Química Cuántica IIA
En este curso, exploraremos los principios y las aplicaciones de la química cuántica moderna utilizando como referencia el libro "Modern Quantum Chemistry" de Attila Szabo. Nuestro objetivo principal es comprender la notación básica, las operaciones matemáticas y aproximaciones utilizados en la descripción cuántica de los sistemas moleculares, abordando tanto los fundamentos matemáticos como las herramientas computacionales más relevantes en el campo.
Contenidos del curso:
I. Introducción a las matemáticas:
- Álgebra lineal aplicada a la mecánica cuántica.
- Operadores cuánticos.
- Método variacional.
II. Repaso de las soluciones de la ecuación de Schrödinger:
- Aproximación de Born-Oppenheimer y su relevancia en sistemas moleculares.
III. El problema de la función de onda multielectrónica:
- Descripción de los espines orbitales.
- Principio de exclusión de Pauli.
- Determinantes de Slater.
IV. Operadores y elementos de matriz:
- Introducción a la notación matemática.
- Reglas generales y operadores de espín.
V. Aproximación de Hartree-Fock:
- Ecuaciones y soluciones de Hartree-Fock.
- Ecuaciones de Roothaan y su interpretación.
VI. Conjunto de bases poliatómicas:
- Uso de funciones gaussianas contraídas.
- Conjuntos de bases STO-3G y polarizadas.
VII. Cálculos de capa abierta y cerrada Hartree-Fock:
- Diferencias entre cálculos de capa cerrada y abierta.
Actividades complementarias:
Actividad 0: Instalación de programas y visualizadores
En esta actividad, instalaremos las herramientas computacionales necesarias como GAMESS, Avogadro, Gabedit, Macmolplt y Multiwfn.
Actividad 1: Optimización de geometría y cálculo de frecuencias
Aprenderemos los comandos básicos para realizar optimizaciones de geometría, cálculos de frecuencias y análisis conformacional usando métodos y bases diversas.
Práctica Computacional:
Los estudiantes realizarán cálculos utilizando el programa XTB, GAMESS y ORCA para obtener energías, frecuencias vibracionales, potenciales de ionización, análisis de población y momentos dipolares, visualizando los resultados con Avogadro.
¡Espero que disfruten el curso y que les resulte de gran utilidad en su formación académica y profesional!