Química Computacional

Conhecimentos de Base Recomendados

São recomendados conhecimentos nas áreas da física geral, química quântica, termodinâmica, mecânica estatística, cinética e espectroscopia. São ainda recomendadas competências na área da Informática Geral.

Métodos de Ensino

As aulas teóricas permitem fundamentar o ensino em bases sólidas, que são utilizadas para a compreensão dos métodos teóricos e dos algoritmos computacionais mais relevantes no contexto desta unidade curricular. O ensino prático acompanha a matéria das aulas teóricas, sendo proposto aos alunos a realização de um conjunto diversificado de trabalhos práticos para os quais têm de utilizar programas disponíveis no Laboratório de Química Computacional. É aceite a consulta a ferramentas de inteligência artificial durante as aulas práticas, desde que com espírito crítico e concertada com o docente.

Resultados de Aprendizagem

O estudante deve adquirir conhecimentos acerca dos fundamentos e aplicações da química computacional, de modo a entender a relação entre a teoria, a computação e a experiência em química. O estudante deverá familiarizar-se com diversos métodos teóricos e algoritmos computacionais, assumindo especial relevância os que se relacionam com o cálculo da energia eletrónica, a representação do potencial de interação, a otimização de geometria e o cálculo de propriedades moleculares. A parte prática da unidade curricular deverá permitir adquirir competências na utilização de diversos programas usados em química computacional, incluindo programas para cálculos de estrutura eletrónica, otimização de geometria, mecânica molecular e dinâmica reativa.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução à química computacional: teoria, modelos, métodos e aproximações.
2. Revisões de química quântica: resolução da equação de Schrödinger.
3. Método Hartree-Fock e bases de funções.
4. Métodos de otimização de geometria.
5. Métodos post-Hartree-Fock: CI, MP2 e CC.
6. Métodos do funcional da densidade e métodos semiempíricos.
7. Cálculo do espectro vibracional e métodos de análise da função de onda eletrónica.
8. Mecânica Molecular e campos de forças.
9. Cálculo de propriedades termodinâmicas.
10. Teoria do estado de transição e dinâmica reativa. 

Métodos de Avaliação

Avaliação
Mini Testes: 10.0%
Projecto: 30.0%
Exame: 60.0%

Bibliografia

-Errol G. Lewars, Computational Chemistry: Introduction to the Theory and Applications of Molecular and Quantum Mechanics (4.ª edição, 2024), Springer
Ambrish Kumar Srivastava (ed.), Computational Studies: From Molecules to Materials (2024)
Cramer, C. J. (2004). Essentials of computational chemistry: Theories and models (2nd ed.). Wiley.
Jensen, F. (2017). Introduction to computational chemistry (3rd ed.). Wiley.
Harvey, J. (2018). Computational chemistry. Oxford University Press.
Prasad, R. Y., & Pranita. (2021). Computational quantum chemistry (2nd ed.). CRC Press