Teoretisk kjemi CTCC Centre for Theoretical and Computational Chemistry Thomas Bondo Pedersen

Teoretisk kjemi HΨ=EΨ Hva gjør vi? Hvorfor? 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

Kjemi: et mangepartikkelproblem Molekyler er enkle ladete partikler i bevegelse styrt av kvantemekanikkens lover HΨ=EΨ …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)

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

Beregningsbasert strukturel biologi: en stor teoretisk utfordring tid (s) 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10 102 Photo-excitation 103 Electron-transfer 104 Enzymatic catalysis Transport 105 Signaling Self-assembly 106 # atomer

Strategier for store (rom/tid) simuleringer 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3… tid (s) 10 Ab Initio Metoder 102 103 Parameteriseret H, Klassisk MD 104 105 Hybrid QM / MM Metoder 106 # atomer Coarse Grained / Mesoscopic modeller M. Cascella - CEN 10/11/2011

Hybrid QM/MM metoder Warshel, M. Levitt, M. Karplus Nobel prisen i kjemi 2013 M. Cascella - CEN 10/11/2011

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

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!