Acquis d'apprentissage

Elaborer un protocole de calcul de la structure électronique endéans la méthode Hartree-Fock et analyser le résultat du calcul (orbitales, énergies des orbitales, densité électronique, charges atomiques, énergie d'ionisation, moment dipolaire).

Elaborer un protocole de calcul des constantes d'équilibre et des constantes de vitesse endéans les techniques de la thermodynamique statistique (au niveau Hartree-Fock)

Objectifs

Elaborer un protocole de calcul de la structure électronique endéans la méthode Hartree-Fock et analyser le résultat du calcul (orbitales, énergies des orbitales, densité électronique, charges atomiques, énergie d'ionisation, moment dipolaire).

Elaborer un protocole de calcul des constantes d'équilibre et des constantes de vitesse endéans les techniques de la thermodynamique statistique (au niveau Hartree-Fock)

Contenu

Les TPS s'articulent en deux parties:

- structure électronique et méthode Hartree-Fock

- thermodynamique statistique

Pour chacune de ces parties, des questions originales de chimie sont posées et les étudiants y répondent en utilisant les méthodes de simulation numérique et en particulier le programme GAMESS.  Certains exercices permettent également d'appréhender les approximations faites lors d'un calcul de détermnation de la structure électronique, comme celle liée à l'utilisation d'une base d'orbitales atomiques de taille finie.  Ces simulations sont effectuées sur le "cluster étudiants" de la plateforme technologique en calcul intensif (PTCI) et l'interface est assurée par la suite de logiciels DrawMol. 

 

Table des matières

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Exercices

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Méthodes d'enseignement

Les TPs de chimie physique moléculaire recourrent à l'utilisation du cluster étudiant de la plateforme technologique en calcul intensif. Ils sont basés sur l'utilisation du programme GAMESS (open access): http://www.msg.ameslab.gov/gamess/ (d'autres programmes pourraient également être utilisés en fonction de la nature des composés étudiés).  La première séance permet à l'étudiant de se familiariser avec l'outil informatique et avec les programmes de construction des structures moléculaires et d'analyse des résultats (DrawMol). Ensuite, les séances consistent en la résolution de problèmes de chimie en recourant à la simulation numérique et les notions vues au cours SCHI B303.   

Méthode d'évaluation

0) L'accès aux TPs est conditionné à la réussite d'un test de connaissances (connaissances clés pour réaliser les simulations). L'étudiant qui échouera à ce test sera invité à revoir la matière du cours avant d'accéder aux TPs.  

1) Evaluation continue via le "cahier de Laboratoire" : prise de données clés dans les fichiers output et brève analyse. Note /6

2) Rapport de laboratoire décrivant de façon succincte les résultats majeurs des simulations numériques et fournissant une analyse critique de ces résultats (moins de 10 pages au total). Note /6

3) Une question lors de l'examen du cours SCHI B303. Cette question portera sur le choix motivé des protocoles de calcul et sur l'interprétation des résultats.  Note /8

 

 

Sources, références et supports éventuels

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Langue d'instruction

Formation Programme d’études Bloc Crédits Obligatoire
Bachelier en sciences chimiques Standard 0 3
Bachelier en sciences chimiques Standard 3 3