1. Co to jest przybliżenie Borna-Oppenheimera? Jakie korzyści płyną z tego przybliżenia dla wykonywania praktycznych symulacji układów atomowych i molekularnych? Powierzchnie energii potencjalnej w elektronowym stanie podstawowym i w stanach wzbudzonych.http://bioinf.com.pl/index.php?action=downloads;sa=view;down=392http://www.if.pwr.wroc.pl/~scharoch/Abinitio/skrypt.pdfPowierzchnia energii potencjalnej (PES) jest wielowymiarową powierzchnią na której każdy punkt energii odpowiada możliwej konfiguracji systemu. Istnieją regiony gdzie system spędza większość czasu. Te rejony są przeważnie lokalnymi minimami, lub obszarami niskiej energii odpowiadającymi stabilnym konfiguracjom systemu (np. stabilna cząstka, korzystna struktura absorbatu itd.). W międzyczasie istnieją też regiony które system rzadko odwiedza. Z punktu widzenia dynamiki na powierzchni PES, system zwykle wibruje pomiędzy tymi lokalnymi minimami (lub obszarami nizinnymi), i okazjonalnie skacze z jednego minimum w drugie.
2. Podstawowe pojęcia i właściwości układów kwantowych m.in. rozkład gęstości elektronowej. Molekularny (mikroskopowy) potencjał elektrostatyczny wynikający z rozkładu gęstości elektronowej poprzez równanie Poissona.Chemia kwantowa pozwala na rozwiązywanie z pierwszych zasad ( ab
initio) podstawowych właściwości molekuł, takich jak:
• Struktura cząsteczki,
• Gęstość elektronowa,
• Potencjał elektrostatyczny,
• Polaryzowalność
• Zależność energii od położeń jąder atomowych (konformacji)
• Energia całkowita, ciepło tworzenia
(na podstawie kursu Rudnickiego ICM)
3. Mechaniczny model układów molekularnychhttp://www.icm.edu.pl/~rudnicki/CADD/CADD-II.pdf4. Atomowe potencjały oddziaływań międzyatomowych. Rozumienie poszczególnych wkładów energii oddziaływania opisywanych uproszczonym, analitycznym potencjałem Lennarda-Jonesa.*Ep = Ewiązań + Ekątów + Etorsyjnych + Ecoulomba + Evdw
*Lennard-Jones :
http://en.wikipedia.org/wiki/Lennard-Jones_potential, przy małych odległościach między cząstkami odpychanie, przy większych przyciąganie, przy bardzo dużych potencjał dąży do zera.
5. Metody mechaniki molekularnej - "molekularna statyka" (MM)Wielka niewiadoma...
6. Algorytmy poszukiwania lokalnych i globanych minimów energii.http://www.icm.edu.pl/~rudnicki/CADD/CADD-III.pdf *Najszybszego spadku (lokalne)
*Sprzężonych gradientów (lokalne)
*Newtona-Rapsona (globalne)
7. Metody klasycznej dynamiki molekularnej (MD). Umiejętność wyprowadzenia podstawowywch algorytmów MD.
*Verleta
http://www.fisica.uniud.it/~ercolessi/md/md/node21.html*Żabiego skoku
http://phycomp.technion.ac.il/~david/thesis/node34.html8. Podstawowe pojęcia fizyki statystycznej, m.in definicje temperatury i ciśnienia.
*temperatura mikroskopowo
http://www.ftj.agh.edu.pl/~wolny/archiwa/stat02.zip*pojemność cieplna
*ciśnienie
9. Metoda Monte Carlo - podstawy matematyczne. Czemu służą te metody?*xerówka od Lesynga pisana ręcznie pierwsza połowa
10. Metoda Monte Carlo - zastosowania w fizyce statystycznej do wyznaczania średnich po zespole (T,V = const)*xerówka od Lesynga isana ręcznie druga połowa + Metropolis.
11. Struktura białek Wiadomo, tylko nie wiem na ile dokładnie powinniśmy umieć...
12. Struktura kwasów nukleinowych - ogólne zasady budowy. Różnice między DNA i RNA.To wiadomo i rysowanie zasad.
13. Budowa rybozy i dezoksyrybozy. Opis konformacji z wykorzystaniem formalizmu pseudorotacji. Bariera pseudorotacji. Konformacja syn i anti zasad nukleinowych w nukleozydach i nukleotydach. Formy prawoskrętne (A,B) DNA oraz forma lewoskrętna (Z) DNA. Dlaczego podwójnie helikalne RNA występuje w formie A i nie w formach B lub Z?*Pseudorotacje, pseudocząstki, potencjał bistabilny, sinusoidalne wykresy (xerówka publikacji lesynga o kwasach nukleinowych + prezentacja o pierścieniu fumarocośtam...)
*A-DNA, B-DNA, Z-DNA z wikipedii
*tylko A-RNA, bo w B-RNA O 2' oddziałuje z innymi atomami, więc ten stan jest destabilizowany. Poza tym RNA ma inną barierę pseudorotacji niż DNA (gdyby ktoś miał je zapisane z ostatniego wykładu z Lesyngiem byłybm bardzo wdzięczna, bo internet i notatki dają sprzeczne info na ten temat.)
14. Energia swobodna. Rozumienie tego pojęcia.15. Różne przykłady praktycznych zastosowań symulacji komupterowych. Praktyczne możliwości wykorzystania symulacji różnic energii swobodnej m.in. "Komputerowa alchemia"16. Elementy kwantowej dynamiki molekularnej QD (m.in. przejście do przestrzeni wektora falowego z wykorzystaniem transformaty Fouriera)17. Przykłady badań układów złożonych z wykorzystaniem metod modelowania i symulacji komputerowych18. Stała szybkości reakcji i stała równowagi termodynamicznjej. Mikroskopowy obraz stałej szybkości równanie Arrheniusa19. Stałe równowagi w reakcjach biochemicznych
