Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Úvod do molekulárního modelování

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 9600-2001/01
Zkratka UMM
Název předmětu česky Úvod do molekulárního modelování
Název předmětu anglicky Introduction to molecular modelling
Kreditů 5
Garantující katedra IT4Innovations
Garant předmětu Mgr. Michal Langer, Ph.D.

Osnova předmětu

PŘEDNÁŠKA
1. Co je molekulární modelování.
2. Přehled využití molekulárního modelování na konkrétních významných publikací, s důrazem na state-of-the-art přístupy.
3. Počítačové simulace vs. experiment. Stavba modelů, interpretace dat, validace výsledků.
4. Vizualizační a prezentační nástroje.
5. Klasické modely: Molekulová mechanika. Koncept silového pole, příspěvky do silového pole, vazebné a nevazebné interakce, parametrizace.
6. Klasické dynamika: Pohybové rovnice a jejich integrování, koncept barostatů, termostatů, periodických okrajových podmínek, kroky k úspěšnému nastavení molekulově dynamické simulace, simulační protokoly.
7. Úvod do modelování z prvotních principů.
8. Metoda Hartreho-Focka, post-HF metody.
9. Úvod do semiempirických metod.
10. Počítání termodynamických veličin.
11. Interakce elektromagnetického záření s hmotou.
12. Správná vědecká praxe molekulového modelování.
13. Zápočtová zkouška.

PRAKTICKÁ ČÁST
1. Příprava pracovního prostředí.
2. Práce s literaturou a elektronickými zdroji.
3. Formáty zápisu souřadnic systému, topologie molekuly. Stavba a vizualizace molekulových struktur chemických a biologických systémů s použitím nejčastěji využívaných programů.
4. Vizualizační a prezentační nástroje.
5. Porovnání silových polí, ladění parametrů.
6. Krátká simulace molekulové dynamiky chemických/biologických systémů.
7. Výpočet plochy potenciální energie malých systémů. Optimalizace vs. single point výpočty.
8. Mezimolekulové komplexy – stabilita, interakční energie, samo-uspořádávání.
9. Adsorpce molekul na povrchu nízko-dimenzionálních struktur.
10. Výpočet frekvencí a termodynamických veličin.
12. Modelování spekter molekulových systémů (UV-Vis, etc.).
12. Práce na zápočtovém projektu.
13. Hodnocení zápočtového projektu.

Povinná literatura

1. I. Nezbeda, J. Kolafa, M. Kotrla, Úvod do počítačových simulací metodou molekulární dynamiky a Monte Carlo, Karolinum, 1998.
2. A. Hinchliffe, Molecular Modelling for Beginners 2nd edition, John Wiley & Sons Inc., 2008.
3. A. Leach, Molecular Modelling, Prentice-Hall (Pearson Education), 2001.

Doporučená literatura

1. D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications, 3rd edition, Academic Press, 2023.
2. L. Skála, Kvantová teorie molekul, Karolinum, 1994.