2021_22
Guía docente 
Facultad de Química
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castellano 
Grado en Química (2009)
 Asignaturas
  QUÍMICA COMPUTACIONAL
   Contenidos
tema Subtema
Visión general: desde el Angstrom al micrómetro

Introducción a la Química Computacional.
La importancia de elegir el método correcto para obtener información relevante de un problema químico.
Sistemas grandes: métodos de campos de fuerza

1) Expresión de la energía: vibración, rotación, torsión, interacciones no-enlazantes y términos cruzados.
2) Esquemas de parametrización: hibridación, centros radicalarios, pares libres, grupos funcionales.
3) Campos de fuerza: AMBER, CHARMM, GROMOS, UFF, etc.
4) Ventajas y desventajas: Validación, metales de transición, tamaño del sistema, simulaciones de dinámica molecular.
Sistemas medios: métodos de campo medio

1) Aproximación adiabática y de Born-Oppenheimer.
2) Hartree-Fock: principio variacional, determinante de Slater, orbitales moleculares, aproximación de conjuntos de base, matriz de Fock, algoritmo de campo auto-consistente.
3) Métodos semi-empíricos: aproximación de integrales, ajuste a datos experimentales, parametrizaciones, límites de los métodos semi-empíricos.
Sistemas pequeños: Correlación electrónica

1) Determinantes de Slater excitados: simples, dobles, triples ... Convergencia a la función de onda exacta a un nivel de excitación infinito y un conjunto de base infinito.
2) Interacción de configuraciones: matriz CI, reglas de Slater-Condon, CI completo para H2, tamaño de la matriz CI, CI truncados.
3) Teoría de perturbaciones: Rayleigh-Schrödinger, elección del hamiltoniano en orden cero, contenido físico del operador de perturbación en MP2, estados intrusos.
Más allá de los sistemas medios: teoría del funcional de la densidad

1) Teorema de Hohenberg y Kohn, correspondencia entre energía y densidad electrónica, significado de "funcional".
2) DFT sin orbitales: expresiones de Thomas-Fermi.
3) Teoría de Kohn y Sham: reintroducción de los orbitales, expresión exacta T_s [rho] con orbitales por un sistema de electrones sin interacciones, contenido físico del funcional de intercambio y correlación.
4) Funcionales de intercambio y correlación: requisitos para un funcional exacto, X-alpha, LDA, métodos con correcciones del gradiente, meta-GGA.
5) Funcionales híbridos.
Conjuntos de base

1) Orbitales de tipo gaussiana y Slater. Ondas planas.
2) Clasificación de conjuntos de bases: base mínima, doble zeta, funciones de polarización y de tipo difuso.
3) Conjuntos de base de tipo Pople (STO-3G, 3-21G, 6-31G, extensiones '*' y '+').
4) "Effective core potentials": potenciales para representar electrones internos.

Otros aspectos de interés en Química Computacional

1) Aplicación de la simetría.
2) Métodos para simular el solvente y otros entornos.
3) Métodos híbridos QM/MM.
Trabajo aplicado de Química Computacional

 Trabajo práctico con ordenador. Uso de software de cálculo y visualización de resultados. Se hacen cálculos para varias moléculas y sus propiedades mediante métodos estudiados durante el curso.