Study programme competencies |
Code
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Study programme competences / results
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A1 |
CE1 - Comprender los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología. |
A2 |
CE2 - Aplicar los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología a la resolución de problemas de naturaleza cuantitativa o cualitativa. |
A3 |
CE3 - Reconocer y analizar problemas físicos, químicos, matemáticos, biológicos en el ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología, así como plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo el uso de fuentes bibliográficas. |
A7 |
CE7 - Interpretar los datos obtenidos mediante medidas experimentales y simulaciones, incluyendo el uso de herramientas informáticas, identificar su significado y relacionarlos con las teorías químicas, físicas o biológicas apropiadas. |
B1 |
CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio |
B2 |
CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio |
B3 |
CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética |
B4 |
CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado |
B5 |
CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía |
B6 |
CG1 - Aprender a aprender |
B7 |
CG2 - Resolver problemas de forma efectiva. |
B8 |
CG3 - Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo. |
B9 |
CG4 - Trabajar de forma autónoma con iniciativa. |
B11 |
CG6 - Comportarse con ética y responsabilidad social como ciudadano/a y como profesional. |
B12 |
CG7 - Comunicarse de manera efectiva en un entorno de trabajo. |
C1 |
CT1 - Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma |
C2 |
CT2 - Dominar la expresión y la comprensión de forma oral y escrita de un idioma extranjero |
C3 |
CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida |
C4 |
CT4 - Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía respetuosa con la cultura democrática, los derechos humanos y la perspectiva de género |
C7 |
CT7 - Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social. |
C8 |
CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad |
C9 |
CT9 - Tener la capacidad de gestionar tiempos y recursos: desarrollar planes, priorizar actividades, identificar las críticas, establecer plazos y cumplirlos |
Learning aims |
Learning outcomes |
Study programme competences / results |
Coñecer os principios da mecánica cuántica |
A1 A2 A3 A7
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B2 B6 B8 B9 B11
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C1 C2 C3
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Coñecer os principios da mecánica estatística |
A1 A2 A3 A7
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B1
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C2
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Aplicar os contidos teóricos adquiridos á explicación de fenómenos experimentais |
A1 A2 A3 A7
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B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8
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C1 C2 C3 C8
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Saber aplicar os principios da mecánica cuántica para describir a estrutura e propiedades de átomos e moléculas |
A1 A2 A3 A7
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B1 B2 B3 B4 B5
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C2 C3 C7 C9
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Adquirir habilidades no manexo e busca de bibliografía relacionada cos contidos da materia. |
A1 A2 A3 A7
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B1 B2 B9 B12
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C1 C2 C4 C8
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Contents |
Topic |
Sub-topic |
1. Introducción á Mecánica Cuántica: Postulados |
Antecedentes históricos
- Modelo Bohr
- Dualidade onda-partícula
- Elementos matemáticos
- Postulados da Mecánica Cuántica
- Ecuación de Schröndinger independente do tempo
- Importancia dos postulados: principios de correspondencia, incerteza de Heisenberg e superposición de estados |
2. Movemento de traslación: modelo da partícula nunha caixa |
- A partícula libre
- A partícula nunha caixa unidimensional: funcións de onda e niveis de enerxía.
- A partícula nunha caixa de dous e tres dimensións: separación de variables e dexeneración.
- Efecto túnel
- Aplicacións da partícula nunha caixa. Pozos cuánticos, fíos cuánticos e puntos cuánticos |
3. Movemento de vibración: modelo do oscilador harmónico |
- Tratamento clásico do oscilador harmónico
- Tratamento do oscilador cuántico: Funcións de onda: polinomios hermites.
- Enerxía vibratoria: niveis de enerxía.
- O oscilador harmónico como modelo da vibración das moléculas.
- Anharmonicidade.
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4. Movemento de rotación: modelo do rotor ríxido |
- Momento angular na mecánica clásica.
- Momento angular en mecánica cuántica: Funcións de onda: polinomios de Legendre. Harmónicos esféricos.
- O rotor ríxido de dúas partículas: enerxía rotacional: niveis de enerxía.
- Cuantización do momento angular.
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5. Átomos hidroxenoides |
- Resolución da ecuación de Schrodinger para o átomo de hidróxeno ou ión.
- Separación de variables: funcións de onda radial e angular.
- Niveis de enerxía.
- Orbital atómico.
- Función de distribución radial.
- Funcións de onda reais: representación radial e angular.
- Efecto Zeeman. |
6. Métodos aproximados |
- Resolución da ecuación de Schrondinger en sistemas de interese químico
- Método de perturbación.
- Método de variacións: teorema de variación.
- Funcións variacionais lineais: ecuacións seculares.
- Aplicacións de métodos aproximados á química cuántica |
7. Átomos polielectrónicos |
- Estudo do átomo de helio.
- Orbitais Slater
- Método de campo autoconsistente de Hartrree-Fock
- Momento angular de xiro.
- Configuración electrónica
- Antisimetría: principio de exclusión de Pauli.
- Táboa periódica.
- Momento angular orbital total: acoplamientos espín-órbita e jj
- Regras de Hund
- Espectroscopia atómica. Termos atómicos. Regras de selección.
- Paramagnetismo atómico
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8. O enlace químico. Introducción ó estudo das moléculas |
- O hamiltoniano molecular
- Aproximación Born-Oppenheimer.
- Teoría dos orbitais moleculares e teoría dos enlaces de valencia.
- Aplicación do método orbital molecular ao ión da molécula de hidróxeno.
- Orbitais moleculares: unión e anti-enlace.
- Moléculas diatómicas homonucleares.
- Moléculas diatómicas heteronucleares.
- Enlace polar: electronegatividade
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9. Métodos semiempíricos |
- Ab initio e métodos semiempíricos.
Método Hartree-Fock. Conxuntos base. Correlación electrónica. Método de interacción de configuración. Métodos funcionais de densidade.
- Aproximación pi-electrónica.
- Método de electróns libres (FEMO).
- Teoría orbital molecular aplicada a moléculas conxugadas e aromáticas: enfoque de Hückel.
- Curvas de enerxía potencial |
10. Fundamentos de Mecánica Estadística |
- Fundamentos do método mecanoestadístico.
- Bases da termodinámica estatística.
- Estudo termodinámico estatístico de gases ideais.
- Interpretación estatística das propiedades termodinámicas dos sólidos.
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Planning |
Methodologies / tests |
Competencies / Results |
Teaching hours (in-person & virtual) |
Student’s personal work hours |
Total hours |
Guest lecture / keynote speech |
A1 A2 B1 B6 B9 C2 C3 |
32 |
50 |
82 |
Seminar |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B5 B7 B8 B9 C3 C2 |
16 |
36 |
52 |
Supervised projects |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B11 B12 C1 C2 C3 C4 C7 C8 C9 |
0 |
10 |
10 |
Objective test |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B12 C2 C3 C9 |
2 |
0 |
2 |
Mixed objective/subjective test |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B12 C1 C2 C3 |
3 |
0 |
3 |
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Personalized attention |
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1 |
0 |
1 |
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(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students. |
Methodologies |
Methodologies |
Description |
Guest lecture / keynote speech |
• Duración de aproximadamente unha hora e se impartirán no horario aprobado pola xunta do centro.
• As clases serán do tipo lección maxistral nas que o/a profesor/a presentará os temas de la asignatura co apoio dos medios audiovisuales necesarios, indicando os/as alumnos/as o máis importante a ter en conta á hora do estudio e recomendándoles capítulos dos libros máis adecuados para a súa maior compresión.
• Incentivarase a participación do/a estudante nas clases, non obstante, nas clases de seminario e titorías, o/a alumno/a ten máis oportunidade para resolver todas aquelas dúbidas que lle tiveran xurdido durante o seu estudio.
• O/a profesor/a facilitará o acceso dos/as estudantes a todo o material audiovisual utilizado nas clases, así como outro tipo de material complementario, para que lles sirva na súa aprendizase. O acceso os devanditos materiais será ben a través da Campus virtual da Universidade ou ben a través do servicio de reprografía do centro.
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Seminar |
•Actividade a desenvolver en grupos reducidos, onde resolveranse cuestións e problemas relacionados cos contidos da materia, con apoio e supervisión directa do profesor.
•Plantearanse casos prácticos ou ben resolveranse dúbidas.
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Supervised projects |
•Actividades en grupo que pretenden promover a aprendizaxe autónoma dos estudantes, baixo a tutela do profesor.
•Propóñerase actividades relacionadas con contidos de interés da materia, que deben resolverse en grupo e explicarse posteriormente ao profesor nunha titoría presencial. Os grupos Terán unha capacidade máxima de 4 persoas
Programa Green Campus - Facultade de Ciencias
Para axudar a conseguir un esquema sostible inmediato dos traballos que se realizan nesta materia:
a. Solicitaranse principalmente en formato virtual e soporte informático.
b. Se se fai en papel:
- Non se utilizarán plásticos.
- Empregarase papel reciclado.
- Evitarase a realización de borradores. |
Objective test |
•Realizaránse duas probas curtas ao longo do cuadrimestre,
- Na primeira proba avalíarase a aprendizaxe asociada, aos fundamentos básicos de Mecánica Cuántica.
- Na segunda proba avalíarse a aprendizaxe asociada á aplicación da Mecánica Cuántica a sistemas sinxelos.
•As probas poderán combinar preguntas de resposta múltiple e/ou de resposta breve.
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Mixed objective/subjective test |
•Exame final de ata 3 horas de duración que terá preguntas curtas, de resposta múltiple e problemas. Avalíarase a aprendizaxe asociada a todos os contidos desenvolvidos na materia.
•Realizarase nas datas aprobadas pola Xunta de Facultade do Centro.
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Personalized attention |
Methodologies
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Supervised projects |
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Description |
•Resolveranse as dúbidas que poida ter o/a estudante en canto á teoría impartida nas leccións maxistrales, en resolución de problemas.
•Igualmente orientarase o estudante, de xeito persoalizado, na estratexia de estudo da asignatura.
•As titorías, en grupo ou personais, realizaranse a través da aplicación TEAMS. Igualmente poderán realizarse empregando o campus virtual e/ou correo electrónico.
•No caso dos traballos tutelados, cada grupo de estudantes deberá concertar unha titoría presencial co profesor correspondente para discutir a actividade non presencial proposta.
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Assessment |
Methodologies
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Competencies / Results |
Description
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Qualification
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Supervised projects |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B11 B12 C1 C2 C3 C4 C7 C8 C9 |
•Actividades en grupo que pretenden promover a aprendizaxe autónoma dos estudantes, baixo a tutela do profesor.
•Propóñerase actividades relacionadas con contidos de interés da materia, que deben resolverse en grupo e explicarse posteriormente ao profesor nunha titoría presencial. Os grupos Terán unha capacidade máxima de 4 persoas |
15 |
Mixed objective/subjective test |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B12 C1 C2 C3 |
•Exame final de ata 3 horas de duración que terá preguntas curtas, de resposta múltiple e problemas. Avalíarase a aprendizaxe asociada a todos os contidos desenvolvidos na materia.
•Realizarase nas datas aprobadas pola Xunta de Facultade do Centro. |
60 |
Objective test |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B12 C2 C3 C9 |
•Realizaránse duas probas curtas ao longo do cuadrimestre,
- Na primeira proba avalíarase a aprendizaxe asociada, aos fundamentos básicos de Mecánica Cuántica.
- Na segunda proba avalíarse a aprendizaxe asociada á aplicación da Mecánica Cuántica a sistemas sinxelos.
•As probas poderán combinar preguntas de resposta múltiple e/ou de resposta breve. |
25 |
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Assessment comments |
- Requisitos para aprobar a materia:
- -
Para superar a materia é necesario acadar unha
cualificación mínima de 4 (sobre un máximo de 10) nas probas obxectiva e mixta e
a cualificación final, considerando tódalas metodoloxías de avaliación, ser
igual ou superior a 5 (sobre un máximo de 10). - -
De no ter acadada a cualificación mínima de 4 nas
probas anteriores, a materia figurará como suspensa, aínda que a media das
calificaciónes obtidas nas distintas metodoloxías sexa superior a 5 (sobre un
máximo de 10), en cuxo caso a cualificación final outorgada será de 4.5. - Cualificación
"non presentado": - ·
Cualquier estudiante que realice actividades
avaliables considerase como presentado sempre e cando as mesmas representen
máis do cuarenta por cento da nota global. - Segunda
oportunidade: - -
A segunda oportunidade de xullo enténdese como
unha segunda oportunidade de realización da proba mixta final.
Consecuentemente, mantéñenseas cualificacións das probas obxectivas e dos
traballos tutelados obtidas ao longo do curso, mentres que a cualificación da
proba mixta da segunda oportunidade substituirá a obtida na proba mixta da
primeira oportunidade. - Otras consideraciones
- ·
Durante a realización das proba obxectiva e
mixta, en calquera de ambas oportunidades, agás que se indique o contrario,
está prohibido o uso de calquer dispositivo con acceso a Internet. Pese a que non se aconsella traer ditos
dispositivos á devandita actividade, poderá habilitarse un espazo para o seu
almacenamento, sen que elo implique ningún tipo de responsabilidade por parte
da UDC, da Facultade ou dos profesores presentes durante a proba obxectiva. Se
durante a realización da proba obxectiva, hai indicios do uso deses
dispositivos, automaticamente o/a estudante será expulsado do aula, a proba obxectiva
cualificada con suspenso e se informará por escrito á dirección do centro
segundo establece a normativa correspondente. - •O alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia, segundo establece a "NORMA QUE REGULA O RÉXIME DE DEDICACIÓN AO ESTUDO DOS ESTUDANTES DE GRAO NA UDC (Arts. 2.3; 3.b; 4.3 e 7.5) (04/05/2017) poderá realizar as probas obxectivas, sempre e cando os profesores sexan debidamente informados ao principio do curso. Sen menoscabo do anterior, os profesores poderán encargarlle a este alumnado diferentes traballos/problemas ó longo do curso para ser expostos en horario de titorias.
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Sources of information |
Basic
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- · ENGEL, T; REID, P. (2006). QUÍMICA FÍSICA. Pearson Addison Wesley
- · ENGEL, T REID,P. (2019). PHYSICAL CHEMISTRY, QUANTUM CHEMISTRY AND SPECTROSCOPY. Pearson Education
- · ATKINS, P.W. (2008). QUÍMICA FÍSICA. Panamericana
- · ATKINS, P.W., JULIO DE PAULA, JAMES KEELER (2018). PHYSICAL CHEMISTRY. Oxford University Press
- · McQUARRIE (1997). PHYSICAL CHEMISTRY. University Science Books
- · Vladimir V. Mitin, Dmitry I. Sementsov, Nizami Z. Vagidov, (2010) Quantum Mechanics for Nanostructures, Cambrige University Press
- · P. W. Atkins, R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 5th Ed., Oxford, 2010
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Complementary
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- · LOWE (2006). QUANTUM CHEMISTRY 3ª Ed.. Elsevier
- · RAFF, L.M. (2001). PRINCIPLES OF PHYSICAL CHEMISTRY. Prentice Hall
- · HERNANDO, J. M. (1974). PROBLEMAS DE QUÍMICA FÍSICA. Gráficas Andrés Martín
- · McQUARRIE (2008). QUANTUM CHEMISTRY. University Science Books
- · LEVINE, I.N. (2001). QUIMICA CUÁNTICA 5ª ed. Prentice Hall
- · LEVINE, I.N. (2004). FISICOQUÍIMICA 5ª edición. McGraw-Hill
- · James R. Chelikowsky, (2019) Introductory Quantum Mechanims with MatLab, Wiley
- · Cruz, Chamizo, Garritz, (1987), Estructura atómica, Addisson Wesley iberoamericana
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Recommendations |
Subjects that it is recommended to have taken before |
Physics: Electricity and Magnetism/610G04007 | Fundamentals of Mathematics/610G04001 | Advanced Calculus /610G04009 | Chemistry: Structure and Bonding/610G04005 | Physics: Mechanics and Waves/610G04002 |
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Subjects that are recommended to be taken simultaneously |
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Subjects that continue the syllabus |
Computational Nanoscience and Nanotechnology/610G04034 | Quantum Computing/610G04035 | Solid State/610G04022 | Spectroscopy/610G04017 |
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Other comments |
Recoméndase o/a estudiante repasa-los conceptos teóricos introducidos nas clases de teoría mediante a resolución de cuestións e exercicios propostos que figuran o final de cada tema nos libros recomendados.
Desaconséllase estudiar ÚNICAMENTE polos apuntes de clase que NUNCA deben substituir á consulta de cualquera dos libros recomendados.
Pode resultar moi ÚTIL empregar as horas de titoría para clarexar as dúbidas e profundizar nos coñecementos asociados á asignatura. Programa Green Campus - Facultade de Ciencias
Para axudar a conseguir un esquema sostible inmediato os traballos / documentos /exames que se realizan nesta materia: a. Solicitaranse principalmente en formato virtual e soporte informático. b. Se se fai en papel: - Non se utilizarán plásticos. - Empregarase papel reciclado. - Evitarase a realización de borradores. |
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