Datos Identificativos 2012/13
Asignatura (*) Química Física Avanzada Código 610311501
Titulación
Licenciado en Química
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo Anual
Quinto Troncal 8
Idioma
Castelán
Prerrequisitos
Departamento Química Física e Enxeñaría Química 1
Química Fundamental e Industrial
Coordinación
Vilariño Barreiro, Maria Teresa
Correo electrónico
teresa.vilarino@udc.es
Profesorado
Brandariz Lendoiro, Maria Isabel
Vilariño Barreiro, Maria Teresa
Correo electrónico
i.brandariz@udc.es
teresa.vilarino@udc.es
Web http://ciencias.udc.es
Descrición xeral Asignatura troncal del ultimo curso de la titulación. Forma parte del bloque formativo de Química Física constituido por cuatro asignaturas troncales (dos de laboratorio), dos obligatorias y varias optativas.
Se espera que el alumno posea ya los conocimientos generales desarrollados en las materias de Física, Química Física, Introducción a la Espectroscopia y Cinetoquímica.
Por tratarse de una materia de último curso, la formación del alumno implica/supone un doble propósito:
- Completar la formación en conocimientos químico físicos todavía no adquiridos, tales como los fenómenos de superficie y de transporte. Se completan así los contenidos teóricos troncales de Química Física en la titulación.
- Profundizar en ciertos contenidos ya desarrollados en cursos anteriores, tales como la Cinética y la Electroquímica, con objeto de que el alumno tenga una idea más clara de su aplicabilidad tanto en la industria como en la adquisición de nuevos conocimientos más específicos.

Competencias do título
Código Competencias da titulación

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Entender las ecuaciones matemáticas que gobiernan los fenómenos bajo estudio, así como manejarlas haciendo uso de los distintos sistemas de unidades. A1
A15
A16
A20
A21
A24
A25
B1
B2
B3
B4
C1
C6
C8
Comprender a nivel microscópico los fenómenos de transporte. A1
A12
A24
B1
B2
B3
B4
C1
Profundizar en el estudio de las interacciones iónicas en disolución. A1
A12
A24
B1
B2
B3
B4
C1
Conocer los métodos experimentales que permiten la obtención de magnitudes moleculares, en particular, aquellos en los que la interacción de la radiación electromagnética con la materia se produce sin absorción de energía (métodos eléctricos y magnéticos, métodos de difracción). A1
A3
A12
B1
B2
B3
B4
C1
Conocer los fundamentos de las transferencia de carga a través de un electrodo y la influencia del potencial sobre la velocidad de la misma. A1
A5
A20
A21
A24
A25
B1
B2
B3
C6
C8
Adquirir los conocimientos teóricos y experimentales para abordar los fenomenos de superficie. A1
A5
A14
A15
A16
A21
A24
A25
B1
B2
B3
C6
C8
Adquirir los conocimientos téoricos y experimentales necesarios para enjuiciar los cambios asociados a las reacciones químicas heterogéneas. A4
A10
A14
A15
A20
A21
A24
A25
B1
B2
B3
C6
C8
Familiarizarse con los conceptos básicos necesarios para el estudio de las propiedades y la caracterización de los procesos interfaciales electroquímicos. A1
A5
A14
A20
A21
A24
A25
B1
B2
B3
C6
C8

Contidos
Temas Subtemas
1. Fisicoquímica de superficies: estudio termodinámico de la interfase. 1.1. Región interfacial o interfase.
1.2. Tensión superficial.
1.3. Interfases curvas.
- Ecuación de Young-Laplace.
- Presión de vapor en superficies curvas: ecuación de Kelvin.
- Capilaridad.
1.4. Termodinámica de superficies en sistemas multicomponente: Isoterma de adsorción de Gibbs.
1.5. Monocapas.
2. Superficies sólidas: adsorción y catálisis heterogénea. 2.1. Adsorción de gases sobre sólidos.
2.2. Fisisorción y Quimisorción.
2.3. Isotermas de adsorción: clasificación.
2.4. Isoterma de Langmuir.
2.5. Isoterma BET.
2.6. Otras isotermas.
2.7. Catálisis heterogénea.
3. Interfases electrizadas.
3.1. Introducción.
3.2. Termodinámica de la interfase electrizada. Ecuación electrocapilar.
3.3. Estructura de la interfase
- Modelo de Helmholtz-Perrin o de la doble capa rígida.
- Modelo de Gouy-Chapman o de la doble capa difusa.
- Modelo de Stern-Grahame.
3.4. Doble capa y coloides.
3.5. Cinética electródica.
4. Interacciones iónicas en disolución. 4.0. Introducción.
4.1.Interacciones ión-disolvente.
- Comentarios sobre la estructura del agua.
- Interacciones ión-disolvente.
- Ecuación de Born.
- Efectos de la hidratación.
4.2. Interacciones ión-ión.
- Teoría de Debye-Hückel.
- La nube iónica.
- Coeficiente de actividad de un ión.
- El parámetro de tamaño.
- Coeficiente de actividad iónico medio.
- La ley límite.
- El comportamiento experimental.
5. Procesos de transporte en disoluciones electrolíticas: conductividad iónica. 5.1. Conducción y conductividad eléctrica.
5.2. Conductividad molar.
5.3. Movilidades iónicas.
5.4.Teoría de Debye-Hückel-Onsager.
5.5. Aplicaciones de las medidas de conductividad.
6. Propiedades eléctricas de la materia. 6.0. Introducción.
6.1. Desarrollo multipolar del potencial escalar.
6.2. Interacción de un campo eléctrico estático con un dieléctrico.
- Moléculas no polares: polarización por distorsión. Ecuación de Clausius-Mossotti.
- Moléculas con momento bipolar permanente: polarización por orientación. Ecuación de Debye.
6.3. Determinación de momentos bipolares y polarizabilidades.
- Índice de refracción y polarización.
- Medida del momento bipolar permanente a partir de la constante dieléctrica.
6.4. Aplicación de la medida de momentos bipolares.
7. Difracción de Rayos-X, electrones y neutrones. 7.1. La celda unidad y la estructura cristalina.
7.2. Estructuras cristalinas en distintos tipos de sólidos.
- Requisitos geométricos de las estructuras densamente empaquetadas.
- Empaquetamiento en cristales iónicos.
- Requisitos geométricos en cristales covalentes.
7.3. Índices de Millar.
7.4. Difracción de Rayos-X.
- Modelo de Bragg.
- Modelo de Laue.
- Experimentos de difracción: el monocristal y el polvo cristalino.
7.5. Determinación de estructuras cristalinas.
7.6. Difracción de electrones.
7.7. Difracción de neutrones.

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 52 93.6 145.6
Solución de problemas 8 26.4 34.4
Prácticas de laboratorio 16 0 16
Proba mixta 4 0 4
 
Atención personalizada 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Desarrollo en el aula de los contenidos de la materia.

Solución de problemas Concebidos para que los alumnos participen de modo activo.
Se resuelven dudas y problemas algebraicos/numéricos asociados a cualquier aspecto relacionado con los contenidos desarrollados en las sesiones magistrales.
Se propone a los alumnos la resolución de algunos de los problemas planteados.


Prácticas de laboratorio Prácticas en el aula de informática, en las que se manejan programas de cálculo de uso general para resolver problemas de Química Física.

Proba mixta Evaluación de los contenidos desarrollados en la asignatura, que se realizan al finalizar cada uno de los cuatrimestres.


Atención personalizada
Metodoloxías
Solución de problemas
Descrición
Se recomienda a los alumnos el uso de tutorías individualizadas para resolver todas las dudas, cuestiones y conceptos que no hayan quedado claros referentes tanto al desarrollo de los contenidos de la materia, tanto en las sesiones magistrales como en los seminarios.

Las prácticas de laboratorio se realizarán en el aula de informática con la presencia constante de los profesores de la materia que resolverán personalmente todas las dudas y problemas que puedan surgir a cada alumno.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Solución de problemas
Evaluación continua de la participación activa de los alumnos en las sesiones magistrales, seminarios y tutorías, valorándose especialmente la resolución de los problemas propuestos por los profesores.

Metodología únicamente aplicable a los alumnos que asisten regularmente a clase (asistencia mínima al 80% de las clases de cada cuatrimestre).

Sólo se considerará las calificación obtenida mediante esta metodología cuando el resultado sea mejorar la calificación obtenida en cada una de las pruebas escritas realizadas al final de cada cuatrimestre.

15
Prácticas de laboratorio Evaluación continua del trabajo desarrollado por el alumno en el aula de informática, considerando las destrezas y conocimientos adquiridos, las respuestas a las cuestiones durante el desarrollo y la elaboración de los datos experimentales.
Se ha de elaborar un informe final de las prácticas realizadas.

Sólo se evaluarán y calificarán los alumnos que realicen las prácticas en el curso académico 2012/2013.

10
Proba mixta Pruebas escritas realizadas al final de cada cuatrimestre sobre los contenidos desarrollados.

75
 
Observacións avaliación

La evaluación y consiguiente calificación del trabajo de los estudiantes se llevará a cabo mediante el sistema de evaluación global por curso, basado en las siguientes actividades:


1)  Asistencia obligatoria a todas las prácticas y entrega de una memoria de las distintas actividades realizadas.


- Las prácticas se calificarán entre 0 y 10 puntos y se considerarán superadas cuando se obtenga una calificación igual o superior a 5 puntos.


- La no superación por curso de la parte práctica llevará consigo la realización de un examen práctico, cuya fecha será acordada por el profesor y los alumnos, o la nueva realización de las prácticas en cursos posteriores.


A criterio de los profesores de la asignatura, las prácticas realizadas y superadas en cursos anteriores podrán ser consideradas aprobadas pero, en este caso, no contarán en la calificación final.


2) Dos pruebas escritas, en las que se plantearán tanto el desarrollo de cuestiones amplias como la resolución de cuestiones concretas y problemas numéricos.


• Primera prueba parcial al finalizar el primer cuatrimestre. (Fecha pendiente de fijar)


• Segunda prueba parcial al finalizar el segundo cuatrimestre. (Fecha pendiente de fijar)


- Cada prueba parcial se calificará entre 0 y 10 puntos y se considerará superada cuando se obtenga una calificación igual o superior a 5 puntos.


- Todos los alumnos tienen derecho a presentarse al examen final de la asignatura para mejorar la calificación obtenida en alguna de las pruebas parciales.


- Se conservará la calificación del cuatrimestre aprobado hasta la convocatoria de septiembre.


- Todo alumno que realice alguna prueba parcial o final se considerará presentado.


- Los alumnos que asistan regularmente a clase (asistencia mínima al 80% de las clases de cada cuatrimestre) podrán mejorar la calificación de la prueba escrita de cada cuatrimestre con la valoración del trabajo realizado durante el desarrollo de las clases de teoría, seminarios y tutorías.


La calificación otorgada por esta evaluación continua podrá llegar a representar el 15% de la calificación final de cada cuatrimestre. Sólo se considerará cuando la calificación del correspondiente examen parcial escrito sea igual o superior a 4 puntos y sólo se tendrá en cuenta si se mejora la calificación obtenida en la prueba parcial (nunca podrá bajar la nota de la prueba parcial).


Calificación prueba escrita en cada cuatrimestre:


Opción A: 100% prueba escrita


Opción B: 85% prueba escrita + 15% participación activa en las distintas actividades propuestas en el aula (sólo para alumnos que asisten regularmente a clase).


Calificación final CONVOCATORIA JUNIO:  45% calificación primer cuatrimestre + 45% calificación obtenida en el segundo cuatrimestre + 10% la calificación obtenida en las prácticas, siempre que cada una de las calificaciones sea igual o superior a 5 puntos (sobre 10).


-Para obtener la calificación de APTO será necesario que la calificación final sea igual o superior a 5 puntos.


-Para que un alumno sea considerado como NO PRESENTADO no deberá haber tomado parte en ninguna prueba parcial o en el final de la asignatura.


CONVOCATORIA DE SEPTIEMBRE:


- Los alumnos sólo tendrán que examinarse de los contenidos de la asignatura correspondientes a los cuatrimestres no superados en la convocatoria de Junio.


- Las calificaciones obtenidas por la participación activa en las distintas actividades propuestas en el aula y las prácticas se conservarán en la convocatoria de septiembre. La calificación final se obtendrá exactamente igual que en la convocatoria de junio, sustituyéndose las calificaciones de la prueba objetiva de junio por las obtenidas en la prueba de septiembre.


- En el caso de que el alumno no haya realizado y superado las prácticas tendrá que realizar un examen de prácticas o repetir las prácticas en cursos posteriores.


CONVOCATORIA DE DICIEMBRE:


 - La calificación de la asignatura será únicamente la obtenida en la prueba mixta realizada.


- En el caso de que el alumno no haya realizado y superado las prácticas tendrá que realizar un examen de prácticas para poder aprobar la asignatura. (En fecha a determinar con los profesores).


- La prueba mixta constará de 2 partes, cada una de ellas referida a los contenidos de un cuatrimestre. El alumno deberá obtener una calificación mínima de 5 puntos (sobre 10) en cada una de ellas.


- La calificación final se obtendrá haciendo la media de las calificaciones obtenidas en cada parte, siempre que las calificaciones en cada una de ellas sea superior a 5 puntos. Se considerará superada la asignatura cuando se obtenga una calificación final igual o superior a 5 puntos.


FECHAS CONVOCATORIAS OFICIALES PARA EL CURSO 2012/2013:


 Convocatoria extraordinaria y adelantada de Diciembre: 13 DICIEMBRE 16:00 (pendiente aprobación Xunta de Facultad)


 Convocatoria de Junio: 17 JUNIO 10:00 (pendiente aprobación Xunta de Facultad)


Convocatoria de Septiembre: 10 SEPTIEMBRE 16:00 (pendiente aprobación Xunta de Facultad)


Fontes de información
Bibliografía básica

PRIMER CUATRIMESTRE:

1. BERTRÁN RUSCA, J., NÚÑEZ DELGADO, J. (coords.) (2002). Química Física. Ariel, Barcelona

2. BARD, A.J.; FAULKNER, L.R. (2001). Electrochemical methods: fundamentals and applications, 2nd ed.. Wiley: New York

SEGUNDO CUATRIMESTRE:

WANGSNESS, R.K. (1987). Campos Electromagnéticos.. Limusa, México

LEVINE I. N. (2004). Fisicoquímica 5ª ed.. McGraw-Hill, Madrid

ADAMSON, A.W. (1997). Physical Chemistry of Surfaces, 6th ed.. John Wiley & Sons, New York

BERRY R. S., RICE S. A., ROSS J. (2000). Physical Chemistry. 2ª ed.. Oxford University Press, New York

CASTELLAN G. W. (1983). Physical Chemistry. 3ª ed.. Addison-Wesley, New York

BARROW, G.M. (1996). Physical Chemistry. 6ª ed.. McGraw-Hill, New York

ATKINS P.W., DE PAULA, J. (2006). Physical Chemistry. 8ª ed.. Oxford University Press, Oxford

MCQUARRIE, D.A., SIMONS, J.D. (1997). Physical Chemistry: A Molecular Approach. University Science Books, Sausalito, California

DÍAZ PEÑA, M Y ROIG, A. (1976). Química Física. Alhambra, Madrid

ATKINS, P.W., DE PAULA, J. (2008). Química Física. 8ª ed.. Panamericana

Bibliografía complementaria

ALDAZ RIERA, A. (1976). Electroquímica. UNED, Madrid

RIEGER, P.H. (1994). Electrochemistry. 2nd ed.. Chapman&Hall, New York

DAMASKIN B.B., PETRI O.A. (1981). Fundamentos de la Electroquímica teórica. Mir, Moscú

BOCKRIS, J.O.M., REDDY, A K.N. (1998). Modern Electrochemistry 1. Ionics. 2nd ed.. Plenum Press, New York

BOCKRIS, J.O.M., REDDY, A.K.N., GAMBOA-ADELCO, M.E. (2000). Modern Electrochemistry 2A. Fundamentals of Electrodics.. Kluwer Academic/Plenum Press: New York

CROW, D.R. (1994). Principles and applications of Electrochemistry. 4th ed.. Blackie Academic and Professional, Glasgow

KORITA, J, DVORAK, J., KAVAN, L. (1987). Principles of Electrochemistry. 2nd ed.. Wiley, Chichester

Otra Bibliografía complementaria

ZIELINSKY (2003). "Mathematics in Physical Chemistry". J. Chem. Education, 80(5), 580-581

SASTRE DE VICENTE, M., LÓPEZ FONSECA, J.M. (1993). Métodos voltamétricos. Cap. 1. . Universidade da Coruña

SASTRE, M., SANTABALLA, J.A. (1989). "A note on the meaning of the electroneutrality condition for solutions". J.Chem.Education., 66(5), 403

SASTRE DE VICENTE, M. (1993). "Introducing probabilistic concepts in Chemistry: the preparation of a 10 e-24 M solution as a limit case". J.Chem. Education, 102(3), 675

ZIELINSKI, T.J. (1998). "Mathcad in the chemistry Curriculum". J. Chem. Education, 75(9), 1189-1190

SASTRE DE VICENTE, M. (2004). "The Concept of Ionic Strength Eighty Years After its Introduction in Chemistry". J. Chem. Education, 81(5) 750-753

ARCE, F., SASTRE DE VICENTE, M., SANTABALLA, J.A. (1986). Aspectos teórico-prácticos de la medida del pH. Universidad de Santiago de Compostela


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Experimentación en Química Física/610311507

Materias que continúan o temario
Física/610311101
Química Física/610311202
Introdución a Espectroscopia/610311304
Técnicas Experimentais en Química Física/610311305
Cinetoquímica/610311405

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías