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Química Teórica y Computacional

Datos generales de la materia

Modalidad
Presencial
Idioma
Castellano

Profesorado

NombreInstituciónCategoríaDoctor/aPerfil docenteÁreaEmail
ARRIETA AYESTARAN, ANA JESUSUniversidad del País Vasco/Euskal Herriko UnibertsitateaProfesorado Titular De UniversidadDoctoraBilingüeQuímica Orgánicaa.arrieta@ehu.eus
COSSIO MORA, FERNANDO PEDROUniversidad del País Vasco/Euskal Herriko UnibertsitateaProfesorado Catedratico De UniversidadDoctorBilingüeQuímica Orgánicafp.cossio@ehu.eus
DE COZAR RUANO, ABELUniversidad del País Vasco/Euskal Herriko UnibertsitateaVisitante IkerbaskeDoctorNo bilingüeQuímica Orgánicaabel.decozar@ehu.eus

Competencias

DenominaciónPeso
Conocer los fundamentos teóricos de los principales métodos de cálculo de estructuras químicas, de sus propiedades y de su reactividad60.0 %
Aplicar los métodos teóricos y computacionales a la resolución de problemas químicos estructurales o de reactividad40.0 %

Tipos de docencia

TipoHoras presencialesHoras no presencialesHoras totales
Magistral101525
Seminario51015
P. de Aula51015
P. Ordenador101020

Actividades formativas

DenominaciónHorasPorcentaje de presencialidad
Adquirir destrezas instrumentales básicas20.050 %
Análisis de textos15.00 %
Clases expositivas10.0100 %
Ejercicios15.033 %
Exposiciones teóricas15.033 %

Sistemas de evaluación

DenominaciónPonderación mínimaPonderación máxima
Exposiciones40.0 % 50.0 %
Trabajos Prácticos50.0 % 60.0 %

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Se considera la posibilidad de realizar una evaluación online por razones sanitarias.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Se considera la posibilidad de realizar una evaluación online por razones sanitarias.

Temario

- Introducción. Clasificación de los principales métodos computacionales.

- Especificaciones de geometría en química computacional: matrices Z, coordenadas internas, redundantes y cartesianas.

- Mecánica molecular. Campos de fuerza. Métodos principales y ámbitos de aplicación.

- Análisis conformacional. Método de Monte Carlo. Dinámica molecular. Muestreo y cálculo de propiedades.

- La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo. Unidades atómicas. Principio variacional. Ecuaciones de Roothan-Hall.

- Determinantes de Slater. Funciones de onda monoderminantales. Métodos de Hartree-Fock: HF y UHF.

- Correlación electrónica. Métodos perturbacionales. Interacción de configuraciones.

- Orbitales de Slater. Orbitales gaussianos. Bases de funciones. Funciones de core y de valencia. Pseudopontenciales efectivos de core.

- Hamiltonianos de core y de valencia. Métodos semiempíricos: puntos fuertes y débiles.

- Teoría del funcional de la densidad (DFT). Teoremas de Hohenberg-Kohn. Orbitales de Kohn-Sham. Aproximaciones locales y con corrección de gradiente. Métodos híbridos.

- Cálculo de espectros infrarrojos y de resonancia magnética nuclear. Cálculo de propiedades quirópticas.

- Efecto del disolvente: modelos discretos y del continuo.

- Mínimos locales y estados de transición. Análisis armónico: condiciones de McIver-Komornicky.

- Coordenadas de reacción. Energías de activación y reacción. Cinéticas de Curtin-Hammet. Selectividad.

- Descriptores de reactividad. DFT conceptual.

Bibliografía

Bibliografía básica

Bibliografía básica

1. Cramer, C. J.: Essentials of computational chemistry. Theories and models. Wiley: Chichester, UK, 2002.

2. Hehre, W. J.: A guide to molecular mechanics and quantum chemical calculations, Wavefunction, Inc: Irvine, CA, 2003.

3. Leach, A. R. Molecular modelling —Principles and applications, Pearson: Harlow, UK, 2001.

4. Bachrach, S. M.: Computational Organic Chemistry, Wiley, 2014.

5. Fleming, I.: Molecular Orbitals and Organic Chemical Reactions, Wiley: Chichester, UK, 2010.

6. Arrieta, A.; de la Torre, M. C.; de Cózar, A.; Sierra, M. A.; Cossío F. P.: Computational chemistry: A useful tool for the chemical synthesis of complex molecules, heterocycles and catalysts. Synlett 2013, 24, 0535-0549.

7. Cossío, F. P.: Calculation of kinetic data using computational methods. In Rate constant calculation for thermal reactions —Methods and applications (DaCosta, H., Fan, M., Eds.), Wiley: Hoboken, NJ, 2012.

8. Sierra, M. A.; de la Torre, M. C.; Cossío, F. P.: More dead ends and detours —En route to successful total synthesis, Wiley-VCH: Weiinhein, GE, 2013.

Bibliografía de profundización

Bibliografía de profundización



1. Pross, A.: Theoretical & physical principles of organic reactivity. Wiley: New York, NJ, 1995.



2. Parr, R. G.; Yang, W.: Density-functional theory of atoms and molecules. Clarendon: Oxford, UK, 1989.



3. Bader, R. F. W.: Atoms in molecules —A quantum approach. Clarendon: Oxford, UK, 1990.



4. Albright, T. A.; Burdett, J. K.; Whangbo, M. H.: Orbital interactions in chemistry. Wiley: New York, NJ, 1985.

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