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Información de la asignatura
Curso académico: 2017/2018

Horario Calendario de exámenes

Código:
14250
Asignatura:
QUIMICA CUANTICA II
Plan de estudios:
Centro:
Tipo:
Optativa
Créditos totales:
6
Teóricos:
4,5
Prácticos:
1,5
Ciclo:
Curso:
Período:
CUATRI.2º
Profesores:
Objetivos:
4.1.- Objetivos de contenidos.

Al finalizar la asignatura el alumno debería ser capaz de:
1.Utilizar la teoría de grupos para obtener y designar los términos y los estados (y sus funciones de onda correspondientes) que surgen de una configuración electrónica molecualr dada.
2.Desarrollar y utilizar las ecuaciones que permiten estudair sistemas moleculares tanto de capa abierta como de capa cerrada con el método de Hatree-Fock.
3.Comprender el origen y la naturaleza de la energía de correlación, y conocer los métodos fundamentales desarrolados para su cálculo.

4.2.- Competencias específicas.

Al finalizar la asignatura el alumno debería ser competente para:
1.Diseñar y realizar los cálculos adecuados para estudiar la estructura de un sistema químico y su evolución a lo largo de una reacción química.
2.Analizar los resultados obtenidos en los cálculos químico-cuánticos.

4.3.- Competencias transversales.

Al finalizar la asignatura el alumno debería haber desarrollado su capacidad de:
1.Adquirir destreza enla utilización de expresiones algebraicas.
2.Conocimientos de informática relativos a la ejecuación de programas y elaboracion de informes incluyendo textos y gráficos.
3.Razonamiento crítico.
4.Espíritu emprendedor y capacidad para aprendizaje autónomo.
Contenido:
BLOQUE 1: SIMETRÍA Y ESTRUCTURA ELECTRÓNICA MOLECULAR

IINTRODUCCIÓN. La química cuántica. Ecuación de Schrödinger. Aproximación de Born-Oppenheimer. El principio de exclusión de Pauli. El método orbital. El método determinantal.

INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE GRUPOS. Elementos y operaciones de simetría. Grupos puntuales. Representaciones y su generación. Representaciones irreducibles. Notación para las representaciones irreducibles. Tablas de caracteres. Propiedades de las representaciones irreducibles. Teoremas de ortogonalidad Reducción de las representaciones. Producto directo de representaciones. Producto directo de grupos. Aplicación de la teoría de grupos a la química cuántica.

ESTRUCTURA ELECTRÓNICA MOLECULAR. Simetría de los orbitales moleculares. Operadores que conmutan con el Hamiltoniano y notación para los términos moleculares. Acoplamiento de momentos angulares y producto directo de especies de simetría. La estructura electrónica de las moléculas lineales: términos, estados y funciones de onda moleculares. La estructura electrónica de las moléculas no-lineales que pertenecen a grupos de simetría sin y con degeneración: términos, estados y funciones de onda moleculares.

BLOQUE 2: EL MÉTODO DE HARTREE-FOCK

EL MÉTODO HARTREE-FOCK. Deducción de las ecuaciones de Hartree-Fock (HF). Ecuaciones Hartree-Fock canónicas. Teorema de Koopmans.Teorema de Delbrück. Teorema de Brillouin.

ECUACIONES DE ROOTHAAN Y POPLE-NESBET. Ecuaciones de Roothaan para capa cerrada. La matriz de Fock. El procedimiento Self-Consistent-Field (SCF). Funciones de base. Ecuaciones de Pople-Nesbet para capa abierta (método UHF).


BLOQUE 3: ENERGÍA DE CORRELACIÓN

CORRELACIÓN ELECTRÓNICA. Naturaleza de la energía de correlación. El problema de la disociación. Correlación dinámica y no dinámica.

INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DEL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD. Teoremas de Hohenberg-Kohn. Las ecuaciones de Kohn-Sham. Métodos de la densidad local. Funcionales con correcciones de gradiente. Métodos híbridos.

CORRELACIÓN ELECTRÓNICA:MÉTODOS AB INTIO. El método de la interacción de configuraciones (CI). Interacción de configuraciones diexcitadas (CID). El método multiconfiguracional (MCSCF). Las técnicas CASSCF y RASSCF. Métodos MR-CI Desarrollo perturbacional de la energía de correlación. La teoría de Moeller-Plesset de segundo orden (MP2). El método Coupled Cluster (CC).
Bibliografía:
Bibliografía del bloque 1.

W. Atkins y R. S. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 4th. Edtn., Oxford University Press, Oxford, 2005.
F. A. Cotton, La teoría de grupos apicada a la química, Limusa, México, 1983.
J. Simons y J. Nichols, Quantum Mechanics in Chemistry, Oxford University Press, New York, 1997.

Bibliografía del bloque 2.

A. Szabo y N. S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry, Introduction to Advanced Electronic Structure Theory, Dover, New York, 1996.
J. Bertran Rusca, V. Branchadell Gallo, M. Moreno Ferrer y M. Sodupe Roure, Química Cuántica, Síntesis, Madrid, 2000.

Bibliografía del bloque 3.

D. B. Cook, Handbook of Computational Quantum Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 1998.
A. Szabo y N. S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry, Introduction to Advanced Electronic Structure Theory, Dover, New York, 1996.
F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, Wiley, Chichester, 1999.
J. Bertran Rusca, V. Branchadell Gallo, M. Moreno Ferrer y M. Sodupe Roure, Química Cuántica, Síntesis, Madrid, 2000.
Metodología y Evaluación:
Metodología de las clases teóricas.
1.La metodología de las clases teóricas será fundamentalmente expositiva.
2.Para fomentar el aprendizaje activo de los alumnos se programará la realización de una serie de desarrollos importantes de forma individual durante el tiempo de clase con la asistencia del profesor.
3.Se suministrará al alumno una colección de documentos docentes (no los apuntes de la asignatura) para ilustrar los detalles de alguna de las herramientas utilizadas en química cuántica y el funcionamiento de algunos de los métodos más importantes.

Metodología de las clases de problemas.
1.Se pondrá a disposición de los alumnos una hoja de problemas al principio de cada lección.
2.Durante la hora semanal de clase de problemas se plantearán los problemas a resolver en esa semana:
a.Para cada problema se dejará un tiempo razonable de reflexión (personal o en grupo) utilizando material de apoyo si fuera necesario.
b.Seguidamente, la profesora presentará en el encerado un planteamiento posible y responderá a las dudas de los alumnos.
c.Si bien se indicarán las etapas de resolución y la posibilidad de utilizar distintos planteamientos, cuando sea el caso, no se resolverán los problemas íntegros en el encerado.
3.Los alumnos deberán resolver, personalmente y de forma razonada, los problemas de la semana. Podrán acudir a tutoría con la profesora para resolver sus dudas. En la clase de problemas de la semana siguiente cada alumno debe entregar los problemas de esa semana completa y correctamente resueltos.
4.La profesora confirmará que los resultados de los problemas son correctos y, teniendo en cuenta las reuniones de tutoría, podrá hacer un seguimiento personalizado del aprendizaje continuo de los alumnos.
5.Se admite la posibilidad de formar grupos estables de no más de 4 personas para resolver los problemas y acudir a tutorías, si bien la entrega de problemas semanal debe ser personal. La profesora debe conocer la composición exacta de los grupos de trabajo.

Se utilizarán los siguientes sistemas de evaluación: examen escrito, evaluación continua y presentación de trabajos.

Información ECTS
Código:
E-LSUD-5-CHEM-5226-QCII-14250
Créditos ECTS:
6
Teóricos:
4,5
Prácticos:
1,5
Método:
Clases Magistrales
Trabajos
Prácticas problemas
Prácticas computador
Sistemas de evaluación:
Examen escrito
Evaluación continua
Presentación de trabajos

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