1. Квантовая механика и строение молекул. Образование химической связи при понижении энергии совокупности атомов. Критерий адиабатичности. Методы МОЛКАО и ВС. Строение H2. Кулоновский и обменный интегралы.
2. Строение простейших молекул:H2, Li2, LiH . Принцип Паули и межэлектронное отталкивание. Порядок, энергия и длина связи
3. Строение простейших двух- и трехатомных молекул (H2,O2,N2,CH2,CO2). Сигма и пи - молекулярные орбитали. Нелинейные трехатомные и многоатомные молекулы (H202,NH3), построение простейших молекулярных орбиталей
4. Гибридизация орбиталей, строение молекул CH2,CH3,CH4. Гибридизация как удобный математический метод описания перераспределения электронной плотности при образовании молекул.
5. Типы химических связей.
6. Физико-химические проявления межмолекулярных взаимодействий. Классификация межмолекулярных взаимодействий (дальнодействующие, короткодействующие, взаимодействия на промежуточных расстояниях).
7. Характеристика различных типов межмолекулярного взаимодействия: прямые электростатические взаимодействия, мультипольное разложение, поляризационное взаимодействие (индукционные и дисперсионные силы). Полуэмпирические модельные потенциалы
8. Разделение энергии молекул на части, порядок вращательной, колебательной и электронной энергии. Вращательные, колебательные и электронные спектры. Колебательная структура электронных полос, принцип Франка-Кондона.
9. Фундаментальные основы методов молекулярного моделирования. Модели и типы методов. Молекулярные и грубозернистые модели.
10. Методы, основанные на решении уравнений движения. Молекулярная динамика. Алгоритмы и численные схемы. Точность, эффективность, скорость. Статические и динамические свойства. Анализ траекторий. Применение в различных ансамблях. Грубозернистые методы. Доступные программные пакеты с открытым кодом.
11. Методы Монте-Карло в статистической термодинамике. Математическая база (стохастические процессы, статистическая механика). Алгоритмы в различных ансамблях
12. Методы вычисления свободных энергий
13. Специфика моделирования макромолекул и кристаллических сред

Основная литература

1. Маррел Дж, Кеттл С., Теддер Дж. Химическая связь. М.:Мир, 1980.
2. Дж.Н.Израелашвили. Межмолекулярные и поверхностные силы. Перевод с англ. Под ред И.В.Яминского. 2-е изд. - Москва : Научный мир, 2011. - 431 с.
3. Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия.М.,1962
4. Frenkel D, Snit B. Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications (Computational Science Series, Vol 1) 2nd Edition. Press, 2001.
5. Хёльтье Х.Д., Зиппль В., Роньян Д., Фолькерс Г. Молекулярное моделирование (теория и практика) Под редакцией В.А.Палюлина и Е.В.Радченко М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.- 318 с.
6. Замалин, В.М., Норман, Г.Э., Филинов, В.С. Метод Монте-Карло в статистической термодинамике. М.: Наука, 1977