Profesorado

Concepción Fernández Lorenzo
M. Pilar Martínez Brell

Situación

Prerrequisitos

Es recomendable una sólida formación en matemáticas y física

Contexto dentro de la titulación

Esta asignatura está dirigida a los alumnos de segundo curso de Licenciatura
en Química.

Recomendaciones

Esforzarse en resolver los problemas y actividades que se proponen en el
campus virtual.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

CT_1.  Capacidad de análisis y síntesis
CT_2.  Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio
CT_3.  Capacidad de gestión de la información
CT_4.  Resolución de problemas
CT_5.  Razonamiento crítico
CT_6.  Creatividad
CT_7.  Adaptación a nuevas situaciones

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  CE_1.  Aspectos principales de terminología química, nomenclatura,
  convenios y unidades
  CE_2.  Variación de las propiedades características de los elementos
  químicos según la Tabla Periódica
  CE_3.  Cinética del cambio químico, incluyendo la catálisis y los
  mecanismos de reacción
  CE_4.  Principios de la mecánica cuántica y su aplicación en la
  descripción de la estructura y propiedades de átomos y moléculas
  CE_5.  Principios de Electroquímica. Aplicaciones
  

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  CE_6.  Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los
  hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con
  las áreas de la Química
  CE_7.  Resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según
  modelos previamente desarrollados
  CE_8.  Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para
  solucionarlos
  CE_9.  Evaluación, interpretación y síntesis de datos e información
  química
  CE_10.  Reconocer e implementar buenas prácticas científicas de medida
  y experimentación
  CE_11.  Procesar y computar datos, en relación con información y datos
  químicos
  

• Actitudinales:

  CE_12.  Capacidad de crítica y autocrítica
  CE_13.  Capacidad de generar nuevas ideas
  CE_14.  Capacidad de cuantificar los fenómenos y procesos

Objetivos

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 dis-tintos 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 empí-ricas 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 pi-la y célula galvánica así como sus
clasificaciones.
5. Aplicar los conceptos electroquímicos adquiridos en la determinación de
diversas propiedades.La asignatura se ha dividido en cuatro bloques de
acuerdo
con sus descriptores.

Programa

Bloque I. Estructura atómica

Tema 1:  Estructura atómica. Generalidades
1.1  Introducción
1.2  Radiación del cuerpo negro y cuantización de la energía
1.3  Efecto fotoeléctrico
1.4  Espectros atómicos: espectro del hidrógeno
1.5  Modelos atómicos precuánticos
1.6  Insuficiencia de estos modelos.

Tema 2:  Introducción a la Mecánica Cuántica
2.1  Introducción
2.2  Onda clásica
2.3  Dualidad onda partícula
2.4  Principio de incertidumbre de Heisenberg
2.5  Postulados de la Mecánica cuántica.

Tema 3:  Mecánica Cuántica de sistemas sencillos
3.1  Análisis mecanocuántico de sistemas
3.2  Partícula libre
3.3  La partícula en una caja monodimensional
3.4  La partícula en una caja tridimensional
3.5  Oscilador armónico.
3.6  Rotor rígido.

Tema 4:  Átomos hidrogenoides
4.1  La ecuación de Schrödinger de un hidrogenoide
4.2  Separación de variables
4.3  Niveles de energía
4.4  Funciones de onda reales
4.5  Función de distribución radial
4.6  Forma de los orbitales reales
4.7  Momento angular orbital
4.8  Momento angular de espín
4.9  Momento angular total

Tema 5:  Átomos polielectrónicos
5.1  Ecuación de Schrödinger de átomos polielectrónicos
5.2  La aproximación orbital
5.3  Aproximación: Carga nuclear efectiva
5.4  Energía relativa de los orbitales
5.5  Principio de exclusión de Pauli
5.6  Tabla periódica y periodicidad de algunas propiedades físicas
5.7  Origen de los términos espectrales.
5.8  Espectros atómicos
5.9  Efecto Zeeman

Bloque II. Estructura Molecular y Teoría del Enlace Químico

Tema 6:  Moléculas diatómicas
6.1  Introducción
6.2  La aproximación de Born-Oppenheimer
6.3  La molécula ión de hidrógeno
6.4  Teoría de orbitales moleculares
6.5  Moléculas diatómicas homonucleares
6.6  Moléculas diatómicas heteronucleares

Tema 7:  Moléculas poliatómicas
7.1  Orbitales moleculares deslocaliados
7.2  Hibridación
7.3  Métodos ab initio y semiempiricos
7.4  El método de Hückel

Bloque III: Cinética Química

Tema 8:  Cinética Formal
8.1  Introducción
8.2  Concepto de velocidad de reacción
8.3  Factores que determinan la velocidad de reacción
8.4  Definiciones necesarias
8.5  Determinación de la ley de velocidad
8.6  Reacciones complejas
8.7  Influencia de la temperatura sobre la velocidad de reacción: Ecuación
de
Arrhenius

Tema 9:  Cinética Molecular
9.1  Introducción
9.2  Teoría de Arrhenius. El complejo activado
9.3  Teoría de las Colisiones
9.4  Teoría del Estado de Transición

Tema 10: Mecanismos de reacciones complejas
10.1  Mecanismos de reacción
10.2  Ecuación de velocidad
10.3  Tipos de reacciones: Reacciones en equilibrio. Reacciones
consecutivas.Reacciones paralelas
10.4  Reacciones en cadena: Cadena lineal. Cadena ramificada: Explosiones
10.5  Reacciones en solución
10.6  Catálisis

Tema 11: Fotoquímica
11.1  Introducción
11.2  Procesos primarios y secundarios
11.3  Procesos fotofísicos y fotoquímicos
11.4  Diagrama de Jablonski
11.5  Proceso de una reacción fotoquímica
11.6  Fotoquímica adiabática y no adiabática
11.7  Rendimiento cuántico

Bloque IV. Electroquímica

Tema 12: Disoluciones de electrolitos
12.1  Introducción
12.2  Conductores de corriente eléctrica
12.3  Electrolitos
12.4  Electrolisis. Leyes de Faraday
12.5  Conductividad
12.6  Medida de la conductividad
12.7  Teoría de Arrhenius sobre la disociación electrolítica
12.8  Teoría moderna de los electrolitos fuertes
12.9  Movilidades iónicas
12.10 Número de transporte
12.11 Conductividades iónicas

Tema 13: Interfase electrodo- electrolito
13.1  Introducción
13.2  Estructura de la interfase. Modelos
13.3  Ecuación de Butler – Volmer
13.4  Sobretensión y polarización

Tema 14: Celdas electroquímicas
14.1  Introducción
14.2  Descripción y funcionamiento de una celda electroquímica sencilla. La
pila
Daniell
14.3  Fuerza electromotriz estándar y constante de equilibrio.Ecuación de
Nernst.
14.4  Pilas patrón
14.5  Electrodos estándar o patrones de tipo secundario
14.6  Tipos de celdas electroquímicas
14.7  Pilas comerciales
14.8  Otras aplicaciones

Tema 15: Aplicaciones de las medidas de la fuerza electromotriz
15.1  Introducción
15.2  Determinación de coeficientes de actividad
15.3  Determinación de índices de transporte
15.4  Determinación de constantes de equilibrio y funciones termodinámicas
15.5  Productos de solubilidad
15.6  Valoraciones potenciométricas
15.7  Determinación potenciométrica del pH

Metodología

Ausencia de clases presenciales.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total):

• Clases Teóricas:  
• Clases Prácticas:  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas:  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado:  
  • Sin presencia del profesorado:  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio:  
  • Preparación de Trabajo Personal:  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 4  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Criterios y Sistemas de Evaluación

• Examen final de la asignatura

Recursos Bibliográficos

• LEVINE, I.N. : “Fisicoquímica”. Vol I y II. McGraw Hill (2004)
• ENGEL T. y REID P.: "Química Física". Pearson Educación (2006)
• BALL, D.W.: "Fisicoquímica". Thomson Ed. (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)
• DÍAZ, M. y ROIG, A. : “Química Física”. Vol I y II. Ed. Alhambra. (1988-
89)