2023_24
Guia docent 
Facultat de Química
A A A 
català 
Grau en Química (2009)
 Assignatures
  QUÍMICA COMPUTACIONAL
   Continguts
Tema Subtema
Visió general: des de l'Angstrom al micròmetre
Introducció a la Química Computacional.
La importància d'elegir el mètode correcte per obtenir informació relevant en un problema químic.
Sistemes grans: mètodes de camps de força
1) Expressió de l'energía: vibració, rotació, torsió, interaccions no-enllaçants i termes creuats.
2) Esquemes de parametrització: hibridació, centres radicalaris, parells lliures, grups funcionals.
3) Camps de força: AMBER, CHARMM, GROMOS, UFF, etc.
4) Avantatges i desavantatges: Validació, metalls de transició, grandària del sistema, simulacions de dinàmica molecular.
Sistemes mitjans: mètodes de camp mitjà
1) Aproximació adiabàtica i de Born-Oppenheimer.
2) Hartree-Fock: principi variacional, determinant de Slater, orbitals moleculars, aproximació de conjunts de base, matriu de Fock, algorisme de camp auto-consistent.
3) Mètodes semi-empírics: aproximació d'integrals, ajust a dades experimentals, parametritzacions, limit dels mètodes semi-empírics.
Sistemes petits: Correlació electrònica
1) Determinants de Slater excitats: simples, dobles, triples... Convergència a la funció d'ona exacta a un nivell d'excitació infinit i un conjunt de base infinit.
2) Interacció de configuracions: matriu CI, regles de Slater-Condon, CI complet per a H2, mida de la matriu CI, CI truncats.
3) Teoria de pertorbacions: Rayleigh-Schrödinger, elecció de l'Hamiltonià a ordre cero, contingut físic de l'operador de pertorbació en MP2, estats intrusos.
Més enllà dels sistemes mitjans: teoria del funcional de la densitat
1) Teorema de Hohenberg i Kohn, correspondència entre energia i densitat electrònica, significat de "funcional".
2) DFT sense orbitals: eExpressions de Thomas-Fermi.
3) Teoria de Kohn i Sham: reintroducció dels orbitals, expressió exacta de T_S[rho] amb orbitals per un sistema d'electrons sense interaccions, contingut físic del funcional d' intercanvi i correlació.
4) Funcionals d'intercanvi i correlació: requisits per un funcional exacte, X-alpha, LDA, mètodes amb correccions del gradient, meta-GGA.
5) Funcionals híbrids.
Conjunts de base
1) Orbitals de tipus Gaussians i Slater. Ones planes.
2) Classificació de conjunts de bases: base minima, doble zeta, funcions de polarització i de tipus difús.
3) Conjunts de base de tipus Pople (STO-3G, 3-21G, 6-31G, extensions '*' i '+').
4) "Effective core potentials": potencials per representar electrons interns.
Altres aspectes de la Química Computacional
1) Aplicació de la simetria.
2) Mètodes per simular els efectes del dissolvent i altres entorns.
3) Mètodes híbrids QM/MM.
Treball pràctic de Química Computacional
 Treball pràctic amb ordinador. Ús de programari de càlcul i visualització de resultats. Es fan càlculs per diverses molècules i les seves propietats amb mètodes estudiats durant el curs.