Počkejte prosím...
Data pro 2018/2019

Výpočty a vizualizace molekul

Kredity 4
Rozsah 1 / 2 / 0
Examinace Z+Zk
Jazyk výuky čeština
Úroveň magisterský předmět
Garant prof. Ing. Jaroslav Kvíčala, CSc.

Anotace

Předmět je určen zejména pro studenty s nulovými znalostmi výpočetní chemie, orientovaných na anorganickou, organickou a makromolekulární chemii. Je orientován zejména na praktické využití výpočetních programů Gaussian a Firefly. Zvláštní pozornost je věnována vizualizaci výsledků výpočtů, jako jsou optimalizovaná geometrie, infračervená a NMR spektra, elektrostatický potenciál a reakční mechanismy, pomocí jak komerčních (GaussView), tak volně dostupných (Molekel, WxMacMolPlt, ArgusLab apod.) programů.

Sylabus

1. Přehled komerčních a volně dostupných výpočetních a vizualizačních programů. Výpočetní metody (molekulová mechanika, semiempirické, SCF ab initio, post-SCF, DFT metody.
2. Stručný přehled teoretických základů výpočetních metod, shrnutí použitých principů a aproximací u metody MO-LCAO. Základní principy DFT metody.
3. Program Gaussian03W, základní klíčová slova. Program GaussView jako interface pro Gaussian03W, výstavba molekuly, zadání vstupních dat.
4. Výpočet energie molekuly, optimalizace geometrie molekuly. Výpočty vibračních frekvencí, vizualizace infračervených spekter.
5. Vizualizace výsledků výpočtu, kánonických a lokalizovaných orbitalů pomocí programu GaussView. Metoda přirozených vazebných orbitalů, výpočet náboje.
6. Výpočty pomocí post-SCF metod. Využití DFT metod pro výpočty NMR stínicích a interakčních konstant, vizualizace NMR spekter. Simulace mechanismů reakcí.
7. Výpočet reakční cesty (IRC), vizualizace reakčního mechanismu pomocí programu GaussView. Fixace délek vazeb, vazebných úhlů a torzních úhlů.
8. Výpočty molekul v simulovaném roztoku, SCRF metody (Onsagerova metoda, metody PCM a SCF-PCM).
9. Vícevrstvé metody ONIOM jako cesta k získání přesných údajů o reakčním centru u rozměrných systémů.
10. Import dat z Cambridge Crystallographic Data Centre nebo z výsledků krystalografických experimentů do programu GaussView.
11. Nejdůležitější volně dostupné výpočetní programy, Gamess, Orca a Firefly. Volně dostupné programy pro výstavbu molekuly, WxMacMolPlt, ChemSketch a ArgusLab.
12. Využití programu Firefly pro výpočty lokalizovaných molekulových orbitalů a reakčních mechanismů (IRC).
13. Volně dostupné vizualizační programy Molekel, Avogadro a WxMacMolPlt. Instalace, možnosti a ovládání. Vizualizace výsledků výpočtů lokalizovaných molekulových orbitalů.
14. Využití programu ArgusLab pro výpočty umístění substrátu v molekule enzymu. Import dat z Cambridge Crystallographic Data Centre nebo krystalografických experimentů.

Literatura

Z: J. B. Foresman, A. Frisch, Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd ed. Gaussian, Inc., Pittsburgh, USA, 1996. ISBN 0-9636769-3-8.

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi