Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Química Física 2 Código 610G01017
Titulación
Grao en Química
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Galego
Inglés
Prerrequisitos
Departamento Química Física e Enxeñaría Química 1
Coordinación
Fernandez Perez, Maria Isabel
Correo electrónico
isabel.fernandez.perez@udc.es
Profesorado
Canle López, Moisés
Fernandez Perez, Maria Isabel
Santaballa Lopez, Juan Arturo
Correo electrónico
moises.canle@udc.es
isabel.fernandez.perez@udc.es
arturo.santaballa@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.es/moodle/
Descrición xeral Esta asignatura é continuación natural da de Química Física I, e na mesma abórdase a aprendizaxe de coñecementos, destrezas e competencias asociados a interacción da radiación electromagnética ou feixes de partículas coa materia, tanto no que se refire á caracterización estructural como os aspectos fundamentais de técnicas de análise.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
This subject follows Physical Chemistry I, and deals with the knowledge, skills and competencies associated with the interaction of electromagnetic radiation, or particle beams, with matter, in terms of the key aspects of its structural characterization, and the basics of the corresponding analytical techniques.

Competencias do título
Código Competencias da titulación
A1 Utilizar a terminoloxía química, nomenclatura, convenios e unidades.
A7 Coñecer e aplicar as técnicas analíticas.
A8 Coñecer os principios da Mecánica Cuántica e a súa aplicación á estrutura de átomos e moléculas.
A9 Coñecer os rasgos estruturais dos compostos químicos, incluíndo a estereoquímica, así como as principais técnicas de investigación estrutural.
A12 Relacionar as propiedades macroscópicas coas de átomos e moléculas.
A14 Demostrar o coñecemento e comprensión de conceptos, principios e teorías relacionadas coa Química.
A15 Recoñecer e analizar novos problemas e planear estratexias para solucionalos.
A16 Adquirir, avaliar e utilizar os datos e información bibliográfica e técnica relacionada coa Química.
A17 Traballar no laboratorio Químico con seguridade (manexo de materiais e eliminación de residuos).
A18 Valorar os riscos no uso de sustancias químicas e procedementos de laboratorio.
A19 Levar a cabo procedementos estándares e manexar a instrumentación científica.
A20 Interpretar os datos procedentes de observacións e medidas no laboratorio.
A21 Comprender os aspectos cualitativos e cuantitativos dos problemas químicos.
A22 Planificar, deseñar e desenvolver proxectos e experimentos.
A23 Desenvolver unha actitude crítica de perfeccionamento na labor experimental.
A24 Explicar, de xeito comprensible, fenómenos e procesos relacionados coa Química.
A25 Relacionar a Química con outras disciplinas e recoñecer e valorar os procesos químicos na vida diaria.
A26 Levar a cabo procedementos estándares de laboratorios implicados en traballos analíticos e sintéticos, en relación con sistemas orgánicos e inorgánicos.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B5 Traballar de forma colaborativa.
B6 Comportarse con ética e responsabilidade social como cidadán e como profesional.
B7 Comunicarse de maneira efectiva nun entorno de traballo.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 Dominar a expresión e a comprensión de forma oral e escrita dun idioma estranxeiro.
C3 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C7 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Entende-las diversas formas nas que a radiación electromagnética interacciona coa materia, e como consecuencia delo os distintos tipos de espectroscopía, e a información estrutural e analítica que cada un deles pode suministrar. A1
A7
A8
A9
A12
A25
B1
B3
C1
C2
C3
C8
Comprende-los fundamentos teóricos dos procesos de emisión e absorción de radiación electromagnética, con especial fincapé no significado do momento dipolar de transición. A1
A7
A8
A9
A12
A25
B1
B2
B3
C1
C2
C3
C8
Entende-lo fundamento teórico que explica a intensidade e a forma dos sinais espectrais, así como ser capaz de realizar prediccións sobre as mesmas en casos concretos. A1
A7
A8
A9
A12
A14
A20
A21
A25
B1
B2
B3
B4
C1
C2
C6
C8
Saber aplica-los fundamentos da teoría de grupos. A1
A8
A14
B1
B2
B3
B4
C1
C2
C3
C6
Comprende-los fundamentos teóricos dos distintos tipos de espectroscopia, así como a súa aplicación de cara a elucidación estrutural e as técnicas de análise. A1
A7
A8
A9
A12
A14
A15
A20
A21
A25
B1
B2
B3
B4
C1
C2
C6
C8
Determinación práctica de diversos tipos de espectros, análise e interpretación dos mesmos, tanto dende o punto de vista estrutural como analítico, cualitativo e cuantitativo. A7
A12
A14
A16
A17
A18
A19
A20
A21
A22
A23
A24
A26
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
C1
C2
C3
C6
C7
C8
Comprender e aplicar-los fundamentos teóricos e prácticos da Fotoquímica, así como as súas implicacións básicas en procesos ambientais. A1
A8
A9
A12
A14
A15
A16
A17
A18
A19
A20
A21
A22
A23
A24
A25
A26
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
C1
C2
C3
C6
C7
C8
Entende-las bases teóricas e prácticas implicadas nos métodos de difracción, con especial fincapé na elucidación de estruturas cristalinas por difracción de raios X. A1
A7
A8
A9
A12
A14
A15
A16
A17
A18
A19
A20
A21
A22
A23
A24
A25
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
C1
C2
C3
C6
C7
C8
Comprende-los fundamentos teóricos e prácticos da acción láser, e as súas aplicacións, con énfase na Química. A1
A7
A8
A9
A12
A14
A15
A16
A17
A18
A19
A20
A21
A22
A23
A24
A25
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
C1
C2
C3
C6
C7
C8
Adquirir cooñecementos básicos doutras espectroscopías, así como dispoñer dunha visión xeral das novas tendencias no procura da determinación estrutural das especies químicas e das técnicas de análise. A1
A7
A8
A9
A12
A14
A15
A16
A17
A18
A19
A20
A21
A22
A23
A24
A25
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
C1
C2
C3
C6
C7
C8

Contidos
Temas Subtemas
Introducción á Espectroscopía Radiación electromagnética e materia. Procesos resonantes e non resonantes. Tratamento clásico da interacción radiación-materia. Tratamento semiclásico: coeficientes de Einstein e momento dipolar de transición. Emisión espontánea. Reglas de selección. Tipos de espectros. Poboación dos niveis de enerxía: intensidades. Lei de Bouger-Lambert-Beer. Factores que determinan a forma e anchura das bandas esprectrais. Aspectos xerais das técnicas experimentais. Transformada de Fourier.
Simetría en Química Elementos e operacións de simetría. Propiedades básicas dos grupos. Representacións de grupos. Representacións reducibles e irreducibles. Aplicacións en Química.
Espectros de rotación Mecánica clásica da rotación molecular. Clasificación das moléculas. Espectros de moléculas diatómicas e lineais. Poboación de niveis e intensidade das transicións. Distorsión centrifuga. Espectros de trompos simétricos. Espectros de trompos asimétricos. Determinación da estructura molecular. Aspectos experimentais da Espectroscopía de microondas: efecto Stark e momento dipolar.
Espectros de vibración Moléculas diatómicas.
Aproximación do oscilador armónico: niveis de enerxía. Anarmonicidad. Potenciais empíricos. Reglas de selección. Enerxías de disociación. Espectros de rotación-vibración.

Moléculas poliatómicas.
Tratamento clásico: modos e coordenadas normais. Tratamiento mecanocuántico: niveis de enerxía. Consideracións de simetría. Reglas de selección. Frecuencias de grupo. Técnicas experimentais.

Espectros Raman.
Polarizabilidade molecular e tensor de polarizabilidade. Teoría clásica da dispersión Rayleigh e Raman. Representación cuántica. Espectros de rotación pura. Espectros de vibración. Técnicas experimentais.
Espectros electrónicos Moléculas diatómicas.
Estados electrónicos. Reglas de Selección. Intensidade das compoñentes de vibración: principio de Frank-Condon. Estrutura de vibración: progresións e secuencias. Enerxías de disociación.

Moléculas poliatómicas.
Estrutura e estados electrónicos. Reglas de selección. Espectros de moléculas simples. Cromóforos. Dicroismo circular e dispersión óptica rotatoria. Espectroscopía de UV-VIS: técnicas experimentais e aplicacións analíticas.

Espectros fotoelectrónicos.
Procesos de ionización. Técnicas experimentais. Espectroscopía fotoelectrónica de ultravioleta (UPS): Interpretación dos espectros. Interpretación dos espectros fotoelectrónicos de rayos X (XPS o ESCA): Desprazamento químico.
Fundamentos de Fotoquímica Fluorescencia e fosforescencia: diagrama de Jablonski.
Leis da fotoquímica. Rendemento cuántico. Desactivación bimolecular (Quenching). Procesos fotoquímicos. Técnicas experimentais e aplicacións.
Espectrocopía del láser A acción láser. Tipos de láseres. Espectroscopías de absorción e excitación: fluorescencia inducida por láser. Espectroscopías Raman. Espectroscopía de ionización multifotónica: detección TOF. Espectroscopía de femtosegundo: aplicacións na dinámica da reacción química. Técnicas experimentais.
Espectroscopías de Resonancia Magnética Estados de espín nuclear e electrónico: reglas de selección.

Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). O desprazamento químico: contribucións o factor de apantallamento. Estructura fina: acoplamentos. Aspectos experimentais: emprego da transformadas de Fourier. Procesos de relaxación.

Espectroscopia de resonancia de espín electrónico (ESR): estructura fina e hiperfina. Técnicas experimentais e aplicacións.
Métodos de difracción Características xerais do fenómeno de difracción. Difracción de raios X. Condicións de Bragg e Laue. O factor de estrutura. Determinación da estrutura cristalina. Síntesis de Fourier. O problema da fase. Difracción de neutróns. Difracción de electróns por gases. Ecuación de Wierl e función de distribución radial. Técnicas experimentais e aplicacións.
Outras espectroscopías e novas tendencias Espectroscopía Mössbauer. Introducción as espectroscopías nonlineais. Aplicacións. Novas tendencias.

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 19 28.5 47.5
Prácticas de laboratorio 10 12.5 22.5
Seminario 8 12 20
Solución de problemas 9 13.5 22.5
Presentación oral 2 5 7
Prácticas a través de TIC 0 4 4
Simulación 2 4 6
Lecturas 0 6.5 6.5
Proba de resposta múltiple 0 3 3
Proba mixta 3 7 10
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Básicamente é a clásica lección maxistral, en xeral con apoio audiovisual, na que se exporán os aspectos fundamentais con contidos teóricos da asignatura. Pénsase nun formato dinámico no que hai lugar para a participación d@s estudiantes.
Prácticas de laboratorio Realización de actividades de carácter práctico con obxeto de aplica-los coñecementos teóricos, e, á vez, adquiri-las destrezas experimentais asociadas os mesmos.
Seminario Esta actividade levarase a cabo en grupo reducido. Profundización nos distintos temas baseada na participación activa d@s estudiantes.
Solución de problemas Aplicación práctica, tanto numérica como conceptual, dos coñecementos teóricos.
Presentación oral Exposición verbal dun traballo preparado en grupo sobre un tema proposto polo profesor. Na actividade se inclúe un debate posterior sobre o tema obxecto da presentación.

Prácticas a través de TIC Está orientada o aprendizaxe efectivo do alumnado a través de actividades de carácter práctico mediante a utilización das tecnoloxías da información e as comunicacións.
Simulación Utilización de programas informáticos, no aula de informática, para reproducir diversos tipos de espectros, o que tra-la correspondente análise crítica debe de servir como experiencia de aprendizaxe. Actividad para ser realizada en grupos reducidos.
Lecturas Conxunto de textos que se empregarán como fonte de profundización nos contidos traballados.
Proba de resposta múltiple O longo do curso realizaranse, empregando a plataforma de teleformación MOODLE, unha serie de probas para avaliar o aprendizaxe dos conceptos, destrezas, competencias e habilidades asociados á asignatura.
Proba mixta Combinación de distintos tipos de preguntas: tipo test, de resposta breve, tipo ensaio. Con este último tipo se busca que se resposte por escrito a preguntas de certa amplitude, valorando que se proporcione a resposta esperada, o que permite avaliar coñecementos, capacidade de razoamento, e espírito crítico.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Seminario
Presentación oral
Solución de problemas
Simulación
Descrición
Con elo trátase de orienta-l@ estudiante, en primeiro lugar, na análise crítica dos resultados obtidos no laboratorio e nos exercicios de simulación; por outra banda, na mellora da súa presentación oral, e, finalmente, na busca da mellora estratexia personalizada de aborda-la solución de problemas.

O momento da súa utilización será fixada directamente polos docentes e @s estudantes según xurda a necesidade de utilización. En principio levaránse a cabo nos despachos dos docentes.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Proba mixta Examen final con dúas partes, unha de corte teórico (50%) que inclúe preguntas tipo test, de resposta breve e/ou de ensaio, e outra de solución de problemas (50%) na que se avaliará a habilidade na aplicación dos contidos teóricos para a resolución de problemas numéricos. 40
Prácticas de laboratorio A avaliación inclue:
* Aspectos operacionais.
* Confección da libreta de laboratorio.
* Análise crítica dos resultados.
* Informe final das prácticas de laboratorio.
15
Seminario Preparación actividades dos seminarios.
Asistencia e participación activa nos seminarios.
10
Presentación oral Calidade da información contida na presentación.
Habilidades amosadas na presentación.
Capacidade para defende-lo traballo presentado.
10
Prácticas a través de TIC Realización das actividades propostas on-line (remisión de arquivos, participación nos foros, na WIKI, elaboración mapas conceptuais). 5
Simulación Análise crítico dos resultados obtidos nas simulacións. 10
Proba de resposta múltiple Este conxunto de probas, exclusivamente ON-LINE, computará un 10% sempre e cando se realicen nos prazos sinalados. 10
 
Observacións avaliación

Globalmente trátase de avaliar a adquisición dos coñecementos, a capacidade de crítica, de síntese, de comparación, de elaboración, de aplicación e de orixinalidade d@ estudante.


A asistencia á totalidade das prácticas de laboratorio e obrigatoria. Alternativamente pode optarse por un exame práctico relativo as prácticas de laboratorio de 4 horas de duración.


Primeira oportunidade: para que se teñan en conta as outras actividades suxeitas a avaliación é preciso obter unha cualificación mínima de catro (4) sobre dez (10) en cada unha das dúas partes da proba mixta e nas prácticas de laboratorio.



Segunda oportunidade: repetición da proba mixta e das actividades presenciais suxeitas a avaliación nas que non se acadou o aprobado (non se inclúe o relativo os seminarios). Igual que na primeira oportunidade é preciso obter unha cualificación mínima de catro (4) sobre dez (10), nas dúas partes da proba mixta e nas prácticas de laboratorio, para considerar as outras actividades suxeitas a avaliación, e así establecer a cualificación final.


É importante ter presente que en ambas oportunidades para que se teñan en conta as calificaciones nas distintas actividades suxeitas a avaliación é preciso obte-la calificación mínima de 4 como se indicou anteriormente. De non alcanzarse dita puntuación mínima nalguna delas, e no caso de que la media ponderada sexa superior o igual a 5 (sobre 10), a asignatura figurará como suspensa coa cualificación de 4.5.



Debe quedar claramente establecido que a obtención de unha cualificación superior a 4, en cada unha das dúas partes da proba mixta e nas prácticas de laboratorio, non implica o aprobado automático na asignatura. A cualificación final calcúlase de acordo coas porcentaxes anteriormente establecidas.


No caso de que haxa varios estudantes, coa mesma cualificación, que poidan optar á matrícula de honra, se lles convocará a unha proba escrita sempre e cando o número de matrículas sexa inferior o de estudantes na devandita situación. Compre sinalar que @s estudantes avaliados na segunda oportunidade poderán optar á matrícula de honra se o número máximo de éstas non se ten cuberto na súa totalidade na primeira oportunidade.   


Para obter a cualificación de non presentado, os alumnos non poderán ter participado en máis dun 50 % das actividades avaliables programadas.


Finalmente, polo que atinxe a sucesivos cursos académicos, o proceso de ensinanza-aprendizaxe, incluída a avaliación, refírese a un curso académico, e polo tanto volta a comenzar de cero co novo curso.


Fontes de información
Bibliografía básica P. W. Atkins (2002). Atkins' physical chemistry. Oxford University Press
(). http://www.ch.ic.ac.uk/local/symmetry/.
(). https://campusvirtual.udc.es/moodle/.
J. Michael Hollas (2004). Modern Spectroscopy. J. Wiley & Sons
Carol E. Wayne & Richard P. Wayne (1996). Photochemistry. Oxford Chemistry Primers, 39
Ooi, Li-ling. (2010). Principles of x-ray crystallography. Oxford University Press
Luis Carballeira Ocaña & Ignacio Pérez Juste (2008). Problemas de Espectroscopía Molecular . Oleiros : Netbiblo
P. W. Atkins (2008). Química Física. Médica Panamericana
Alberto Requena & José Zúñiga (2007). Química Física : problemas de espectroscopia : fundamentos, átomos y moléculas diatómicas . Madrid : Pearson Educación
J. Keeler (2010). Understanding NMR spectroscopy. John Wiley and Sons

Además das fontes indicadas neste apartado, e no seguinte, poderán suxerirse na plataforma de teleformación MOODLE, outras que ó longo do curso se consideren interesantes. 

Bibliografía complementaria B. Metin (2005 ). Basic ¹H-and ¹³C-NMR spectroscopy . Elsevier
A. M. Ellis (2005). Electronic and photoelectron spectroscopy fundamentals and case studies. Cambridge University Press
Alberto Requena Rodríguez & José Zúñiga Román (2004). Espectroscopia . Pearson Educación, S.A.
Víctor Luaña, V. M. García Fernández, E. Francisco & J. M. Recio (2002). Espectroscopía molecular. Universidad de Oviedo, Servicio de Publicaciones
Andrew Gilbert & Jim Baggott (1991). Essentials of molecular photochemistry. Oxford ; Boston : Blackwell Scientific Publications
I. N. Levine (2004). Fisicoquímica 5ª edición. McGraw-Hill
P. R. Griffiths (2007). Fourier transform infrared spectrometry. John Wiley & Sons
C. Gell (2006). Handbook of single molecule fluorescence spectroscopy. Oxford University Press
Wikipedia - inglés (). http://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia.
Wikipedia - Español (). http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia.
(). http://jersey.uoregon.edu/vlab/PlankRadiationFormula/index.html.
(). http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/jablonski.html.
(). http://nobelprize.org/nobel_prizes/.
(). http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/.
(). http://photobiology.info/.
Fotoquímica (inglés) (). http://web.mac.com/titoscaiano/Research_in_Scaianos_labs/teaching_movies.html.
(). http://www.johnkyrk.com/photosynthesis.html.
(). http://www.nist.gov/.
(). http://www.pol-us.net/ASP_Home/index.html.
(). http://www.spectroscopynow.com/.
G. Socrates (2005). Infrared and raman characteristic group frequencies tables and charts. John Wiley & Sons
(2005). International tables for crystallography. Dordrecht : Springer
(2005). International tables for crystallography brief teaching edition of volume A : space-group symmetry. Dordrecht : Springer
R. Jenkins (1996). Introduction to X-ray powder diffractometry. John Wiley & Sons
Helmet H. Telle, Angel Gonzalez Ureña, Robert J. Donovan (2007). Laser chemistry : spectroscopy, dynamics and applications. West Sussex : John Wiley & Sons
H. H. Telle (2007). Laser chemistry : spectroscopy, dynamics and applications. John Wiley & Sons
Françoise Hippert et al. (2006). Neutron and x-ray spectroscopy. Dordrecht : Springer
T. N. Mitchell (2004). NMR--from spectra to structures: an experimental approach. Springer
J. R. Albani (2007). Principles and applications of fluorescence spectroscopy. Oxford : Blackwell
J. R. Lakowicz (2006). Principles of fluorescence spectroscopy. Springer
D. C. Harris (1989). Symmetry and spectroscopy an introduction to vibrational and electronic spectroscopy. Dover
S. F. A. Kettle (2007). Symmetry and structure : readable group theory for chemists. John Wiley


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Química Física 3/610G01018
Experimentación en Química Física/610G01019
Química Física Avanzada/610G01020
Traballo de fin de Grao/610G01043

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Laboratorio de Química/610G01032

Materias que continúan o temario
Matemáticas 1/610G01001
Matemáticas 2/610G01002
Física 1/610G01003
Física 2/610G01004
Bioloxía/610G01005
Xeoloxía/610G01006
Química 1/610G01007
Química 2/610G01008
Química 3/610G01009
Química 4/610G01010
Química Analítica 1/610G01011
Química Física 1/610G01016
Química Inorgánica 1/610G01021
Química Orgánica 1/610G01026
Química, Información e Sociedade/610G01031

Observacións

É moi recomendable que @ estudante repase con asiduidade os conceptos teóricos introducidos nas clases de teoría, así como que simultáneamente resolva as cuestións e exercicios que se lle irán propoñendo o longo do curso.

Desaconséllase estudiar ÚNICAMENTE polos apuntes de clase, que nunca deben sustituir as fontes de consulta recomendadas.

Pode resultar moi ÚTIL emprega-las horas de titoría para aclarar dúbidas e afondar nos coñecementos asociados á asignatura.



(*)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