Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le conoscenze di base, anche a livelli pratico-operativo, dei metodi della chimica computazionale per lo studio e caratterizzazione delle proprietà molecolari di interesse chimico generale.
In particolare, lo studente dovrebbe essere in grado di:
1. Conoscere i concetti elementari dei metodi della chimica computazionale (superfici di energia poteziale, densità elettronica) e come da essi si possano determinare proprietà molecolari di interesse.
2. Utilizzare un software di calcolo molecolare.
3. Applicare in modo critico i software di calcolo molecolare alla caratterizzazione delle proprietà molecolari.
4. Autovalutare il proprio grado di raggiungimento di quanto richiesto nei punti precedenti (1-3), anche attraverso una efficace comunicazione sia scritta che orale.
Prerequisiti
Elementi di base di meccanica quantistica molecolare
Contenuti dell'insegnamento
1. Introduzione alla Chimica Computazionale: le superfici di energia potenziale
2. Funzioni d'onda elettroniche per sistemi molecolari I: Aspetti generali
3. Funzioni d'onda elettroniche per sistemi molecolari II: La teoria Hartree-Fock
4. Basis sets di espansione per orbitali molecolari
5. Energia e proprietà molecolari da calcoli Hartree-Fock
6. Ottimizzazione delle geometrie molecolari
7. Funzioni d'onda elettroniche da metodi di correlazione elettronica
8. Teoria del Funzionale di Densità
9. Frequenze vibrazionali e costanti schermo NMR da calcoli di struttura elettronica molecolare
10. Proprietà termodinamiche da calcoli di struttura elettronica
11. Meccanismi di reazione e teoria dello stato di transizione
12. Modelli di solvatazione per calcoli di struttura elettronica molecolare.
Programma esteso
1. Introduzione alla Chimica Computazionale: le superfici di energia potenziale
2. Funzioni d'onda elettroniche per sistemi molecolari I: Aspetti generali
3. Funzioni d'onda elettroniche per sistemi molecolari II: La teoria Hartree-Fock
4. Basis sets di espansione per orbitali molecolari
5. Energia e proprietà molecolari da calcoli Hartree-Fock
6. Ottimizzazione delle geometrie molecolari
7. Funzioni d'onda elettroniche da metodi di correlazione elettronica
8. Teoria del Funzionale di Densità
9. Frequenze vibrazionali e costanti schermo NMR da calcoli di struttura elettronica molecolare
10. Proprietà termodinamiche da calcoli di struttura elettronica
11. Meccanismi di reazione e teoria dello stato di transizione
12. Modelli di solvatazione per calcoli di struttura elettronica molecolare.
Bibliografia
F. Jensen “Introduction to Computational Chemistry”, Wiley, 1996;
J.B. Foresman and Ae. Frisch, “Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods”, 2nd Edit., Pittsburg,1994
Metodi didattici
Le attività didattiche vengono condotte mediante lezioni frontali (32h) ed esercitazioni pratiche di laboratorio (30h). Queste attività vengono integrate da seminari di approfondimento/tutoraggio
Le slide utilizzate a supporto delle delle lezioni verranno caricate settimanalmente sulla piattaforma Elly, che sarà accessibile mediante iscrizione al corso.
Le slide insieme al testo di riferimento sono parte integrante del materiale didattico. Gli studenti non frequentanti possono controllare il materiale didattico disponibile tramite la piattaforma Elly.
Modalità verifica apprendimento
La modalità di verifica dell'apprendimento consiste in una prova orale mediante interrogazione e discussione di una delle esperienze di laboratorio. Durante la prova verrà verificato il grado di competenza nell'applicazione dei metodi della chimica computazionale alla caratterizzazione delle proprietà di sistemi molecolari.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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