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Ficha de la asignatura: INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DEL FUNCIONAL DE DENSIDAD
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Ficha de la asignatura

GUÍA DOCENTE
35834 - INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DEL FUNCIONAL DE DENSIDAD (2017-18)

Código35834
Crdts. Europ.3


Departamentos y Áreas
DepartamentosÁreaCréditos teóricos presencialesCréditos prácticos presencialesDpto. Respon.Respon. Acta
QUÍMICA FÍSICAQUIMICA FISICA0,80,4


Estudios en los que se imparte
DOCTORADO EN CIENCIA DE MATERIALES
MÁSTER UNIVERSITARIO EN CIENCIA DE MATERIALES


Contexto de la asignatura para el curso 2017-18
La Teoría del Funcional Densidad se ha convertido en una de las herramientas de trabajo más utilizadas actualmente dentro de la Química Teórica y Computacional, independientemente del campo de aplicación de ésta, gracias a su capacidad predictiva a un coste computacional razonablemente moderado. Entre dichos campos de aplicación, se encuentran sin duda la ciencia de materiales, la química y física del estado sólido, la nanotecnología, la química orgánica y farmaceútica, etc.


Profesor/a responsable
SANCHO GARCIA, JUAN CARLOS


Profesores (2017-18)
Grupo Profesor/a
TEORÍA DE 358341SANCHO GARCIA, JUAN CARLOS
PROFESOR/A TITULAR DE UNIVERSIDAD
PRÁCTICAS DE PROBLEMAS DE 35834P1SANCHO GARCIA, JUAN CARLOS
PROFESOR/A TITULAR DE UNIVERSIDAD


Matriculados en grupos principales (2017-18)
Grupo (*)Número
1: TEORÍA DE 35834 1
TOTAL 1


Grupos de matricula (2017-18)
Grupo (*)SemestreTurnoIdiomaDistribución
1  (TEORÍA DE 35834) 2do. D CAS desde NIF - hasta NIF -
(*) 1:1 - CAS


Consulta Gráfica de Horario
   Más informaciónPincha aquí


Horario (2017-18)
ModoGrupo (*)Día inicioDía finDíaHora inicioHora finAula 
CLASE TEÓRICA 1 01/02/2018 01/02/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  1 07/02/2018 07/02/2018 X 13:30 14:30 0041PB034 
  1 14/02/2018 14/02/2018 X 13:30 14:30 0041PB034 
  1 21/02/2018 21/02/2018 X 13:30 14:30 0041PB034 
  1 21/02/2018 21/02/2018 X 17:30 19:30 0041PB034 
  1 26/02/2018 26/02/2018 L 15:30 17:30 0041PB034 
  1 01/03/2018 01/03/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  1 08/03/2018 08/03/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  1 12/03/2018 12/03/2018 L 15:30 17:30 0041PB034 
  1 15/03/2018 15/03/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  1 22/03/2018 22/03/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  1 22/03/2018 22/03/2018 J 15:30 17:30
  1 26/03/2018 26/03/2018 L 15:30 17:30 0041PB034 
  1 20/04/2018 20/04/2018 V 13:30 14:30 0007P4035 
  1 27/04/2018 27/04/2018 V 13:30 14:30 0041PB034 
PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER P1 05/03/2018 05/03/2018 L 15:30 17:30 0041PB034 
  P1 11/04/2018 11/04/2018 X 11:30 13:30 0041PB034 
  P1 18/04/2018 18/04/2018 X 15:30 17:30 0041PB034 
  P1 03/05/2018 03/05/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  P1 10/05/2018 10/05/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
  P1 15/05/2018 15/05/2018 M 13:30 14:30 0041PB034 
  P1 17/05/2018 17/05/2018 J 13:30 14:30 0041PB034 
(*) CLASE TEÓRICA
 1: 1 - CAS
(*) PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER
 P1: P1 - CAS


Competencias de la asignatura (verificadas por ANECA en grados y másteres oficiales)

MÁSTER UNIVERSITARIO EN CIENCIA DE MATERIALES

Competencias específicas:

    de especialización
    • CEE24: Conocer los niveles de cálculo teórico para el estudio de propiedades de interés químico y físico.
    • CEE27: Conocer los fundamentos teóricos y las aplicaciones de la Teoría del Funcional de Densidad.
    • CEE29: Conocer las técnicas de cálculo numérico aplicadas a la ciencia de materiales.


Resultados de aprendizaje (Objetivos formativos)

Los derivados del contenido de cada asignatura y los relacionados con las competencias de especialización indicadas y con las competencias generales y básicas del título.



Objetivos específicos aportados por el profesorado para el curso 2017-18
A destacar: (i) Conocer los fundamentos básicos de la Teoría del Funcional Densidad y sus avances más significativos; (ii) Ser capaz de identificar las limitaciones de la Teoría del Funcional Densidad en aplicaciones cuantitativas; y (iii) Disponer de la información necesaria para llevar a cabo experimentos computacionales por uno mismo.


Contenidos para el curso 2017-18

 


Unidad didáctica 1: Conteztualización. Química cuántica. Métodos Ab initio.


- Generalidades y propiedades básicas.


- Correlación electrónica. Energía de correlación.


- Teorías CI, perturbativas y CC.


- Precisión química y precisión de calibración.


- Jerarquía y convergencia de los resultados.


- Técnicas de extrapolación. Métodos compuestos.


 


Unidad didáctica 2: Introducción a la Teoría del Funcional Densidad.


- Teorías primitivas y perspectiva histórica: Modelo de Thomas-Fermi-Dirac.


- Generalidades matemáticas. Funcionales y derivadas funcionales.


- Matrices densidad reducidas: la densidad electrónica.


- Condiciones y garantías sobre la densidad electrónica.


- La derivada funcional de la energía.


- Teoremas de Hohenberg-Kohn: enunciado y demostración.


 


Unidad didáctica 3: El modelo de Kohn-Sham.


- Hipótesis básica y construcción del modelo.


- Autovalores y autoenergías resultantes del modelo.


- El funcional de intercambio-correlación: jerarquía y clasificación de expresiones.


- Funcionales explícitos de la densidad: LDA, GGA y m-GGA.


- El error de autointeracción.


 


Unidad didáctica 4: La conexión adiabática.


- El modelo de la conexión adiabática.


- Funcionales híbridos y doblemente híbridos.


- El potencial efectivo optimizado (OEP).


 


Unidad didáctica 5: Reactividad química.


- El potencial (molecular) químico. 


- La ecuación fundamental del cambio químico.


- Índices de reactividad y funciones locales.


 


Unidad didáctica 6: Limitaciones de modelos semilocales.


- Interacciones no covalentes.


- Efectos estereoelectrónicos.


- Ruptura y formación de enlaces.


- Degeneraciones y cuasi-degeneraciones.


- Procesos de transferencia de carga.


- Deslocalización y conjugación electrónica.


 


Unidad didáctica 7: Extensión a estados excitados (TD-DFT)


- Teorema de Runge-Gross.


- Regimen de respuesta lineal.


- Energías de excitación.


 


Unidad didáctica 8: Recursos y estrategias computacionales.


- Capacidades computacionales actuales. Ejemplos.


- Revisión on-line de software científico disponible.


- Consideraciones numéricas.


 


Unidad didáctica 9: Resultados y aplicaciones.


- Propiedades geométricas y vibracionales.


- Propiedades energéticas y termoquímicas.


- Propiedades eléctricas.


- Propiedades fotoquímicas y fotofísicas.


- Efectos de agregación y ambientales.


 


Unidad didáctica 10: Modulo de conocimiento individualizado


Selección de temas a desarrollar y exponer por el alumnado. Entre ellos,


- Conceptos y reactividad química (potencial químico, principio HSAB, dureza, electronegatividad, etc.)


- Aplicación a metales de transición, superficies y fenómenos de adsorción.


- Aplicación a materiales funcionales: grafeno, semiconductores orgánicos, etc.


- Aplicación a sólidos periódicos y agregados moleculares.


- Técnicas de reducción del coste computacional: escalado lineal, técnicas RI, etc.


- Generalización de funcionales híbridos: híbridos locales, separaciones de corto y largo rango, etc.


- Funciones de base: convergencia, BSSE, desarrollos específicos, etc.


 



Instrumentos y Criterios de Evaluación 2017-18
TipoCriterioDescripciónPonderación
ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE

Se evaluará, sobre todo, el interés y la participación, así como la capacidad de situar la asignatura en el contexto del Máster en Ciencia de Materiales

Participación activa (no recuperable)10
ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE

Se entregará un informe con los resultados y su discusión, para todas las prácticas computacionales realizadas

Realización y entrega de prácticas computacionales (no recuperable)30
ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE

Se entregarán resueltos los problemas de la colección existente, que abarcan los contenidos desarrollados en la asignatura

Realización y entrega de problemas resueltos (recuperable)30
EXAMEN FINAL

Se proporcionará al alumnado un supuesto práctico de acuerdo al programa de la asignatura y sus propios intereses.

Propuesta de supuesto práctico de tipo computacional (recuperable)30
TOTAL100


Fechas de exámenes oficiales para el curso 2017-18
Información no disponible en estos momentos.
(*) 1:1 - CAS


Enlaces relacionados
Sin Datos


Bibliografía

A chemist`s guide to density functional theory
Autor(es):KOCH, Wolfram ; HOLTHAUSEN, Max C.
Edición:Weinheim : Wiley-VCH, 2008.
ISBN:978-3-527-30372-4 (rústica)
Categoría:Sin especificar (*3)
 [ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]  [ Acceso a las ediciones anteriores

A primer in density functional theory
Autor(es):FIOLHAIS, Carlos ; NOGUEIRA, Fernando ; MARQUES, Miguel A. L. (eds.)
Edición:Berlin : Springer, 2003.
ISBN:3-540-03083-2 (cart.)
Categoría:Sin especificar (*3)
 [ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria

Computational chemistry : a practical guide for applying techniques to real-world problems
Autor(es):YOUNG, David C.
Edición:New York : Wiley-Interscience, 2001.
ISBN:978-0-471-33368-5 (cart.)
Categoría:Básico (*3)
 [ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria

Introduction to computational chemistry
Autor(es):JENSEN, Frank
Edición:Chichester : John Wiley & Sons, 2007.
ISBN:978-0-470-01187-4 (rúst.)
Categoría:Sin especificar (*3)
 [ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]  [ Acceso a las ediciones anteriores

Essentials of computational chemistry : theories and models
Autor(es):CRAMER, Christopher J.
Edición:Chichester : John Wiley & Sons, 2004.
ISBN:978-0-470-09182-1 (rúst.)
Categoría:Sin especificar (*3)
 [ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]  [ Acceso a las ediciones anteriores

Computational chemistry : introduction to the theory and applications of molecular and quantum mechanics
Autor(es):LEWARS, Errol G.
Edición:Dordrecht : Springer, 2011.
ISBN:978-90-481-3860-9 (Print) // 978-90-481-3862-3 (Online)
Categoría:Sin especificar (*3)
 [ Acceso al catálogo de la biblioteca universitaria ]  [ Acceso a las ediciones anteriores ]  [ Enlace al recurso bibliográfico
(*3) Estos apartados hacen referencia a la pertenencia de la obra para la asignatura, no a la calidad de la misma.
Este documento puede utilizarse como documentación de referencia de esta asignatura para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios.


Documento para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios. Es necesario que se firme en el departamento correspondiente.



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