
i) Bazy funkcyjne typu "correlation consistent"
j) Bazy funkcyjne typu "polarization consistent"

3) Podstawy mechaniki kwantowej (MK):
a) Postulaty mechaniki kwantowej
b) Hamiltonian

4) Przybliżenie Borna-Oppenheimera i powierzchnia energii potencjalnej (PES)

5) Optymalizacja geometrii:
a) Wektor gradientu
b) Metody optymalizacji: metoda najszybszego spadku, metody gradientów sprzężonych, metody Newtona-Raphsona, metoda pseudo-Newtona-Raphsona

6) Hessian i analiza częstości drgań

7) Metoda Hartree-Focka (HF/SCF):
a) Hamiltonian:
b) Wyznacznik Slatera
c) Energia Hartree-Focka
d) Operator Focka
e) Równania Hartree-Focka
f) Twierdzenie Koopmansa
g) LCAO i równania Roothaana-Halla
h) Macierz gęstości
i) Pole samouzgodnione (SCF)
j) RHF a ROHF a UHF

8) Teoria funkcjonału gęstości (DFT)
a) Gęstość elektronowa
b) Historia
c) Twierdzenia Hohenberga-Kohna
d) Bezorbitalowe DFT (OF-DFT)
e) Energia kinetyczna
f) DFT Kohna-Shama (KS-DFT)
g) Funkcjonały wymiany i korelacji
h) LDA/LSDA
i) GGA
j) meta-GGA
k) Funkcjonały hybrydowe
l) Rozdział zasięgu (Range-Separation)
m) Korelacja dynamiczna dalekiego zasięgu (dyspersja): DFT-D
n) Korelacja dynamiczna dalekiego zasięgu (dyspersja): NLC
o) Parametryzacja
p) Funkcjonały – skuteczność
r) Trudne zagadnienia
s) Funkcjonały podwójnie hybrydowe (Double Hybrid)
t) Siatka (grid)
u) Wady i zalety DFT

9) Metody uwzględniania korelacji elektronowej -- jeżeli starczy czasu
a) Energia korelacji
b) CI
c) Metody CI z obciętą przestrzenią konfiguracyjną (Truncated CI)
d) Metoda wielokonfiguracyjnego pola samouzgodnionego (MCSCF)
e) Wielociałowa teoria zaburzeń
f) Teoria zaburzeń Möllera-Plesseta (MP)

Laboratorium:

Celem laboratorium jest nauka prowadzenia prostych obliczeń za pomocą programu GAMESS.
Główne punkty programu to:

1) Fundamentalne komendy systemu operacyjnego Linux.
2) Edytor 'vi'.
3) Ogólne informacje dotyczące programu obliczeniowego Gamess.
4) Ogólne informacje dotyczące programu Molden.
5) Zadania dedykowane użyciu różnych baz funkcyjnych.
6) Obliczenia typu 'single-point'.
7) Zadania dedykowane optymalizacji geometrii.
8) Zadania dedykowane obliczeniom w ramach metody HF (RHF, ROHF, UHF).