Beräkningskemi och lösningskemi

Undervisningen sker i form av föreläsningar, övningar, laborationer och seminarier. Vissa avsnitt förväntas studenten tillgodogöra sig på egen hand, varför det är viktigt att studenten kan tillgodogöra sig engelskspråkig kurslitteratur. Viss undervisning kan ske i form av videoinspelningar.

Kursen består av två delar: beräkningskemidelen och lösningskemidelen. Dessa delar undervisas integrerat och parallellt.

Beräkningskemidelen, motsvarande halva kursens omfång, består av en beräkningsteorimodul och en projektmodul. Dessa två moduler är av samma omfång och bedöms var för sig.
Beräkningsteorimodulen innehåller:
- grundläggande begrepp om beräkningskemi, till exempel modeller, datastruktur och koordinattyper,
- kort introduktion till kvantmekanik,
- Hartree-Fock-teori (begränsad och obegränsad),
- elektronkorrelation och post-Hartree-Fock-metoder (CI, MPx, CC, CASSCF),
- DFT (Density Functional Theory),
- molekylära egenskaper, inklusive potentialenergiytor, elektrontäthet, spinndensitet, dipolmoment, elektrostatisk potential, atomladdningar, molekylorbitaler och elektroniska övergångar (UV/vis-spektroskopi), vibrationsanalys (IR-spektroskopi) och NMR-spektroskopi,
- introduktion till molekylär mekanik och kraftfält,
- energiminimering och potentialenergiytor,
- introduktion till simuleringsmetoder (Molecular Dynamics och Monte Carlo) och
- inkludering av lösningsmedelseffekter i beräkningskemi.

Projektmodulen innehåller:
- Introduktion till beräkningskemisk programvara,
- övning i beräkningar (till exempel konformationsanalys, termodynamisk analys av reaktioner, övergångsstrukturer, kinetisk analys, spektroskopi och molekylära egenskaper) och
- projektuppgift om ett utvalt vetenskapligt forskningsproblem inom beräkningskemi. Projektet innebär litteraturstudier, utformning av en beräkningsstrategi, utförande av beräkningarna, analys av resultaten och rapport av resultaten i form av en skriftlig rapport och en muntlig presentation.
Projektmodulen innefattar även två obligatoriska seminarier. Det ena seminariet ger en praktisk introduktion till de programvaror som används i projektet. Det andra seminariet ger en återkoppling till de enskilda projektuppläggen och projektstrukturerna.
Närvaro och aktivt deltagande i projektmodulens samtliga moment är obligatoriskt.

Lösningskemidelen, motsvarande halva kursens omfång, består av en lösningsteorimodul, motsvarande fyra veckors heltidsstudier och en laborationsmodul, motsvarande en veckas heltidsstudier. Dessa två moduler bedöms var för sig.
Lösningsteorimodulen innehåller:
- interaktioner mellan lösningsmedel och löst ämne,
- klassificering av lösningsmedel,
- lösningsmedelseffekter på kemiska jämvikter och reaktionshastigheter,
- lösningsmedelseffekter på organiska ämnens spektroskopi,
- lösningsmedelspolaritet samt
- lösningsmedel och "grön kemi".

Laborationsmodulen består av lösningskemiska laborativa moment med lösningskemiska beräkningar. För tillträde till kurslaboratorierna krävs godkänt säkerhetsprov och att aktuellt laborationsmoment förberetts genom att instruktioner och tillämpliga delar av kurslitteraturen genomlästs och bearbetats.
Laborationsmodulen innefattar även två obligatoriska seminarier. Det ena seminariet ger en praktisk övning i behandling och analys av data från ett laborativt experiment. Det andra seminariet ger en övning i muntlig presentation och framställande av presentationsmaterial för ett muntligt redovisningstillfälle.
Närvaro och aktivt deltagande i laborationsmodulens samtliga moment är obligatoriskt.

För projektmodulen och laborationsmodulen gäller att tillgodoräknande under innevarande termin förutsätter att samtliga rapporter och protokoll inlämnats inom tre veckor efter avslutad kurs. Senare inlämnade rapporter och protokoll kommer att rättas i mån av tid, dock senast nästpåföljande termin.

Fördjupningsnivå: A1N (har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav)

Utbildningsnivå: Avancerad nivå