理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
BSC500Y1（基礎化学 / Basic chemistry 500）分子シミュレーション特論Advanced Molecular Simulation
髙井 和之Kazuyuki TAKAI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2023 |
| 授業コードClass code | YD016 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 火5/Tue.5 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory | 生命機能学専攻 |
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Outline (in English)
The aim of this course is to help students acquire an understanding of principles of the molecular simulation methods in terms of the molecular orbital theory concerning with a distribution of electrons which gives molecular properties, and the molecular dynamics describing interactions between molecules.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
この授業では，分子の性質を決めている電子の分布を議論する方法である分子軌道法および分子間の相互作用を記述する分子動力学についての理解を深め，分子シミュレーションの技法を学ぶ．
到達目標Goal
分子動力学・分子軌道法にもとづくシミュレーションを行うための基礎となる，運動方程式，分子間力，量子力学およびそれらの取り扱い方について学び，シミュレーション手法の一般的な使い方を身に付ける．
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP2」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
実際に分子シミュレーションをおこない，一般的な使い方の技法について学ぶ．分子シミュレーションから得られる様々な情報についてその背景を学習し，実際に計算結果の解析をおこなって実験結果との比較などおこない習得する．
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：コンピュータ・シミュレーションとは何か
分子シミュレーションのあらましについて解説
2[対面/face to face]：運動方程式の一般的な表し方
分子運動を記述するための古典力学の復習
3[対面/face to face]：多電子原子，分子の電子状態
電子状態を取り扱う量子力学の復習
4[対面/face to face]：分子軌道法入門
多電子原子の電子状態
5[対面/face to face]：分子軌道法入門
二原子分子の電子状態の計算
6[対面/face to face]：分子軌道法入門
振動・回転状態の計算
7[対面/face to face]：分子軌道法入門
赤外吸収とラマン散乱との比較
8[対面/face to face]：分子軌道の実際
熱力学的物理量の議論
9[対面/face to face]：分子軌道の実際
基底関数に関する依存性
10[対面/face to face]：分子軌道法の応用
近似法と精度
11[対面/face to face]：分子軌道法の応用
反応と解離，極限反応経路
12[対面/face to face]：密度汎関数法
メタノールの電子状態計算
13[対面/face to face]：クラスター計算
ナノグラフェンを例に
14[対面/face to face]：分子動力学計算の基礎
分子間相互作用の理解
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
レポート作成，テキスト・参考書による予習，復習など．
テキスト（教科書）Textbooks
岡崎 進・吉井範行著「コンピューター・シミュレーションの基礎」第2版
参考書References
M. P. Allen, D. J. Tildesley 「電子構造論による化学の探求」第二版ガウシアン社
James B Foresman Eleen Frisch 田崎健三
Donald A. McQuarrie 「Statistical Mechanics」HarperCollins
成績評価の方法と基準Grading criteria
レポートに加え，質疑，議論への参加度を考慮し，総合的に判定する．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
好評につきシミュレーションの実習を中心とした授業構成とする
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
本質的に情報機器利用する授業であるので貸与ノートPCの持参などについては授業内で指示を行う