Atomistica WORKSHOPS
Nauka za budućnost
Radionica: Od atoma do svojstava: uvod u atomističke proračune
O radionici
U okviru događaja „Nauka za budućnost“, radionica pod nazivom “Od atoma do svojstava: uvod u atomističke proračune” pruža uvod u savremene metode istraživanja molekula korišćenjem računarskih alata.
Polaznici će kroz praktičan rad upoznati osnove atomističkog modelovanja – pristupa koji omogućava da se svojstva molekula razumeju i predvide direktno na osnovu njihove strukture. Korišćenjem online platforme za proračune, Atomistica.online, učesnici će samostalno izvoditi proračune na odabranim molekulskim strukturama i analizirati rezultate, bez potrebe za prethodnim programerskim ili specijalizovanim znanjem.
Tokom radionice, učesnici će:
- naučiti kako se izračunava energija molekula i šta ona predstavlja
- istražiti kako promene u strukturi utiču na reaktivnost i stabilnost
- analizirati interakcije između molekula i materijala
- razumeti kako se savremeni materijali i funkcionalne molekulske strukture mogu dizajnirati pomoću računarskih metoda
Poseban akcenat biće stavljen na povezivanje strukture i svojstava molekula, kao i na primene u oblastima kao što su energetika, zaštita životne sredine i razvoj novih materijala.
Radionica je namenjena učenicima i studentima zainteresovanim za prirodne nauke (fiziku, hemiju, biologiju), kao i svima koji žele da steknu uvid u to kako se nauka danas razvija uz pomoć računarskih simulacija.
📌 Važna napomena:
Za učešće na radionici potrebno je da se unapred registrujete na platformi:
👉 https://atomistica.online/registration/
kako bi vam bio omogućen pristup alatima koji će se koristiti tokom rada.
Materijal za zadatke (molekulske strukture u .xyz formatu i tabele) možete skinuti klikom na dugme ispod
Zadaci i instrukcije
U ovom zadatku razmatra se kako izbor računarske metode utiče na izračunatu energiju molekula. Iako je geometrija sistema ista, različiti teorijski pristupi mogu dati značajno različite vrednosti ukupne energije. Kroz poređenje rezultata dobijenih primenom više metoda, ukazuje se na značaj doslednog izbora nivoa teorije u atomističkim proračunima i na ograničenja direktnog poređenja apsolutnih energija
Geometrijska optimizacija predstavlja prvi korak ka određivanju stabilne strukture molekula, ali sama po sebi ne garantuje da je pronađen minimum energije. U ovom zadatku analizira se veza između optimizovane strukture i vibracionih frekvencija sistema. Posebna pažnja posvećena je interpretaciji frekvencija kao indikatora stabilnosti molekulskog sistema.
Na konkretnom primeru razmatra se situacija u kojoj optimizacija ne dovodi do stabilne strukture. Analiza sistema sa negativnom frekvencijom omogućava razumevanje razlike između lokalnih minimuma i prelaznih stanja na potencijalnoj energetskoj površini. U okviru zadatka razmatraju se i mogući pristupi za dalju optimizaciju i korekciju strukture.
Ovaj zadatak se bavi uticajem funkcionalnih grupa na elektronska svojstva molekula. Na primeru derivata benzena analizira se kako različite supstitucije menjaju raspodelu elektronske gustine i vrednost HOMO–LUMO razmaka. Poseban akcenat stavljen je na razumevanje razlike između elektronski donorski i akceptorskih grupa i njihovog uticaja na reaktivnost sistema.
U ovom zadatku razmatraju se interakcije između molekula i površina kroz proračun energije vezivanja. Na primeru adsorpcije molekula H₂ na različite ugljenične strukture (grafen, dopirani grafen i zakrivljeni sistemi) analizira se kako hemijska modifikacija i geometrija utiču na jačinu interakcije. Ovakav pristup omogućava povezivanje strukture materijala sa njegovim funkcionalnim svojstvima.