OPIS MODUŁU ZAJĘĆ/PRZEDMIOTU (SYLABUS) I. Informacje ogólne
1. Nazwa modułu zajęć/przedmiotu Chemia kwantowa
2. Kod modułu zajęć/przedmiotu 02-CKWL
3. Rodzaj modułu zajęć/przedmiotu Obowiązkowy
4. Kierunek studiów Chemia (Chemia ogólna) 5. Poziom kształcenia
I stopień 6. Profil kształcenia
Ogólnoakademicki 7. Rok studiów
III
8. Rodzaje zajęć i liczba godzin (W – wykład, L – laboratorium) 30 h W, 45 h L
9. Liczba punktów ECTS 6
10. Imię, nazwisko, tytuł / stopień naukowy, adres e-mail wykładowcy (wykładowców*) / prowadzących zajęcia
Jacek Komasa, prof. dr hab., komasa@man.poznan.pl
Jacek Komasa, prof. dr hab., komasa@man.poznan.pl (laboratorium)
11. Język wykładowy polski
12. Moduł zajęć / przedmiotu prowadzony zdalnie (e-learning) nie
* koordynator przedmiotu
II. Informacje szczegółowe
1. Cele modułu zajęć/przedmiotu
C1 – przekazanie wiedzy z zakresu podstaw chemii kwantowej; metod obliczeniowych i modelowania w chemii kwantowej
C2 – rozwinięcie zdolności doboru właściwych modeli chemii kwantowej do badania określonych procesów kwantowych; rozwinięcie umiejętności zastosowania metod obliczeniowych do rozwiązywania zagadnień dotyczących efektywnego otrzymywania wyników metodami chemii kwantowej
C3 – przygotowanie do właściwej interpretacji wyników badań eksperymentalnych i teoretycznych
C4 – wyrobienie umiejętności korzystania z narzędzi komputerowych do obliczeń i modelowania w chemii kwantowej
C5 – rozwinięcie umiejętności komunikacji i pracy w grupie; przekazanie wiedzy z zakresu zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium
2. Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności oraz kompetencji społecznych Brak
3. Efekty kształcenia (EK) dla modułu i odniesienie do efektów kształcenia (EK) dla kierunku studiów
Symbol EK dla modułu zajęć/przedmiotu
Po zakończeniu modułu i potwierdzeniu osiągnięcia EK student /ka:
Symbole EK dla kierunku studiów
E01 rozumie i wyjaśnia istotę postulatów mechaniki kwantowej
CH1_W02
E02 objaśnia jak ściśle rozwiązywać podstawowe modele w mechanice kwantowej , jak charakteryzować rozwiązania oraz wskazuje ich zastosowania
CH1_W03,
CH1_W05, CH1_U08, CH1_U12
E03 stosuje najważniejsze przybliżone metody
obliczeniowe do rozwiązywania złożonych układów atomowych i molekularnych
CH1_W03,
CH1_W07, CH1_U08
E04 wybiera i stosuje właściwe techniki obliczeniowe i modelowania do badania określonych własności układów atomowych i molekularnych
CH1_W07,CH1_W09, CH1_U11,CH1_U12, CH1_U18, CH1_U20 CH1_K01
E05 prawidłowo interpretuje wyniki obliczeń teoretycznych oraz eksperymentów
CH1_W05, H1_W09, CH1_U02, CH1_U03, CH1_U10, CH1_K06
E06 korzysta ze źródeł literaturowych, także w języku angielskim
CH1_U21
E07 obiektywnie ocenia wkład pracy własnej i innych w analizie otrzymanych wspólnie wyników
teoretycznych
CH1_U19, CH1_K02, CH1_K05
4. Treści kształcenia z odniesieniem do EK dla modułu zajęć/przedmiotu
Opis treści kształcenia modułu zajęć/przedmiotu
Symbol/symbole EK dla modułu zajęć/przedmiotu
wprowadzenie do mechaniki kwantowej (zjawisko fotoelektryczne, dualizm korpuskularno-falowy, definicje), postulaty mechaniki kwantowej
E01
ścisłe rozwiązania równania Schrödingera: cząstka swobodna, zjawisko
tunelowania, nieskończona studnia potencjału, oscylator harmoniczny, analiza i wizualizacja rozwiązań równania Schrödingera dla rotatora sztywnego oraz atomu wodoru
E02
metody przybliżone rozwiązywania równania Schrödingera: metoda wariacyjna, rachunek zaburzeń, przybliżenie jednoelektronowe, metoda Hartree-Focka, korelacja elektronowa, orbitale molekularne, baza funkcyjna
E03
pakiet obliczeniowy Gaussian: jego możliwości i zakres zastosowań, interfejs graficzny GaussView, praktyczne obliczenia kwantowo-chemiczne z użyciem pakietu Gaussian, atomy wieloelektronowe, tablica Mendelejewa
E04 – E07
separacja ruchu jąder i elektronów w molekułach, wiązania chemiczne, powierzchnia energii potencjalnej, stałe siłowe, poziomy energetyczne, stany wzbudzone, metoda oddziaływania konfiguracji (CI).
E04 – E07
modelowanie właściwości fizykochemicznych cząsteczek w fazie gazowej, struktura elektronowa, rozkład gęstości elektronowej, analiza populacyjna, momenty multipolowe, przewidywanie reaktywności molekuł
E04 – E07
modelowanie ścieżki reakcji, energia aktywacji dla złożonych układów molekularnych
E04 – E07
zastosowanie metod kwantowochemicznych do przewidywania właściwości spektroskopowych molekuł – spektroskopia jądrowego rezonansu
magnetycznego (NMR), w podczerwieni (IR) i w zakresie światła widzialnego i nadfioletowego (UV-Vis)
E01 – E07
modelowanie i rola wiązań wodorowych, kompleksy molekularne E01 – E07 obróbka numeryczna wyników obliczeń ab-initio, graficzna prezentacja wyników,
warstwice gęstości elektronowej, gęstości różnicowe, projekcja właściwości na powierzchni gęstości, animacja reakcji chemicznej
E01 – E07
5. Zalecana literatura:
W. Kołos „Chemia kwantowa", PWN, 1978.
L. Piela „Idee Chemii Kwantowej", PWN, 2009.
D. Hayward „Mechanika kwantowa dla chemików”, PWN 2007
6. Informacja o tym, gdzie można zapoznać się z materiałami do zajęć, instrukcjami do laboratorium, itp.:
gcg.home.amu.edu.pl/gcg/public.html/teaching.html
III. Informacje dodatkowe
1. Metody i formy prowadzenia zajęć umożliwiające osiągnięcie założonych EK Metody i formy prowadzenia zajęć
Wykład z prezentacją multimedialną wybranych zagadnień ✔
Wykład konwersatoryjny ✔
Wykład problemowy
Dyskusja ✔
Praca z tekstem ✔
Metoda analizy przypadków
Uczenie problemowe (Problem-based learning) Gra dydaktyczna/symulacyjna
Rozwiązywanie zadań (np.: obliczeniowych, artystycznych, praktycznych) ✔
Metoda ćwiczeniowa ✔
Metoda laboratoryjna ✔
Metoda badawcza (dociekania naukowego) Metoda warsztatowa
Metoda projektu Pokaz i obserwacja
Demonstracje dźwiękowe i/lub video ✔
Metody aktywizujące (np.: „burza mózgów”, technika analizy SWOT, technika drzewka decyzyjnego, metoda „kuli śniegowej”, konstruowanie „map myśli”)
Praca w grupach ✔
Inne (jakie?) -
2. Sposoby oceniania stopnia osiągnięcia EK
Sposoby oceniania
Symbole
EK dla modułu zajęć/przedmiotu
E01 E02 E03 E04 E05 E06 E07
Egzamin pisemny ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
Egzamin ustny ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
Egzamin z „otwartą książką”
Kolokwium pisemne ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
Kolokwium ustne Test
Projekt Esej
Raport ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ Prezentacja multimedialna
Egzamin praktyczny
(obserwacja wykonawstwa) Portfolio
Inne (jakie?) -
3. Nakład pracy studenta i punkty ECTS
Forma aktywności Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności
Godziny zajęć (wg planu studiów) z nauczycielem 75
Praca własna studenta
Przygotowanie do zajęć 25
Czytanie wskazanej literatury 10 Przygotowanie pracy pisemnej, raportu,
prezentacji, demonstracji, itp. 30 Przygotowanie projektu
Przygotowanie pracy semestralnej
Przygotowanie do egzaminu / zaliczenia 30 Inne (jakie?) -
…
SUMA GODZIN 170
LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA MODUŁU
ZAJĘĆ/PRZEDMIOTU 6
4. Kryteria oceniania wg skali stosowanej w UAM:
bardzo dobry (bdb; 5,0) dobry plus (+db; 4,5) dobry (db; 4,0)
dostateczny plus (+dst; 3,5) dostateczny (dst; 3,0) niedostateczny (ndst; 2,0)
