chem407-Stoffplan Sommersemester 2025

Stoff-Zeitplan chem407 “Einführung in die Computerchemie”, Sommersemester 2025

Wird gelegentlich aktualisiert und ergänzt.

  • 1. Woche, 14.-18.4.2025: Einführung und MD
    • Organisatorisches
    • Status TC, Skalenprobleme, Rechenaufwandskalierung
    • MD-Grundlagen, Verlet-Algorithmus, Zeitschritt, Drift

    Vorlesungsvideos: 0, 1.1, 2.1

  • 2. Woche, 21.-25.4.2025: Kraftfeld-MD
    • Kraftfelder: nicht-reaktiv und reaktiv
    • MD-Praxis, FF-MD vs AIMD
    • Reaktionen sind seltene Ereignisse

    Vorlesungsvideos: 2.2-2.4

  • X. Woche, 28.4.-2.5.2025: Donnerstag Feiertag = keine Vorlesung
  • 3. Woche, 5.-9.5.2025: 1.Zwischentest
    Quantenmechanik/Quantenchemie

    • klassische Mechanik vs. Quantenmechanik
    • B.O.-Separation/Näherung
    • Kurzwiederholung: QM, Schrödingergleichung
    • molekularer Hamiltonoperator, chemische Grundkräfte

    Vorlesungsvideos: 3.1-3.3

  • 4. Woche, 12.-16.5.2025:
    Wellenfunktionen für Elektronen, HF-SCF

    • Orbital, Hartree-Produkt
    • Elektronenspin
    • Elementarteilcheneigenschaft, Antisymmetrie, Slaterdeterminante
    • HF-Grundlagen, SCF-Prozedur

    Vorlesungsvideos: 4.1-4.2

  • 5. Woche, 19.-23.5.2025: Basisfunktionsentwicklung, reale Basisfunktionen, LCAO-HF
    • Grundkonzept Basisfunktionen = Reihenentwicklung
    • Lösung der Schrödingergl. durch Basisfunktionsentwicklung
    • daraus Grundschritte: Integrale, Matrixeigenwertproblem
    • Hauptanforderungen an Quantenchemie-Basisfunktionen
    • tatsächliche QCh-Basen
    • LCAO-HF-SCF-Zyklus
    • kanonische und lokalisierte Orbitale
    • Güte HF-Resultate

    Vorlesungsvideos: 5.1, 5.2, 6.1, 6.2

  • Y. Woche, 26.-30.5.2025: Donnerstag Feiertag = keine Vorlesung
  • 6. Woche, 2.-6.6.2025: 2.Zwischentest
    Geometrieoptimierung, Moleküleigenschaften

    • PES-Konzept
    • Gradient, locopt, globopt
    • TS-Aufsuchen
    • Reaktionsweg
    • Frequenzen, Spektren
    • Koopmans-Theorem, andere Moleküleigenschaften
    • Populationsanalyse

    Vorlesungsvideos: 7.1-7.4

  • 7. Woche, 9.-13.6.2025:
    Dichtefunktionaltheorie

    • prinzipielle DFT-Grundlagen; DFT-Rechnung vs. HF-Rechnung
    • Funktionalhierarchie
    • DFT-Resultate/-Zuverlässigkeit
    • DFT-Defizite und -Praxisprobleme, DFT-D

    Vorlesungsvideos: 8.1-8.2

  • 8. Woche, 16.-20.6.2025: explizite Korrelationsmethoden
    • ROHF, UHF
    • Summe aus Slaterdeterminanten, RHF-Dissoziationsproblem
    • full CI, CISD
    • CCSD(T)
    • MP2
    • f12, linear scaling

    Vorlesungsvideos: 9.1-9.4

  • 9. Woche, 23.-27.6.2025:
    angeregte Zustände und Multireferenz

    • SCF-Kollaps in den Grundzustand
    • CIS, TD-DFT
    • MCSCF, CASSCF, CASPT2, MR-CC

    Vorlesungsvideos: 10.1-10.3

  • 10. Woche, 30.6.-4.7.2025: 3.Zwischentest
    Semiempirie, QM/MM und Solvatation

    • Grundgedanken Semiempirie
    • Hückel, EHT
    • NDDO-Verfahren
    • DFTB, GFNn-xTB
    • HF-3c, DFT-3c
    • Gn-Theorien
    • QM/MM
    • Solvatationsmodelle

    Vorlesungsvideos: 11.1-11.4

  • 11. Woche, 7.-11.7.2025:
    Dynamik und Praxistips

    • ab-initio-MD: AIMD/CPMD, surface-hopping-Semiempirie
    • QM-Wellenpaketdynamik
    • Praxistips: was womit wie rechnen?
    • Elektronenpaarklapp-Pfeile?
    • Ausblick: TC im Reststudium

    Vorlesungsvideos: 12.1-12.3

voraussichtliche Klausurtermine (Änderungen möglich):
1.Klausur: Do 17.07.2025, 10-12 Uhr
2.Klausur: Do 09.10.2025, 10-12 Uhr