课程名称：理论与计算化学 - 分子模拟

课程大纲

第一周：课程介绍与基础知识

• 主题：分子模拟概述
• 学习目标：
  • 理解分子模拟的基本概念和应用
  • 介绍常用软件工具（如Gaussian, Quantum Espresso等）
• 阅读资源：《分子模拟入门》
• 教学方法：讲座、讨论
• 评估：小测验

第二周：量子力学基础

• 主题：波动力学与薛定谔方程
• 学习目标：
  • 掌握基本的量子力学原理
  • 应用到分子系统
• 阅读资源：《量子力学原理》
• 活动：量子力学概念小练习

第三周：分子轨道理论

• 主题：Hartree-Fock方法
• 学习目标：
  • 理解分子轨道的构建
  • 计算简单的分子能级
• 资源：《分子轨道导论》
• 活动：小组讨论及Hartree-Fock计算实践

第四周：密度泛函理论

• 主题：DFT简介与Kohn-Sham方程
• 学习目标：
  • 了解DFT的基本原理
  • 应用DFT进行计算
• 资源：《密度泛函理论导论》
• 活动：DFT计算案例分析

第五周至第八周：分子动力学模拟

• 主题：
  • NVE/NVT/NPT模拟
  • 作用力场与力场分子动力学
• 学习目标：
  • 学习MD模拟的基本步骤
  • 分析分子运动和相互作用
• 资源：《分子动力学模拟实战》
• 活动：MD模拟实验及报告撰写

第九周：统计力学与自由能计算

• 主题：热力学基础与FEP
• 学习目标：
  • 理解自由能计算方法
  • 应用FEP分析反应路径
• 资源：《统计力学原理及其在化学中的应用》
• 活动：自由能计算项目

第十周：课程总结与未来展望

• 主题：回顾与展望
• 学习目标：
  • 总结本课程内容
  • 讨论分子模拟在现代化学研究中的重要性
• 教学方法：讲座、讨论
• 评估：期末项目报告

通过本课程，学生将掌握分子模拟的基本原理和技术，并能够应用到实际问题中。每个主题都结合了理论讲解、实践操作和讨论环节，以确保深入理解和技能提升。