Créditos ECTS Créditos ECTS: 5
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 85 Horas de Titorías: 5 Clase Expositiva: 15 Clase Interactiva: 20 Total: 125
Linguas de uso Castelán, Galego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Química Física, Departamento externo vinculado ás titulacións
Áreas: Química Física, Área externa M.U en Química Teórica e Modelización Computacional (3ª ed)
Centro Facultade de Química
Convocatoria: Anual
Docencia: Sen docencia (Ofertada)
Matrícula: Non matriculable (Só alumnado repetidor)
A Dinámica de Reaccións Químicas permite conectar as observacións macroscópicas levadas a cabo dentro do campo da Cinética Química coas colisións individuais que teñen lugar a nivel molecular. O obxecto do presente curso é proporcionar aos estudantes unha visión xeral desta rama da química física, facendo especial fincapé nos seguintes aspectos:
- Relación entre as magnitudes microscópicas e macroscópicas.
- Fundamento, características e limitacións dos métodos teóricos de común aplicación na Dinámica de Reaccións.
- Mecanismos de reacción a nivel molecular.
- Técnicas experimentais.
- Definición e obxecto da Dinámica de Reaccións Químicas
- Tipos de colisións. Análise clásica.
- Scattering e potencial: caso elástico. Observables experimentais.
- Dinámica molecular de reaccións: conceptos introductorios da dinámica molecular de reaccións. Tipos de colisións moleculares. Ángulo de dispersión. Velocidade de reacción e sección eficaz. Función excitación. Función opacidad. Sección eficaz diferencial. Métodos teóricos en dinámica de colisións: métodos cuánticos e de traxectorias cuasiclásicas (QCT). Observables experimentais. Mecanismo das colisións reactivas. Superficies de enerxía potenciais. Exemplos: Cl HI, F H2. Sesión práctica.
- Teorías das velocidades de reacción: Introdución á cinética química. Velocidade de reacción, constante de velocidade, orde de reacción e ecuaciones diferenciales de velocidade. Teoría do estado de transición convencional (TST): formulaciones estatística e termodinámica, cálculo de funcións de partición. Teoría variacional do estado de transición (VTST). Correcciones de efecto túnel. Sesión práctica: aplicación VTST á reacción H CH3CH2OH -> H2 CH3CHOH
- Métodos automáticos para a predicción de mecanismos de reacción. Simulación de reaccións químicas axustadas mediante Monte Carlo cinético. Sesión práctica: descomposición unimolecular do ácido fórmico.
- Dinámica Molecular: As ecuaciones clásicas do movemento. Algoritmos de integración numérica. Condicións periódicas de contorno. Tipos de colectivos. Termostatos e baróstatos. Campos de forzas: tipos e o seu custo computacional. Exemplos. Sesión práctica.
- Estudo teórico do mecanismo e cinética de reaccións enzimáticas: Revisión da mecánica cuántica / mecánica molecular (QM/MM). Superficies de enerxía potencial QM/MM. Dinámica molecular QM/MM: método de muestreo do paraguas. EA-VTST/MT: cálculo da constante de velocidade en reaccións enzimáticas. Exemplos: reaccións da proteasa HCV NS3/NS4A. Sesión práctica.
- Cálculo dos coeficientes cinéticos das reaccións químicas mediante a dinámica cuántica: Constantes de velocidade a partir de funcións de correlación de fluxo. Estados propios de fluxo térmico: interpretación física. Método multiconfiguracional dependente do tempo de Hartree (MCTDH). Cálculos poliatómicos de referencia. Exemplos: H CH4, N N2.
- Dinámica cuántica de paquetes de onda: visión xeral e aplicacións a reaccións químicas. Introdución á dinámica de reacción. Dispersión cuántica. Propagadores. Observables. Matriz S. Paquete de ondas. Representacións. Hamiltoniano Método do paquete de onda real. Exemplos: Hei HeH , Ne H2 e H OH. Sesión práctica.
1.- “Molecular Reaction Dynamics”, Raphael D. Levine, Cambridge University Press, 2005.
2.- “Tutorials in Molecular Reaction Dynamics”, Mark Brouard and Claire Vallance, Royal Society of Chemistry, 2011.
3.- “Chemical kinetics”, Keith J. Laidler, Harper&Row, 1987.
4.- “Theory of Chemical Reaction Dynamics”, Michael Baer (Ed.), Vol IV, CRC Press,1985.
5.- “Molecular collision theory”, M. S. Child, Academic Press, Inc., New York, 1974.
6.- “Understanding molecular simulation”, D. Frenkel and B. Smit, Academic Press, 2002.
7.- "Chemical kinetics", K.J. Laidler, HarperRow, 1987.
8.-“Introduction to QM/MM simulations”, Gerrit Groenhof in “Methods in Molecular Biology” (Clifton, N.J.) 924, 2013, pg. 43-66.
Posuír e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación.
Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornas novas ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo.
Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüedades.
Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que haberá de ser en gran medida autodirixido ou autónomo.
Os estudantes son capaces de *fomentar, en contextos académicos e profesionais, o avance tecnolóxico e científico dentro dunha sociedade baseada no coñecemento e no respecto a: a) os dereitos fundamentais e de igualdade de oportunidades entre homes e mulleres, b) os principios de igualdade de oportunidades e accesibilidade universal das persoas con discapacidade e c) os valores propios dunha cultura de paz e de valores democráticos.
Os estudantes desenvolven un pensamento e razonamento crítico e saben comunicalos de xeito igualitario e non sexista tanto en forma oral como escrita, na súa lingua propia e nunha lingua estranxeira.
TRANSVERSAIS
O/a estudante é capaz de adaptarse a diferentes contornas culturais demostrando que responde ao cambio con flexibilidade.
O/a estudante posúe capacidade de análise e síntese de tal forma que poida comprender, interpretar e avaliar a información relevante asumindo con responsabilidade a súa propia aprendizaxe ou, no futuro, a identificación de saídas profesionais e yacimientos de emprego.
ESPECÍFICAS
Os estudantes demostran o seu coñecemento e comprensión dos feitos aplicando conceptos, principios e teorías relacionadas coa Química Teórica e Modelización Computacional.
ou Manexar as principais fontes de información científica relacionadas coa Química Teórica e Modelización
Computacional, sendo capaz de buscar información relevante en química en páxinas web de datos estruturales, de datos experimentais químico-físicos, en bases de datos de cálculos moleculares, en base de datos bibliográficas científicas e na lectura crítica de traballos científicos.
Os estudantes saben relacionar observacións macroscópicas levadas a cabo dentro do campo da Cinética Química coas colisións individuais que teñen lugar a nivel molecular.
Lección Magistral: O profesor expoñerá os contidos do curso en sesións presenciales, ou, por video conferencia de dúas horas baseándose nos materiais docentes publicados na plataforma Moodle.
Docencia en rede. Utilizarase as distintas ferramentas que ofrece a plataforma moodle (https://posgrado.uam.é). Publicación de contidos da asignatura, ferramentas de traballo en grupo: foros de discusión e wiki, e correo electrónico.
Tutorías. O profesor realizará tutorías individuais ou con grupos reducidos sobre cuestións puntuales que os estudantes poidan suscitar.
Seminarios online. Con posterioridad ás clases expositivas, realizaranse seminarios online sobre algúns temas e tamén para discutir os resultados obtidos nos traballos propostos, as dúbidas sobre as metodoloxías empregadas, e supervisar a preparación dos informes elaborados polos estudantes.
Clases en aula de informática. A docencia se impartirá nun aula de informática. As clases, en sesións de dúas horas, incluirán unha introdución teórica breve, na que o profesor ou profesora expoñerá os conceptos básicos, e aplicacións prácticas, e unha parte práctica, na que o estudante aprenderá a través da resolución de casos prácticos.
Convocatoria ordinaria
Os coñecementos adquiridos polo estudante serán evaluados ao longo de todo o curso, intentando que o estudante avance de forma regular e constante na asimilación dos contidos da asignatura.
A nota final da asignatura basearase nos exercicios, traballos e discusión dos mesmos que se irá realizando durante o curso. Tamén se realizará un exame ao final. A puntuación final farase en base ás seguintes porcentaxes:
- 80 % Realización dos traballos requiridos
-20 % Exame final
Convocatoria extraordinaria
Realizarase un exame final único, de carácter teórico e práctico, que abarcará os contidos de toda a asignatura. A puntuación realizarase en base ás seguintes porcentaxes:
- 50 % Exame final,
- 50 % Realización dos traballos requiridos
Presencial:
Clases teóricas en aula / aula virtual .................................................35 horas
Non Presencial:
Estudo autónomo individual ou en grupo..............................................50 horas
Elaboración dunha memoria con exercicios suscitados en clase.................40 horas
TOTAL (5 ECTS * 25 horas/ECTS)..................................................... 125 horas
As recomendacións xeráis para as asignaturas do máster.
Marta Castiñeira Reis
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Correo electrónico
- marta.castineira.reis [at] usc.es
- Categoría
- Posdoutoral Xunta