Concepción Fernández Lorenzo
M. Pilar Martínez Brell

La asignatura se ha dividido en cuatro bloques de acuerdo con sus
descriptores. Los objetivos básicos que se persiguen en esta asignatura para
cada uno de los bloques, son los siguientes:

Bloque I. Estructura atómica.

1)Establecer los aspectos experimentales y las primeras aproximaciones
teóricas que sirvieron como punto de partida para la concepción actual de la
estructura de la materia.
2)Hacer una introducción a los fundamentos del método mecanocuántico, dejando
clara su naturaleza y haciendo hincapié en el significado de la función de
onda.
3)Aplicar el tratamiento mecanocuántico a sistemas físicos sencillos con
soluciones exactas.
4)Aplicar el tratamiento mecanocuántico a sistemas químicos sencillos como el
átomo de hidrógeno y átomos hidrogenoides.
5)Comprender los métodos aproximados para el tratamiento de sistemas más
complejos.
6)Comprender la ordenación de los elementos en la tabla periódica y justificar
el comportamiento de los distintos elementos.

Bloque II. Estructura Molecular y Teoría del Enlace Químico.

1)Discutir los conceptos básicos implícitos en la separación de los
movimientos electrónicos y nucleares, y la subsiguiente separación de los
movimientos de traslación, rotación y vibración.
2)Comprender el fundamento del método de orbitales moleculares y de enlace
valencia.
3)Aplicar los métodos teóricos y sus aproximaciones para el estudio de los
enlaces químicos en sistemas de complejidad creciente.
4)Introducir las ideas sobre las que se fundamentan los métodos de la Química
Computacional.
5)Aplicar el método de OM y, en concreto, la aproximación de Hückel a
moléculas conjugadas y aromáticas.

Bloque III. Cinética Química.

1)Manejar los conceptos y las definiciones básicas de la Cinética Química
2)Adquirir una visión global de las distintas teorías que permiten una
interpretación de las ecuaciones empíricas a partir de las propiedades de las
moléculas que intervienen en la reacción.
3)Estudiar diferentes tipos de reacciones: en distintas fases, en cadena, etc.
4)Adquirir unas breves nociones sobre catálisis y sus tipos.
5)Conocer los fundamentos básicos de la Fotoquímica y los principios que
gobiernan la absorción fotónica.

Bloque IV. Electroquímica.

1)Manejar los conceptos y las definiciones básicas de la Electroquímica:
2)Aplicar las leyes que expresan la variación de la conductividad molar con la
concentración.
3)Conocer los diferentes tipos de electrodos, patrones y secundarios.
4)Calcular la fuerza electromotriz que se genera por la unión de dos o más
electrodos, con la definición de pila y célula galvánica así como sus
clasificaciones.
5)Aplicar los conceptos electroquímicos adquiridos en la determinación de
diversas propiedades.

I.  Estructura Atómica

Tema 1.- Estructura atómica. Generalidades.
Radiación del cuerpo negro y cuantización de la energía.- Efecto
fotoeléctrico.- Espectro del hidrógeno; Interpretación según las primitivas
teorías atómicas: Modelo de Bohr, Modelo de Sommerfeld.- Los números
cuánticos.- Insuficiencia de estos modelos.

Tema 2.- Introducción a la Mecánica Cuántica
Bases de la Mecánica Cuántica: Dualidad onda-corpúsculo. Principio de
incertidumbre de Heisenberg.- Origen de la ecuación de Schrödinger. Ecuación
de Schrödinger independiente del tiempo: Estados estacionarios.- Separación de
variables.

Tema 3.- Aplicación de la ecuación de Schrödinger a sistemas sencillos
Partícula libre.- Partícula en una caja monodimensional.- Caja tridimensional:
Estados degenerados. Oscilador armónico: Efecto túnel.- Rotor rígido: Momento
angular.

Tema 4.- El átomo de hidrógeno.
Ecuación de ondas para el átomo de hidrógeno.- Función de onda radial y
angular.- Forma y tamaño de los orbitales atómicos.- Impulso angular orbital.-
Espín del electrón.- Impulso angular total.- Energía de los orbitales.
Espectro de los átomos hidrogenoides.

Tema 5.- Átomos polielectrónicos I.
Métodos aproximados para resolver la ecuación de Schrödinger: variaciones y
perturbaciones.- Método del campo autoconsistente.- Orbitales aproximados de
Slater.- Funciones de onda simétricas y antisimétricas.- Principio de
exclusión de Pauli.

Tema 6.- Átomos polielectrónicos II.
Propiedades periódicas.- Origen de los términos espectrales.- Efecto de los
campos eléctricos.- Efecto de los campos magnéticos.

II.  Estructura Molecular y Teoría del Enlace Químico.

Tema 7.- La naturaleza del enlace químico.
El hamiltoniano molecular: Significado de cada una de las contribuciones.
Aproximación de Born Oppenheimer: Separación de las contribuciones electrónica
y nuclear. Ecuación de ondas electrónica.  Separación de las contribuciones de
traslación, de rotación y de vibración. Ecuación de ondas nuclear.
Limitaciones de la aproximación de Born Oppenheimer.

Tema 8.- Molécula de hidrógeno.
Enlace químico.  Fundamentos de las teorías mecanocuánticas del enlace
químico: Hipótesis básicas y aproximaciones.  Método de orbitales moleculares.
Aproximación CLOA.  Estudio de la molécula ión de hidrógeno, H2+.  Estudio de
la molécula de hidrógeno.  Características energéticas y estructurales de los
enlaces.

Tema 9.- Moléculas diatómicas.
Generalización del método de OM a moléculas diatómicas: Orbitales moleculares
sigma y pi enlazante y antienlazante. Niveles de energía. Diagramas
de correlación.  Poblaciones electrónicas: carácter iónico o covalente del
enlace.- Electronegatividad.  El método de enlaces de valencia (EV):
características y limitaciones.

Tema 10.- Moléculas poliatómicas.
Estructura electrónica de las moléculas poliatómicas.  Aplicación del método
OM. Aproximación CLOA.  Orbitales atómicos localizados: Teoría de
hibridación.  Principales tipos de orbitales híbridos.  Ideas actuales acerca
del estudio mecanocuántico de las moléculas poliatómicas: Métodos "ab initio" y
semiempíricos.

Tema 11.- Moléculas conjugadas y aromáticas.
Conjugación y resonancia.  Mesomería.  Aplicación del método OM: Separación.
Aproximación de Hückel: Estudio del benceno, de hidrocarburos polibencénicos y
de moléculas heterocíclicas y sustituidas.  Índices de reactividad: Densidad
de carga. Orden de enlace móvil. Valencia libre. Orden total de enlace.
Diagramas moleculares.  Reactividad química.

III- Electroquímica

Tema 12.- Disoluciones de electrólitos.
Leyes de Faraday.- Conductividad específica y molar.- Electrólitos débiles:
teoría de Arrhenius.- Electrólitos fuertes.- Teoría de Debye-Hückel-Onsager.-
Ley de Kohlrausch de la migración independiente de los iones.- Índices de
transporte.

Tema 13.- La interfase electrodo-electrólito.
La doble capa eléctrica.- Sobretensión y polarización.- Ecuación de Butler-
Volmer.

Tema 14.- Celdas electroquímicas.
Definiciones y generalidades.- Descripción y funcionamiento de una pila
electroquímica sencilla.- Medida de la fuerza electromotriz de una pila.-
Pilas patrón.- Ley de Nernst.- Tipos de electrodo.- Potenciales estándar de
electrodo.- Tipos de celdas electroquímicas.- Corrosión y protección de
metales.

Tema 15.- Aplicaciones de las medidas de fuerza electromotriz.
Determinación de coeficientes de actividad.- Determinación de índices de
transporte.- Determinación de constantes de equilibrio y funciones
termodinámicas.- Valoraciones potenciométricas.- Determinación potenciométrica
del pH.

IV- Cinética Química

Tema 16.- Velocidad de reacción.
Estudio experimental y ecuaciones empíricas de velocidad.- Análisis de los
resultados cinéticos.- Reacciones complejas.- Influencia de la temperatura
sobre la velocidad de reacción: ecuación de Arrhenius.

Tema 17.- Estudio teórico de la velocidad de reacción.
Teoría de colisiones.- Teoría del complejo activado.- Superficies de energía
potencial.- Comparación entre las diferentes teorías.

Tema 18.- Mecanismos compuestos.
Reacciones en fase gaseosa y en solución.- Reacciones en cadena.- Explosiones.
Reacciones en solución: características cinéticas especiales.- Catálisis:
características y tipos.

Tema 19.- Fotoquímica.
Procesos primarios y secundarios.- Diagramas de Jablonsky.- Cinética de
procesos fotofísicos y fotoquímicos.- Reacciones fotoquímicas.- Rendimiento
cuántico.- Técnicas experimentales.

a) Clases de desarrollo teórico.
b) Clases prácticas donde se llevarán a cabo la resolución de problemas
relacionados con los diversos temas.
c) Trabajos académicamente dirigidos para su preparación a través de
bibliografía específica o Internet.

Una asignatura de estas características, en la que conceptos complejos de muy
diferente índole han de ser explicados en un tiempo corto puede resultar
problemática y difícil de asimilar por parte de los alumnos. Por esta razón
será necesario desarrollar una metodología docente que tenga en cuenta estos
aspectos peculiares, y en la que junto con la lección magistral tradicional
deberá potenciarse al máximo el papel de los seminarios, las actividades
academicamente dirigidas así como el de las tutorías individuales y en grupo.
Se utilizará la plataforma Moodle como apoyo a la docencia.

Dado que esta asignatura se encuadra dentro de la experiencia piloto en la
Licenciatura de Química, el sistema de evaluación será:
70% de la nota:Ejercicio escrito en cualquiera de las convocatorias oficiales
sobre los temarios teóricos y prácticos de la asignatura.
30% de la nota: Trabajos academicamente dirigidos

• LEVINE, I.N. : “Fisicoquímica”. Vol I y II. McGraw Hill (2004)
• ATKINS, P.W.: “Fisicoquímica”. Addison-Wesley Iberoamericana. (1991)
• LAIDLER, K.J. y MEISER, J.H.: “Fisicoquímica”.CECSA (1998)
• BERTRÁN, J. y NÚÑEZ, J.: “Química Física”.Ariel Ciencia (2002)
• ADAMSON, A.W.: “Química Física”. Ed. Reverté. (1999)
• BARROW, G.M. : “Química Física”. Vol I y II. Ed. Reverté. (1988)
• CASTELLAN, G.W. : “Fisicoquímica”. Fondo Educativo Interamericano. (1997)
• MOORE, W.J.: “Química Física”. Ed. Urmo. (1978)
• DÍAZ, M. y ROIG, A. : “Química Física”. Vol I y II. Ed. Alhambra. (1988-89)