1. Models quàntics senzills: Caixa quàntica tridimensional, oscil·lador armònic, rotor rígid
2. Termodinàmica estadística I: L'aproximació d'Stirling. El mètode dels multiplicadors indeterminats de Lagrange. Combinatòria. Configuració més probable d'un sistema. Estadística de Maxwell-Boltzmann. Funció de partició molecular. Distribució de Boltzmann. Principi de Boltzmann. Sistemes de partícules distingibles i indistingibles. Altres estadístiques. Funcions de partició translacional, rotacional, vibracional, electrònica i nuclear. Orto- i para-hidrogen.
3. Termodinàmica estadística II: Càlcul estadístic de funcions termodinàmiques. Energia interna. Capacitats calorífiques. Entropia. Altres funcions termodinàmiques: energies de Helmholtz i de Gibbs, entalpia. Constant d'equilibri.
4. Introducció a l'espectroscòpia molecular. Tipus d'espectroscòpia. Interacció matèria-radiació. Regles de selecció. Regla de Laporte. Paràmetres experimentals. Transicions espontànies i induïdes. Coeficients d'Einstein.
5. Espectres de rotació i de vibració. Espectres de rotació pura. Efecte Stark. Espectres de vibració. Anharmonicitat. Energia de dissociació. Molècules poliatòmiques. Modes normals. Espectres de rotació-vibració. Branques P, Q i R. Cap de banda. El mètode de Birge-Sponer. Espectres Raman. Regla d'exclusió mútua.
6. Espectres electrònics. Molècules diatòmiques. Principi de Franck-Condon. Energia de dissociació. Molècules poliatòmiques. Fluorescència. Fosforescència. Fenomens de dissociació i predissociació. Espectroscòpia fotoelectrònica.
7. Espectres de ressonància magnètica nuclear. Influència del camp magnètic. Espectres de RMN. Desplaçament químic. Dominis de temps i de freqüència: transformada de Fourier. Acoblament spin-spin. Equivalència química i mangètica de nuclis. Resonància d'spin electrònic.
8. Estat sòlid: determinació estructural.
Mètodes de difracció. Nocions de cristal·lografia. Índexs de Miller. Difusió Rayleigh. Difracció de raigs X. Determinació d'estructures cristal·lines: indexació. Difracció d'electrons i de neutrons.
9. Estat sòlid: estructura electrònica i propietats
Estructura de bandes, Nivell de Fermi. Conductivitat, propietats òptiques i magnètiques.
10. Mètodes elèctrics i magnètics. Moment dipolar. Polarització. Interaccions moleculars. Comportament dels materials dielèctrics. Equacions de Clausius-Mossotti i de Debye. Propietats magnètiques de la matèria. Susceptibilitat magnètica. Diamagnetisme, paramagnetisme i ferromagnetisme. Mètodes de Gouy i Faraday.
Mètodes docents:
Es combina la classe magistral i la no presencial amb la resolució d'exercicis. Els professors aportaran material addicional per escrit o per via electrònica.
Tipus d'exàmens:
L'avaluació final es realitza mitjançant una prova escrita que consta de qüestions aplicades (problemes) i qüestions teòriques.
Exposicions orals:
Es valorarà la claredat en la presentació i la comprensió del tema assignat, mitjançant preguntes per part del professor.
L'objectiu principal és poder confrontar els objectius planificats en la programació de l'assignatura amb els coneixements assolits per l'estudiant. En el domini cognoscitiu i de l'aprenentatge es valoren: el coneixement de teories, aplicacions, mètodes i instruments, el grau de comprensió dels conceptes, la capacitat d'aplicació i de relació, el coneixement de tècniques experimentals i el domini de manipulació de dades empíriques, l'anàlisi de propietats i la capacitat de treballar amb problemes reals.
Es posa una especial atenció en la capacitat d'assolir un cert estil de raonament i pensament creatiu i de predicció.