Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
Zeolites. MOFs. Polímers. Materials amb propietats elèctriques, magnètiques, òptiques i mecàniques.
Crèdits ECTS:
6

Grups

Grup QM

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
XAVIER RIBAS SALAMAÑA  / MARIA ISABEL ROMERO GARCIA
Idioma de les classes:
Català (80%), Anglès (20%)

Competències

  • Saber comunicar-se oralment i per escrit en l'àmbit científic i professional , utilitzant les llengües pròpies i l'anglès.
  • Treballar en equip contribuint a l'elaboració de projectes específics i multidisciplinaris.
  • 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.
  • 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.
  • Desenvolupar la redacció i planificar la direcció i execució de projectes relacionats amb l'àmbit de treball.

Continguts

1. TEMA 1. Zeolites

          1.1. Definició, composició i estructura. Cavitats i Canals 1.2. Síntesis de les zeolites 1.3. Caracterització de les zeolites 1.3.1. Difracció de raigs X 1.3.2. Difracció de neutrons 1.3.3. RMN d’estat sòlid 1.4. Usos de les zeolites 1.4.1. Agents deshidratants 1.4.2. Intercanviadors de ions 1.4.3. Adsorbents 1.4.4. Catalitzadors 1.5. Zeolites tipus vaixell en ampolla

2. TEMA 2. Metal Organic Frameworks

          2.1. 2.1. Definició, composició i estructura. Cavitats i Canals 2.2. Síntesis de MOFs 2.3. Caracterització dels MOFs 2.4. Usos dels MOFs

3. TEMA 3. Polímers

          3.1. Definicions 3.2 Tipus de Monòmers 3.3 Tipus de polímers 3.4 Nomenclatura de polímers 3.5 Pes molecular 3.6 Estructura tridimensional dels polímers 3.7 Variació del Veff amb la Ta 3.8 Classificació dels polímers segons les seves propietats mecàniques 3.9 Classificació dels polímers segons el seu comportament amb la temperatura

4. TEMA 4. Mecanismes de polimerització

          4.1. Mecanismes de polimerització 4.2. Polimerització gradual 4.3. Expressió cinètica 4.4. Distribució de masses moleculars en les polimeritzacions de creixement gradual 4.5. Expressions cinètiques de les reaccions radicalàries 4.6. Termodinàmica de les reaccions radicalàries 4.7. Polimerització d’addició aniònica 4.8. Polimerització d’addició catiònica 4.9. Tractaments Cinètics

5. TEMA 5. Copolímers

          5.1. Definició 5.2. DRIFTS de composició 5.3. Tractament cinètic de la copolimerització 5.4. Definicio de f i F 5.5. Casos particulars

6. TEMA 6. Estereoquímica de polímers i Determinació de Pesos Moleculars

          6.1. Tipus d’isomeria a) Isomeria arquitectural b) Isomeria orientacional c) Isomeria configuracional d) Isomeria geomètrica 6.1.2. Tacticitat 6.1.3. Síntesi estereoespecífica de polímers

          6.2. Determinació Pes Molecular de Polímers. Distribució de Pesos Moleculars. Mètodes Absoluts i Mètodes Relatius. Solubilitat des Polímers.Densitat d'energia de cohesió. Paràmetres de solubilitat. Propietats Coligatives i nombre promig de pes molecular. Determinació de PM mitjançant pressió osmòtica. Dispersió de la llum per la mesura de la massa molecular absoluta. Ultracentrifugació. Mètodes directes; Viscositat, òsmometria en fase vapor, cromatografia de permeació en gel.

7. TEMA 7 – Propietats elèctriques dels sòlids

          7.1. Propietats Elèctriques dels Sòlids 7.2 Conductivitat elèctrica 7.3. Teoria de Bandes a) Nivell de Fermi b) Densitat d’estats 7.4. Teoria de l’electró lliure 7.5. Elements del Grup 14 (C, Si, Ge, Sn, Pb): aïllants, semiconductors i metalls 7.5.1 Semiconductors intrínsecs i extrínsecs 7.5.2. Unions p-n (diodes rectificadors) 7.6. Òxids i sulfurs de metalls de transició: diferents comportaments elèctrics A) Monòxids (M2+O2-) B) Diòxids i disulfurs (M4+(O2-)2) C) Òxids no-estequiomètrics tipus MO D) Espineles E) Perovskites 7.8. Supercondutors 7.8.1. Teoria de la Superconductivitat 7.8.2. Aplicacions de HTSC 7.9. Conductivitat iònica en sòlids

8. TEMA 8 - Propietats elèctriques dels sòlids de baixa dimensionalitat

          8.1. Sòlids de baixa dimensionalitat 8.2. Sòlids Bidimensionals 2D 8.2.1 Grafit 8.2.2 Compostos d’intercalació del grafit 8.2.3 TiS2. Exemple de compostos amb metalls de transició amb electrons d deslocalitzats. 8.3. Sòlids Monodimensionals 1D 8.3.1 Compostos de Pt formant cadenes 8.3.1.1. Teorema de Peierls 8.3.2 Metalls Moleculars 8.3.2.1. TTF-TCNQ (any 1973) 8.3.2.2. (TMTTF)2X / (TMTSF)2X (X= ClO4-, Br-, PF6-) – Sals de Bechgaard (any 1980) 8.3.2.3. Família (BEDT-TTF)2X (X = I3, IBr2,…) 8.4. Altres materials moleculars 8.4.1. Híbrids orgànics-inorgànics multifuncionals 8.4.2. Semiconductors Orgànics aplicats a Transistors d’Efecte Camp (OFET) 8.5. Polímers Orgànics Conductors 9.5.1. Poliacetilè 9.5.1.1. Dopatge de poliacetilè 9.5.2. Poliparafenilè i polipirrol

9. TEMA 9 – Propietats magnètiques dels sòlids

          9.1. Magnetisme-Introducció. 9.1. Propietats Magnètiques dels Sòlids 9.1.1. Comportament de les substàncies davant d’un camp magnètic 9.1.2. L’efecte de la temperatura: llei de Curie i Curie-Weiss 9.1.3. Moments magnètics 9.2. Metalls ferromagnètics 9.2.1. Dominis ferromagnètics 9.2.2. Imans permanents 9.3. Compostos ferromagnètics – Diòxid de Crom 9.4. Antiferromagnetisme – monòxids de metalls de transició 9.5. Ferrimagnetisme - ferrites 9.6. Imans unimoleculars (dimensions nanoscòpiques)

10. TEMA 10 – Propietats Òptiques dels Sòlids

          10.1. Fotoluminiscència: fluorescència i fosforescència. 10.1.1. Materials Fotoluminiscents- desplaçament d’Stokes 10.1.2. Model de la Coordenada Configuracional 10.1.3. Exemples de materials luminiscents. Llums fluorescents i pantalles TV. 10.1.4. Materials fotoluminiscents Anti-Stokes 10.2. Làsers 10.2.1 Làser de rubí 10.2.2 Làser de neodimi (Nd) 10.2.3 LEDs i Làsers semiconductors 10.2.4 Exemples d’aplicació dels làsers. Memòries òptiques en CD i DVD 10.3. Fibres Òptiques

11. TEMA 11 – Materials i Propietats Mecàniques

          11.1. Materials Metàl•lics. 11.1.1. Propietats mecàniques dels materials metàl•lics 11.1.1.1. Deformació 11.1.1.2. Ductilitat 11.1.1.3. Duresa 11.1.2. Aliatges Metàl•lics 11.1.2.1. Fèrrics 11.1.2.1.1. Acers 11.1.2.1.2. Foses 11.1.2.2. No-fèrrics 11.2. Materials Ceràmics 11.2.1 Vidres 11.2.2 Productes d’argila 11.2.3 Ciment 11.3. Materials Compostos (Composites) 11.3.1 Materials compostos reforçats amb partícules 11.3.1.1 Formigó 11.3.2 Materials compostos reforçats amb fibres 11.3.3 Materials compostos estructurals 11.4. Nous materials 11.4.1 Aerogels ANNEX 11.1. Diagrames de fase en aliatges metàl•lics

12. Tema 12. Nanotubs de Carboni

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 40 66 106
Exposició dels estudiants 10 10 20
Lectura / comentari de textos 3 7 10
Prova d'avaluació 4 10 14
Total 57 93 150

Bibliografia

  • West, Anthony R (1988 ). Basic solid state chemistry . Chichester [etc.]: Wiley. Catàleg
  • Askeland, Donald R (cop. 2001 ). Ciencia e ingeniería de los materiales . Madrid: International Thomson Editores. Catàleg
  • Smart, Lesley (1992 ). Solid state chemistry : an introduction . London [etc.]: Chapman & Hall. Catàleg
  • Askeland, Donald R (cop. 2001 ). Ciencia e ingeniería de los materiales . Madrid: International Thomson Editores. Catàleg
  • West, Anthony R (1984 ). Solid state chemistry and its applications . Chichester [etc.]: Wiley & Sons. Catàleg
  • Callister, William D (1995 ). Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales . Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg
  • Wells, A.F (1978 ). Química inorgánica estructural . Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg
  • Billmeyer, Fred W (1984 ). Textbook of polymer science . Singapore [etc.]: Wiley & Sons. Catàleg
  • Shriver, D. F.|q(Duward F.) (1999 ). Inorganic chemistry (3rd ed.). Oxford [etc.]: Oxford University Press. Catàleg
  • Harry R. Allcock, Frederick W. Lampe, James E. Mark (2003). Contemporary Polymer. New Jersey: Pearson, Prentice Hall. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Exposició oral article científic relacionat amb el temari Capacitat de comprensió, síntesi i exposició oral d'un article científic. Es valorarà la contextualització del treball en relació al temari de l'assignatura i la identificació dels aspectes més importants de l'article en qüestió. 30
Examen final Es valoraran els coneixements relacionats amb el temari impartit, prioritzant la comprensió dels continguts. 70

Qualificació

Tipus d'exàmens:
L'avaluació es realitzarà mitjançant un examen teòric al final del curs que serà el 70% de la nota. L’examen serà representatiu del temes desenvolupats pel professor al llarg del curs. El 30% restant consistirà en una exposició oral d'un article científic relacionat amb el temari.

Assignatures recomanades

  • Compostos de coordinació
  • Química inorgànica avançada