Publicaciones y Premios Presentaciones a Congresos Modelos e Imágenes Eventos y Llamados a Proyectos Calendario Académico

Docentes Inscripciones Bibliografía Carga Horaria Programa Objetivos Portada Material

Curso-Taller de Química Computacional - Modulo 1

El Curso-Taller de Química Computacional es un curso de PEDECIBA Química que se dicta con frecuencia anual y que consta de dos módulos: Mod1) Caracterización de especies participantes en procesos químicos reactivos y sus propiedades haciendo uso de paquetes computacionales; Mod2) Modelado de la cinética de reacciones químicas en fase homogénea y heterogénea usando la VTST y el paquete POLYRATE. A continuación se brinda la información relativa al primer módulo a cargo del personal del Laboratorio de Química Teórica y Computacional.

Objetivos de aprendizaje

Curso 2004 Módulo 1: [Programa] en PDF.


Program
a | Volver

CONTENIDO TEORICO

Bolilla 1.- Búsqueda de especies estables (reactivos, productos y especies intermediarias): mínimos sobe la superficie de energía potencial.

1.1. Definición de la estructura inicial. Distintos sistemas de coordenadas.
1.2. El guess inicial para el cálculo de los orbitales moleculares
1.3. Selección del conjunto de base.
1.4. Sistemas de capa cerrada y capa abierta: RHF, ROHF y UHF
1.5. Métodos con y sin correlación electrónica
1.6. Compromiso entre precisión y requerimientos computacionales
1.7. Caracterización del punto estacionario: cálculo de derivadas segundas de la energía. Métodos numéricos vs. Métodos analíticos.
1.8. Análisis de modos normales en sistemas poliatómicos. Frecuencias vibracionales y energía vibracional de punto cero (ZPVE).
1.9. Refinando estructuras...
1.10. Mínimos globales y relativos. Análisis químico de datos estructurales y energéticos. Calor de reacción en términos de energía interna, entalpía y energía libre.
1.11. Cálculo de propiedades moleculares.

Bolilla 2.- Localización de complejos activados: puntos de ensilladura de primer orden.

2.1. Proposición de la estructura inicial en regiones de la PES de curvatura adecuada. Algoritmos de búsqueda vs. intuición química.
2.2. Algoritmos para la localización de puntos de ensilladura. Técnicas mixtas.
2.3. Caracterización del punto de ensilladura de primer orden. Análisis de las componentes del vector propio asociado a la frecuencia imaginaria. Frecuencias vibracionales y ZPVE.
2.4. Barreras de reacción.

Bolilla 3.- Localización de puntos no estacionarios: construcción del camino de reacción y análisis global de superficies.

3.1. Algoritmos disponibles para el cálculo de caminos de reacción. Compromiso entre costo del cálculo y precisión del mismo.
3.2. Sistema de coordenadas isoinerciales
3.3. Recomendaciones para la elección del paso de gradiente.
3.4. Análisis de modos normales para puntos no estacionarios: proyección de la matriz de derivadas segundas. Verificación de la convergencia en el camino de reacción
3.5. Análisis global de superficies para el estudio de la reactividad química. Superficies analíticas, y superficies generadas punto a punto con métodos NDDO-SRP.
3.6. Efectos del solvente sobre la reactividad: el modelo IEF/PCM

Bolilla 4.- Reactividad en sistemas complejos: efectos del entorno.

4.1. Efectos del solvente sobre la reactividad: modelos discretos y contínuos (PCM, Onsager). Aproximaciones mixtas.
4.2. Métodos de frontera: QM/MM, IMOMM, IMOMO, etc.

CONTENIDO PRACTICO

Práctico 0
Familiarización con el programa Gaussian 98w.

Práctica 1
Sistemas de coordenadas en la definición de la geometría molecular.

Práctica 2
Efecto del cambio del conjunto de base sobre la estructura y la energía.

Práctica 3
Optimización de geometrías en sistemas de capa abierta y de capa cerrada.

Práctica 4
Incorporación de la correlación electrónica.

Práctica 5
Optimización de geometrias y caracterización de especies estables I.

Práctica 6
Optimización de geometrias y caracterización de especies estables II: Estrategias para el refinamiento.

Práctica 7
Propiedades Moleculares.

Práctica 8
Búsqueda y caracterización de un estado de transición.

Práctica 9
Determinación del camino de reacción (IRC) para una reacción de sustitución Sn2.

Práctica 10
Modelando sistemas en solución: modelos del contínuo.

Práctica 11
Visualización de propiedades moleculares vinculadas con la estructura electrónica con el programa Molekel.


Carga horaria y frecuencia | Volver

8 horas semanales de teorico-práctico obligatorios;

Curso PEDECIBA Química y optativa para la Lic. en Bioquímica y Física de la Facultad de Ciencias. (requiere de conocimientos previos en fisicoquímica teórica y mecánica cuantica). Se dicta con frecuencia anual desde 1999.


Material de apoyo| Volver

Ultimos examenes en PDF:

Prácticas de Laboratorio en PDF: (requieren de una contraseña para ser visualizadas que se brinda a cada estudiante inscripto)


Bibliografía | Volver

Parte Teórica

1. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods. 2nd Ed.(1996) James B. Foresman, Æleen Frisch. Gaussian Inc.

2. Gaussian98 User's Reference, Michael Frisch, Æleen Frisch and James B. Foresman. Gaussian Inc., 1998.

3. Introduction to Computational Chemistry, F. Jensen, Wiley & Sons, 1999.

4. Essentials of Computational Chemistry. Theories and Models, C. J. Cramer, Wiley &Sons, 2002.

5. Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems, D. C. Young, 2001.

6. Modern Quantum Chemistry. Introduction to Advanced Electronic Structure Theory. Szabo & Ostlund, McGrw-Hill, 1990.

7. Ab Initio Molecular Orbital Theory; Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P.v.R.; Pople, J.A. Wiley-New York, 1986.

8. Experiments in Computational Organic Chemistry, Hehre, W. J.; Burke, L. D.; Shusterman, A. J.; Pietro, W. J.; Wavefunction, Inc, 1993.

9. Dynamical Formulation of Transition State Theory: Variational Transition States and Semiclassical Tunneling. S. Tucker and D.G. Truhlar, en New Theoretical Concepts for Understanding Organic Reactions, Kluwer, 1989.

10. Current Status of Transition-State Theory, Truhlar, D. G.; Garret, B. C.; Klippenstein, S. J., J. Phys.Chem., 100 (1996) 12771.

11. A Chemist’s Guide to Density Functional Theory, W. Koch, M. C. Holthausen, Wiley-VCH, 2001.

Parte Computacional Software utilizado

Gaussian98w (versión para Windows disponible en los equipos del Laboratorio de Química Teórica y Computacional), Hyperchem 5.1 para Windows y software para visualización gráfica disponible en los equipos del Laboratorio de Química Teórica y Computacional.


Inscripciones | Volver

Las inscripciones se realizan en la Bedelía de la Facultad de Ciencias o directamente en el Lab. de Química Teórica y Computacional, Anexo Norte, piso 2.

Docentes | Volver

Teóricos-prácticos:
Dra. Laura Coitiño (responsable del curso, Gr.4, DT)
Lic. Pablo Dans (Asistente)
Bach. Vanessa Leone (Ayudante)






Prohibida la reproducción del material de este sitio sin el previo consentimiento del Lab. de Química Teórica y Computacional
Instituto de Química Biológica - Igua 4225 - Tel: mesa central (int 214)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Portada Volver