PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Química Física"

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Grupo: Grupo de TEORIA de QUIMICA FISICA.(875600) ASIGNATURA:

"Química Física"

DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO

Titulación:

Asignatura:

Código:

Curso:

Año del plan de estudio:

Tipo:

Ciclo:

Período de impartición:

Departamento:

Área:

Dirección postal:

Centro:

Dirección electrónica:

Horas totales (ECTS):

Créditos LRU teóricos:

Horas presenciales (ECTS): Horas no presenciales (ECTS):

Créditos totales (LRU):

Créditos totales (ECTS):

90.0 8.22

1º

C/ Profesor García González 1 y 2 Curso completo

LICENCIADO EN QUÍMICA (Plan 2001)

Química Física

96.0

http://departamento.us.es/dquimfis Facultad de Química

186.0

Química Física Química Física

9.0 2001

2º

9.0

Troncal/Formación básica 1110014

Grupo de TEORIA de QUIMICA FISICA. (1) Grupo:

PROFESORADO

RUEDA RUEDA, MANUELA 1

Titulacion: LICENCIADO EN QUÍMICA (Plan 2001) Curso: 2009 - 2010

PROYECTO DOCENTE

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OBJETIVOS Y COMPETENCIAS

Competencias transversales/genéricas Objetivos docentes específicos

Enseñanza de: Química Física Estructural: Fundamentos de Mecánica Cuántica y métodos teóricos de estudio de las estructuras atómica y molecular. Termodinámica Estadística. Química Física del cambio: Cinética Química

Competencias

Capacidad de análisis y síntesis (Se entrena de forma intensa) Capacidad de organizar y planificar (Se entrena de forma intensa) Conocimientos generales básicos (Se entrena de forma intensa)

Solidez en los conocimientos básicos de la profesión (Se entrena de forma intensa) Comunicación oral en la lengua nativa (Se entrena de forma intensa)

Comunicación escrita en la lengua nativa (Se entrena de forma intensa) Conocimiento de una segunda lengua (Se entrena de forma intensa) Habilidades elementales en informática (Se entrena de forma intensa)

Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes (Se entrena de forma intensa) Resolución de problemas (Se entrena de forma intensa)

Toma de decisiones (Se entrena de forma intensa)

Capacidad de crítica y autocrítica (Se entrena de forma intensa)

Capacidad para aplicar la teoría a la práctica (Se entrena de forma intensa) Habilidades de investigación (Se entrena de forma intensa)

Capacidad de generar nuevas ideas (Se entrena de forma intensa) Habilidad para trabajar de forma autónoma (Se entrena de forma intensa) Planificar y dirigir (Se entrena de forma intensa)

Iniciativa y espíritu emprendedor (Se entrena de forma intensa) Competencias específicas

Cognitivas (Saber):

Conocer los principios de la mecánica cuántica y entender los hechos experimentales que ponen de manifiesto la naturaleza mecanocuántica del mundo microscópico.

Utilizar el vocabulario y la terminología específica.

Conocer el formalismo mecanocuántico en sistemas sencillos.

Aplicar dicho formalismo en el estudio de la estructura de átomos mono y polielectrónicos.

Conocer los métodos de aproximación, y sus limitaciones, en relación con el estudio de sistemas atómicos polielectrónicos y moleculares.

Comprender la estructura electrónica de sistemas moleculares sencillos.

Conocer los fundamentos de la Termodinámica estadística

Relacionar las propiedades macroscópicas con las propiedades de átomos y moléculas.

Conocer los fundamentos de la cinética del cambio químico, incluyendo la catálisis y los mecanismos de reacción.

Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer):

Resolución de problemas cualitativos y cuantitativos siguiendo modelos y teorías previamente desarrolladas.

Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con los contenidos de la asignatura.

Desarrollar la necesaria habilidad para interpretar los datos experimentales, sintetizarlos e interpretarlos en base a las teorías previamente expuestas.

Actitudinales (Ser):

Mantener una actitud de aprendizaje y mejora.

Trabajar de forma responsable.

Desarrollar la necesaria capacidad de crítica y autocrítica, tanto respecto al trabajo desarrollado como a los datos que se manejan.

CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA

Tema 1. Fundamentos de la Mecánica Cuántica Tema 2. Traslación y vibración en Mecánica Cuántica Tema 3. Rotación en Mecánica Cuántica: Momento Angular Tema 4. El átomo de hidrógeno

Tema 5. Métodos aproximados en Mecánica Cuántica Tema 6. Átomos polielectrónicos

Tema 7. Introducción al estudio de la estructura molecular Tema 8. Moléculas

Tema 9. Fundamentos moleculares de la termodinámica Tema 10. Fundamentos empíricos de la cinética química Tema 11. Reacciones complejas

Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso)

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Tema 12. Teorías de las velocidades de reacción Tema 13. Reacciones unimoleculares

Tema 14. Reacciones en disolución

Tema 15. Estudio de algunas reacciones de interés

Temario Teórico

QUÍMICA FÍSICA MOLECULAR

Tema 1. FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA (2 semanas)

Orígenes de la mecánica cuántica. Principio de incertidumbre. La ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo. Bases matemáticas: Operadores, Funciones propias y valores propios. Operadores y Mecánica Cuántica. Postulados de la Mecánica Cuántica.

Tema 2. TRASLACIÓN Y VIBRACIÓN EN MECÁNICA CUÁNTICA (1.5 semanas)

Partícula confinada en una caja monodimensional. Barreras finitas y efecto túnel. Partícula confinada en una caja bidimensional y tridimensional. Oscilador armónico monodimensional.

Tema 3. ROTACIÓN EN MECÁNICA CUÁNTICA: MOMENTO ANGULAR (1 semana)

Definición clásica. Operadores de momento angular: definiciones. conmutación, cambio a coordenadas esféricas, funciones y valores propios.

Armónicos esféricos. El rotor rígido de dos partículas.

Tema 4. EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO (1.5 semanas)

Ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno (o un ión hidrogenoide). Solución de la ecuación radial. Orbitales hidrogenoides: función radial y función de distribución radial, representaciones gráficas. Espín electrónico.

Tema 5. MÉTODOS APROXIMADOS EN MECÁNICA CUÁNTICA (3 semanas)

El problema mecano-cuántico de tres cuerpos. Método de variaciones. Método de perturbaciones.

Tema 6. ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS (1.5 semanas)

Aproximación de electrones independientes. Principio de antisimetría. Determinantes de Slater: Estado fundamental de los átomos de helio y de litio. Operadores de momento angular polielectrónicos. Términos espectrales: configuración electrónica con subcapas cerradas, configuración electrónica con subcapas abiertas. Interacción espín-órbita. Efecto Zeeman.

Tema 7. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA MOLECULAR (1.5 semanas)

Aproximación de Born-Oppenheimer. Ion molécula de hidrógeno: H2+. Concepto de orbital molecular. Aproximación OM-CLOA. Enlace químico.

Tema 8. MOLÉCULAS (3 semanas)

Aplicación del método de OM-CLOA a la molécula de hidrógeno. Método de enlace-valencia (EV) y estructuras mesoméricas. Aplicación a la molécula de hidrógeno. Otras moléculas diatómicas. Términos electrónicos moleculares. Moléculas poliatómicas.

TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA

Tema 9. FUNDAMENTOS MOLECULARES DE LA TERMODINÁMICA (3 semanas)

Niveles de energía. Microestados. El factor de Boltzmann. Las capacidades caloríficas. Funciones de partición. Entropía y la función de partición. Función de partición traslacional. Función de partición rotacional. Función de partición vibracional. Función de partición electrónica.

Evaluación de magnitudes termodinámicas a partir de propiedades moleculares.

CINÉTICA QUÍMICA

Tema 10. FUNDAMENTOS EMPÍRICOS DE LA CINÉTICA QUÍMICA (1.5 semanas)

La ecuación de velocidad. Determinación del orden de reacción. Efecto de la temperatura sobre las velocidades de reacción.

Tema 11. REACCIONES COMPLEJAS (1.5 semanas)

Reacción elemental y molecularidad. Procesos con reacciones consecutivas. Formación de un complejo intermedio. Reacciones paralelas. Reactivos que intervienen en equilibrios. Reacciones opuestas.

Tema 12. TEORÍAS DE LAS VELOCIDADES DE REACCIÓN (2.5 semanas)

Teoría de colisiones. Superficies de energía. Teoría del estado de transición. Formulación termodinámica de la teoría del estado de transición.

Tema 13. REACCIONES UNIMOLECULARES (1 semana)

Definición y ejemplos. Activación en reacciones unimoleculares. Teoría de Lindemann.

Tema 14. REACCIONES EN DISOLUCIÓN (2.5 semanas)

Efecto del disolvente. Efecto de la fuerza iónica. Efecto de la presión sobre la velocidad de los procesos en disolución: volumen de activación.

Reacciones lineales de energía libre. Algunos ejemplos de reacciones en disolución: efecto cinético isotópico y reacciones de transferencia electrónica en disolución.

Tema 15. ESTUDIO DE ALGUNAS REACCIONES DE INTERÉS (3 semanas) Catálisis. Procesos en cadena. Procesos fotoquímicos.

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

ACTIVIDADES FORMATIVAS

Relación de actividades formativas del primer semestre

Horas presenciales:

Horas no presenciales:

Competencias que desarrolla:

Metodología de enseñanza-aprendizaje:

40.0 40.0

Los fundamentos de la mecánica cuántica y su aplicación a la descripción de la estructura y propiedades de los átomos y moléculas.

Clases participativas. Resolución de cuestiones.

Clases teóricas

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3.0 0.0 Exámenes

5.0 5.0

Los fundamentos de la mecánica cuántica y su aplicación a la descripción de la estructura y propiedades de los átomos y moléculas.

Resolución de cuestiones y problemas de forma indivualizada.

Tutorías individuales de contenido programado

Relación de actividades formativas del segundo semestre

40.0 40.0

Los principios de la termodinámica estadística y sus aplicaciones a la Química (20%).

La cinética de las transformaciones química, incluyendo la catálisis; interpretación mecanística de las reacciones químicas (80%).

Clases participativas y resolución de cuestiones.

Clases teóricas

3.0 0.0 Exámenes

5.0 5.0

Los principios de la termodinámica estadística y sus aplicaciones a la Química. (10%)

La cinética de las transformaciones química, incluyendo la catálisis; interpretación mecanística de las reacciones químicas. (40%) Resolución de problemas y cuestiones de forma individualizada.

Tutorías individuales de contenido programado

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BIBLIOGRAFÍA Y OTROS RECURSOS DOCENTES Bibliografía general

Química Cuántica

Bertran Rusca, J.; Branchadell Gallo, V.;

Moreno Ferrer, M.; Sodupe Roure,M. 2ª

Síntesis 2002

Autores: Edición:

Publicación: ISBN: 84-7738-742-7

Basic Chemical Thermodynamics

Smith, E.B.; 4ª edición

Claredon Press,Oxford, 1990.

Química Física

Atkins, P.W., de Paula, J.; 8ª Edición

Ed. Médica Panamericana, 2009

Publicación: ISBN: 978-950-06-1248-7

Fundamentos de Cinética Química

Logan, S.R.;

Addison Wesley, 2000

Reaction Kinetics

Pilling, M.J., Seakins, P.W.;

Oxford Science, 1997.

Publicación: ISBN: 0 19 855527 X

Bibliografía específica Química Cuántica

Levine, I.N.; 5ª edición

Prentice Hall, 2001.

Fisicoquímica

Levine, I.N.; 5ª edición, vol 1 y 2

McGraw-Hill Interamericana de

Physical Chemistry

Laidler, K.J., Mesier, J.H., Sanctuary,

B.C. 4ª edición

Houghton Mifflin Company, 2003

Química Física vols. 1 y 2

Bertrán Rusca, J.; Núñez Delgado, J.

(coords.) Ariel Ciencia, 2002

Química Física. Problemas de Espectroscopía Fundamentos, átomos y moléculas diatómicas.

Requena, A., Zuñiga, J.

Pearson Educación S.A., 2007

Publicación: ISBN: 978-84-8322-367-3

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La página WebCT de la asignatura contendrá enlaces a sitios de interés, autoevaluaciones, colección de problemas propuestos para su resolución por el alumno y tareas propuestas.

Otros recursos docentes

SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación

Evaluación Global por curso

La evaluación y consiguiente calificación del trabajo de los estudiantes se llevará a cabo mediante el sistema evaluación global por curso mediante la superación de dos exámenes parciales, o a través de la concurrencia a un examen final, siendo este último sistema compatible con la evaluación por parciales.

En el sistema de evaluación global por curso, la superación de cada uno de los parciales supondrá la eliminación de la materia objeto de examen hasta la convocatoria de junio. Cada uno de los exámenes se calificará con una nota entre cero y diez. La superación del examen implica una calificación de cinco o superior. En el caso de que se hayan aprobado los dos parciales, la calificación del curso será el resultado de la media entre ambas notas.

En el examen final de junio, el alumno se examinará obligatoriamente de los parciales no aprobados, pudiendo examinarse de los dos parciales. Si el alumno se examina de un sólo parcial y la calificación obtenida es superior a cinco, hará media con la del otro parcial. Si la calificación obtenida es inferior a cinco, el alumno estará suspenso, siendo la calificación final la obtenida en el examen.

Cualquier alumno podrá presentarse al examen final con objeto de subir la calificación obtenida por curso.

CALENDARIO DE EXÁMENES CENTRO: Facultad de Química

28/6/2010 16:0

Magna

Fecha: Hora:

Aula:

1 ª Convocatoria

CENTRO: Facultad de Química

16/9/2010 9:0

Magna

Aula:

2 ª Convocatoria

CENTRO: Facultad de Química

1/12/2009 16:0

IV

Aula:

3 ª Convocatoria

TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN

FRANCISCO SANCHEZ BURGOS Presidente:

Vocal: MANUEL MARIA DOMINGUEZ PEREZ

MANUEL BALON ALMEIDA Secretario:

Primer suplente: MANUELA RUEDA RUEDA ENRIQUE SANCHEZ MARCOS Segundo suplente:

MARIA LUISA MOYA MORAN Tercer suplente:

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ANEXO 1:

HORARIOS DE LOS GRUPOS NO PRINCIPALES DE LA ASIGNATURA Y DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE

GRUPO: Grp SEMINARIO de QUIMICA FISICA. (896472)

Calendario del grupo

CLASES DEL PROFESOR: RUEDA RUEDA, MANUELA

HORARIO SIN ESPECIFICAR

CLASES DEL PROFESOR: MARQUEZ CRUZ, ANTONIO MARCIAL

HORARIO SIN ESPECIFICAR

CLASES DEL PROFESOR: RODRIGUEZ PAPPALARDO, RAFAEL

HORARIO SIN ESPECIFICAR

CLASES DEL PROFESOR: FERNANDEZ SANZ, JAVIER

HORARIO SIN ESPECIFICAR

GRUPO: Grupo de TEORIA de QUIMICA FISICA. (875600)

CLASES DEL PROFESOR: RUEDA RUEDA, MANUELA

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Martes

Del 28/09/09 al 22/01/10 De 09:30 a 10:30

AULA I

Aula:

Miércoles

Del 28/09/09 al 22/01/10 De 10:30 a 11:30

AULA I

Aula:

Viernes

Del 28/09/09 al 22/01/10 De 09:30 a 10:30

AULA I

Aula:

Martes

Del 15/02/10 al 11/06/10 De 09:30 a 10:30

AULA I

Aula:

Miércoles

Del 15/02/10 al 11/06/10 De 10:30 a 11:30

AULA I

Aula:

Viernes

Del 15/02/10 al 11/06/10 De 09:30 a 10:30

AULA I

Aula: