Università degli studi dell'Insubria

CHIMICA FISICA COMPUTAZIONALE

A.A. di erogazione 2018/2019
Insegnamento opzionale

Laurea Magistrale in CHIMICA
 (A.A. 2018/2019)

Docenti

Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
CHIMICA FISICA (CHIM/02)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
56
Dettaglio ore: 
Lezione (32 ore), Esercitazione (24 ore)

Questo corso fornisce agli studenti del corso di Laurea Magistrale in Chimica conoscenze sulla meccanica molecolare, sui metodi ab-initio e sulle simulazioni al calcolatore di sistemi complessi. Si rivedranno concetti di meccanica quantistica (autovalori ed autovettori, l’equazione di Schroedinger, orbitali, metodo variazionale e perturbativo); si introdurranno gli aspetti numerici delle simulazioni statistiche. Gli studenti imparano non solo la teoria di base e gli algoritmi usati in chimica computazionale, vantaggi e svantaggi dei metodi comunemente usati e le metodologie pratiche per la loro applicazione in ambito chimico.

Nessuno

L'equazione di Schroedinger indipendente dal tempo.
Superfici di energia potenziale ed approssimazione di Born-Oppenheimer.
L'atomo di idrogeno ed i sistemi idrogenoidi. Funzioni radiali e angolari per lo stato fondamentale e stati eccitati. Atomi a molti elettroni. Determinanti di Slater. Metodo di Hartree-Fock e derivati su basi finite.
Basis set: GTO e CGTO. Basis sets contratte. Dipendenza dell'energia dalla basis set con e senza polarizzazione. Ottimizzazione di geometria: dipendenza di energia, lunghezze ed angoli di legami dalla basis set. Individuazione di possibili isomeri e valutazione della loro stabilità relativa. Valutazione della barriera di energia potenziale per una rotazione libera. Calcolo delle frequenze vibrazionali, energia del punto zero, e grandezze termodinamiche. Analisi dei modi normali di vibrazione. Studio di una reazione: ottimizzazione delle geometrie di minimo dei reagenti e dei prodotti, determinazione dello stato di transizione. Calcolo dell'entalpia di reazione e energia di dissociazione. Proprieta' molecolari quali momenti di multipolo, potenziale di ionizzazione, ed affinita' elettronica, teorema di Koopman.
La Meccanica Molecolare e le sue applicazioni allo studio di proprietà di macromolecole. Le componenti dell'energia. I modelli del campo di forza. Superfici di energia potenziale. Metodi di minimizzazione dell'energia. Metodo Monte Carlo. Ricerca di conformazioni con campionamento sistematico e Metodo Metropolis Monte Carlo. Metodo della Dinamica Molecolare.

Lezioni frontali (32 ore) ed esercizi al calcolatore (24 ore).

La verifica dell'apprendimento verra eseguita per mezzo di una analisi succinta (orale) di un problema chimico e dei possibili approcci computazionali alla sua soluzione.

A. Leach; Molecular Modelling: Principles and Applications
ISBN-13: 978-0582382107
ISBN-10: 0582382106

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A.A. 2019/2020

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2013/2014

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE