Chemia kwantowa - laboratorium 1200-1CHMCHKWL3
Program laboratorium komputerowego:
Część I: posługiwanie się programem do operacji matematycznych wxMaxima.
1. Barwniki cyjaninowe - model cząstki w pudle.
2. Harmoniki sferyczne i orbitale atomu wodoru.
3. Krzywa energii potencjalnej molekuły H2 - model oscylatora harmonicznego i rotatora sztywnego.
4. Zastosowanie metody wariacyjnej.
Część II: wykonywanie obliczeń metodą Hartree-Focka i metodą Kohna-Shama dla atomów i molekuł (przy pomocy programu Gaussian z nakładką WebMO).
1. Struktura elektronowa atomów.
2. Struktura elektronowa molekuł dwuatomowych.
3. Struktura elektronowa molekuł wieloatomowych. Optymalizacja geometrii i wyznaczanie częstości drgań normalnych.
4. Analiza wpływu podstawienia izotopowego na częstości drgań normalnych.'
5. Badanie przebiegu reakcji chemicznej.
6. Obliczanie energii wzbudzeń elektronowych molekuł w modelu CIS.
Całkowity nakład pracy: 55 godzin, w tym
- udział w zajęciach: 30 godzin
- przygotowanie się do zajęć: 23 godziny
- konsultacje z prowadzącymi: 2 godziny
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
W cyklu 2025Z: | W cyklu 2024Z: |
Efekty kształcenia
Laboratorium:
1. Rozszerzenie wiedzy zdobytej na wykładzie.
2. Zdobycie i rozwinięcie praktycznej umiejętności rozwiązywania zadań z mechaniki kwantowej i chemii kwantowej.
3. Wykorzystanie narzędzi do komputerowej manipulacji wyrażeniami matematycznymi do rozwiązywania zadań (w punkcie 2).
4. Zdobycie umiejętności stosowania w praktyce podstawowych technik obliczeniowych chemii kwantowej.
5. Poznanie, jak można wykorzystać wyniki obliczeń (punkt 4) do zdobycia interesujących chemika informacji o własnościach atomów i molekuł.
Student zna i rozumie:
K_W13: w zaawansowanym stopniu modele chemii kwantowej oraz ich zastosowanie do opisu atomów i molekuł. Zna programy komputerowe służące do obliczeń opartych na chemii kwantowej.
Student potrafi:
K_U03: posługiwać się metodami matematycznymi do rozwiązywania wybranych problemów chemicznych, fizycznych i biochemicznych oraz potrafi posługiwać się metodami statystyki matematycznej do analizy i weryfikacji danych doświadczalnych w eksperymentach chemicznych i biochemicznych.
K_U11: stosować aparat pojęciowy i modele jakościowe chemii kwantowej do analizy i interpretacji własności atomów i molekuł, oraz przebiegu prostych reakcji chemicznych.
K_U15 umiejętność planowania i wykonywania podstawowych badań, doświadczeń, obserwacji i symulacji komputerowych w dziedzinie chemii, biochemii i biologii molekularnej, oraz krytycznej oceny własnych wyników i dyskusji błędów pomiarowych.
Maksymalna liczba nieobecności umożliwiająca osiągnięcie efektów kształcenia się: 3
Kryteria oceniania
Laboratorium podlega zaliczeniu na ocenę.
Zaliczenie laboratorium odbędzie się na podstawie 5 krótkich testów na początku wybranych spotkań (zaczynając od 3.), 2 kolokwiów (w połowie i pod koniec semestru) oraz raportów z wykonanych ćwiczeń (z drugiej połowy laboratorium) w proporcjach: 40% testy, 50% kolokwia, 10% raporty.
Co 2 tygodnie będą udostępniane zadania domowe. Jedno zadanie na kolokwium będzie wybrane z puli zadań domowych.
Osoby, którym nie udało się zaliczyć laboratorium na podstawie tych kryteriów, piszą sprawdzian zbiorczy w ostatnim tygodniu zajęć (w terminie innym niż termin zajęć), z którego mogą dostać ocenę 3.
Obowiązuje standardowa skala ocen: poniżej 50% - ocena 2, <60% ocena 3 itd.
Osoby, które zaliczyły laboratorium na ocenę 5, są zwolnione z egzaminu z tą samą oceną.
Praktyki zawodowe
Brak
Literatura
1. Lucjan Piela, "Idee chemii kwantowej", PWN, Warszawa, 2003.
2. Włodzimierz Kołos, "Chemia kwantowa", PWN, Warszawa, 1978.
3. Włodzimierz Kołos, Joanna Sadlej, "Atom i cząsteczka", WNT, Warszawa, 2007.
4. James B. Foresman, AEleen Frisch, "Exploring chemistry with electronic structure methods", Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 1996.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: