Study programme competencies |
Code
|
Study programme competences / results
|
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 |
Know the principles of quantum mechanics
|
A1 A2 A3 A7
|
B2 B6 B8 B9 B11
|
C1 C2 C3
|
Know the principles of statistical mechanics |
A1 A2 A3 A7
|
B1
|
C2
|
Apply the theoretical contents acquired to the explanation of experimental phenomena |
A1 A2 A3 A7
|
B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8
|
C1 C2 C3 C8
|
Know how to apply the principles of quantum mechanics to describe the structure and properties of atoms and molecules. |
A1 A2 A3 A7
|
B1 B2 B3 B4 B5
|
C2 C3 C7 C9
|
Skills in the management and search of bibliography related to the contents of the subject. |
A1 A2 A3 A7
|
B1 B2 B9 B12
|
C1 C2 C4 C8
|
Contents |
Topic |
Sub-topic |
Introduction to Quantum Mechanics: Postulates |
- Historical background.
- Postulates of Quantum Mechanics.
- Time-independent Schröndinger equation.
- Importance of postulates: principles of correspondence, Heisenberg uncertainty and superposition of states
|
Translational motion: model of the particle in a box. |
- Free particle.
- The particle in a one-dimensional box: Wave functions and energy levels.
- The particle in a two- and three-dimensional box: Separation of variables and degeneration.
- Tunnel effect.
- Applications of the particle in a box. Quantum wells, quantum wires and quantum dots
|
Vibrational motion: harmonic oscillator model |
- Classic treatment of the harmonic oscillator.
- Quantum oscillator treatment: Wave functions: Hermite polynomials.
- Vibration energy: energy levels.
- The harmonic oscillator as a model of vibration of molecules.
- Anharmonicity |
Rotational motion: rigid rotor model. |
- Angular momentum in classical mechanics.
- Angular momentum in quantum mechanics: Wave functions: Legendre polynomials. Spherical harmonics.
- The rigid two-particle rotor: Rotational energy: energy levels.
- Quantization of angular momentum.
|
Hydrogenoid atoms |
- Resolution of the Schrodinger equation for the hydrogen atom or ion.
- Radial and angular wave functions.
- Energy levels.
- Atomic orbital.
- Radial distribution function.
- Real wave functions: radial and angular representation.
- Zeeman effect.
|
Approximation methods |
- Schrondinger equation solving in systems of chemical interest.
- Perturbation method.
- Method of variations: variational theorem.
- Linear variational functions: secular equations.
- Applications of approximate methods to quantum chemistry
|
Multielectron atoms |
- Study of the helium atom.
- Slater orbitals.
- Hartrree–Fock self-consistent field method.
- Spin angular momentum.
- Antisymmetry: Pauli's exclusion principle.
- Periodic Table.
- Electronic configuration.
- Total orbital angular momentum: spin-orbit and jj couplings.
- Hund's Rules.
. Atomic spectroscopy. Atomic terms. Selection rules.
- Atomic paramagnetism
|
Chemical bond. Introduction to the study of molecules. |
- The molecular Hamiltonian.
- Born-Oppenheimer approximation.
- Molecular orbital theory and valence bond theory.
- Application of the molecular orbital method to the hydrogen molecule ion.
- Molecular orbitals: bonding and antibonding.
- Homonuclear diatomic molecules.
- Heteronuclear diatomic molecules.
. Polar bond: electronegativity
|
Semiempirical methods. |
- Ab initio and semiempiric methods.
- Hartree-Fock method. Base sets. Electronic correlation. Method of interaction of configurations. Methods of density functional.
- Pi-electronic approach.
- Free electron method (FEMO).
- Theory of molecular orbitals applied to conjugated and aromatic molecules: Hückel approximation.
|
Fundamentals of Statistical Mechanics. |
- Fundamentals of the mechano-statistical method.
- Bases of statistical thermodynamics.
- Statistical thermodynamic study of ideal gases.
- Statistical interpretation of the thermodynamic properties of solids. |
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 C2 C3 |
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 |
12 |
12 |
Mixed objective/subjective test |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B12 C1 C2 C3 |
3 |
0 |
3 |
|
Personalized attention |
|
1 |
0 |
1 |
|
(*)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 |
• Approximate duration of one hour and will be taught at the time approved by the board of the center.
• The classes will be of master class type in which the teacher will expose the topics of the subject with the support of the necessary audiovisual means, indicating to the students the most important contents to take into account when studying and recommend chapters of books suitable for a greater understanding.
• The teacher will facilitate the access of the students to all the audiovisual material used in the classes, as well as to other type of complementary material, in a way that helps them in their learning. Access to these materials will be through the Virtual Campus of the University.
|
Seminar |
• Activity to be developed in small groups, where questions and problems related to the contents of the subject will be solved, with the support and direct supervision of the teacher.
• Practical cases will be raised or doubts will be resolved. |
Supervised projects |
• Group activities that aim to promote autonomous learning of students, under the supervision of the teacher.
• Activities related to content of interest of the subject will be proposed.
Green Campus Program - Faculty of Science.
To help achieve an immediate sustainable contour of the work carried out in this area:
a. They will be requested mainly in virtual format and computer support.
b. If done on paper:
- Plastics will not be used.
- Recycled paper will be used.
- Drafts will be avoided.
|
Mixed objective/subjective test |
• Final exam of up to 3-4 hours that will consist of short questions, test questions and problems. The learning associated with all the contents developed in the subject will be evaluated. |
Personalized attention |
Methodologies
|
Supervised projects |
|
Description |
• The doubts that the student may have regarding the theory taught in the master classes, in problem solving, will be resolved.
• The student will also be oriented, personally, in the study strategy of the subject.
• The tutorials, in group or personal, will be carried out in the office of the teachers or through the TEAMS application. They can also be done using the virtual campus and / or email.
• In the case of supervised works, each group of students must arrange a face-to-face tutoring with the teachers to discuss the proposed non-face-to-face activity.
|
|
Assessment |
Methodologies
|
Competencies / Results |
Description
|
Qualification
|
Supervised projects |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B11 B12 C1 C2 C3 C4 C7 C8 C9 |
• Group activities that aim to promote autonomous learning of students, under the supervision of the teacher.
• Activities related to the contents of interest of the subject will be proposed.
•Groups will have a maximum capacity of 4 people
• The work involves:
o Oral presentation where it will be evaluated:
1.- Quality of the information contained in the presentation.
2.- Skills shown in the presentation, communication skills.
3.- Ability to defend the topic presented: objective, ideas, development and arguments.
4.- Presentation: clarity in the presentation, adequate vocabulary and care of spelling
5.- Answer/defense of the silver questions asked during the exhibition
o Report of the work that includes the critical analysis of the results
|
20 |
Mixed objective/subjective test |
A1 A2 A3 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B12 C1 C2 C3 |
Final exam with two parts. One, the theoretical one (50%) which includes multiple choice questions, short answer and/or essay type, and, second, the numerical problems part (50%). |
80 |
|
Assessment comments |
- Requisitos para aprobar a materia:
- -
Para superar a materia é necesario acadar unha
cualificación mínima de 4 (sobre un máximo de 10) en cada unha das partes da proba mixta. A misma calificación mínima será exixida para os traballos tutelados. - - En calquera das dúas oportunidades de non alcanzarse a cualificación mínima de 4 nas
probas anteriores, a materia figurará como suspensa, aínda que a media obtida coas distintas metodoloxías sexa superior a 5 (sobre un
máximo de 10). Neste caso a cualificación final outorgada será de 4 (sobre 10). - Cualificación
"non presentado": - Cualquer estudante que realice actividades avaliables considérase como presentado sempre e cando as mesmas representen máis do cuarenta por cento da nota global
- Segunda
oportunidade: - A segunda oportunidade en xullo enténdese como una segunda
oportunidade de realización da proba mixta final. Consecuentemente, mantéñense as cualificacións obtidas do traballo tutelado, mentres que a cualificación da proba mixta da segunda oportunidade substituirá a obtida na proba mixta da primeira oportunidade. É dicir os traballos tutelados non serán evaluados de novo na segunda oportunidade
• Sucesivos cursos académicos: O proceso de ensinanza-aprendizaxe, incluida a avaliación, refírese a un curso académico, e polo tanto volta a comenzar de cero co novo curso, é dicir ningunha das cualificacións obtidas durante un curso académico manteránse para o seguinte. • Matrícula de honra: No caso de que haxa varios estudantes, con idéntica cualificación numérica, que poidan optar á matrícula de honra, se lles convocará a unha proba escrita sempre e cando o número de matrículas as que se poida optar sexa inferior ó de estudantes na devandita situación. Compre sinalar que na segunda oportunidade podera-se optar á matrícula de honra si o número máximo de éstas non se ten cuberto en sua totalidade na primera oportunidade •Alumnado con recoñecemento de adicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia: É necesario que o alumnado informe as profesoras ó principio do curso da sua situación. Son de aplicación, para ámbalas duas oportunidades, os anteriores criterios de avaliación • Plaxio e fraude na realización de tarefas e/ou probas. Será de aplicación o recollido na normativa da Universidade da Coruña no Artigo 14 das “Normas de avaliación, revisión e reclamación das cualificacións dos estudis de grao e máster universitario (CG 19/12/2013, modificado polo CG 30/04/2014, polo CG 24/07/2014, polo CG 29/01/2015, CG 28/09/2016 e CG 29/06/2017
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.
|
Sources of information |
Basic
|
|
- · 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
|
Complementary
|
|
- · 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
|
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 |
|
Subjects that are recommended to be taken simultaneously |
|
Subjects that continue the syllabus |
Computational Nanoscience and Nanotechnology/610G04034 | Quantum Computing/610G04035 | Solid State/610G04022 | Spectroscopy/610G04017 |
|
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. |
|