Die neue Vorlesung mit Computerpraktikum wird gemeinsam mit Prof. Jochen Hub (Fachrichtung Physik) angeboten und besteht aus zwei Teilen: Theoretische Chemie und molekulare Simulationen. Sie können die gesamte Lehrveranstaltung als Bachelor-Wahlpflichtmodul wählen (6 ECTS) oder nur einen der zwei Teile (3 ECTS).
Die erste Hälfte des Semesters führt in die Grundlagen der Quantenchemie ein, gehalten von Prof. Stopkowicz (8 Wochen). Für diesen Teil sollten Sie bereits die Grundlagen der Quantenmechanik beherrschen. Die zweite Hälfte führt in klassische Molekulardynamik-Simulationen ein, gehalten von Prof. Hub (7 Wochen). Für den zweiten Teil sind Grundlagen der statistischen Physik hilfreich, aber nicht unbedingt erforderlich.
- Sprache: englisch oder deutsch, je nach Bedarf
- Prüfung: mündlich, nach Vereinbarung. Wenn beide Themenblöcke belegt werden, kann für die Prüfung ein Schwerpunkt gewählt werden.
- Für den ersten Teil der Veranstaltung können Laptops gestellt werden.
- Für den zweiten Teil der Veranstaltung benötigen Sie einen Account im Cip-Pool der Physik.
Vorlesung: Do 8:30 - 10:00, B2 2, Seminarraum 2.23
Computerübung: Mo 8:30 - 10:00, Bis 18.12.: B2 2, Seminarraum 2.23. Ab 8.1.2024: Cippool der Physik
Vorlesungsteil 1 (Quantenchemische Methoden)
- Quantenmechanische Beschreibung von Molekülen, Schrödinger-Gleichung, Born-Oppenheimer-Näherung, Variations- und Störungsrechnung
- Näherungen für die Wellenfunktion, Hartree-Fock-Theorie, LCAO-Ansatz, Roothaan-Hall-Gleichungen
- Wellenfunktionsbasierte Beschreibung der Elektronenkorrelation, Configuration-Interaction-Methoden, Møller-Plesset-Störungstheorie, Coupled-Cluster-Theorie
- Dichtefunktionaltheorie, Hohenberg-Kohn-Theoreme, Kohn-Sham-Ansatz, Austausch-Korrelationsfunktionale
- QM/MM-Methoden
Vorlesungsteil 2 (Molekularmechanische Methoden)
- Struktur, Funktion und intramolekulare Wechselwirkungen von biologischen Makromolekülen
- Molekulardynamik-Simulationen: physikalische Grundlagen und Algorithmen
- Bestimmung von Proteinstrukturen, Struktur-Refinement gegen experimentelle Daten
- Elektrostatik in Proteinen, Poisson-Boltzmann-Theorie, Lösemittel- und Protonierungseffekte
- Kollektive Dynamik: Normalmoden und Hauptkomponentenanalyse
- Berechnung freier Energien
Übungen
- Übungen zu den o.g. Themen
- Computerpraktika zur Anwendung quantenchemischer und molekularmechanischer Methoden
- DozentIn: Jochen Sebastian Hub
- DozentIn: Stella Stopkowicz