Modelação Molecular

Código:

Q345

Sigla:

Q345

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2012/2013 - 1S (de 12-09-2012 a 15-12-2012)

Ativa?	Sim
Página Web:	http://elearning2.fc.up.pt/aulasweb/course/view.php?id=3488
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:Q	30	Plano de estudos Oficial	3	-	5	56	135

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Aplicação de modelos teóricos para prever e interpretar propriedades fisico-químicas de sistemas moleculares simples. Familiarização com programas de cálculo computacional e de visualização e manipulação de modelos moleculares em ambiente Linux.

Resultados de aprendizagem e competências

Como resultado de aprendizagem o aluno com aproveitamento nesta unidade curricular será capaz de:

- Distinguir métodos de modelação clássicos e quânticos, quanto à sua aplicabilidade, tipo de dados a fornecer e resultados a obter.

- Fazer correr e interpretar os resultados de cálculos quânticos Hartree-Fock(HF) usando o programa Gaussian09.

- Aplicar o cálculo HF ao estudo da estabilidade geométrica de moléculas e ao estudo do mecanismo de uma reacção química simples.

- Fazer correr e interpretar os resultados de uma simulação de dinâmica molecular(MD) usando o programa Gromacs.

- Aplcar simulações de MD ao estudo da hidratação de iões monoatómicos.

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Esta unidade curricular está estruturada em três módulos a que correspondem três trabalhos práticos computacionais distintos, nomeadamente: I- Cálculo quântico de propriedades moleculares (método Hartree-Fock) II- Modelação de uma reacção química do tipo SN2 (método Hartree-Fock) III- Estudo de sistemas solvatados (método de Dinâmica Molecular) Fundamentos teóricos dos métodos de cálculo usados (métodos quântico de Hartree-Fock e clássico de Dinâmica Molecular). Utilização do programa Gaussian09 para cálculo quântico e do GROMACS para cálculo de dinâmica molecular. Utilização dos programas de visualização e manuseamento de modelos moleculares (GaussView4, Molden e VMD), bem como de tratamento de dados (Grace).

Bibliografia Obrigatória

C. J. Cramer; Essentials of Computational Chemistry: Theories and Models , John Wiley & Sons Ltd, 2002
Ira N. Levine; Quantum Chemistry , Prentice Hall, 1999
A. R. Leach; Molecular Modelling-Principles and Applications, Prentice Hall, 2001
F. Jensen; Introduction to Computational Chemistry, John Wiley & Sons , 1999
F. M. S. S. Fernandes; Cinquentenário da Simulação Computacional em Mecânica Estatística, Bol. Soc. Port. Química, vol. 93, pag. 49, 2004

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Nesta UC são abordadas modernas técnicas de Modelação Molecular. As turmas têm um máximo de 16 alunos e são constituídas por grupos de trabalho de 2 elementos. As aulas realizam-se numa sala própria equipada com computadores Dual/intel em ambiente Linux e ligados à internet, um projector e um quadro. A aprendizagem desenvolve-se segundo um paradigma PBL (problem-based learning) em que os alunos são confrontados com uma série de problemas ao longo da execução dos três projectos cuja resolução obriga a um conhecimento dos fundamentos teóricos subjacentes. O docente moderará debates entre os grupos de trabalho e, sempre que seja necessário ao desenvolvimento dos projectos, fará uma breve exposição teórica ou demonstração computacional no próprio laboratório de trabalho. Não obstante cada grupo de trabalho executar os três trabalhos práticos, será sorteado um tema relacionado com os trabalhos práticos que o grupo terá de preparar durante as aulas para a apresentação oral. As apresentações realizar-se-ão na última aula do semestre e terão a duração máxima de 15 minutos, com igual tempo para ambos os elementos do grupo. Cada apresentação é seguida de um curto período para duas questões colocadas pela audiência, e é classificada por cada aluno com uma escala de 1 a 5.

Software

Gaussian09; Gaussview04; Molden; VMD; Grace

Palavras Chave

Ciências Físicas > Química > Química computacional

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Apresentação e desenvolvimento de um tema	Prova oral	1,00	50,00
Exame computacional	Exame	1,00	50,00
	Total:	-	100,00

Obtenção de frequência

O limite máximo do número de faltas nas aulas do tipo TP e P é determinado pela regra geral vigente nesta Faculdade. Todos os alunos que concluíram pelo menos 2 dos 3 projectos computacionais podem propor-se a exame que vale 50% da nota final.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota prática (apresentação oral de um tema) - 50% da nota final Nota do exame prático – 50% da nota final (Classificação mínima requerida no exame prático: 7 valores)

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os trabalhadores estudantes e os dirigentes associativos podem optar por uma avaliação prática alternativa que consiste na realização de um trabalhos práticos a sortear de entre os realizados ao longo do semestre e elaboração do respectivo relatório.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação final pode ser feita através da repetição da componente de exame prático, que vale 50% da nota final, efectuada na época própria de melhoria estipulada pelo Conselho Pedagógico. A nota será corrigida somente se o novo cálculo da nota conduzir a um valor mais elevado. Caso o estudante pretenda melhorar a classificação no ano lectivo seguinte, terá que fazê-lo através da repetição da componente de exame prático. Não é possível fazer melhoria de nota à componente prática.