Keemiainstituut

YKI0080 Teoreetiline ja arvutuskeemia Sügissemester 2010/2011 Õppeaine "Teoreetiline ja arvutuskeemia" tutvustab esimese aasta magistrantidele meetodeid ja võtteid, mida tänapäeval kasutavad nii teoreetikud kui ka keemikud-praktikud modelleerimaks keemilisi protsesse ja nähtusi arvutil. Kursuse pearõhk on pööratud kvantkeemiale ja sellega seotud meetoditele. Lühidalt käsitletakse ka molekulaarmehaanikat ja statistilisi meetodeid. Kursuses sisaldub ka praktiline osa, milles tudengid sooritavad ise arvutusi kaasaegse tarkvara kasutamisega ja analüüsivad saadud tulemusi. Käsitleme optimaalse arvutusmudeli valikut, tulemuste interpreteerimist ja kasutuselolevate mudelite võimaluste piire. Aeg ja koht Kursust loetakse sügissemestril. Kursuse maht on 80 tundi semestris, mis jaguneb 23 loenguks, 11 praktikumiks ja 6-ks harjutustunniks. Seoses õppejõu võimalike eemalviibimistega toimub kursus ülejäänud nädalatel kolm korda nädalas. Võimalikud täiendavad ajakava muutused teatatakse töö käigus. Aine annab 6 Euroopa ainepunkti. Sügisel 2010 toimub kursus järgmisetel aegadel: Kolmapäev 12:00 VIII-028 Neljapäev 10:00 VIII-062 Reede 10:00 VIII-028 Lisaks on meie käsutuses ka aeg esmaspäeviti kell 9:45, mida kasutame vajaduse korral. Loengute ja harjutustundide graafik (võib muutuda vastavalt olukorrale) T 04.01. 14:00 VIII-028 Harjutustund/konsultatsioon: kordamisülesanded N 06.01. 14:00 VIII-028 Harjutustund/konsultatsioon: kordamisülesanded E 10.01. 10:00 VIII-120 Eksam Eksam Teade hindamiskriteeriumite muutmise kohta: Erinevalt näidiseksamist on tänavu kõik kolm ülesannet A-osas kohustuslikud ning annavad igaüks 7 punkti. Kokku A-osa eest 21 punkti. B-osas on kolm 3-punktilist (täpselt üks õige vastus) ja neli 5-punktilist (õigete vastuste arv määramata) küsimust; kokku 29 punkti. Eksam toimub esmaspäeval, 10. jaanuaril 2011 kell 10:00 ruumis VIII-120. Eksamile pääsemise eeldusteks on: Lõputöö sooritamine; Lõputöö tulemuste suuline esitamine slaididega illustreeritult; Lõputöö kirjaliku aruande esitamine; Esitatud kirjaliku aruande heakskiitmine (arvestamine) õppejõu poolt.

---

Info- ja abimaterjalid

• Infoleht (PDF).
• UUS: Kordamisküsimused eksamiks valmistumiseks.
• Näidislahendused kordamisküsimuste juurde.
• UUS: Eksamivariant aastast 2005. Lahendusi vaatame harjutustunnis.
• Anorgaanilise keemia õppetooli hindamisreeglid.

Viidad

• Varasemate aastate "Teoreetiline ja arvutuskeemia" koduleheküljed koos täielike loengukonspektidega:
  • Sügissemester 2009;
  • Sügissemester 2008;
  • Sügissemester 2007;
  • Sügissemester 2006;
  • Sügissemester 2005;
• Scrödingeri kass (Wikipedia artikkel).
• Foundations of Quantum Mechanics by Willem M. de Muynck (Holland).
• Sfäärilised harmoonikud:
  • Wolfram Mathworld'i artikkel .
  • Wikipedia artikkel .
  • James B Calvert'i käsitlus (Denveri ülikool).
  • Java applet millega saab ise "mängida".
• Orbitaalid (orbitals.com)
• Keemilised elemendid (webelements.com)

---

Loengukonspekt

Konspekt lisandub vastavalt loengute edenemisele. Trükkimisel jälgige, mis teil juba olemas on: mõnes loengus jõuame läbi võtta rohkem kui ühe peatüki, samas kui mõni teine peatükk täidab mitu loengut.

1.	Tiitelleht		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
2.	Ülevaade arvutuskeemiast		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
3.	Molekulid arvutis		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
4.	Molekulaarmehaanika		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
5.	Schrödingeri võrrand		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
6.	Osake potentsiaaliaugus		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
7.	Mõõtmine ja kvantmehaanika		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
8.	Harmooniline ostsillaator		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
9.	Impulssmoment		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
10.	Jäik rootor		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
11.	Vesiniku aatom		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
12.	Kvantmehaanika teoreemid ja postulaadid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
13.	Variatsioonimeetod		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
14.	Häiritusmeetod		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
15.	Spinn		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
16.	Hartree-Focki meetod		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
17.	Aatomid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
18.	Aatomiühikud		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
19.	Kaheaatomilised molekulid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
20.	Viriaalteoreem ja Hellmann- Feynmani teoreem		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
21.	Baasikomplektid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
22.	Hartree-Focki arvutused		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
23.	Geomeetria optimiseerimine		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
24.	Elektronide korrelatsioon		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
25.	Tihedusfunktsionaalide teooria		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
26.	Mudelkeemiad		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
27.	Poolempiirilised meetodid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
28.	Solvendiefektid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
29.	Relativistlikud efektid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
30.	Molekulide omadused		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
31.	Meetodite võrdlus		[3 lk/leht] [8 lk/leht]

Mõistete, lühendite ja isikunimede märksõnastik. Praegu indekseeritud peatükid 20-24 ja 27. Rohkem peatükke kahjuks sel semestril ei lisandu.

Matemaatiline ja füüsikaline taust

Need peatükid võtame läbi sobivates kohtades kvantkeemia peatükkide vahel. Uued (halliga märgitud) peatükid tasub trükkida koos ülaltoodud loengukonspekti omadega.

1.	Tõenäosus		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
2.	Kompleksarvud		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
3.	Diferentsiaalvõrrandid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
4.	Operaatorid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
5.	Vektorid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
6.	Determinandid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
7.	Maatriksid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
8.	Lineaarvõrrandite süsteemid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
9.	Taylori rida		[3 lk/leht] [8 lk/leht]

Harjutustundide materjalid

1-2.	Osake pot-augus, kompleksarvud, operaatorid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
3-5.	H aatom, operaatorid,maatriksid		[3 lk/leht] [8 lk/leht]
6.	Variatsioonimeetod, aatomid, ühikud		[3 lk/leht] [8 lk/leht]

Praktikumide materjalid

 

1. Z-maatriksid, H-F arvutused.
4. Orbitaalide visualiseerimine, geomeetria optimiseerimine.
6. Butadieeni MO'd, vibratsioonianalüüs, graafilised töövahendid.

Kui Teie arvutis puudub PDF-failide lugemiseks vajalik Adobe Acrobat Reader, siis saate selle tasuta alla laadida.