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acerca del curso

Este curso avanzado de química cuántica permite comprender el comportamiento electrónico de átomos y moléculas mediante métodos matemáticos y computacionales para predecir propiedades químico-estructurales. Se recomienda haber cursado los cursos de Métodos de Estructura Electrónica y Química Cuántica Fundamental. Se abordan operadores cuánticos, método variacional, ecuación de Schrödinger, determinante de Slater, espín, Hartree-Fock, conjuntos de bases y cálculos de capa abierta y cerrada.

Las prácticas incluyen instalación de software libre (GAMESS, Avogadro, Multiwfn), optimización de geometría, frecuencias, energías electrónicas y análisis de propiedades moleculares. Al finalizar, el estudiante aplicará técnicas avanzadas de simulación cuántica con bases teóricas sólidas.

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TEMARIO

-Presentación y exámen diagnóstico

I.- Introducción a las matemáticas

o Algebra lineal

o Operadores de la mecánica cuántica

o Método Variacional

II.- Repaso de las soluciones de la ecuación de Schrödinger

o Aproximación de Born-Oppenheimer

 

III.- Problema de la función de onda multielectrónica

o Los espin orbitales

o Principio de la Exclusión de Pauli

o Determinante de Slater

 

IV.- Operadores y elementos de matriz

o Notación matemática

o Reglas generales

o Operadores de Espin

V.- Aproximación de Hatree-Fock

o Ecuaciones de Hartree-Fock

o Interpretación de las soluciones a las ecuaciones de Hartree-Fock

o Ecuaciones de Roothaan

VI.- Conjunto de bases poliatómicas

o Funciones Gaussianas contraídas

o Conjunto de bases mínimas: STO-3G

o Conjuntos de base doble Z

o Conjuntos de bases polarizadas

VII.- Cálculos de capa abierta y cerrada Hartree-Fock

 

Actividades complementarias:

 

Actividad 0: Instalación de programas y visualizadores para realizar los cálculos computacionales: GAMESS, Avogadro, Gabedit, Macmolplt y Multiwfn.

 

Actividad 1: Optimización de geometría y cálculo de frecuencias.

El estudiante aprenderá los comandos básicos de entrada para obtener geometrías, frecuencias vibracionales de la molécula de estudio y realizar análisis conformacional. Se probarán distintos métodos y bases para comparar los resultados. Se usarán visualizadores gratuitos como Avogadro.

 

Práctica Computacional: Cálculos de capa abierta y cerrada 

El estudiante aprenderá los comandos básicos de entrada para el programa GAMESS (open sourse) para obtener geometrías y frecuencias vibracionales de la molécula de estudio. Se usarán visualizadores gratuitos como Avogadro para visualizar los resultados. El objetivo será obtener energías, potenciales de ionización, análisis de población y momento dipolar.

• Examen y/o actividad final

• Nota: durante el desarrollo del curso se calificará en 70% y un examen final y/o actividad con calificación del 30%

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