CH3334 Methoden der molekularen Simulation

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

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CH3334 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge.
  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer in den Physik-Masterstudiengängen
  • Wahlmodule: fortgeschrittene chemische Fachinhalte M.Sc. Chemie
  • Schwerpunkt Theoretische Chemie (Wahlmodule) im M.Sc. Chemie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungUmfang (ECTS)
150 h60 h5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul CH3334 in der Version 2022w ist Stein, Christopher.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

1. Lokale und globale Geometrieoptimierung
2. Ab Initio Thermodynamik
3. Molekulardynamik
4. Monte Carlo Verfahren
5. Freie Energie Simulationsmethoden
6. Langzeitsimulationen und kinetisches Monte Carlo

Nach der erfolgreichen Teilnahme an diesem Modul können die Studierenden grundlegende Methoden und Algorithmen der molekularen Simulation aufzählen und deren Konzepte qualitativ beschreiben.
Sie kennen deren Anwendungsbereiche und Beiträge zur Untersuchung chemischer Fragestellungen.
Sie können die Anwendbarkeit und Einschränkungen der verschiedenen Techniken klassifizieren.
Sie können die erlernten Methoden zur Durchführung einfacher Simulationen selbst einsetzen.

Die Module Mathematische Methoden der Chemie (CH0105, CH0112), Quantenmechanik (CH4108), und Molekulare Struktur and Statistische Mechanik (CH4113) aus dem TUM Chemie Bachelorstudium.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

KursnameVeranstaltungsformTermineStunden pro Woche
Methods of Molecular Simulation (CH3334)Vorlesung mit integrierten Übungen4 h

Das Modul besteht aus einer Vorlesung mit begleitenden Übungen (4 SWS). Die Anwesenheitszeit in der Vorlesung und den Übungen ist von vergleichbarem Umfang, um die Aneignung von konzeptionellem Wissen mit der praktischer Fähigkeiten gleichmäßig zu gewichten. Der in thematische Blöcke gegliederte Lehrstoff wird jeweils in der Vorlesung durch Frontalvortrag vermittelt. Die Studierenden vertiefen ihr Verständnis durch angeleitetes Selbststudium. Praktische Übungsaufgaben gestatten es den Studierenden, ihr Kompetenzniveau selbst einzuschätzen, ihr erworbenes Wissen gemeinsam zur Lösung von Beispielproblemen einzusetzen, sowie direktes Feedback zu erhalten.

Vorlesungsskript, Aufgabensammlung, Tafelanschrieb, PowerPoint.

1) C.J. Kramers, Essentials of Computational Chemistry
2) F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry
3) D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications

Modulprüfung

Die Modulprüfung besteht aus einer mündlichen Prüfung (Dauer: 30 Minuten) in der die Studierenden verschiedene theoretische Ansätze und Methoden der molekularen Simulation erinnern und ihre jeweiligen Anwendungsbereiche benennen sollen. Es müssen einfache Probleme durch Berechnung ohne Hilfsmittel gelöst werden.

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.