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Academic Year/course: 2021/22

543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis

60457 - Molecular modelling

Syllabus Information

Academic Year:
60457 - Molecular modelling
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis
Second semester
Subject Type:

1. General information

1.1. Aims of the course

Computational chemistry results are becomming more common in the chemical literature. This subject tries to introduce the student in this methodology. In order to achieve it the neccessary basic theoretical background will be presented which, at least, will enable the students to make a critical understanding of their readings.

An important part is the comprehension of the computational chemistry methodology an in order to grasp it some simple practical applications will be performed.

The aims of the course relate to the UN Sustainable Development Goals (SDG) ( and contribute, in some way, to the goals 4, education; 7, clean energy; and 12, sustainable consumption and production.


1.2. Context and importance of this course in the degree

Molecular Modeling is a 2 ECTS optional subject for the second period of the academic year. This subject is part of the Structural Characterization module. As the use of computational chemistry tools is becoming of increasing application in all areas of the chemical sciences it is necessary for the non-specialist to understand the use, application, dificulties an limits of the methods of computational chemistry in the study of chemical compounds and its reactivity.

1.3. Recommendations to take this course

Previous background on Quantum Chemistry (at the level of a general Chem. Phys. course) is recommended. Working knowledge of UNIX/Linux o.s.'s can be useful but it is not required.

2. Learning goals

2.1. Competences

To understand the meaning of the terminology used reporting the results of computational chemistry studies which the students will come accros in the chemical literature.

To know the grounds of the computational chemistry methods which the students will found in the most usual chemical bibliography.

To be able to plan in their work, in an elemental way, the necessary steps to carry out a computational study by themselves or by collaboration with specialists.

To be able to describe in their reports the relevant results to their work found by collaboration with specialists in the field of computational chemistry.

2.2. Learning goals

To understand the computational chemistry methodology used in the study of organic or inorganic molecules and must be able to use them properly in order to analyze the molecular structure, spectrocopic properties and chemical reactivity, including the reaction mechanisms.

To understand the theoretical component of a theoretical/experimental combined study and assess the relevance of the theoretical part.

To understand the concept of potential energy surface (PES), how it is explored and represented and its relationship whith the reaction mechanism.

To understand the way that molecular orbitals, electron population analysis, electron densities or molecular electrostatic potential can be used in order to interpret the chemical bonding and molecular reactivity.

Understand the role of solvent and solvation on the chemical reactivity and how can be treated from theoretical methods.

To apply computational chemistry concepts to the analysis and problem solution in chemistry and to the comprehension of synthesis, structure and reactivity of molecules.

2.3. Importance of learning goals

The relevance of the acquired competences are a consecuence of the increasing general application in the chemical sciences of computational chemistry along to experimental results.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

Continous assesment is based on:

1.- Assignements of problems or teoretical-practical questions (20%).

2.- Practical work (computer lab) (20%).

3.- Final exam: problem solution and theoretical-practical questions (60%).

The final mark will be the best of:

0.2*(Problems and questions)+0.2*(Practical work)+0.6*(Final exam) or (Final exam)

The number of official examination calls per registration and their use will be subjected to the statements of the Regulation of Permanence in Master Studies and the Regulation of the Learning Assessment ( The latest document will also regulate the general design and scoring criteria of the assessment activities, as well as the exam schedules and timetable for the post-examination review.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, problem-solving, and seminars with emphasis on student participation. During the course practical work (computer lab) will be carried out in order to apply the contents of lectures. Finally, in seminars, students with present, analyze, and discuss research papers.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • Lectures (1.2 ECTS).
  • Problem-solving sessions and seminars (0.2 ECTS).
  • Computer lab sessions (0.6 ECTS).
  • Guided assignments.
  • Tutorials.

Teaching and assessment activities will be carried out in the classroom with all students onsite unless, due to the health situation, the provisions issued by the competent authorities and the University of Zaragoza arrange to carry them out by telematics means or in a reduced rotating capacity.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

Topic 1. Introduction to Computational Chemistry.

Topic 2. Introduction to computational environments and programs of use in chemistry.

Topic 3. The concept of potential energy surface.

Topic 4. Empirical methods: Molecular mechanics, fundamentals, applications and limits.

Topic 5. Quantum chemistry methods: WFT y DFT.

Topic 6. Analysis of outputs: Study of wavefunction. Molecular properties.

Topic 7. Solvation and solvent effects.

Topic 8. Applications to structural analysis, molecular reactivity and reaction mechanisms.

Topic 9. Use of computational chemistry programs.

4.4. Course planning and calendar

The course runs during the second semester in weekly two-hour sessions. The information about schedules, calendars and exams is available at the websites of the Sciences Faculty,, and the Master,

Handouts and class notes will be available at the reprography services or through the University's virtual platform

Essay presentations will be carried out according to the calendar which will be announced in advance.

Curso Académico: 2021/22

543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea

60457 - Modelización molecular

Información del Plan Docente

Año académico:
60457 - Modelización molecular
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura pretende introducir al alumno en los métodos de la química computacional ya que los resultados computacionales son una parte, cada vez más habitual, de los resultados presentados en la bibliografía primaria en Química. Para ello, se presentará al alumno la base teórica necesaria para que, al menos, sea capaz de comprender críticamente los resultados presentados.

Una parte importante es la comprensión de la metodología de los estudios computacionales, para lo se realizará alguna aplicación práctica sencilla.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro, en particular en relación con los objetivos: 4, educación de calidad; 7, energía asequible y no contaminante; y 12, producción y consumo responsables.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura Modelización Molecular es una asignatura optativa de 2 ECTS que se imparte en el segundo cuatrimestre. La asignatura se encuadra dentro del módulo Caracterización Estructural. Dado el uso creciente de las herramientas de química computacional y teórica en todos los ámbitos la química, se considera necesario que el alumno, no especializado en química teórica, sea capaz de comprender los usos, aplicaciones, dificultades y limitaciones de los métodos de la química computacional en el estudio de los compuestos y su reactividad.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Es recomendable tener conocimientos previos de Química Cuántica (nivel Grado o Licenciatura, prioritariamente en Química). El conocimiento de sistemas operativos UNIX/Linux (nivel de usuario) puede ser útil, aunque no se requiere.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Comprender el significado de la terminología con la que se presentan los resultados de los estudios de química computacional en la bibliografía química.

Comprender el fundamento de los métodos de química computacional, que se le presenten en el manejo de la bibliografía química habitual.

Plantear, de modo elemental, los pasos necesarios para realizar un estudio computacional de, por sí mismo o en colaboración con especialistas.

Presentar en sus trabajos, de modo crítico, los resultados de química computacional relevantes, obtenidos mediante la colaboración con especialistas en dicho campo.

2.2. Resultados de aprendizaje

Comprender los métodos de química computacional usados en el estudio de moléculas orgánicas o inorgánicas y ser capaz de usarlos adecuadamente para el estudio de la estructura molecular, las propiedades espectroscópicas y la reactividad química, incluyendo los mecanismos de reacción.

Comprender la componente teórica de un estudio combinado experimental/computacional y valorar la relevancia de la aportación teórica.

Comprender el concepto de superficie de energía potencial, cómo se explora y representa, y su relación con el mecanismo de una reacción.

Comprender cómo los orbitales moleculares, los análisis de población electrónica, las densidades electrónicas o los potenciales electrostáticos moleculares pueden usarse en la interpretación del enlace químico y la reactividad.

Comprender el papel del disolvente y la solvatación en la reactividad química y cómo puede tratarse desde un punto de vista teórico.

Aplicar los conceptos derivados de la química computacional al análisis y resolución de problemas químicos, así como a la comprensión de la síntesis, estructura y reactividad de los compuestos químicos.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La relevancia de las competencias adquiridas se deriva de la expansión del uso química computacional en todos los ámbitos de la química, dado que se ha convertido en una herramienta presente en química incluso como complemento de estudios experimentales.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

La evaluación continua de esta asignatura está basada en las siguientes actividades con la ponderación que se indica:

1.- Controles de resolución de problemas y cuestiones teórico-prácticas (20 %).

2.- Trabajos de carácter práctico (20 %).

3.- Prueba escrita a realizar en el periodo de evaluación global basada en la resolución de problemas y cuestiones teórico-prácticas (60 %).

La calificación final será la mejor de las siguientes notas:

NOTA 1 = 0,2 x nota de controles + 0,2 x nota del trabajo presentado + 0,6 x nota prueba escrita global

NOTA 2 = nota prueba escrita global

El número de convocatorias oficiales de examen a las que la matrícula da derecho (2 por matrícula) así como el consumo de dichas convocatorias se ajustará a la Normativa de Permanencia en Estudios de Máster y al Reglamento de Normas de Evaluación del Aprendizaje (, y de acuerdo a la misma se hará público el horario, lugar y fecha en que se celebrará la revisión al publicar las calificaciones.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje diseñado para la asignatura está basado en clases expositivas de carácter participativo que se complementarán con clases de resolución de problemas, seminarios y tutorías. A lo largo del curso se realizarán ejercicios prácticos que desarrollen e ilustren el contenido de dichas clases magistrales, así como prácticas de cálculo computacional. El proceso de aprendizaje se complementará con el análisis, exposición y discusión de artículos de investigación recientes que presenten el uso de métodos computacionales.

4.2. Actividades de aprendizaje

Clases expositivo-participativas (1.2 ECTS).

Resolución de problemas y seminarios (0.2 ECTS).

Prácticas con ordenador (0.6 ECTS).

Trabajos dirigidos.

Tutorías en grupo reducido o personalizadas.

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.

4.3. Programa

El programa de la asignatura consta de los siguientes temas:

1. Introducción a la química computacional.

2. Introducción al uso de entornos computacionales y programas de aplicación en química.

3. Concepto de superficie de potencial.

4. Métodos empíricos: Mecánica molecular, fundamentos, aplicaciones y limitaciones.

5. Métodos teóricos químico cuánticos WFT y DFT.

6.- Estudio de resultados: Análisis de la función de onda. Propiedades moleculares.

7.- Solvatación y efecto del disolvente.

8.- Aplicaciones al estudio de la estructura, reactividad molecular y mecanismos de reacción.

9.- Uso de programas de química computacional.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Las actividades programadas se realizarán durante el segundo semestre en sesiones de dos horas semanales. Toda la información sobre horarios, calendario y exámenes está disponible en la página web de la Facultad de Ciencias ( y en la web del Máster (

La presentación de trabajos se realizará de acuerdo al calendario que se anunciará oportunamente con suficiente antelación.

En reprografía y/o a través del Anillo Digital Docente ( se proporcionará al alumno diverso material docente preparado por los profesores de la asignatura.

Las actividades programadas se realizarán durante el segundo semestre en sesiones de dos horas semanales. Toda la información sobre horarios, calendario y exámenes se publica en la web de la Facultad de Ciencias:, y en la web del Máster:

La presentación de trabajos se realizará de acuerdo al calendario que se anunciará oportunamente con suficiente antelación.