Dades generals

Curs acadèmic:
2017
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:
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
Anàlisi / estudi de casos 1 6 7
Classes expositives 36 0 36
Classes pràctiques 12 0 12
Elaboració de treballs 0 30 30
Prova d'avaluació 5 30 35
Resolució d'exercicis 0 30 30
Total 54 96 150

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 (No Recuperable) Resolució de problemes i altres exercicis, incloent-hi qüestions teòriques 15
Examen d'avaluació continuada dels temes 1-5 (Recuperable) Resolució de problemes i altres exercicis, incloent-hi qüestions teòriques 30
Resolució d'exercicis temes 1-5 (No recuperable) Lliurament periòdic (setmanal) d'exercicis del llibret dels temes 1-5 5
Examen d'avaluació continuada dels temes 6-9 (Recuperable) Resolució de problemes i altres exercicis, incloent qüestions teòriques 30
Examen d'avaluació continuada dels temes 6-9 (No Recuperable) Resolució de problemes i altres exercicis, incloent qüestions teòriques 15
Treball sobre simulació d'espectres (No recuperable) Entrega de treball realitzat individualment sobre la simulació d'un espectre. Es basa en posar en comú el que s'ha durant l'assignatura. Aquesta activitat no és recuperable. 5

Qualificació

El mòdul està forma per dos blocs: a) Quimica Quàntica i b) Espectroscopia.

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 tenint en compte totes les activitats d'avaluació sigui igual o superior a 5/10.

A) Pel que fa al bloc de Química Quàntica (sobre 50% de la nota)
Una part de l'avaluació (10%) consistirà en el lliurament setmanal d'exercicis del llibret de problemes. Abans de la data límit es proporcionarà la solució dels exercicis, i es demanarà als estudiants respondre un qüestionari sobre les dificultats que hagin pogut tenir per resoldre'ls. La resposta a aquests qüestionari és obligatòria per a poder aconseguir una avaluació positiva.
La resta de l'avaluació consistirà en un examen parcial (90%), que tindrà una part NO RECUPERABLE (30%) i una part RECUPERABLE (60%).

B) Pel que fa al bloc d'Espectroscopia (sobre 50% de la nota)
Una part de l'avaluació (10%) consitirà en un treball (o recull d'exercicis) sobre la simulació d'un espectre per a una molècula diatòmica (cada estudiant una de diferent). Aquest exercici/treball es proposarà a principi del bloc i es podrà anar completant durant les diferents lliçons.
La resta de l'avaluació consistirà en un examen parcial (90%), que tindrà una part NO RECUPERABLE (30%) i una part RECUPERABLE (60%).


Finalment, en cas d'incomplir algun dels dos requisits l'estudiant tindrà la opció de recuperar fins al 60% de la nota mitjançant els examens 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.

Assignatures recomanades

  • Complements de química
  • Fonaments de química
  • Matemàtiques