Теория химической связи: введение в расчетные методы

Цели и задачи дисциплины

Усвоение студентом теоретических представлений о типах и свойствах химических связей в атомно-молекулярных системах органических и неорганических соединений. Изучение влияния взаимосвязи пространственного строения с реакционной способностью и физико-химическими свойствами вещества, а также их биологической активностью, изучение классификации химических связей, основных свойств и их характеристики. Студент должен научиться выполнять типовые квантово-химические расчеты, включая оптимизацию геометрии молекул методами теории функционала плотности, уметь использовать расчетную волновую функцию для описания свойств химических связей на основе специализируемого программного обеспечения, освоить навыки поиска отличительных особенностей химических связей в многокомпонентных системах и интерпретировать результаты расчетов и моделирования, объясняя направления реакций и реакционную способность молекул.

Краткое содержание дисциплины

Типы химических связей. Исторически сложившиеся концепции ковалентных и ионных взаимодействий. Классификация типов связей. Эволюция понятий "донорно-акцепторное взаимодействие", "комлекс с переносом заряда". Современная концепция и классификации ковалентных взаимодействий: понятие связей со смещенным зарядом, инструменты их описания. Использование теории функционала плотности для описания электрон-электронных взаимодействий, электрон-ионных взаимодействий. Особенности компьютерного моделирования изолированных молекул и молекулярных кластеров в задачах оценки силы и особенностей нековалентных взаимодействий. Особенности компьютерного моделирования периодических систем в задачах описания нековалентных взаимодействий. Свойства электронной плотности в описании свойств химических связей: индексы порядков связей, индексы делокализации электронов.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ОПК-2 Способен анализировать, интерпретировать и обобщать результаты экспериментальных и расчетно-теоретических работ в избранной области химии или смежных наук