Guías Docentes Electrónicas
1. DATOS GENERALES
Asignatura:
QUÍMICA COMPUTACIONAL
Código:
310584
Tipología:
OBLIGATORIA
Créditos ECTS:
6
Grado:
2326 - MASTER UNIVERSITARIO EN INVESTIGACIÓN EN QUÍMICA
Curso académico:
2019-20
Centro:
1 - FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS (CR)
Grupo(s):
20 
Curso:
1
Duración:
Primer cuatrimestre
Lengua principal de impartición:
Español
Segunda lengua:
Uso docente de otras lenguas:
English Friendly:
S
Página web:
Bilingüe:
N
Profesor: MARIA REYES LOPEZ ALAÑON - Grupo(s): 20 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Marie Curie, 2.03
QUÍMICA FÍSICA
3453
reyes.lopez@uclm.es
Lunes y Martes: 11-13 h Miércoles de 16:30h a 18:30h.

Profesor: LUCIA SANTOS PEINADO - Grupo(s): 20 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Edifico Marie Curie/2.05
QUÍMICA FÍSICA
3454
lucia.santos@uclm.es
Lunes y jueves 10.00h-12.00h miércoles 18h-20h

2. REQUISITOS PREVIOS

No tiene requisitos previos, pero se necesita  conocer los fundamentos de Química Cuántica así como tener conocimientos de informática a nivel usuario

3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN

Esta asignatura forma parte de la Materia Química Física Avanzada correspondiente al Modulo I del Master en Investigación Química.

El objetivo de la asignatura es el que los alumnos profundicen en los conocimientos de Química Cuántica y Computacional previamente adquiridos en el grado de Ciencias Químicas.

Junto con la teoría y el experimento, la simulación (modelización) es el tercer pilar del conocimiento científico. Desde al década de los 90 del siglo pasado, el desarrollo de ordenadores de gran potencia y bajo coste, así como el desarrollo de programas informáticos con interfaces de usuario sencillas ha permitido que el uso de herramientas computacionales no se limite al químico especializado y sea una herramienta habitual para todo el entorno químico.

Se pretende, pues, dar una visión global de la Química desde la perspectiva de la modelización como eje vertebral de todos los conocimientos adquiridos en los estudios de grado.


4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR
Competencias propias de la asignatura
Código Descripción
E02 Relacionar las propiedades macroscópicas y supramoleculares con las de átomos, moléculas y compuestos químicos no moleculares.
E03 Conocer los principios de la mecánica cuántica y su aplicación a la determinación de la estructura y propiedades de átomos y moléculas.
E04 Conocer la utilidad de los métodos de diseño, simulación y cálculos moleculares, así como tener destreza en el manejo de dichos métodos.
G01 Conocer la precisión de los datos experimentales y su utilización para la planificación del trabajo experimental de investigación.
T02 Capacidad para trabajar en equipo y, ejercer funciones de liderazgo, fomentando el carácter emprendedor
T04 Capacidad de utilización de software específico para investigación en química.
T05 Capacidad de obtener información bibliográfica a nivel de investigación, incluyendo recursos en Internet (bases de datos, bibliografía científica especializada, redes sociales, etc...), así como llevar a cabo una selección y clasificación de la misma.
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
Resultados de aprendizaje propios de la asignatura
Descripción
Analizar los fenómenos y procesos químicos mediante simulación tanto a nivel individual como en equipo.
Aplicar las herramientas informáticas para trabajar con estaciones de trabajo remotas, realizar cálculos en éstas y transferir ficheros desde o a estas.
Adquirir los conocimientos sobre el fundamento teórico, las limitaciones y los ámbitos de aplicación de los principales métodos de la Química Computacional.
Establecer relaciones estructura - reactividad mediante correlaciones empíricas.
Interpretar los resultados de un estudio cinético o computacional y presentarlos adecuadamente, complementados con la información obtenida de la búsqueda bibliográfica realizada previamente.
Utilizar adecuadamente el software para investigación empleado en las prácticas de laboratorio y en el aula de informática.
Resolver mediante métodos teóricos problemas de estructura, espectroscopía o reactividad.
Combinar las técnicas avanzadas de modelización propias de la Química, con el debido soporte computacional, así como desarrollar simulaciones que faciliten la comprensión de conceptos teóricos y experimentales.
Resultados adicionales
No se han establecido.
6. TEMARIO
  • Tema 1: Teoría de Orbitales Moleculares. Aproximación de Born-Oppenheimer. Función de onda electrónica. Determinante de Slater. Método variacional. Método de Hartree-Fock.Aproximación CLOA. Funciones de base.
  • Tema 2: Métodos Semiempíricos.Tratamiento OM semiempíricos de moléculas conjugadas planas. Método de OM Huckel. Métodos OM semiempíricos generales
  • Tema 3: Métodos post-Hartree-Fock.Correlación electrónica. Interacción de configuraciones. Método autoconsistente multiconfiguracional (MCSCF). Método de perturbaciones de Moller-Plesset. Métodos de Coupled-cluster
  • Tema 4: Métodos del funcional de la densidad.Teoremas de Hohenberg y Kohn. Método de Koh-Sham. Aproximación de la densidad local. Aproximación del gradiente generalizado. Funcionales híbridos
  • Tema 5: Superficies de energía potencial.Análisis de la superficie de energía potencial (SEP). Puntos estacionarios. Optimización de geometrías. Estados de transición. Coordenada de reacción intrínseca (IRC). Termodinámica y cinética Química.
  • Tema 6: Mecánica Molecular.Campos de fuerzas. Tensión de enlace. Deformación angular. Torsión. Interacciones electrostáticas. Interacción de Van der Waals.Parametrización. Campos de fuerzas disponibles. Simulación de la Dinámica Molecular.
  • Tema 7: Métodos híbridos y Modelización del disolvente. Métodos QM/MM. Acoplamiento de las regiones QM.MM. Métodos multicapas. Efectos del disolvente en la superficie de energía potencial. Modelos continuos del disolvente. Cavidades
  • Tema 8: Prácticas Aula de Informática : 1.- Aplicaciones del método de Hartrre_Fock ( Energías Absolutas y relativas: Distribución de cargas y momentos dipolares. 2.- Introducción a la correlación electrónica ( Disociación de la molécula de Hidrógeno). 3.- Análisis de la SEP. 4.- Reactividad química (Reacciones de adicción. Control cinético y control termodinámico. Efecto isotópico)
COMENTARIOS ADICIONALES SOBRE EL TEMARIO

El temario se divide en tres bloques el primero corresponde a Química Cuantica y engloba los temas 1- 5 ,  el segundo Mecanica Molecular, Métodos híbridos y Modelización de disolvente y correponde a los temas 6 y 7 y el tercero corresponde  a las aplicaciones en el aula de informática con la realización de 4 prácticas relacionadas con conceptos fundamentales en química 


7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
Actividad formativa Metodología Competencias relacionadas ECTS Horas Ev Ob Rec Descripción *
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] Método expositivo/Lección magistral E02 E03 G01 1 25 S N S Enseñanza presencial donde se impartirán los conceptos teóricos y resolución de ejercicios tipo . Se indicará al alumno los mejores recursos para la preparación de las actividades docentes desarrolladas y dispondrá del material relacionado con la asignatura en Campus Virtual (Moodle) y en la página web del profesor de la asignatura.
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] Trabajo autónomo 1.5 37.5 S S S El alumno estudiara los conceptos abordados en las clases magistrales
Talleres o seminarios [PRESENCIAL] 0.4 10 S N S Resolución de problemas por parte del alumno, planteados y guiados por el profesor
Prácticas en aulas de ordenadores [PRESENCIAL] Trabajo con simuladores 0.9 22.5 S S S Se realizaran las practicas de forma individual propuestas en el temario y guiadas por el profesor
Elaboración de memorias de Prácticas [AUTÓNOMA] Trabajo autónomo 0.88 22 S S S
Elaboración de informes o trabajos [AUTÓNOMA] Trabajo dirigido o tutorizado 1 25 S N S Realización d euncaso práctico que el alumno irá resolviendo de forma gradual y tutorizado por le profesor. El alumno tine acceso a los recursos informáticos de forma que puede trabajar de forma autónoma.
Prueba final [PRESENCIAL] Trabajo autónomo 0.12 3 S S S Realización de una prueba global escrita para evaluar el aprendizaje en teoría y practicas
Otra actividad no presencial [AUTÓNOMA] Trabajo autónomo 0.2 5 S N S
Total: 6 150
Créditos totales de trabajo presencial: 2.42 Horas totales de trabajo presencial: 60.5
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.58 Horas totales de trabajo autónomo: 89.5

Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria
Rec: Actividad formativa recuperable

8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
  Valoraciones  
Sistema de evaluación Estudiante presencial Estud. semipres. Descripción
Realización de actividades en aulas de ordenadores 25.00% 25.00%
Elaboración de memorias de prácticas 10.00% 10.00%
Resolución de problemas o casos 15.00% 15.00%
Valoración de la participación con aprovechamiento en clase 5.00% 5.00%
Prueba final 45.00% 45.00%
Total: 100.00% 100.00%  

Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
No se ha introducido ningún criterio de evaluación
Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
No se ha introducido ningún criterio de evaluación
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
No se ha introducido ningún criterio de evaluación
9. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL
No asignables a temas
Horas Suma horas

10. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS
Autor/es Título Libro/Revista Población Editorial ISBN Año Descripción Enlace Web Catálogo biblioteca
http://www.cup.uni-muenchen.de/oc/zipse/computationalchemistry1.html  
http://www.cup.uni-muenchen.de/oc/zipse/computationalchemistry2.html  
C. J. Cramer Essentials of Computational Chemistry N.Y John Wiley&Sons, LTD 0-471-48552-7 2002  
F. Jensen Introduction to Computational Chemistry N.Y John Wiley&Sons LTD 13-978-0-470-01187-4 2007  
I.N. Levine Química Cuántica Madrid Prentice Hall 84-205-3096-4 2001  
J. Bertrán, V. Branchadell; M. Moreno y M. Sodupe Química Cuántica Madrid Síntesis 84-7738-742-7 2002  
J.B. Foresman and A,. Frisch Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods Pittsburgh Gaussian Inc 0-9636769-3-8 1996  
J.L Calais Quantum Chemistry Workbook John Wiley&Sons. INC 0-471-59435-0 1994 Ficha de la biblioteca
Juan Andrés, J. Bertrán (eds) Química Teórica y Computacional Castellón P. de la Universidad Jaume I Castellón 84-8021-312-4 2000  
L.E. Bailey, M.D.Trotiño Q.C. La Química Cuántica en 100 problemas Madrid UNED 84-362-1350-5 2004  



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