Quantum Chemistry - MC260P59

• Title: Kvantová chemie
• Czech title: Kvantová chemie
• Guaranteed by: Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2020
• Semester: winter
• E-Credits: 3
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:2/1, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Is provided by: MC260P82
• Additional information: https://www.natur.cuni.cz/chemie/fyzchem/nachtig/vyuka
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: doc. RNDr. Lukáš Grajciar, Ph.D.
• Teacher(s): doc. RNDr. Lukáš Grajciar, Ph.D.; Christopher James Heard, Ph.D.
• Incompatibility : MC260P82
• Is incompatible with: MC260P82

Annotation

English

Last update: prof. RNDr. Petr Nachtigall, Ph.D. (15.02.2019)

Quantum Chemistry

The aim of the course is to acquaint students with the fundamental concepts, models and methods of quantum chemistry at the level which would make possible to appreciate most research papers dealing with applications of electronic structure theory. Course is devided into three parts: (i) approximations in quantum chemistry, (ii) methods based on the wave-function theory, and (iii) methods based on the density functional theory.
Course is in English.

Czech

Last update: prof. RNDr. Petr Nachtigall, Ph.D. (15.02.2019)

Přednáška seznamuje studenty se základními pojmy, modely a metodami kvantové chemie na takové úrovni, jež by umožňovala studentům porozumět odborným publikacím pojednávajících o aplikacích teorie elektronové struktury. Přednáška je rozdělena do třech částí: (i) základní aproximace v kvantové chemii, (ii) metody založené na vlnové funkci a (iii) metody založené na funkcionálu hustoty.
Přednáška je v angličtině.

Literature

English

Last update: doc. RNDr. Lukáš Grajciar, Ph.D. (24.10.2019)

A. Szabo, S. Ostlund: Modern Quantum Chemistry. McGraw-Hill, 1989.

W. Koch, M. Holthausen: A Chemist Guide to Densitry Functional Theory, Wiley/VCH 2001.

J. Fišer: Introduction to Quantum Chemistry (in Czech). Academia, 1983.

P. Čársky, M. Urban: Ab initio Calculations in Chemistry (in Czech). SNTL, 1985.

I. N. Levine: Quantum Chemsitry, Pearson, 2014.

(Advanced) R. G. Parr, W. Yang: Density-Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, 1989.

(Advanced) L. Piela: Ideas of Quantum Chemistry, Elsevier, 2013.

Czech

Last update: prof. RNDr. Petr Nachtigall, Ph.D. (15.02.2019)

A. Szabo, S. Ostlund: Modern Quantum Chemistry. McGraw-Hill, 1989.

W. Koch, M. Holthausen: A Chemist Guide to Densitry Functional Theory, Wiley/VCH 2001.

J. Fišer: Introduction to Quantum Chemistry (in Czech). Academia, 1983.

P. Čársky, M. Urban: Ab initio Calculations in Chemistry (in Czech). SNTL, 1985.

I. N. Levine: Quantum Chemsitry, Pearson, 2014.

(Advanced) R. G. Parr, W. Yang: Density-Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, 1989.

(Advanced) L. Piela: Ideas of Quantum Chemistry, Elsevier, 2013.

Requirements to the exam

English

Last update: doc. RNDr. Lukáš Grajciar, Ph.D. (24.10.2019)

To qualify for examination student must obtained at least 50% from both tests (midterm and final). Examination is oral and there are three questions - one from each part of the course.

Czech

Last update: doc. RNDr. Lukáš Grajciar, Ph.D. (24.10.2019)

Zkoušku může skládat student, který napíše testy (v polovině a na konci semestru) na minimálně 50% bodů.
Zkouška je ústní v rozsahu probírané látky (viz sylabus) a sestává ze tří otázek, jedné z každé části přednášky (viz anotace).

Syllabus

English

Last update: prof. RNDr. Petr Nachtigall, Ph.D. (15.02.2019)

Adiabatic and Born-Oppeheimer approximation. Variation method. Stationary perturbation theory. Hellmann-Feynman theorem. Independent particle model. Slater-Condon rules. Hartree-Fock-Roothaan equations. Population analysis. Angular momentum. Spin eigenfunctions. Correlation energy. Ab initio calculations. Atomic basis sets. Configuration interaction, coupled clusters, Moller-Plesset perturbation theory. Multi-reference methods. Density functional theory. Pseudopotentials. Relativistic effects. Stationary points on potential energy surfaces.

(i) Základní aproximace v kvantové chemii

Adiabatická a Bornova-Oppenheimerova aproximace.

Variační metoda.

Stacionární poruchová teorie.

Model nezávislých částic.

Moment hybnosti.

Spinové vlastní funkce.

Stacionární body na hyperplochách potenciální energie.

(ii) Metody založené na vlnové funkci

Hartreeho-Fockova metoda.

Báze atomových orbitalů.

MO LCAO, Hartreeho-Fockovy-Roothaanovy rovnice.

Populační analýza.

Slaterova-Condonova pravidla.

Korelační energie.

Výpočty ab initio.

Konfigurační interakce.

Moellerova-Plessetova poruchová teorie.

Spřažené klastry.

Metoda MCSCF a multireferenční metody

(iii) Metody založené na funkcionálu hustoty

Vlastnosti elektronové hustoty.

Teorie funkcionálu hustoty.

Hohenbergovy-Kohnovy teorémy.

Kohnovy-Shamovy rovnice.

Výměnné a korelační funkcionály.

Czech

Last update: prof. RNDr. Petr Nachtigall, Ph.D. (15.02.2019)

(i) Základní aproximace v kvantové chemii

Adiabatická a Bornova-Oppenheimerova aproximace.

Variační metoda.

Stacionární poruchová teorie.

Model nezávislých částic.

Moment hybnosti.

Spinové vlastní funkce.

Stacionární body na hyperplochách potenciální energie.

(ii) Metody založené na vlnové funkci

Hartreeho-Fockova metoda.

Báze atomových orbitalů.

MO LCAO, Hartreeho-Fockovy-Roothaanovy rovnice.

Populační analýza.

Slaterova-Condonova pravidla.

Korelační energie.

Výpočty ab initio.

Konfigurační interakce.

Moellerova-Plessetova poruchová teorie.

Spřažené klastry.

Metoda MCSCF a multireferenční metody

(iii) Metody založené na funkcionálu hustoty

Vlastnosti elektronové hustoty.

Teorie funkcionálu hustoty.

Hohenbergovy-Kohnovy teorémy.

Kohnovy-Shamovy rovnice.

Výměnné a korelační funkcionály.