Advanced quantum chemical methods

Student/-ka realizuje projekt składający się z następujących elementów:

● obliczeń kwantowo-chemicznych,

● i/lub analizy równań poznanej metody modelowania kwantowo-chemicznego,

● i/lub samodzielnie sporządzonego fragmentu oprogramowania kwantowo-chemicznego.

W każdym przypadku Student/-ka opisuje praktyczne znaczenie zrealizowanego projektu i odpowiada na dodatkowe pytania w załączonym raporcie podlegającym ocenie.

Przedmiot posiada efekty kształcenia równoważne ścieżce kwantowo-chemicznej Pracowni specjalizacyjnej z chemii teoretycznej i strukturalnej.

Student/-ka wykonuje zestaw ćwiczeń odpowiadających tematyce pracy magisterskiej. Tematyka ćwiczeń jest równoważna tematom Pracowni specjalizacyjnej z chemii teoretycznej i strukturalnej w zakresie kwantowo-chemicznym. Realizowane przez Studenta/-tkę ćwiczenia są podzbiorem wybranym z następującej listy tematów:

● elementy algebry liniowej niezbędne do zrozumienia metod chemii kwantowej;

● teoria rachunku zaburzeń, w tym rachunku zaburzeń ze stanami zdegenerowanymi;

● formalizm drugiej kwantyzacji oraz wielociałowego rachunku zaburzeń;

● metoda sprzężonych klasterów;

● teoria funkcjonału gęstości elektronowej;

● teoria oddziaływań międzymolekularnych oraz rachunek zaburzeń o adaptowanej symetrii;

● teoria własności molekularnych;

● teoria zaburzeń zależnych od czasu;

● metody opisu układów wieloreferencyjnych;

● metody obliczeniowe w układach periodycznych.

Przewidywany nakład pracy studenta w semestrze - 260h, w tym:

- 120h uczestnictwa w zajęciach i konsultacjach

- 70h przygotowanie do zajęć

- 70h przygotowanie raportów

Pełen zestaw notatek jest udostępniony na platformie kampus.

Literatura pomocnicza:

Isaiah Shavitt and Rodney J. Bartlett,

Many-Body Methods in Chemistry and Physics: MBPT and Coupled-Cluster Theory, Cambridge Univerity Press 2009

I. Mayer, Simple Theorems, Proofs, and Derivations in Quantum Chemistry, Spinger Science+Business Media New York (2003)

T. Helgaker, P. Jørgensen, J. Olsen, Molecular Electronic-Structure Theory, John Wiley & Sons, Ltd (2000)

J. Schrimer, Many-Body Methods for Atoms, Molecules and Clusters, Springer Nature Switzerland AG (2018)

Wiedza. Student/-ka:

● zna i rozumie w pogłębionym stopniu teorie opisujące zjawisko korelacji elektronowej oraz wpływ korelacji elektronowej na własności cząsteczek;

● posiada uporządkowaną i podbudowana teoretycznie wiedzę dotyczącą przybliżeń stosowanych we współczesnych podejściach do modelowania struktury elektronowej cząsteczek;

● zna i rozumie główne tendencje rozwojowe metod opisu struktury elektronowej cząsteczek.

Umiejętności. Student/-ka:

● potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę, aby dobrać i stosować odpowiedni poziom opisu struktury elektronowej w rozważanym problemie chemicznym;

● potrafi stosować zaawansowane oprogramowanie kwantowo-chemiczne do modelowania cząsteczek oraz rozumie techniczne aspekty działania narzędzi kwantowo-chemicznych.

Kompetencje społeczne. Student/-ka:

● potrafi w krytyczny sposób podejść do wyników modelowania kwantowo-chemicznego opublikowanych w literaturze;

● umie współpracować w grupie komunikując się na tematy specjalistyczne w zakresie metody chemii obliczeniowej;

● komunikuje się w języku angielskim na poziomie B2+ Europejskiego Systemu Opisu Kształcenia Językowego w zakresie słownictwa związanego z teorią struktury elektronowej molekuł.

Ocena z przedmiotu wystawiana jest na podstawie sumy punktów uzyskanych podczas wykonywania projektu. Punkty uzyskuje się na podstawie 1) pisemnych raportów z ćwiczeń, 2) ustnej obrony raportów z ćwiczeń, 3) prezentacji ustnych.