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Guía docente 2014-15 - 10312007 - Estructura atómico-molecular y espectroscopia
| TITULACIÓN: | Grado en Química |
| CENTRO: | FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES |
| CURSO: | 2014-15 |
| ASIGNATURA: | Estructura atómico-molecular y espectroscopia |
| NOMBRE: Estructura atómico-molecular y espectroscopia | |||||
| CÓDIGO: 10312007 | CURSO ACADÉMICO: 2014-15 | ||||
| TIPO: Obligatoria | |||||
| Créditos ECTS: 6.0 | CURSO: 3 | CUATRIMESTRE: PC | |||
| WEB: http://dv.ujaen.es/docencia/goto_docencia_crs_275892.html | |||||
| NOMBRE: FERNÁNDEZ GÓMEZ, MANUEL | ||
| IMPARTE: Teoría - Prácticas [Profesor responsable] | ||
| DEPARTAMENTO: U127 - QUÍMICA FÍSICA Y ANALÍTICA | ||
| ÁREA: 755 - QUÍMICA FÍSICA | ||
| N. DESPACHO: B3 - 104 | E-MAIL: mfg@ujaen.es | TLF: 953212148 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/58087 | ||
| URL WEB: - | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5707-9552 | ||
No se piden
Es una materia obligatoria incluida en el Módulo Fundamental que se imparte en el 1er. Cuatrimestre del 3er. curso
No se establecen
El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.| Código | Denominación de la competencia |
| B3 | Comunicación oral y escrita en la lengua nativa |
| C4 | Adquirir las bases para aplicar y evaluar los principios de la espectroscopía y las técnicas principales de investigación estructural. |
| C6 | Aplicar los principios de mecánica cuántica en la descripción de la estructura y propiedades de átomos y moléculas. |
| Q1 | Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con la Química. |
| Q2 | Capacidad para aplicar dichos conocimientos a la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados. |
| Q5 | Competencia para presentar, tanto en forma escrita como oral, material y argumentación científica a una audiencia especializada. |
| Resultados de aprendizaje | |
| Resultado 312005B | Utiliza el razonamiento crítico |
| Resultado 312005C | - Demuestra el conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con la Química. |
| Resultado 312005D | - Aplica dichos conocimientos a la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados. |
| Resultado 312005E | - Presenta, tanto en forma escrita como oral, material y argumentación científica a una audiencia especializada. |
| Resultado 312007A | Mejora la comunicación oral y escrita en lengua nativa. |
| Resultado 312007F | - Conoce las técnicas principales de investigación estructural, incluyendo espectroscopía. |
| Resultado 312007G | - Conoce los principios de mecánica cuántica y su aplicación en la descripción de la estructura y propiedades de átomos y moléculas. |
| Resultado 312007H | - Conoce los aspectos estructurales de los elementos químicos y sus compuestos, incluyendo estereoquímica. |
Química cuántica: aplicación de la mecánica cuántica al estudio de sistemas sencillos, de los átomos y de las moléculas. La interacción entre la radiación electromagnética y la materia. Espectroscopias de absorción, emisión y de dispersión Raman. Espectroscopias de resonancia magnética de espín.
Lección 1.- Fundamentos de la Mecánica Cuántica (3 horas)
*Orígenes de la mecánica cuántica
*Operadores. Ecuaciones en valores propios
*Operadores hermíticos. Conmutabilidad
*Postulados de la Mecánica Cuántica
*Principio de superposición
Lección 2.- Aplicación de la Mecánica Cuántica a algunos sistemas sencillos (2 horas)
*La partícula libre en una dimensión
*La partícula en la caja de potencial unidimensional
*La partícula en la caja de potencial bi y tridimensional. Degeneración
*El efecto túnel
*El oscilador armónico
Lección 3.- Métodos aproximados en Mecánica Cuántica (3 horas)
*Método de variaciones
*Método de variaciones lineales
*Método de perturbaciones
*Método de perturbaciones de estados degenerados
*Método de perturbaciones dependientes del tiempo
Lección 4.- El momento angular en Mecánica Cuántica (3 horas)
*Operadores de momento angular
*El rotor rígido
*Acoplamiento de momentos angulares
*Operadores Ladder. Funciones propias de momento angular acoplado
Lección 5.- Estructura atómica (3 horas)
*El átomo de hidrógeno
*Propiedades de la función radial
*Momento angular orbital
*El spin electrónico
*Orbitales atómicos y estados en el átomo de hidrógeno.
*Configuración electrónica. Principio del aufbau
*Interacción spin-orbita en átomos polielectrónicos
Lección 6.- Estructura electrónica de moléculas diatómicas (3 horas)
*La molécula de hidrógeno y otras diatómicas homonucleares: Métodos CLOA y EV
*Interacción de configuraciones
*Términos electrónicos moleculares
*Moléculas diatómicas heteronucleares
Lección 7.- Estructura electrónica de moléculas poliatómicas (3 horas)
*Enlaces localizados
*Hibridación de orbitales. Diversos esquemas de hibridación
*Enlaces deslocalizados
*Compuestos orgánicos conjugados. Método Hückel
Lección 8.- Interacción radiación-materia (3 horas)
*Procesos de absorción y emisión de radiación. Coeficientes de Einstein
*Reglas de selección
*Anchura e intensidad de las líneas espectrales. Ley de Lambert Beer
*Dispersión inelástica de la luz. Efecto Raman
Lección 9.- Espectroscopía de vibración-rotación de moléculas diatómicas (3 horas)
*Tratamiento básico de la vibración y de la rotación
*Distorsión centrífuga
*Acoplamiento vibración-rotación
*Anarmonicidad vibracional. Reglas de selección
*Constantes espectroscópicas a partir de los espectros vibracionales
*Análisis de los espectros de microondas
Lección 10.- Espectros de vibración y rotación de moléculas poliatómicas (3 horas)
*Espectroscopía rotacional de moléculas lineales
*Espectroscopía vibracional de moléculas poliatómicas
*Frecuencias características
*Estados rotacionales de moléculas poliatómicas no lineales
Lección 11.- Espectroscopía electrónica (3 horas)
*Espectros atómicos. Características generales y reglas de selección
*Espectros electrónicos de moléculas diatómicas. Estructura vibracional y principio de Franck-Condon
*Moléculas poliatómicas: grupos cromóforos y transiciones d-d
*Espectros de emisión: Fluorescencia y fosforescencia
Lección 12.- Espectroscopía de resonancia magnética (3 horas)
*El spin nuclear
*Energías de los estados de spin nuclear
*Acoplamiento spin-spin
*Espectros de resonancia de spin electrónico
*Efecto de campos externos: Efecto Stark y Efecto Zeeman
| ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
|---|---|---|---|---|---|
A1 - Clases expositivas en gran grupo
|
38.0 | 57.0 | 95.0 | 3.8 |
|
A2 - Clases en grupos de prácticas
|
20.0 | 30.0 | 50.0 | 2.0 |
|
A3 - Tutorías colectivas
|
2.0 | 3.0 | 5.0 | 0.2 | |
| TOTALES: | 60.0 | 90.0 | 150.0 | 6.0 |
La exposición de la materia se hará a lo largo de 35 horas de exposición magistral. Se distribuirán, oportunamente, unas relaciones de problemas para ser resueltos por los estudiantes. Estos expondrán sus resultados ante el profesor y sus compañeros. Cada grupo en que se organice el curso dispondrá de un total de 20 horas de actividades dirigidas.
| ASPECTO | CRITERIOS | INSTRUMENTO | PESO |
|---|---|---|---|
| Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales | Asistencia a clase y participación (siempre que la nota antes de normalización en los dos conceptos anteriores sea igual o superior a 5) | Control de asistencia, exposición y debate | 10.0% |
| Conceptos teóricos de la materia | Formación Teórica | Examen Escrito | 50.0% |
| Realización de trabajos, casos o ejercicios | Formación Práctica | Examen Escrito | 40.0% |
El examen constará de cuestiones de desarrollo medio y problemas. Podrá sumar hasta 7 puntos
Para aplicar las contribuciones de actividades y asistencia a la nota final, la nota de los exámenes de teoría y problemas, antes de normalización, deben ser igual o superior a 4.
Las competencias evaluadas con cada instrumento de
evaluación son:
Examen de teoría: Q5, Q1, C4.
Examen de problemas: Q1, Q2, Q5, C6.
Actividades y asistencia: C6, Q2, Q1, Q5.
- Quantum chemistry. Edición: 6th ed.. Autor: Levine, Ira N.. Editorial: Upper Saddle River, N.J. : Pearson Prentice Hall, c2009. (C. Biblioteca)
- Química física. Edición: -. Autor: -. Editorial: Barcelona: Ariel, cop. 2002 (C. Biblioteca)
- Problemas de química física. Edición: -. Autor: -. Editorial: Las Rozas (Madrid): Delta, cop. 2007 (C. Biblioteca)
- Modern spectroscopy. Edición: 4th ed. Autor: Hollas, J. Michael. Editorial: Chichester [etc.]: John Wiley & Sons, cop. 2003 (C. Biblioteca)
- Quantum chemistry and molecular spectroscopy . Edición: Englewood Cliffs, New Jersey : Prentice-Hall, 1992. Autor: Dykstra, Clifford E. Editorial: - (C. Biblioteca)
- Molecular quantum mechanics. Edición: 5th ed. Autor: Atkins, Peter W. Editorial: Oxford [etc.]: Oxford University Press, 2011 (C. Biblioteca)
| Semana | A1 - Clases expositivas en gran grupo | A2 - Clases en grupos de prácticas | A3 - Tutorías colectivas | Trabajo autónomo | Observaciones | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nº 1 10 - 14 sept. 2014 |
3.0 | 0.0 | 0.0 | 4.5 | ||
| Nº 2 15 - 21 sept. 2014 |
4.0 | 1.0 | 0.0 | 7.5 | ||
| Nº 3 22 - 28 sept. 2014 |
4.0 | 2.0 | 0.0 | 9.0 | ||
| Nº 4 29 sept. - 5 oct. 2014 |
4.0 | 1.0 | 0.0 | 7.5 | ||
| Nº 5 6 - 12 oct. 2014 |
4.0 | 2.0 | 0.0 | 9.0 | ||
| Nº 6 13 - 19 oct. 2014 |
1.0 | 1.0 | 0.0 | 3.0 | ||
| Nº 7 20 - 26 oct. 2014 |
0.0 | 1.0 | 1.0 | 3.0 | ||
| Nº 8 27 oct. - 2 nov. 2014 |
3.0 | 3.0 | 0.0 | 9.0 | ||
| Nº 9 3 - 9 nov. 2014 |
1.0 | 1.0 | 0.0 | 3.0 | ||
| Nº 10 10 - 16 nov. 2014 |
2.0 | 1.0 | 0.0 | 4.5 | ||
| Nº 11 17 - 23 nov. 2014 |
1.0 | 2.0 | 0.0 | 4.5 | ||
| Nº 12 24 - 30 nov. 2014 |
3.0 | 2.0 | 0.0 | 7.5 | ||
| Nº 13 1 - 7 dic. 2014 |
1.0 | 1.0 | 0.0 | 3.0 | ||
| Nº 14 8 - 14 dic. 2014 |
3.0 | 2.0 | 0.0 | 7.5 | ||
| Nº 15 15 - 19 dic. 2014 |
4.0 | 0.0 | 0.0 | 6.0 | ||
| Período no docente: 20 dic. 2014 - 6 ene. 2015 | ||||||
| Nº 16 7 - 9 ene. 2015 |
0.0 | 0.0 | 1.0 | 1.5 | ||
| Total Horas | 38.0 | 20.0 | 2.0 | 90.0 | ||