Dades generals

Curs acadèmic:
2018
Descripció:
Postulats de la mecànica quàntica. Sistemes senzills. Àtoms hidrogenoides. Àtoms polielectrònics. Molècules Diatòmiques. Molècules Poliatòmiques. Mètode de Huckel. Bases de l'espectroscòpia. Interacció matèria-Radiació. Espectroscòpia molecular. Espectroscòpia Raman. Espectres electrònics. Espectres de ressonància magnètica nuclear i d'espin.
Crèdits ECTS:
6

Grups

Grup QM

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
EMILI BESALU LLORA  / PEDRO SALVADOR SEDANO  / SILVIA SIMON RABASEDA
Idioma de les classes:
Català (50%), Castellà (50%)

Competències

  • Capacitat per analitzar críticament a partir de la recollida d'informació i la interpretació de dades , situacions complexes i dissenyar estratègies creatives i innovadores per resoldre-les.
  • Planificar i avaluar la pròpia activitat i el propi aprenentatge i elaborar estratègies per millorar-los aplicant criteris de qualitat.
  • Utilitzar correctament la terminologia química : nomenclatura , convencions i unitats i aplicar conceptes , principis i teories relacionades amb les diferents àrees de la química.
  • Relacionar les propietats macroscòpiques de la matèria amb les característiques i estructura de les molècules individuals incloent biomolècules i macromolècules ( naturals i sintètiques ).
  • Aplicar els principis i teories de la reactivitat química a l'estudi dels compostos orgànics i inorgànics i al desenvolupament dels processos.
  • Interpretar i aplicar els principis fisicoquímics a la descripció de l'estructura i les propietats dels àtoms i les Molècules.
  • Aplicar processos metrològics per a l'obtenció d'informació de qualitat en la resolució de problemes qualitatius i quantitatius relacionats amb la identificació , caracterització i determinació de substàncies orgàniques i inorgàniques.

Continguts

1. Mecànica quàntica: postulats, operadors, funcions d’ona i sistemes senzills

          1.1. Definició de operadors i commutadors

          1.2. Notació bracket de Dirac

          1.3. Postulats de la mecànica quàntica

          1.4. Aplicació de la Mecànica Quàntica a sistemes senzills

2. Estructura electrònica I: Àtom d’hidrogen i àtoms hidrogenoides

          2.1. Plantejament de l’Equació de Schrödinger

          2.2. Els orbitals atòmics i les seves energies

          2.3. Unitats atòmiques

3. Estructura electrònica II: Àtoms polielectrònics

          3.1. Hamiltonià dels àtoms polielectrònics

          3.2. Aproximació orbital

          3.3. Principi d’antisimetria i d’exclusió de Pauli

          3.4. Productes de Hartree

          3.5. Determinant de Slater

          3.6. Correlació de spin o de bescanvi i multiplicitat de spin

          3.7. Acoblament spin-òrbita

          3.8. Regles de Hund

          3.9. Termes i nivells energètics

          3.10. Regles de selecció

          3.11. Efecte Zeeman

4. Estructura electrònica molecular I: Molècules diatòmiques

          4.1. Equació de Schrödinger molecular

          4.2. Aproximació de Born-Oppenheimer

          4.3. Teoria dels Orbitals Moleculars TOM

          4.4. Molècules polielectròniques

5. Estructura electrònica molecular II: Molècules poliatòmiques

          5.1. Aproximació de Hückel

6. Introducció a l'espectroscòpia molecular

          6.1. Tipus d'espectroscòpia. Interacció matèria-radiació

          6.2. Regles de selecció

          6.3. Transicions espontànies i induïdes. Coeficients d'Einstein

7. Espectres de rotació i vibració

          7.1. Espectres de rotació pura.

          7.2. Espectres de vibració

                    7.2.1. Anharmonicitat

                    7.2.2. Energia de dissociació

                    7.2.3. Molècules poliatòmiques. Modes normals

          7.3. Espectres de rotació-vibració

          7.4. Espectres Raman

8. Espectres electrònics

          8.1. Principi de Franck-Condon

          8.2. Tipus de transició

          8.3. Fluorescència, fosforescència i conversió interna

9. Espectres de ressonància magnètica

          9.1. Interacció matèria - camp magnètic

          9.2. Ressonància magnètica nuclear

                    9.2.1. Desplaçament químic

                    9.2.2. Medició dels espectres i transformació de Fourier

                    9.2.3. Acoblament spin-spin

          9.3. Ressonància de spin electrònic

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 36 12 48
Classes pràctiques 12 12 24
Elaboració de treballs 3 45 48
Prova d'avaluació 6 24 30
Total 57 93 150

Bibliografia

  • Atkins, P. W.|q(Peter William) (2006 ). Atkins' physical chemistry (8th ed.). Oxford [etc.]: Oxford University Press. Catàleg
  • Levine, Ira N (2004 ). Físicoquímica (5ª ed.). Madrid: McGraw-Hill. Catàleg
  • Atkins, P. W.|q(Peter William) (cop. 1999 ). Química física (6a ed.). Barcelona: Omega. Catàleg
  • Levine, Ira N (1977 ). Química cuántica . Madrid: AC. Catàleg
  • Raff, Lionel M (cop. 2001 ). Principles of physical chemistry . Upper Saddle River: Prentice Hall. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Examen d'avaluació continuada dels temes 1-5 (Recuperable) Resolució de problemes i altres exercicis, incloent-hi qüestions teòriques 35
Examen d'avaluació continuada dels temes 6-9 (Recuperable) Resolució de problemes i altres exercicis, incloent qüestions teòriques 35
Treball sobre estructura molecular i simulació d'espectres (No recuperable) Entrega de treball realitzat individualment o en parelles sobre estructura molecular i la simulació d'un espectre. Es basa en posar en comú el que s'ha durant l'assignatura. Aquest treball constarà d'una part de càlcul, l'entrega d'un informe escrit i la presentació de resultat davant els companys. Aquesta activitat no és recuperable. 30

Qualificació

El mòdul està forma per dos blocs: a) Quimica Quàntica i b) Espectroscopia, que estan relacionats entre ells, tot i que el professorat serà diferent.

L'avaluació consta de un 30% de part NO RECUPERABLE i un 70% de part RECUPERABLE.

PART RECUPERABLE:

Aquesta constarà d'un examen escrit per cadascun dels blocs (cadascun representarà un 35% de la nota total.

PART NO RECUPERABLE

Constarà d'un treball relacionat amb tota l'assignatura. Aquest treball es començarà a principi de curs, durant el bloc de Química Quàntica, i es continuarà durant el bloc de Espectroscòpia. Es demanaran entregues parcials, però es tractarà d'un sol treball. Al final se n'escriurà un informe i es presentaran els resultats en forma de presentació oral. El treball es portarà a terme en grups petits (parelles)

La Nota de la Part No recuperable (treball) representa un 30% del total.


Per superar l'assignatura cal cumplir els dos requisits següents:
-Que la nota final de l'EXAMEN de cada bloc sigui igual o superior a 4/10.
-Que la nota final de l'assignatura sigui igual o superior a 5/10.


Finalment, en cas d'incomplir algun dels dos requisits l'estudiant tindrà la opció de recuperar fins al 70% de la nota mitjançant els exàmens de recuperació dels dos blocs. L'estudiant haurà de fer la/les part/s necessàries per tal de cumplir els dos requisits. La nota d'aquesta prova defineix de nou la totalitat de la nota de la part recuperable de l'assignatura.

No és obligat accedir a la recuperació. Si es renuncia a accedir a aquesta prova es mantindrà la nota assolida en primera instància.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
Només es qualificarà l'assignatura com a "No presentat" quan no s'hagi comparegut a cap dels dos exàmens d'avaluació continuada ni al exàmen de recuperació.

Observacions

Recomanem i encoratjem a tots els alumnes a participar activament en totes les activitats docents. Els coneixements i competències que s’han d’adquirir per assolir els mínims requerits en aquesta assignatura, són molt més fàcils d’assimilar si es treballa l’assignatura des del primer dia.
En la Part de Química Quàntica els primers dies 3-4 s'expliquen els conceptes bàsics que aniràn apareixent durant tota la resta del curs. És CLAU tenir clara aquesta base.

També recomanem utilitzar des del primer dia les hores de tutoria amb el professors per resoldre qualsevol dubte o comentari sobre el desenvolupament de l’assignatura, incloent aspectes no acadèmics. També aconsellem que els alumnes participin activament a les classes de teoria i problemes, tant preguntat sobre qualsevol concepte que no s’hagin explicat de manera prou clara, com realitzant comentaris per millorar el desenvolupant de l’assignatura.

Insistim en la necessitat d'anar al dia amb l'assigantura, ja que es tracta de conceptes bastant abstractes. Per això tornem a recomanar demanar tutories al professorat en el cas hipotètic de que no es segueixi.

Assignatures recomanades

  • Complements de química
  • Fonaments de química
  • Matemàtiques