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Academic Year: 2021/22

33429 - MULTI-SCALE MODELLING OF COMPLEX MOLECULAR SYSTEMS

This is a non-sworn machine translation intended to provide students with general information about the course. As the translation from Spanish to English has not been post-edited, it may be inaccurate and potentially contain errors. We do not accept any liability for errors of this kind. The course guides for the subjects taught in English have been translated by their teaching teams


Teaching Plan Information

Code - Course title:
33429 - MULTI-SCALE MODELLING OF COMPLEX MOLECULAR SYSTEMS
Degree:
748 -
762 -
Faculty:
104 - Facultad de Ciencias
Academic year:
2021/22

1. Course details

1.1. Content area

MULTI-SCALE MODELLING OF COMPLEX MOLECULAR SYSTEMS

1.2. Course nature

Optional

1.3. Course level

Máster (EQF/MECU 7)

1.4. Year of study

2

1.5. Semester

Second semester

1.6. ECTS Credit allotment

6.0

1.7. Language of instruction

English/French

1.8. Prerequisites

There are no prerequisites. 

1.9. Recommendations

no applicable. 

1.10. Minimum attendance requirement

Attendance is mandatory. 

1.11. Subject coordinator

Mónica Calatayud (Sorbonne University). 

1.12. Competences and learning outcomes

1.12.1. Competences

BASIC AND GENERAL

GC01 - Students are able to promote, in academic and professional contexts, technological and scientific progress within a society based on knowledge and respect for: a) fundamental rights and equal opportunities between men and women, b) the principles of equal opportunities and universal accessibility for people with disabilities and c) the values of a culture of peace and democratic values.

GC02 - Students are able to solve problems and make decisions of any kind under the commitment to the defence and practice of equality policies.

GC03 - Students are able to work in multidisciplinary teams and with their own peers respecting the principle of equality of men and women.

CG04 - Students develop critical thinking and reasoning and know how to communicate in an egalitarian and non-sexist way both orally and in writing, in their own language and in a foreign language.

CB7 - Students are able to apply their acquired knowledge and problem-solving skills in new or unfamiliar environments within broader (or multidisciplinary) contexts related to their field of study.

CB10 - That students possess the learning skills that will enable them to continue studying in a largely self-directed or autonomous manner.

 

SPECIFIC

SC13 - Students are proficient in the most common programming techniques in physics and chemistry and are familiar with the essential computational tools in these areas.

SC19 - Students are familiar with the computational techniques that, based on molecular mechanics and dynamics, are the basis for the design of molecules of interest in fields such as pharmacology, petrochemistry, etc.

SC22 - The student is familiar with advanced computational techniques such as: instruction and data channelling.

1.12.2. Learning outcomes

Not applicabe. 

1.12.3. Course objectives

The main objective of this course is to cover modern methods of ab initio electronic structure theory to investigate the properties of condensed matter in ground, perturbed and excited states. This will be achieved by lectures and exercises (TD), including numerical ones. We will start with Fermi's electron-gas theory, to develop the fundamentals of Density Functional Theory (DFT), the main framework and starting point of modern electronic structure methods. We will evaluate its extension, its main approaches, its operational development and its main applications in the determination of the structural, electronic and magnetic properties of matter in the ground state.

1.13. Course contents

1. Introduction to Meso-Bio-Nano Computing (MBN).
2. Theoretical approach to multiscale computer simulations.
3. Computational modelling of MBN systems.
4. Biomolecular systems.

1.14. Course bibliography

Goldstein, Herbert; Poole, Charles; Safko, John. Classical mechanics. 3rd. San Francisco: Addison-Wesley, 2001.

Lebon, G.; Jou i Mirabent, David; Casas-Vázquez, José. Understanding non-equilibrium thermodynamics: foundations, applications, frontiers. Berlin: Springer, 2008.

Reichl, L. E. Introduction to modern statistical physics. 3rd rev. and updated ed. Weihheim: Wiley, 2009.

Sakurai, J. J. ; Napolitano, Jim. Modern quantum mechanics. 2nd ed., international ed. Essex (England): Pearson, 2014.

2. Teaching-and-learning methodologies and student workload

2.1. Contact hours

 

#Hours

Percentage of face-to-face activities (minimum 33% of the total).

43

Percentage of non-face-to-face activities.

82

2.2. List of training activities

Face-to-face activities

Nº hours

Theoretical lessons in the classroom

20

Computer-based practices

20

Evaluation activities

3

3. Evaluation procedures and weight of components in the final grade

3.1. Regular assessment

The final mark for the course will be based on: 20% final exam of the course and 80% corresponding to the delivery of a report of exercises proposed by the professor.

3.1.1. List of evaluation activities

Evaluation activity

%

Final exam

20

Exercises

80

3.2. Resit

The evaluation will be based on the delivery of a report with the proposed exercises.

3.2.1. List of evaluation activities

Evaluation activity

%

Exercicses

100

Continuous evaluation

0

4. Proposed workplan

The course will be organized by Sorbonne Univerty. 


Curso Académico: 2021/22

33429 - MODELIZACIÓN MULTIESCALA DE SISTEMAS MOLECULARES COMPLEJOS


Información del Plan Docente

Código - Nombre:
33429 - MODELIZACIÓN MULTIESCALA DE SISTEMAS MOLECULARES COMPLEJOS
Titulación:
748 - Máster Erasmus Mundus en Química Teórica y Modelización Computacional
762 - Máster en Química Teórica y Modelización Computacional (2021)
Centro:
104 - Facultad de Ciencias
Curso Académico:
2021/22

1. Detalles de la asignatura

1.1. Materia

MODELIZACIÓN MULTIESCALA DE SISTEMAS MOLECULARES COMPLEJOS.

1.2. Carácter

Optativa

1.3. Nivel

Máster (MECES 3)

1.4. Curso

2

1.5. Semestre

Segundo semestre

1.6. Número de créditos ECTS

6.0

1.7. Idioma

Inglés.

1.8. Requisitos previos

No hay. 

1.9. Recomendaciones

No aplica.

1.10. Requisitos mínimos de asistencia

La asistencia a clases es obligatoria. 

1.11. Coordinador/a de la asignatura

Mónica Calatayud (Universidad Sorbona). 

1.12. Competencias y resultados del aprendizaje

1.12.1. Competencias

BÁSICAS Y GENERALES

CG01 - Los estudiantes son capaces de fomentar, en contextos académicos y profesionales, el avance tecnológico y científico dentro de una sociedad basada en el conocimiento y en el respeto a: a) los derechos fundamentales y de igualdad de oportunidades entre hombres y mujeres, b) los principios de igualdad de oportunidades y accesibilidad universal de las personas con discapacidad y c) los valores propios de una cultura de paz y de valores democráticos.

CG02 - Los estudiantes son capaces de resolver problemas y tomar decisiones de cualquier índole bajo el compromiso con la defensa y práctica de las políticas de igualdad.

CG03 - Los estudiantes son capaces de trabajar en equipo tanto a nivel multidisciplinar como con sus propios pares respetando el principio de igualdad de hombre y mujeres.

CG04 - Los estudiantes desarrollan un pensamiento y razonamiento crítico y saben comunicarlos de manera igualitaria y no sexista tanto en forma oral como escrita, en su lengua propia y en una lengua extranjera.

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

ESPECÍFICAS

CE13 - Los estudiantes manejan las técnicas más usuales de programación en física y en química y está familiarizado con las herramientas de cálculo esenciales en estas áreas.

CE19 - El/la estudiante está familiarizado con las técnicas computacionales que, basadas en la mecánica y dinámica molecular, son la base del diseño de moléculas de interés en campos tales como farmacología, petroquímica, etc.

CE22 - Conoce la existencia de técnicas computacionales avanzadas tales como: canalización de instrucciones y datos.

1.12.2. Resultados de aprendizaje

No aplica. 

1.12.3. Objetivos de la asignatura

El objetivo principal de este curso es cubrir los métodos modernos de la teoría de la estructura electrónica "ab initio", para investigar las propiedades de la materia condensada en estado de tierra, perturbador y excitado. Esto se logrará mediante clases y ejercicios (TD), incluidos los numéricos. Empezaremos con la teoría de Fermi del electrón-gas, para desarrollar los fundamentos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT), el marco principal y punto de partida de los métodos modernos de estructura electrónica. Evaluaremos su extensión, sus principales aproximaciones, su desarrollo operativo y sus principales aplicaciones en la determinación de las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas de la materia en el estado terrestre.

1.13. Contenidos del programa

1. Introducción a la computación Meso-Bio-Nano (MBN).
2. Enfoque teórico para simulaciones multiescala por ordenador.
3. Modelización computacional de sistemas MBN.
4. Sistemas biomoleculares.

1.14. Referencias de consulta

Goldstein, Herbert; Poole, Charles; Safko, John. Classical mechanics. 3rd. San Francisco: Addison-Wesley, 2001.

Lebon, G.; Jou i Mirabent, David; Casas-Vázquez, José. Understanding non-equilibrium thermodynamics: foundations, applications, frontiers. Berlin: Springer, 2008.

Reichl, L. E. Introduction to modern statistical physics. 3rd rev. and updated ed. Weihheim: Wiley, 2009.

Sakurai, J. J. ; Napolitano, Jim. Modern quantum mechanics. 2nd ed., international ed. Essex (England): Pearson, 2014.

2. Metodologías docentes y tiempo de trabajo del estudiante

2.1. Presencialidad

 

#Horas

Porcentaje de actividades presenciales (mínimo 33% del total).

43

Porcentaje de actividades no presenciales.

82

2.2. Relación de actividades formativas

Actividades presenciales

Nº horas

Clases teóricas en aula

20

Practicas con medios informáticos

20

Actividades de evaluación

3

3. Sistemas de evaluación y porcentaje en la calificación final

3.1. Convocatoria ordinaria

La nota final de la asignatura se basará en: 20% examen final de la asignatura y un 80% correspondiente a la entrega de un informe de ejercicios propuestos por el profesor.

3.1.1. Relación actividades de evaluación

Actividad de evaluación

%

Examen final

20

Ejercicios propuestos

80

3.2. Convocatoria extraordinaria

La evaluación se basará en la entrega de un informe con los ejercicios propuestos. 

3.2.1. Relación actividades de evaluación

Actividad de evaluación

%

Ejercicios propuestos.

100

Evaluación continua

0

4. Cronograma orientativo

El curso será organizado por la Universidad Sorbona.