Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi Sylabus modułu: Chemia

Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii
str. 1
Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi
Sylabus modułu: Chemia teoretyczna (0310-CH-S2-023)
1. Informacje ogólne
koordynator modułu
rok akademicki
semestr
forma studiów
sposób ustalania
oceny końcowej
modułu
informacje
dodatkowe
dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ
2013/2014
1
stacjonarne
Średnia ważona ocen z egzaminu(60%) i z laboratorium(40%)
Pole opcjonalne
2. Opis zajęć dydaktycznych i pracy studenta
nazwa
Wykład
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
metody
kod
0310-CH-S2023_fs_1
prof. dr hab. Stanisław Kucharski; dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ
Wszystkie grupy studenckie
1. Metody przybliżonego rozwiązywania równania Schroedingera. Zasada
i metoda wariacyjna. (2 godziny)
2. Metoda perturbacyjna. Rachunek zaburzeń Brillouina-Wignera (BW)
i Rayleigha-Schroedingera (RS.(2 godziny)
3. Jednowyznacznikowa funkcja falowa. Elementy macierzowe operatorów jednoi dwu-elektronowych dla funkcji wyznacznikowej. (2 godziny)
4. Równanie Schroedingera dla jednowyznacznikowej funkcji falowej. Metoda
Hartree-Focka (HF). (2 godziny)
5. Równania
HF
i
Hartree-Focka-Roothana
(HFR).
Metoda
pola
samouzgodnionego (SCF). (2 godziny)
6. Ortogonalizacja bazy funkcyjnej. Iteracyjne rozwiązywanie równań HFR.
Metoda UHF i RHF. (2 godziny)
7. Bazy funkcyjne i ich klasyfikacja. (1 godzina)
8. Metody posthartree-fockowskie: rachunek zaburzeń Moellera-Plesseta.
(2 godziny)
9. Metody posthartree-fockowskie: metoda mieszania konfiguracji (CI).
(2 godziny)
10. Metody posthartree-fockowskie: metoda sprzężonych klasterów (CC).
(2 godziny)
11. Teoria funkcjonału gęstości elektronowej. Równania Kohna-Shama. Typy
funkcjonałów.(3 godziny)
12. Metody półempiryczne. (2 godziny)
13. Oddziaływania międzycząsteczkowe.(2 godziny)
14. Elementy mechaniki molekularnej. (2 godziny)
15. Elementy termodynamiki statystycznej.(2 godziny)
Jak w opisie modułu
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
Literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
Laboratorium
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
str. 2
30
15
Praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmująca samodzielne przyswojenie
wiedzy odnośnie wskazanych zagadnień na wykładzie.
Wykład prowadzony przez cały semestr, 2 godziny tygodniowo
1. L. Piela, Idee Chemii Kwantowej, PWN, Warszawa, 2003,
2. A. Gołębiewski, Elementy mechaniki i chemii kwantowej, PWN, Warszawa,
1982.
1. K. Gumiński, Elementy Chemii Teoretycznej, PWN, Warszawa, 1964.
2. I. N. Levine, Quantum Chemistry, Prentice Hall, 5 ed., 1999
Pole opcjonalne
Pole opcjonalne
kod
0310-CH-S2023_fs_2
dr hab. Maria Jaworska, prof. UŚ; dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ; dr hab. Tadeusz
Pluta; dr hab. Rafał Podeszwa, dr Katarzyna Kowalska-Szojda,
dr Maciej Kołaski
Wszystkie grupy studenckie
1. Podstawowe pojęcia i prawa mechaniki kwantowej. (4 godziny)
2. Zastosowanie teorii grup w chemii kwantowej. (4 godziny)
3. Ścisłe i przybliżone rozwiązania równania Schroedingera. (5 godzin)
4. Pakiety obliczeniowe chemii kwantowej. (4 godziny)
5. Metoda Hartree-Focka i metody posthartree-fockowskie. (5 godzin)
6. Teoria funkcjonałów gęstości elektronowej. (5 godzin)
7. Wyznaczanie optymalnej geometrii. (4 godziny)
8. Krzywe energii potencjalnej. (4 godziny)
9. Wyznaczanie struktury elektronowej atomów i cząsteczek. (5 godzin)
10. Oddziaływania międzycząsteczkowe w chemii kwantowej. (5 godzin)
Jak w opisie modułu
45
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
Konsultacje
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
str. 3
75
Przygotowanie teoretyczne do zajęć z tematów poruszanych na wykładzie.
Rozwiązywanie zagadnień podanych przez prowadzącego. Wykonanie obliczeń
kwantowochemicznych. Przygotowanie sprawozdań z przeprowadzonych na zajęciach
obliczeń kwantowochemicznych.
Zajęcia laboratoryjne, 3 godziny tygodniowo
1. L. Piela, Idee Chemii Kwantowej, PWN, Warszawa, 2003,
2. A. Gołębiewski, Elementy mechaniki i chemii kwantowej, PWN, Warszawa,
1982.
1. K. Gumiński, Elementy Chemii Teoretycznej, PWN, Warszawa, 1964.
2. I. N. Levine, Quantum Chemistry, Prentice Hall, 5 ed., 1999
Pole opcjonalne
Pole opcjonalne
Kod
0310-CH-S2023_fs_3
dr hab. Maria Jaworska, prof. UŚ; dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ; dr hab. Tadeusz
Pluta; dr hab. Rafał Podeszwa, dr Katarzyna Kowalska-Szojda, dr Maciej Kołaski
Wszystkie grupy studenckie
Konsultacje indywidualne/grupowe w formie bezpośredniej mające na celu pomoc w
rozwiązywaniu bieżących trudności wynikających z realizacji treści programowych
modułu
Jak w opisie modułu
7,5
Konsultacje odbywają się zgodnie z ustalonymi ze studentami terminami konsultacji
(podanymi do wiadomości studentów na pierwszych zajęciach), lub po wcześniejszym
ustaleniu terminu (jeżeli inny niż ustalony)
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii
literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
str. 4
Pole opcjonalne
Pole opcjonalne
3. Opis sposobów weryfikacji efektów kształcenia modułu
Nazwa
Egzamin
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
Nazwa
Kolokwium pisemne
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
Kod
0310-CH-S2-023_w_1
0310-CH-S2-023_fs_1
prof. dr hab. Stanisław Kucharski; dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ
Wszystkie grupy studenckie
Metoda Hartree-Focka. Bazy funkcyjne. Metody wyznaczania korelacji
elektronowej. Metoda oddziaływania konfiguracji. Metoda sprzężonych klasterów.
Rachunek zaburzeń Moellera-Plesseta. Metoda funkcjonałów gęstości – równania
Kohna-Shama.
Funkcja
rozdziału
–
wyznaczanie
wartości
funkcji
termodynamicznych. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Metody półempiryczne.
Mechanika molekularna.
Student losuje zestaw zawierający 5 pytań. Prawidłowa odpowiedź na co najmniej
3 pytania zapewnia ocenę pozytywną. Skala ocen:
2.0 – nieudzielenie poprawnych odpowiedzi na 3 pytania
3.0 – poprawna odpowiedź na 3 pytania;
4.0 – poprawna odpowiedź na 4 pytania;
5.0 – poprawna odpowiedź na 5 pytań.
Ocenę połówkową student uzyskuje przy niepełnej odpowiedzi na jedno z pytań
Egzamin ustny. Student losuje zestaw zawierający 5 pytań. Na przygotowanie się
ma 15 minut. Prawidłowa odpowiedź na co najmniej 3 pytania zapewnia ocenę
pozytywną.
Pole opcjonalne
Kod
0310-CH-S2-023_w_2
0310-CH-S2-023_fs_2
dr hab. Maria Jaworska, prof. UŚ; dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ; dr hab. Tadeusz
Pluta; dr hab. Rafał Podeszwa, dr Katarzyna Kowalska-Szojda,
dr Maciej Kołaski
Wszystkie grupy studenckie
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
nazwa
Sprawozdanie
kod(-y) zajęć
osoba(-y)
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
str. 5
1. Podstawowe pojęcia i prawa mechaniki kwantowej oraz zastosowanie teorii
grup w chemii kwantowej.
2. Ścisłe i przybliżone rozwiązania równania Schroedingera.
3. Metody obliczeniowe chemii kwantowej oparte na funkcji falowej oraz
gęstości elektronowej.
Skala ocen:
0 – 49 % punktów z kolokwiów – 2.0
50 - 59 % punktów z kolokwiów – 3.0
60 - 69% punktów z kolokwiów – 3.5
70 - 79% punktów z kolokwiów – 4.0
80 - 89% punktów z kolokwiów – 4.5
90 - 100% punktów z kolokwiów – 5.0
3 kolokwia pisemne na punkty.
Na zaliczenie z laboratorium składa się średnia ocena z: kolokwiów pisemnych
(80%) oraz sprawozdań pisemnych (20%)
kod
0310-CH-S2-023_w_3
0310-CH-S2-023_fs_2
dr hab. Maria Jaworska, prof. UŚ; dr hab. Monika Musiał, prof. UŚ; dr hab. Tadeusz
Pluta; dr hab. Rafał Podeszwa, dr Katarzyna Kowalska-Szojda,
dr Maciej Kołaski
Wszystkie grupy studenckie
1. Krzywe energii potencjalnej i optymalizacja geometrii. Oddziaływania
międzycząsteczkowe.
2. Wyznaczanie struktury elektronowej atomów i cząsteczek.
Skala ocen:
3.0 – przedstawienia wyników
3.5 – wyniki wraz z elementami opisu użytych metod obliczeniowych
4.0 – wyniki wraz z opisem użytych metod obliczeniowych
4.5 – niekompletne opracowanie na ocenę 5.0
5.0 – wyniki wraz z częścią teoretyczną oraz z wnioskami z obliczeń
Student przygotowuje sprawozdania z przeprowadzonych obliczeń
kwantowochemicznych na podane w wymaganiach merytorycznych tematy.
Sprawozdanie powinno być oddane prowadzącemu zajęcia do dwóch tygodni po
zajęciach.
Na zaliczenie z laboratorium składa się średnia ocena z: kolokwiów pisemnych
(80%) oraz sprawozdań pisemnych (20%)