C7790 Úvod do molekulového modelování

Přírodovědecká fakulta
podzim 2019
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Tomáš Bouchal, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Ivo Durník, Ph.D. (cvičící)
Garance
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 15:00–16:50 C04/118
Předpoklady
Předpokládají se základní znalosti obecné a fyzikální chemie. Znalost základů kvantové chemie je výhodou.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 30 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/30, pouze zareg.: 0/30, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/30
Mateřské obory/plány
předmět má 13 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Kurs je zaměřen na získání základních znalostí v oblasti výpočetní chemie. Jeho orientace je výrazně aplikační. Student získá přehled o reprezentaci molekul v počítači a o tom, jaké údaje zadat počítačovým programům, aby výsledky modelování byly realistické. V závěru se studenti seznámí s některým uživatelsky příjemným programovým balíkem pro počítačové modelování molekul a molekulárních systémů.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- vytvořit vhodné modely studovaných problémů;
- provést základní kvantově chemické a molekulárně mechanické výpočty;
- vypočítat interakční energie;
- nalézt tranzitní stav elementární reakce a určit její aktivační energii;
- popsat dynamiku malého molekulárního systému;
Osnova
  • 1. Experiment versus molekulové modelování (úvod do molekulového modelování, validace a predikce, přehled experimentálních metod s jednomolekulárním rozlišením)
  • 2. Kvantová mechanika (stručný úvod, Bornova-Oppenheimerova aproximace, koncept hyperploch potenciální energie, stručný přehled metod a programů)
  • 3. Hyperplochy potenciální energie (význam, optimalizační metody, hledání lokálních a globálních minim a tranzitních stavů, výpočet termodynamických veličin)
  • 4. Molekulová mechanika (silová pole, dalekodosahové interakce, modelování rozpouštědel, periodické okrajové podmínky, přehled silových polí)
  • 5. Molekulová dynamika (vývoj systému v čase, pohybové rovnice, kontrola teploty a tlaku, vlastnosti systému, stručný přehled programů pro molekulovou dynamiku)
  • 6. Speciální metody (Monte Carlo simulace, hrubozrné modely)
Literatura
  • LEACH, Andrew R. Molecular modelling : principles and applications. 2nd ed. Harlow: Prentice Hall, 2001, xxiii, 744. ISBN 0582382106. info
  • CRAMER, Christopher J. Essentials of computational chemistry : theories and models. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2004, xx, 596. ISBN 0470091819. info
  • JENSEN, Frank. Introduction to computational chemistry. 2nd ed. Chichester: John Wiley & Sons, 2007, xx, 599. ISBN 9780470011874. info
  • REMKO, M. Molekulové modelovanie. Princípy a aplikácie. Bratislava: Slovak Academic Press, 2000. info
Výukové metody
prednáška, diskuze
Metody hodnocení
Kurz je zakončen písemným testem, který je následován ústní zkouškou.
Navazující předměty
Informace učitele
Kurz se přednáší ve dvouhodinových blocích, které jsou prokládány cvičením (C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I - cvičení).
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 1999, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.