Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
Caracterització estructural i espectroscòpica de catalitzadors. Fonaments i exemples de tècniques espectroscòpiques i espectromètriques: NMR, XRD, IR, UV-VIS, MS. Modelització molecular de complexos de metalls de transició. Nivell de teoria, conjunts de bases i pseudopotencials. Efectes relativistes. Efectes del solvent i contraions. Càlcul de propietats moleculars: apantallament i constants d'acoblament espín-espín. Espectre UV/VIS : mètode CIS i TDDFT.
Crèdits:
6

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
LUIS BLANCAFORT SAN JOSE  / ANNA COMPANY CASADEVALL  / ANNA PLA QUINTANA  / SILVIA SIMON RABASEDA
Idioma de les classes:
Anglès (100%)

Competències

  • CB1 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
  • CB2 - Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, sent incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
  • CB3 - Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions i els coneixements i raons últimes que les sustenten a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats, fent servir com a llengua vehicular l'anglès.
  • CB4 - Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant d'una manera que haurà de ser en gran mesura autodirigida o autònoma.
  • CE4 - Saber correlacionar l'estructura electrònica dels sistemes moleculars amb les seves característiques estructurals i de reactivitat, i ser capaç d'utilitzar programari adequat per al seu simulació computacional.
  • CE6 - Exercitar la integració de la química computacional amb les observacions experimentals, aplicant amb criteri les eines apropiades per extreure la informació química rellevant, i ser capaç d'utilitzar-com a suport en la resolució de problemes químics de diferent índole.
  • CE7 - Dominar i aplicar de forma autònoma els principis i procediments de l'anàlisi espectroscòpic i espectromètric per a l'elucidació d'estructures i la caracterització de compostos químics.

Continguts

1. Experimental methods for structural and spectroscopic determination

          1.1. Introduction to spectroscopy

          1.2. Molecular structure determination

                    1.2.1. Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

                    1.2.2. Mass Spectrometry (MS)

                    1.2.3. X-ray Diffraction (XRD)

                    1.2.4. Infrared Spectroscopy (IR)

          1.3. Determination of electronic properties of transition-metal compounds

                    1.3.1. UV-VIS Spectroscopy

                    1.3.2. Electronic Paramagnetic Resonance (EPR)

                    1.3.3. Mössbauer Spectroscopy

2. Computational methods for structural and spectroscopic determination

          2.1. Molecular modeling of main-group and transition-metal compounds

                    2.1.1. Convergence of the Hartree-Fock method. Spin contamination

                    2.1.2. Basis sets. Effective core potentials

                    2.1.3. Counterions and solvent effects

                    2.1.4. Case study of a chemical reaction

          2.2. Calculation of molecular properties

                    2.2.1. IR and Raman spectra. Vibrational analysis

                    2.2.2. NMR shielding constants and spin-spin couplings

                    2.2.3. EPR hyperfine couplings

          2.3. Molecular modelling of electronic excited states

                    2.3.1. Excited state methods 1 (CIS, TD-DFT, CC2)

                    2.3.2. Excited state methods 2 (CASSCF and CASPT2)

                    2.3.3. Calculation of UV/vis spectra

                    2.3.4. Solvent effects in excited state calculations

          2.4. Excited state reactivity

                    2.4.1. Conical intersections

                    2.4.2. Excited state dynamics

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Anàlisi / estudi de casos 4 10 14
Classes expositives 12 24 36
Classes pràctiques 26 38 64
Exposició dels estudiants 2 20 22
Resolució d'exercicis 4 10 14
Total 48 102 150

Bibliografia

  • Schalley, Christoph A (cop. 2009 ). Mass spectrometry and gas-phase chemistry of non-covalent complexes . Hoboken: Wiley. Catàleg
  • Henderson, William (cop. 2005 ). Mass spectometry of inorganic, coordination, and organometallic compounds : tools, techniques, tips . Hoboken, N.J.: John Wiley. Catàleg
  • Hesse, Manfred (1996 ). Spectroscopic methods in organic chemistry . New York: Georg Thieme. Catàleg
  • Silverstein, Robert M (1998 ). Spectrometric identification of organic compounds (6th ed.). New York: John Wiley. Catàleg
  • Suryanarayana, C (1998 ). X-Ray Diffraction : a practical approach . New York: Plenum Press. Catàleg
  • Drago, Russell S (1992 ). Physical methods for chemists (2nd ed.). Ft. Worth [etc.]: Saunders College. Catàleg
  • Que, L Jr. (2000). Physical Methods in Bioinorganic Chemistry: Spectroscopy and Magnetism. Sausalito, California: University Science Books.
  • Szabo, Attila (1996 ). Modern quantum chemistry : introduction to advanced electronic structure theory . New York [etc.]: Dover. Catàleg
  • Klessinger, Martin (cop. 1995 ). Excited states and photochemistry of organic molecules . New York [etc.]: VCH. Catàleg
  • Turro, Nicholas J (cop. 2010 ). Modern molecular photochemistry of organic molecules . Sausalito: University Science Books. Catàleg
  • Jensen, Frank (cop. 1999 ). Introduction to computational chemistry . Chichester [etc.]: John Wiley & Sons. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Exercise solving: Solving exercises in class related to the subject In marking these exercises, the comprehension of the exercise, the concisely written answer, the correct use of terminology and the correctness in the answer will be taken into account. 25
Computational lab reports In marking these reports, the comprehension of the computational lab proposed, the concisely written answer, the correct use of the terminology and the correctness in the modelled structure will be taken into account. 25
Oral presentation: a presentation showing the interpretation of spectra and modelled data, design of strategies for the characterization of organic and organometallic compounds using spectroscopic and modelling techniques and procedure for reporting results. In marking the oral presentation the correct interpretation of the experimental and modelled data, the critical evaluation and comparison of data, the correct use of terminology and the correctness of the structure and language used will be taken into account. 50

Qualificació

During the course continuous evaluation exercises and case studies will be performed.

Failure to attend or delivery any of the evaluation exercises will result in a zero for the corresponding part of the total mark.

The subject will only be qualified as "No presentat" when the student has not attended any of the avaluation exercises or has only attended the first exercise (see the specific criteria for the qualification of "No presentat").

The minimum pass mark will be 5 out of 10.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
The subject will only be qualified as "No presentat" when the student has not attended any of the avaluation exercises or has only attended the first exercise.