Density Functional Theory

4 ECTS credits
120 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4013118FNR voor alle studenten in het 1e semester met een gespecialiseerd master niveau.

Semester

1e semester

Inschrijving onder examencontract

Niet mogelijk

Beoordelingsvoet

Beoordeling (0 tot 20)

2e zittijd mogelijk

Ja

Onderwijstaal

Engels

Onder samenwerkingsakkoord

Onder interuniversitair akkoord mbt. opleiding

Faculteit

Faculteit Wetenschappen en Bio-ingenieurswetensch.

Verantwoordelijke vakgroep

Chemie

Onderwijsteam

Paul Geerlings (titularis)
Frank De Proft

Onderdelen en contacturen

0 contacturen Exam
26 contacturen Lecture
26 contacturen Self study

Inhoud

Part I : Basics of DFT
1. Introduction : the electron density and the need for a Density Functional Theory.
2. The basic theorems : the Hohenberg Kohn Theorem and the variational equation.
3. The implementation : Kohn Sham theory.

Part II : Computational DFT
1. The Kohn Sham equations.
2. Practical aspects : in search of the exchange correlation potential.
3. Some illustrative results.

Part III : Conceptual DFT
1. Redefining basic chemical concepts : electronegativity, hardness... the birth of Conceptual DFT.
2. The perturbative approach to Chemical Reactivity.
3. Concepts and principles.
4. Illustrative results and some recent developments.

Appendix : Calculus of variations.

Studiemateriaal

Handboek (Aanbevolen) : A Chemist's Guide to Density Functional Theory, Koch and Holthausen., 2de, Wiley – VCH, Weinheim, 9783527303724, 2000
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Density Functional Theory, Some review papers will be distributed during the course

Bijkomende info

• Koch and Holthausen. A Chemist's Guide to Density Functional Theory, Wiley – VCH, Weinheim, 2000.
• Some review papers will be distributed during the course.

Leerresultaten

Algemene competenties

Learning aims

This course aims to give a solid introduction to Density Functional Theory starting with an introduction showing the need for and possible advantages of a Density Functional Theory. The basic concepts are introduced through the Hohenberg Kohn theorems .Their implementation through the Kohn Sham equations is explained turning DFT in a computational workhorse. In the final part it is shown how DFT based concepts can be used to discuss chemical reactivity.
Toward the end of the course and as an assignment the student is given a DFT paper of the primary literature for a critaical analysis to be presented in front of the other students.

Competences

Physical insight into the basics of DFT.
Capability to judge the adequateness of the use of DFT in practical calculations, and to use DFT based concepts to interpret experimental/ theoretical reactivity data.
Communicating a critical analysis towards peers.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Andere bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Andere dient men volgende opdrachten af te werken:

• weighted average met een wegingsfactor 1 en aldus 100% van het totale eindcijfer.
  
  Toelichting: see detailed information in mode of assessment
  For the students taking the WE-DSCH-12705 version the DFT paper is replaced by part of a textbook chapter.

Aanvullende info mbt evaluatie

The exam comprises two parts :
1. A critical analysis of a DFT-paper from the literature (oral presentation in front of all students)(33%)
2. A review type question (closed book) : written preparation and discussion afterwards with the lecturers (67%)

The combination of these two assessment modes guarantees testing of knowledge, insight ,ability to use recent, primary literature and communication skills.

For the students taking the WE-DSCH-12705 version the DFT paper is replaced by part of a textbook chapter.

Toegestane onvoldoende

Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: medische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: moleculaire biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: agrobiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: voedingsbiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: chemische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: biochemische biotechnologie