МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Вычислительные методы в химии
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра органической химии
Направление подготовки04.03.01. Химия
ПрофильОбщий. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план04_03_01_Химия-1-2020
Часов по учебному плану 84
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 42
Виды контроля по семестрам
диф. зачеты: 4

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (4) Итого
Недель 20
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 42 42 42 42
Итого 84 84 84 84

Программу составил(и):

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
Вычислительные методы в химии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 04.03.01 Химия (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 17.07.2017 г. № 671)

составлена на основании учебного плана:
04.03.01 Химия
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра органической химии

Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.х.н.,профессор Базарнова Н.Г.

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра органической химии

Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д.х.н.,профессор Базарнова Н.Г.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Основная цель курса – познакомить студентов с современными методами, программными средствами, применяемых для квантово-химических и квантово-механических расчетов в химии; в формировании у студентов знаний и умений, необходимых для научно-исследовательской работы в области химии.
Задачами курса являются: дать основные характеристики методов, используемых для расчетов; познакомиться с основными типами программных средств, используемыми для квантово-химических расчетов в химии; изучить особенности работы в программе HyperChem.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3: Способен применять расчетно-теоретические методы для изучения свойств веществ и процессов с их участием с использованием современной вычислительной техники
ОПК-5: Способен использовать существующие программные продукты и информационные базы данных для решения задач профессиональной деятельности с учетом основных требований информационной безопасности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.области применения расчетных методов в химии;
программное обеспечение для квантово-химических расчетов;
методы квантово-химических расчетов
3.2.Уметь:
3.2.1.создавать молекулярные модели;
осуществлять выбор оптимального метода для расчета;
проводить квантово-химический расчет
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.проведения квантово-химических расчетов;
обработки получаемых расчетных данных

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение. Основы квантовой химии. Постулаты квантовой механики и ее математический аппарат. Методы квантовой химии. Метод молекулярной механики. Эмпирические и неэмпирические методы расчета.
1.1. Введение. Основы квантовой химии. Постулаты квантовой механики и ее математический аппарат. Методы квантовой химии. Лекции 4 2 Л1.1
1.2. Метод молекулярной механики. Лекции 4 2 Л1.1
1.3. Полуэмпирические методы Лекции 4 2 Л1.1
1.4. Неэмпирические методы (Ab initio) Лекции 4 2 Л1.1
1.5. Основное програмное обеспечение используемое для квантово-химических расчетов Лекции 4 2 Л1.1
1.6. Программа HyperChem. Ее основные возможности Лекции 4 8 Л1.1
1.7. Основная техника работы с программой «HyperChem» Лабораторные 4 4 ОПК-3, ОПК-5
1.8. Молекулярная механика Лабораторные 4 6 ОПК-3, ОПК-5
1.9. Полуэмпирические методы Лабораторные 4 8 ОПК-3, ОПК-5
1.10. Неэмпирический метод (Ab initio) Лабораторные 4 6 ОПК-3, ОПК-5
1.11. Подготовка отчетов по практическим занятиям Сам. работа 4 42 ОПК-3, ОПК-5

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
см. Приложение
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств
см. Приложение
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Бутырская Е.В. Компьютерная химия. Основы теории и работа с программами Gaussian и GaussView: Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2011 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=226995
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Сайт фирмы производителя программы HyperChem – [Электронный ресурс] URL: http://www.hyper.com/ Сайт фирмы производителя программы HyperChem – [Электронный ресурс] URL: http://www.hyper.com/
Э2 Курс "Вычислительные методы в химии": http://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1880 http://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1880
6.3. Перечень программного обеспечения
HyperChem Release 8.0. for Windows; ChemOffice.
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Научная библиотека АлтГУ: http://www.lib.asu.ru
Библиотечно-информационная система «Реферативный журнал» по 2009: http://www.lib.asu.ru:8082/
Книги и журналы издательства Springer: http://link.springer.com
Книги и журналы издательства Elsevier: http://www.sciencedirect.com
Научная электронная библиотека: http://elibrary.ru

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические указания к самостоятельной работе

Самостоятельная работа студентов – это индивидуальная учебная деятельность студентов, осуществляемая под руководством, но без непосредственного участия преподавателя. Самостоятельная работа студентов по дисциплине включает в себя: углубленный анализ материалов лекций; работу с литературой для изучения тем, которые не разбираются на занятиях; выполнение самостоятельных работ, направленных на формирование практических навыков. В начале семестра студенту необходимо ознакомиться с основным содержанием курса, перечнем литературы и учебно-методических материалов, графиком контроля, шкалой оценок и правилом вычисления рейтинга, возможностями повышения рейтинга. При выполнении студентом индивидуальной работы предусмотрено посещение консультаций: с целью снятия возможных затруднений; с целью демонстрации максимального готового материала для возможной корректировки.
Самостоятельная внеаудиторная работа студентов обеспечена электронными учебно-методическими ресурсами (система Moodle), возможностью общения студента с преподавателем посредством электронной почты, доступом в Internet.

Методические указания к лекционным занятиям

При подготовке к лекции рекомендуется:
1. просмотреть записи предшествующей лекции и восстановить в памяти ранее изученный материал;
2. полезно просмотреть и предстоящий материал будущей лекции;
3. если задана самостоятельная проработка отдельных фрагментов темы прошлой лекции, то ее надо выполнить не откладывая;
4. психологически настроиться на лекцию.

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторные занятия позволяют интегрировать теоретические знания и формировать практические умения и навыки студентов в процессе учебной деятельности. Цели лабораторных занятий:
1. закрепление теоретического материала путем систематического контроля за самостоятельной работой студентов;
2. формирование умений использования теоретических знаний в процессе выполнения лабораторных работ;
3. развитие аналитического мышления путем обобщения результатов лабораторных работ;
Для каждого занятия подготовлены методические указания по выполнению лабораторной работы.
Структура лабораторного занятия:
1. Объявление темы, цели и задач занятия.
2. Проверка теоретической подготовки студентов к лабораторному занятию.
3. Выполнение лабораторной работы.
4. Подведение итогов занятия (формулирование выводов).
5. Проверка отчетов по лабораторной работе.
В начале занятия называется его тема, цель и этапы проведения. По теме занятия проводится беседа, что необходимо для осознанного выполнения лабораторной работы. Задания в ходе лабораторной работы выполняется в соответствии с методическими указаниями.

Методические указания к зачету

Изучение многих общепрофессиональных и специальных дисциплин завершается зачетом. Подготовка к зачету способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, получаемых, в процессе обучения, а также применению их к решению практических задач. Готовясь к зачету, студент ликвидирует имеющиеся пробелы в знаниях, углубляет, систематизирует и упорядочивает свои знания. На зачете студент демонстрирует то, что он приобрел в процессе обучения по конкретной учебной дисциплине.
Требования к организации подготовки к зачету те же, что и при занятиях в течение семестра, но соблюдаться они должны более строго. Вначале следует просмотреть весь материал по сдаваемой дисциплине, отметить для себя трудные вопросы. Обязательно в них разобраться. В заключение еще раз целесообразно повторить основные положения, используя при этом листы опорных сигналов.
Систематическая подготовка к занятиям в течение семестра позволит использовать время экзаменационной сессии для систематизации знаний.