Teoretisk kjemi CTCC Centre for Theoretical and Computational Chemistry

1. Teoretisk kjemiCTCCCentre for Theoretical and Computational Chemistry Thomas Bondo Pedersen

2. Teoretisk kjemi Hva gjør vi? • utvikler verktøy for å simulere kjemiske forbindelser og reaksjoner • løser kjemiske problemer med kvantekjemiske metoder HΨ=EΨ Hvorfor? • forutsi og forklare stoffers egenskaper og deres reaksjoner • designe nye molekyler og materialer • utfylle eller erstatte eksperimentelle målinger Relevante kurs: KJM2600, KJM2010, KJM3600

3. Kjemi: et mangepartikkelproblem HΨ=EΨ Molekyler er enkle • ladete partikler i bevegelse • styrt av kvantemekanikkens lover …men, det er et mangepartikkelproblem… “The underlying physical laws necessary for the mathematical treatment of a large part of physics and the whole of chemistry are thus completely known and the difficult is only that the exact application of these laws leads to equations that are too complicated to be soluble” Dirac (1927)

4. Teoretisk kjemi Uventet hjelp

5. Eksempel: kartlegging av reaksjonsveier

6. Eksempel: NMR-spektra 200 MHz NMR spectrum of vinyllithium

7. Eksempel: atomiseringsenergier

8. Dalton: et kvantekjemisk beregningsprogram

9. Masteroppgaver: store molekyler og krystaller • Utvikling av kvantekjemiske metoder • utvikling av nye metoder og implementering av disse i programmer • kjemi, fysikk, matematikk, programmering • Metoder for store molekyler og krystaller • for 30 år siden kunne vi regne på noen få atomer—i dag, mange hundre • molekyler av biologisk interesse består ofte av mange tusen atomer

10. Masteroppgaver: molekyler i magnetfelt • Molekyler i sterke magnetfelt • i sterke magnetfelt endres kjemien—nye bindinger oppstår • kan ikke observeres på jorden, men beregninger viser at disse bindingene eksisterer

11. Beregningsbasertstrukturelbiologi: en storteoretiskutfordring tid (s) 10-6 10-3 10-15 10-12 10-9 10 102 Photo-excitation 103 Electron-transfer 104 Enzymatic catalysis Transport 105 Signaling Self-assembly 106 # atomer

12. Strategier for store (rom/tid) simuleringer 10-12 10-9 10-6 10-3… tid (s) 10-15 10 Ab InitioMetoder 102 103 Parameteriseret H, Klassisk MD 104 105 Hybrid QM / MM Metoder 106 # atomer Coarse Grained / Mesoscopic modeller

13. Hybrid QM/MM metoder QM MM • Warshel, M. Levitt, M. Karplus • Nobel prisenikjemi 2013

14. Teoretisk kjemi: Hvem er vi? Alex Borgoo Erik Tellgren Heike Fliegl Ulf Ekstrøm Simen Reine Trygve Helgaker Robert Izsak Patrick Merlot Johannes Rekkedal Jon Austad Stella Stopkowicz Simen Kvaal Kai De Lange Thomas Bondo Pedersen Espen Sagvollen Michele Cascella Karl Leikanger Odile Eisenstein Sarah Reimann Andrew Teale Knut Fægri

15. Teoretisk kjemi: Masteroppgave Hvorfor oss? • spennende og god forskning • CTCC, senter for fremragende forskning (2007-2017) • ERC Advanced Grant (2011-2016) • gode muligheter for utenlandsopphold • sommerskole • godt arbeidsmiljø Kom og snakk med oss da vel!