Teoretisk kjemiCTCC

Centre for Theoretical and Computational Chemistry

Thomas Bondo Pedersen

Teoretisk kjemi

Hva gjør vi? utvikler verktøy for å simulere

kjemiske forbindelser og reaksjoner løser kjemiske problemer med

kvantekjemiske metoder

Hvorfor? forutsi og forklare stoffers egenskaper

og deres reaksjoner designe nye molekyler og materialer utfylle eller erstatte eksperimentelle

målinger

Relevante kurs: KJM2600, KJM2010, KJM3600

HΨ=EΨ

Kjemi: et mangepartikkelproblem

HΨ=EΨ

“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)

…men, det er et mangepartikkelproblem…

Molekyler er enkle ladete partikler i bevegelse styrt av kvantemekanikkens lover

Teoretisk kjemi

Uventet hjelp

Eksempel: kartlegging av reaksjonsveier

Eksempel: NMR-spektra

200 MHz NMR spectrum of vinyllithium

Eksempel: atomiseringsenergier

Dalton: et kvantekjemisk beregningsprogram

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

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

tid (s)

# at

omer

Photo-excitation

Enzymatic catalysisTransport

SignalingSelf-assembly

Electron-transfer

10-15 10-12 10-9 10-6 10-3

10

103

104

105

102

Beregningsbasert strukturel biologi: en stor teoretisk utfordring

106

Strategier for store (rom/tid) simuleringer

tid (s)

# at

omer

10-15 10-12 10-9 10-3…

10

103

104

105

Parameteriseret H,Klassisk MD

Coarse Grained / MesoscopicCoarse Grained / Mesoscopicmodellermodeller

102

106

10-6

Ab InitioAb Initio Metoder Metoder

Hybrid QM / MM Hybrid QM / MM Metoder Metoder

Hybrid QM/MM metoder

MM

QM

A. Warshel, M. Levitt, M. Karplus Nobel prisen i kjemi 2013

Teoretisk kjemi: Hvem er vi?

Trygve Helgaker

Knut Fægri

Simen Reine AlexBorgoo

Heike Fliegl

Patrick MerlotJohannes Rekkedal

Stella StopkowiczThomas Bondo Pedersen

Erik Tellgren

Kai De Lange

Ulf Ekstrøm

Jon AustadSimen Kvaal

Espen Sagvollen

Robert Izsak

Andrew Teale Odile Eisenstein

Michele Cascella

Karl Leikanger

Sarah Reimann

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!