Grado en Química · 2018-01-26 · Grado en Química USC Guía Docente de Química Física II 3 2....

Grado en Química USC Guía Docente de Química Física II

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QUÍMICA FÍSICA II GUÍA DOCENTE, CURSO 2017-18

ÍNDICE pág.

1. DATOS DESCRIPTIVOS DE LA MATERIA

Carácter. Convocatoria. Créditos. Profesorado. Idiomas en que es impartida ………………………………. 2

2. SITUACIÓN, SIGNIFICADO E IMPORTANCIA DE LA MATERIA

2.1. Situación de la materia en el plan de estudios. Significado e importancia para la práctica profesional .. 2

2.2. Conocimientos previos que el alumnado ha de poseer para cursar la asignatura ……………….…….. 2

3. OBJETIVOS DEL APRENDIZAJE Y COMPETENCIAS A ALCANZAR POR EL ALUMNADO CON LA ASIGNATURA

3.1. Objetivos del aprendizaje …………………………………..………………………………………… 3

3.2. Competencias …………………………………………………………………………………….…… 3

4. CONTENIDOS DEL CURSO

4.1. Programa

4.1.1. Descriptores de la materia en el plan de estudios ………………………………………………. 4

4.1.2. Programa general de contenidos …………………………………..…………………………… 4

4.1.3. Programa de prácticas ………………………………………………………………………….. 4

4.2. Bibliografía recomendada

4.2.1. Bibliografía básica ………………….………………………..…………………………………. 4

4.2.2. Bibliografía complementaria …………..………………………………………………………. 4

4.3. Descripción del temario

Tema I. Introducción a la espectroscopía …………….……………………………………………. 5

Tema II. Rotación molecular. Espectros rotacionales de absorción y emisión …….……………….. 6

Tema III. Vibración molecular. Espectros vibracionales de absorción y emisión ………..…………. 6

Tema IV. Espectros Raman vibracionales y rotacionales …………..……………………………….. 6

Tema V. Transiciones electrónicas …………………………………………………………………. 7

Tema VI. Resonancia magnética ……………………………………………………….……………. 7

5. MÉTODO DOCENTE

5.1. Metodología de la enseñanza …………………………………………….……………………………. 8

5.2. Tiempo de estudio y trabajo personal ……………………………….………………………………… 8

5.3. Recomendaciones para el estudio de la materia ……………………………………………………… 9

6. EVALUACIÓN ……………………………………………………….………………………………………… 9

7. CALENDARIO

7.1. Calendario detallado de actividades del grupo A. Curso 2017-18 ………..…………………………… 11

7.2. Calendario detallado de actividades del grupo B. Curso 2017-18 …….……………………………… 12

Grado en Química

2º Curso


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1. Datos descriptivos de la materia

Carácter: Obligatoria. Convocatoria: 2º cuatrimestre. Créditos: 6 ECTS (5 teórico-prácticos + 1 laboratorio).

Profesorado (Facultad de Química, Dpto. de Química Física):

Flor Rodríguez Prieto (coordinadora). Catedrática de Química Física. Teoría, seminarios y tutorías del grupo A y

prácticas de laboratorio, grupos G1, G2, G3 y G4.

Horario oficial de atención al alumnado: lunes y viernes de 10 h a 12 h y miércoles de 12 a 14 h (Facultad de

Química).

Manuel Mosquera González. Catedrático de Química Física. Teoría, seminarios y tutorías del grupo B y prácticas

de laboratorio, grupos G6, G7 y G8.

Horario oficial de atención al alumnado: lunes y martes de 10:30 h a 13:30 h (CIQUS).

David Buceta Fernández. Contratado Posdoctoral Xunta de Galicia. Prácticas de laboratorio, grupo G5.

Horario oficial de atención al alumnado: lunes, martes y miércoles de 16 h a 18 h (Instituto Tecnológico).

Alba Pereira Vilar. Contratada Predoctoral Xunta de Galicia. Prácticas de laboratorio.

Puedes contactar con el profesorado también fuera de estas horas, estaremos encantados de poder ayudarte.

También puedes contactar con nosotros para concertar una visita.

Idiomas en que es impartida: Castellano y gallego.

2. Situación, significado e importancia de la materia

2.1. Situación de la materia en el plan de estudios. Significado e importancia para la práctica profesional

Esta materia pertenece al módulo 3: Química Física. Está directamente relacionada con las asignaturas del módulo en

el que se inscribe, que en conjunto constituye la base teórica en la que se apoyan el resto de las materias de Química.

Aunque contenidos relacionados con esta materia aparecerán en muchas asignaturas a lo largo de todos los estudios

de Grado, hay una fuerte conexión con las asignaturas “Química Física I” y “Química Física IV”, del módulo 3

(Química Física), “Análisis estructural” del módulo 7 (Formación obligatoria transversal) y “Química Analítica III”

del módulo 2 (Química Analítica).

Esta asignatura se dedica al estudio de los fundamentos de la Espectroscopía y constituye una pieza fundamental en

el módulo de Química Física porque:

1. Permite relacionar las propiedades microscópicas de la materia que describe la Química Cuántica (Química Física

I) con propiedades macroscópicas medibles.

2. Constituye una importante fuente de información sobre las propiedades de átomos y moléculas, que se utilizará

para:

a) Predecir las propiedades termodinámicas de la materia (Química Física III) a partir de las propiedades

microscópicas de átomos y moléculas. Los métodos para realizar esta predicción se estudian en Química Física IV.

b) Explicar la velocidad de las reacciones químicas (Química Física V).

Esta asignatura proporciona los contenidos teóricos necesarios para entender los métodos espectroscópicos,

ampliamente utilizados en todas las ramas de la Química como la principal fuente de información molecular. Se

estudiará su aplicación en varios ámbitos de la Química, especialmente en las asignaturas “Análisis estructural” y

“Química Analítica III”.

Los métodos espectroscópicos son herramientas fundamentales en todo laboratorio químico, sea como métodos de

análisis cualitativo (para identificar sustancias químicas) o cuantitativo (para determinar su concentración), o como

métodos esenciales en la determinación de una gran variedad de propiedades de átomos y moléculas, imprescindibles

para poder avanzar en la predicción de sus propiedades macroscópicas y su comportamiento reactivo.

2.2. Conocimientos previos que el alumnado ha de poseer para cursar la asignatura

Es altamente recomendable haber aprobado los módulos de Matemáticas y Física, así como la asignatura Química

General I. Es muy importante asimismo haber aprobado y dominar los conceptos incluidos en la asignatura

Química Física I, ya que sus contenidos están directamente relacionados con los de esta asignatura.

En particular, deben dominarse los siguientes conocimientos antes de cursar la asignatura:

1. Significado y utilidad de la función de onda.


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2. Modelos mecanocuánticos de la partícula en una caja, del rotor rígido y del oscilador armónico.

3. Aproximación de Born-Oppenheimer y su significado para la separación de movimientos moleculares.

4. Significado de la función potencial. Niveles de energía electrónica.

5. Significado de los diferentes momentos angulares atómicos y moleculares.

3. Objetivos del aprendizaje y competencias a alcanzar por el alumnado con la asignatura

3.1. Objetivos del aprendizaje

Tras haber completado satisfactoriamente esta asignatura, el alumnado debe ser capaz de:

• Comprender y utilizar los conceptos relacionados con la Espectroscopía, la teoría mecanocuántica que la sustenta y

las principales técnicas espectroscópicas utilizadas en Química.

• Comprender los aspectos cualitativos y cuantitativos de los problemas espectroscópicos y desarrollar la capacidad

de resolverlos mediante técnicas numéricas y computacionales.

• Manejar instrumentación espectroscópica e interpretar los datos procedentes de observaciones y medidas en el

laboratorio de espectroscopía aplicando la mecánica cuántica.

Tras cursar esta asignatura, el alumnado debe haber adquirido los siguientes conceptos, que son claves en ella:

1. Entendimiento y distinción de los conceptos de nivel de energía molecular, separación entre niveles, transición

espectroscópica, línea espectral y distancia entre líneas espectrales.

2. Diferenciación de los espectros de absorción, emisión y Raman, distinción de los fenómenos de interacción

radiaciónmateria que los originan y diferencias básicas entre sus métodos de medida.

3. Cómo se utilizan diferentes modelos mecanocuánticos para interpretar los espectros.

4. Información que puede obtenerse de un espectro experimental. Utilidad en Química.

3.2. Competencias

Entre las COMPETENCIAS GENERALES que desarrolla el Grado en Química, en esta asignatura el alumnado

adquiere parcialmente las siguientes:

CG2. Que sean capaces de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y

emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de

conocimientos de la Química.

CG3. Que puedan aplicar tanto los conocimientos teórico-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de

abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos

académicos como profesionales.

CG4. Que tengan capacidad de comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos,

resultados e ideas en Química tanto a un público especializado como no especializado.

CG5. Que sean capaces de estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos, nuevos

conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica.

Las actividades que se llevan a cabo en esta asignatura desarrollan las siguientes COMPETENCIAS

TRANSVERSALES:

CT1. Adquirir capacidad de análisis y síntesis.

CT4. Ser capaz de resolver problemas.

El trabajo en esta asignatura desarrolla en el alumnado del Grado en Química las siguientes COMPETENCIAS

ESPECÍFICAS:

CE13. Ser capaz de demostrar el conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y

teorías relacionadas con las áreas de la Química.

CE14. Ser capaz de resolver problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados.

CE19. Adquirir destreza en el manejo de instrumentación química estándar como la que se utiliza para

investigaciones estructurales y separaciones.

CE20. Ser capaz de interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de su

significación y de las teorías que la sustentan.


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4. Contenidos del curso

4.1. Programa

4.1.1. Descriptores de la materia en el plan de estudios

La interacción entre la radiación electromagnética y la materia. Espectroscopías de absorción, de emisión y de

dispersión Raman. Espectroscopía de resonancia magnética de espín. Laboratorio de experimentación con especial

énfasis en la aplicación de las técnicas espectroscópicas al estudio de sistemas de interés químico-físico.

4.1.2. Programa general de contenidos

Tema I. Introducción a la Espectroscopía

Tema II. Rotación molecular. Espectros rotacionales de absorción y emisión

Tema III. Vibración molecular. Espectros vibracionales de absorción y emisión

Tema IV. Espectros Raman vibracionales y rotacionales

Tema V. Transiciones electrónicas

Tema VI. Resonancia magnética

4.1.3. Programa de prácticas

Práctica 1. Espectros electrónicos de absorción de colorantes. Aplicación del modelo mecanocuántico de partícula

en una caja.

Práctica 2. Espectros Raman.

Práctica 3. Espectros de fluorescencia.

4.2. Bibliografía recomendada

4.2.1. Bibliografía básica

C. N. Banwell y E. M. McCash, Fundamentals of Molecular Spectroscopy, McGraw-Hill, London, 4ª ed., 1994.

Está traducida la segunda edición de este libro: C. N. Banwell, Fundamentos de espectroscopía molecular,

Ediciones del Castillo, Madrid, 1977.

Peter Atkins y Julio de Paula, Physical Chemistry, Oxford Univ. Press, Oxford, 10ª ed., 2014. Está traducida la

octava edición de este libro: Química Física, Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires, 8ª ed., 2008.

Además, son recomendables los siguientes libros, sobre todo para aquellos estudiantes que tengan dificultades de

comprensión de aspectos conceptuales:

A. Burrows, J. Holman, A. Parsons, G. Pilling y G. Price, Chemistry3: Introducing Inorganic, Organic, and

Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 2ª ed., 2013.

G. M. Barrow, Physical Chemistry, McGraw-Hill, New York, 6ª ed., 1996. Están traducidas varias ediciones

anteriores de este libro, publicadas por la editorial Reverté en Barcelona bajo el título Química Física.

4.2.2. Bibliografía complementaria

Espectroscopía en internet

Chemistry LibreTexts. University of California Davis. Spectroscopy,

http://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Spectroscopy (acceso julio 2017).

Libros de texto de Química Física complementarios

K. W. Kolasinski, Physical Chemistry: how chemistry works, John Wiley & Sons, Chichester, 2017.

M. Díaz Peña y A. Roig Muntaner, Química Física, Alhambra, Madrid, 2ª ed., 1985, Vol. 1.

H. Kuhn y H.-D. Försterling, Principles of Physical Chemistry, Wiley, Hoboken, New Jersey, 2ª ed., 2009.

G. W. Castellan, Fisicoquímica, Addison Wesley Longman, México, 2ª ed., 1998.

Ira N. Levine, Physical Chemistry, McGraw-Hill, Boston, 6ª ed., 2009. Se han publicado también traducciones de

ediciones anteriores de este libro, entre ellas: Fisicoquímica, McGraw-Hill, Madrid, 5ª ed., 2003.

Thomas Engel y Philip Reid, Physical Chemistry, Pearson, Boston, 3ª ed., 2013. Está traducida una edición anterior

de este libro: Química Física, Pearson Educación, Madrid, 2012.

http://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Spectroscopy


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Keith J. Laidler, John H. Meiser y Bryan C. Sanctuary, Physical Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston,

4ª ed., 2003. Está traducida una edición anterior de este libro: Keith J. Laidler y John H. Meiser, Fisicoquímica,

Compañía Editorial Continental, México, 1997.

Libros de problemas

Luis Carballeira Ocaña e Ignacio Pérez Juste, Problemas de Espectroscopía Molecular, Netbiblo, Oleiros (Coruña),

2008.

Charles Trapp, Marshall Cady y Carmen Giunta, Student Solutions Manual to accompany Atkins' Physical

Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 10ª ed., 2014.

J. Bertrán Rusca y J. Núñez Delgado, Problemas de Química Física, Delta, Madrid, 2013.

Ira N. Levine, Problemas de Fisicoquímica, Schaum (McGraw-Hill), Madrid, 2005.

Ira N. Levine, Student Solutions Manual to accompany Physical Chemistry, McGraw-Hill, Boston, 6ª ed., 2009.

Juan Manuel Pérez Martínez, Ángel Luis Esteban Elum y María Paz Galache Payá, Problemas resueltos de

Química Cuántica y Espectroscopía Molecular, Univ. de Alicante, Alicante, 2001.

Libros de espectroscopía complementarios

J. M. Hollas, Basic Atomic and Molecular Spectroscopy, Wiley Interscience & Royal Society of Chemistry, 2002.

R. Chang, Principios básicos de espectroscopía, Editorial AC, Madrid, 1983.

La serie “Oxford Chemistry Primers”, de Oxford University Press, tiene varios libros de introducción a diversos

aspectos de la Espectroscopía:

J. M. Brown, Molecular Spectroscopy, 1998, nº 55.

S. Duckett y B. Gilbert, Foundations of Spectroscopy, 2000, nº 78.

4.3. Descripción del temario

TEMA I. INTRODUCCIÓN A LA ESPECTROSCOPÍA

Sentido del tema

Esta asignatura está dedicada al estudio de la Espectroscopía y de algunas de sus aplicaciones en Química. En este

primer tema hacemos una introducción general a esta ciencia, para comprender su esencia: los átomos y las

moléculas tienen niveles de energía cuantizados, pudiendo producirse transiciones entre ellos mediante la

intervención de la radiación electromagnética. El estudio de la radiación cuando interacciona con la materia permite

obtener información de sus niveles de energía y, a partir de ellos, otras muchas propiedades, incluyendo su

estructura. Estudiaremos en este tema las variables de un espectro y los factores que las determinan. Introduciremos

el origen y el concepto de reglas de selección: reglas que nos permiten saber si una transición está permitida o no.

Describiremos también los elementos esenciales de los instrumentos espectroscópicos de absorción y de emisión.

Epígrafes del tema

Introducción. Niveles de energía atómica y molecular. Absorción y emisión de radiación. Momento de transición,

reglas de selección y espectros. Intensidad de las líneas espectrales. Población de los niveles de energía: la

distribución de Boltzmann. Ley de Beer-Lambert. Técnicas experimentales.

Bibliografía

Uno de los libros de texto recomendados, Physical Chemistry de Atkins (10ª edición), dedica el capítulo inicial del

libro (Foundations) al estudio de algunos conceptos básicos. Es conveniente que estudies los apartados B3, C1 y C2

ya que incluyen la distribución de Boltzmann y la radiación electromagnética, muy importantes en esta asignatura.

En la novena edición del libro en inglés, la materia aparece en los apartados F5 y F6. Este capítulo introductorio no

aparecía en la 8ª edición, la última que se publicó traducida al castellano. En esta edición, la distribución de

Boltzmann aparece descrita en el apartado 3.2 (Interpretación Molecular 3.1).

El estudio de la Espectroscopía se inicia en la última edición del Atkins con los espectros atómicos en el capítulo 9C.

Es conveniente que leas la introducción de este tema. En ediciones anteriores, esta materia aparece en el capítulo 9

en la 9ª edición y en el capítulo 10 en la 8ª edición traducida. En el capítulo 12A se presenta la introducción general a

la Espectroscopía, objeto principal de este tema (en la 9ª edición es el comienzo del tema 12 y en la versión

castellana, 8ª edición, aparece en el capítulo 13).


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En el libro “Fundamentals of Molecular Spectroscopy”, de Banwell y McCash, se presenta una introducción

completa a la Espectroscopía en el capítulo 1.

Siempre que sea posible, te recomendamos la consulta de libros en inglés como medio para llegar a dominar el

inglés científico, indispensable para un químico.

TEMA II. ROTACIÓN MOLECULAR. ESPECTROS ROTACIONALES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN

Sentido del tema

En este tema estudiaremos la espectroscopía rotacional, que permite investigar las transiciones entre niveles de

energía molecular asociados a la rotación de las moléculas en fase gas y determinar a partir de ellas la estructura

molecular. Aplicaremos en primer lugar modelos mecanocuánticos sencillos para describir los niveles de energía

asociados a los movimientos de rotación molecular y deduciremos los espectros que se originan por transiciones

entre estos niveles de energía. Estudiaremos las técnicas de espectroscopía rotacional de absorción y emisión, que

aparecen generalmente en el rango de las microondas. A partir de estas técnicas obtenemos las diferencias de energía

entre los niveles de rotación molecular, lo que nos permite conocer la estructura molecular cuando aplicamos un

modelo mecanocuántico al comportamiento molecular.

Epígrafes del tema

Momentos de inercia y niveles de energía rotacional. Transiciones rotacionales de absorción y emisión.

Espectroscopía de microondas.

Bibliografía

Este tema puedes consultarlo en los libros de texto recomendados: capítulo 2 del libro de Banwell y McCash y

capítulos 12B y 12 C del libro de Atkins y De Paula (parte del capítulo 12 de la 9ª edición; en la versión castellana,

8ª edición, en el capítulo 13). El tema puede consultarse también en la bibliografía complementaria.

TEMA III. VIBRACIÓN MOLECULAR. ESPECTROS VIBRACIONALES DE ABSORCIÓN Y EMISIÓN

Sentido del tema

En este tema iniciamos el estudio de una técnica espectroscópica de gran importancia en Química, la espectroscopía

vibracional. En primer lugar describiremos mediante modelos mecanocuánticos los niveles de energía asociados a los

movimientos de vibración molecular y deduciremos los espectros que se originan por transiciones entre estos niveles

de energía. Veremos también cómo los espectros vibracionales nos dan información sobre los modos de vibración de

las moléculas y la fortaleza de los enlaces. Estudiaremos en este tema las técnicas de espectroscopía vibracional de

absorción (espectroscopía de infrarrojo) y su utilidad en análisis químico.

Epígrafes del tema

Vibración de moléculas diatómicas: modelos de oscilador armónico y anarmónico. Transiciones vibracionales de

absorción y emisión. Espectro vibracional de absorción.

Interacción de la rotación y la vibración molecular. Espectros de absorción de rotación-vibración de moléculas

diatómicas.

Vibración de moléculas poliatómicas. Modos normales de vibración. Reglas de selección. Espectros de infrarrojo de

moléculas poliatómicas.

Bibliografía

En el capítulo 3 del libro de Banwell y McCash y los capítulos 12D y 12E del libro Physical Chemistry de Atkins

(parte del capítulo 12 de la 9ª edición y del capítulo 13 en la versión castellana, 8ª edición) se presenta el estudio de

la vibración molecular y los espectros de vibración, objeto principal de este tema. El tema puede consultarse también

en la bibliografía complementaria descrita más arriba.

En internet existe mucho material de utilidad. Por ejemplo, el siguiente video, preparado con textos del Premio Nobel

Linus Pauling, explica el movimiento de vibración molecular: http://www.youtube.com/watch?v=3RqEIr8NtMI

TEMA IV. ESPECTROS RAMAN VIBRACIONALES Y ROTACIONALES

Sentido del tema

En este tema estudiaremos la espectroscopía Raman, que se basa en un tipo de interacción de la radiación y la

materia diferente a las estudiadas hasta el momento. Mientras que en los temas anteriores hemos estudiado técnicas

http://www.youtube.com/watch?v=3RqEIr8NtMI


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basadas en la absorción y emisión de radiación por las moléculas, la espectroscopía Raman se origina en el fenómeno

de la dispersión de radiación. Estudiaremos las técnicas de espectroscopía Raman rotacional y vibracional.

Recalcaremos que estas técnicas son muy diferentes de las de absorción desde el punto de vista experimental, con

mecanismo de interacción entre la radiación y la materia también diferente, pero de ellas obtenemos al final el mismo

tipo de información: las diferencias de energía entre los niveles de energía molecular, que nos permiten conocer las

propiedades moleculares. Veremos también la utilidad de estos espectros en química y en otros ámbitos científicos.

Epígrafes del tema

Un nuevo tipo de interacción radiación-materia: la dispersión de radiación. Dispersión Rayleigh y Raman. Los

espectros Raman. Espectros Raman vibracionales de moléculas diatómicas. Espectros Raman vibracionales de

moléculas poliatómicas. Espectros Raman rotacionales de moléculas diatómicas. Aplicaciones de la espectroscopía

Raman.

Bibliografía

El contenido de este tema está recogido en el capítulo 4 del libro recomendado de Banwell y McCash y en los

capítulos 12C, 12D y 12E del libro de Atkins y De Paula (en el capítulo 12 de la 9ª edición y en el 13 de la 8ª edición

traducida). En el libro de Banwell y McCash, la materia se recoge en un capítulo independiente, mientras que en el

Atkins y De Paula, sus contenidos aparecen dispersos en el tema 12, donde se tratan primero las espectroscopías

rotacionales (tanto de absorción y emisión como Raman) y después las vibracionales (absorción y Raman). El tema

puede consultarse también en la bibliografía complementaria descrita más arriba.

TEMA V. TRANSICIONES ELECTRÓNICAS

Sentido del tema

En este tema estudiaremos los espectros de absorción y emisión de luz visible y ultravioleta, que se originan por

transiciones entre estados electrónicos de átomos y moléculas y proporcionan información importante sobre la

naturaleza de esos estados. Además, conoceremos también los mecanismos de desactivación que siguen las

moléculas electrónicamente excitadas formadas por absorción de luz, tanto los mecanismos de desactivación radiante

por emisión espontánea (fluorescencia y fosforescencia) y emisión estimulada (mecanismo base de los láseres), como

algunos de los mecanismos de desactivación sin emisión de radiación, como las reacciones químicas en estados

electrónicos excitados (reacciones fotoquímicas). Veremos además algunas consecuencias de la absorción de luz,

como el color de los objetos o la visión, y aplicaciones de la fluorescencia en bioquímica.

Epígrafes del tema

Espectros electrónicos atómicos. Espectros electrónicos de moléculas diatómicas. Estructura vibracional de los

espectros electrónicos. Factores de Franck-Condon. Espectros electrónicos de moléculas poliatómicas. Fluorescencia

y fosforescencia. Moléculas en estado electrónico excitado y Fotoquímica. El láser.

Bibliografía

Los espectros atómicos están recogidos en el capítulo 5 del libro de Banwell y McCash y en el capítulo 9 del libro de

Atkins y De Paula (en la introducción del tema y en la parte 9C; en la versión castellana, 8ª edición, en el capítulo

10). Los espectros electrónicos moleculares aparecen en el capítulo 6 del libro de Banwell y McCash y en el capítulo

13 del libro de Atkins y De Paula (en la versión castellana, 8ª edición, es el capítulo 14). El tema puede consultarse

también en la bibliografía complementaria descrita más arriba.

TEMA VI. RESONANCIA MAGNÉTICA

Sentido del tema

La resonancia magnética nuclear es una técnica espectroscópica muy usada actualmente en Química, que se basa en

la medida de las transiciones entre los estados de diferente energía que tienen los núcleos con espín cuando se

encuentran en un campo magnético. Estudiaremos cómo se ve afectada la frecuencia de resonancia de un núcleo

magnético por su entorno electrónico y por la presencia de núcleos magnéticos en sus proximidades, y por ello el

análisis de estas frecuencias constituye una herramienta fundamental para el conocimiento de la estructura molecular

de los compuestos químicos. Estudiaremos también las bases de la resonancia de espín electrónico, que es muy útil

para la determinación de propiedades de especies con electrones desapareados.


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Epígrafes del tema

Niveles de energía de electrones y núcleos en un campo magnético. Espectroscopías de resonancia magnética.

Resonancia magnética nuclear. El espectrómetro de RMN. El desplazamiento químico. Estructura fina de los

espectros. Aplicación en medicina: imagen por resonancia magnética.

Bibliografía

Además del capítulo 14 del libro de Química Física de Atkins (partes 14A y 14B en la 10ª edición y capítulo 15 en la

versión castellana, 8ª edición) y del capítulo 7 del libro de Banwell y McCash, este tema puede consultarse en los

libros citados en la bibliografía general.

5. Método docente

5.1. Metodología de la enseñanza

A) Clases en grupo grande

Se combinarán las explicaciones del profesorado con la realización de ejercicios cortos y cuestiones conceptuales por

el alumnado. Las clases se impartirán con apoyo de medios audiovisuales y las presentaciones estarán disponibles en

el aula virtual de la asignatura.

B) Clases interactivas en grupo reducido

Los estudiantes resolverán, en pequeños grupos y con orientación del docente, una serie de problemas, ejercicios o

aplicaciones de la materia. Con este modo de trabajar se desarrollará su capacidad de autoaprendizaje y se conseguirá

asimismo una mayor profundidad en el conocimiento de la materia, favorecido por la reflexión personal y la

discusión en grupo. El número de clases dedicado a cada tema aparece a continuación.

TEMA

TÍTULO

Nº clases en

grupo grande

Nº clases en

grupo reducido

I Introducción a la espectroscopía 4 2

II Rotación molecular. Espectros rotacionales de absorción y emisión 4 2

III Vibración molecular. Espectros vibracionales de absorción y emisión 6 2

IV Espectros Raman vibracionales y rotacionales 3 2

V Transiciones electrónicas 6 2

VI Resonancia magnética 5 2

C) Clases prácticas de laboratorio

Las actividades a realizar en estas clases están dirigidas a que el alumnado adquiera las habilidades propias de un

laboratorio de Espectroscopía, incluyendo la realización de espectros, su interpretación según modelos

fisicoquímicos y la presentación de los resultados obtenidos y las conclusiones alcanzadas en forma rigurosa.

D) Tutorías en grupo muy reducido

Se utilizarán estas clases para facilitar que el alumnado adquiera una visión general de la materia y desarrolle su

expresión oral. Se promoverá la discusión en clase de las principales dificultades y de los conceptos más difíciles.

5.2. Tiempo de estudio y trabajo personal

Clases en grupo grande 28 horas

Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios) 12 horas

Tutorías en grupo muy reducido 2 horas

Clases prácticas de laboratorio 16 horas

Tiempo total de trabajo presencial en el aula o en el laboratorio 58 horas

Tiempo de trabajo autónomo del estudiante 92 horas

Tiempo de trabajo total 150 horas


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La distribución temporal de las actividades aparece recogida en el calendario incluido en el apartado 7 de este

documento. La fecha del examen de evaluación continua será acordada con el alumnado.

Estarán disponibles en el aula virtual de la asignatura la guía docente, el manual de laboratorio, el material de trabajo,

los exámenes de años anteriores, el foro de discusión y blog de la asignatura, etc.

5.3. Recomendaciones para el estudio de la materia

Es muy importante que mantengas el estudio de la materia “al día” y que realices de modo continuado las tareas

propuestas. Esto facilitará tu comprensión de la materia y desarrollará tu capacidad de autoaprendizaje.

Una vez que finalices la lectura del material recomendado, es útil hacer un resumen de los puntos importantes,

identificando las ecuaciones básicas y asegurándose de conocer tanto su significado como las condiciones en las

que se pueden aplicar.

La resolución de problemas es fundamental para el aprendizaje de esta materia. Puede resultar de ayuda el seguir

estos pasos: (1) Hacer una lista con toda la información relevante que proporciona el enunciado (2) Hacer una

lista con las cantidades que se deban calcular y si es posible un esquema de los datos relevantes y la información

buscada. (3) Identificar las ecuaciones a utilizar en la resolución del problema y aplicarlas correctamente. Estas y

otras recomendaciones para el estudio de la Química Física y para la resolución de problemas se recogen en las

secciones 1.9 (capítulo 1) y 2.12 (capítulo 2) del libro de Química Física de I. N. Levine (nº 4) citado en la

bibliografía.

Te animamos a consultar tus dudas en cualquier momento directamente con tu profesor o profesora.

6. Evaluación

La calificación de esta asignatura se llevará a cabo mediante evaluación continua y la realización de un examen final.

La calificación final obtenida no será inferior a la del examen final ni a la obtenida ponderándola con la evaluación

continua, dándole a ésta un peso del 40 %. Para aprobar la asignatura, tanto en la oportunidad ordinaria como en la

de recuperación, se requiere obtener la calificación de Apto en las prácticas de laboratorio.

Podrá concederse hasta un 10 % adicional en la nota final a aquellos estudiantes que destaquen por su participación

en clase, en los foros del aula virtual de la asignatura o en su trabajo de laboratorio. En este apartado se valorará

también el interés por aprender y la búsqueda de la calidad.

El examen final incluirá una parte con cuestiones conceptuales y problemas (8 puntos) y otra parte con cuestiones

relativas a las prácticas de laboratorio (2 puntos).

En la evaluación continua se valorará el trabajo personal del estudiante a lo largo del curso a través de los siguientes

aspectos:

a) Resolución de problemas en grupo en las clases interactivas (30 %).

b) Examen de los cuatro primeros temas (40 %).

c) Prácticas de laboratorio (30 %). Se valorará la calidad del trabajo realizado en el laboratorio (50 %) y la

calificación de un examen sobre las prácticas (50 %).

Para obtener la calificación de Apto en las prácticas de laboratorio se requiere:

i) Asistir a todas las prácticas de la asignatura. El estudiante que por causa justificada no pueda asistir a las prácticas

en la fecha prevista habrá de recuperarlas de acuerdo con el profesorado y dentro del horario previsto para la materia.

ii) Llevar a cabo con corrección el trabajo en el laboratorio y entregar al finalizar las prácticas los resultados de los

análisis espectroscópicos realizados y las conclusiones obtenidas en archivos informáticos correctamente elaborados.

Los estudiantes que hayan obtenido la calificación de Apto en las prácticas de laboratorio en los dos cursos

inmediatamente anteriores podrán optar si así lo desean por no repetirlas y conservar la nota de evaluación continua

de prácticas obtenida. También podrán optar a mejorar esa nota presentándose al examen de prácticas.


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En resumen, a continuación presentamos los elementos que componen la evaluación continua.

Aspecto

evaluado

Criterios Instrumentos Peso

Resolución de

problemas en

grupo en las

clases interactivas

Trabajo realizado en la clase: calidad de las

discusiones y preguntas realizadas.

Presentación clara y correcta.

Capacidad de análisis y síntesis.

Anotaciones del profesorado.

Calificación por el profeso-

rado de los problemas

entregados.

30 %

Conceptos de la

materia

Dominio de los conocimientos teóricos y

prácticos de la asignatura.

Capacidad de análisis y síntesis y de

resolución de problemas.

Calificación del examen de

evaluación continua de los

cuatro primeros temas.

40 %

Trabajo de

laboratorio

Valoración de la preparación del experimento

antes de entrar al laboratorio.

Interés por la calidad y presentación correcta

de resultados.

Dominio de los conocimientos adquiridos en

el laboratorio.

Anotaciones del profesorado

en el laboratorio (50 %).

Calificación del examen de

prácticas (50 %).

30 %

Asistencia y

participación

Asistencia y participación activa en los

debates de clase y de grupo.

Participación en el foro y blog de la

asignatura en el aula virtual.

Trabajo de laboratorio destacable.

Anotaciones del profesorado. Valoración de la actividad en

el aula virtual.

(hasta

10 %

extra)

A lo largo del curso se evalúan las siguientes competencias:

Clases interactivas en grupo reducido: CG2, CG3, CG4, CG5, CT1, CT4, CE13, CE14

Clases prácticas de laboratorio: CG2, CG3, CG4, CT1, CT4, CE19, CE20

Tutorías en grupo muy reducido: CG4, CG5, CT1, CE13

Examen final: CG2, CG3, CG4, CG5, CT1, CT4, CE13, CE14, CE20

En todos los exámenes de esta asignatura, los estudiantes no podrán tener consigo ningún bolso, mochila o abrigo, ni

papeles de ningún tipo, así como tampoco teléfonos móviles, agendas o relojes electrónicos, cámaras u otros

dispositivos de comunicación, registro y almacenamiento de datos. La infracción de esta norma llevará consigo la

expulsión del examen. Si el estudiante acude al examen con alguno de estos objetos, habrá de dejarlo en la zona

señalada por el profesorado antes del examen. El profesorado no se hace responsable de la desaparición de alguno de

estos objetos.

Recomendaciones para la evaluación

Es muy útil que repases los conceptos de la asignatura utilizando los libros de texto citados más arriba y resuelvas

algunos de los ejercicios que figuran en esos textos y en los libros de problemas recomendados. La capacidad de

resolver los problemas propuestos es un buen indicador de la preparación adquirida para afrontar el examen final de

la asignatura. Si encuentras dificultades importantes para resolver las actividades propuestas, es recomendable que

consultes con el profesorado en las horas de tutorías personalizadas, para analizar los problemas e intentar

resolverlos.

Recomendaciones para la recuperación

Si no superas con éxito el proceso de evaluación de la asignatura en la primera oportunidad, te recomendamos que

comentes con el profesorado las dificultades encontradas en el aprendizaje de los contenidos de la materia. Tu

profesor o profesora podrá aclarar dudas, orientar el estudio y proporcionar material adicional (cuestiones, ejercicios,

etc.) para reforzar el aprendizaje de la materia.

7. Calendario


GRUPO A. Profesora: Flor Rodríguez Prieto Enero-Febrero Marzo Abril

L Ma Mi X Vi 30 31 1 2

09-10 10-11 L1(S1) 11-12 L1(S2) L2 L3 12-13 13-14 16-20

5 6 7 8 9 09-10 10-11 S1 11-12 S2 L4 L5 12-13 13-14 16-20

12 13 14 15 16 09-10 10-11 11-12 L6 L7 12-13 13-14 16-20

19 20 21 22 23 09-10 10-11 S1 11-12 S2 L8 L9 12-13 13-14 16-20

26 27 28 09-10 10-11 S1 11-12 S2 L10 12-13 13-14 16-20

L Ma Mi X Vi 1 2

L11

5 6 7 8 9

L12 S1 S2(QF) S2 L13 L14

S1

P1 P1 P1 P1 12 13 14 15 16

L15 S1 S2 L16 L17

P2 19 20 21 22 23

T4

T1 T3 L18 L19

T2 P2 P2 P2 26 27 28 29 30

L Ma Mi X Vi 2 3 4 5 6

S1 S1 S2(QF) S2 L20 L21

9 10 11 12 13

S1 S2 L22 L23

P3 P3 P3 P3 16 17 18 19 20

L24 S1 S2 L25 L26

P4 P4 P4 P4 23 24 25 26 27

S1 S2 L27 L28

30

Mayo Otras actividades Notas L Ma Mi X Vi

1 2 3 4 09-10 10-11 11-12 S1 S2(QF) 12-13 13-14 16-20

7 8 9 10 11 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 16-20

14 15 16 17 18 09-10 T4 10-11 11-12 T1 T3 12-13 13-14 T2 16-20

Exámenes Fecha:

25.5.2018 Hora: 10:00 - 13:30 Aulas: Biología y Física

Fecha: 28.6.2018

Hora: 16:00 - 19:30 Aulas: Biología y Física

Exámenes de evaluación continua (propuesta, se acordarán con el

alumnado) Fecha:

9.4.2018 Ev. continua (teoría) Hora: 10:00 – 11:00

Fecha: 7.5.2018

Ev. continua (prácticas) Hora: 10:00 – 11:00

Clases expositivas L(nº de lección) Aula de Química Física Clases interactivas (seminario) S(nº de grupo) S1: Aula de Química Física S2: Aula de Física S2(QF): Aula de Química Física Clases interactivas (tutorías) T(nº de grupo) T1: Aula de Química Inorgánica T2: Aula de Física T3: Aula 2.11 T4: Aula 2.12 Clases prácticas de laboratorios P(nº de grupo) Laboratorio de Química Física

Días no lectivos

11


GRUPO B. Profesor: Manuel Mosquera González Enero-Febrero Marzo Abril

L Ma Mi X Vi 30 31 1 2

09-10 10-11 11-12 12-13 L1(S4) L2 L3 13-14 L1(S3) 16-20

5 6 7 8 9 09-10 10-11 11-12 12-13 S4 L4 L5 13-14 S3 16-20

12 13 14 15 16 09-10 10-11 11-12 12-13 L6 L7 13-14 16-20

19 20 21 22 23 09-10 10-11 11-12 12-13 S4 L8 L9 13-14 S3 16-20

26 27 28 09-10 10-11 11-12 12-13 S4 L10 13-14 S3 16-20

L Ma Mi X Vi 1 2

L11

5 6 7 8 9

L12 S4(QT)

S3 S4 L13 L14 S3

12 13 14 15 16

L15

S4 L16 L17 S3

P6 P6 P6 P6 19 20 21 22 23

T6 T8 L18 L19

T7 T5 P5 P5

26 27 28 29 30

L Ma Mi X Vi 2 3 4 5 6

S3 S4(QT)

S4 L20 L21 S3

P5 P5 P7 P7 P7 9 10 11 12 13

S4 L22 L23 S3

P7 16 17 18 19 20

L24

S4 L25 L26 S3

23 24 25 26 27

P8 P8 P8 P8 P8 S4 L27 L28 P8 P8 S3 P8

30

P8 P8 P8 P8

Mayo Otras actividades Notas L Ma Mi X Vi

1 2 3 4 09-10 10-11 P8 11-12 P8 12-13 S4(QT) S3 P8 13-14 P8 16-20

7 8 9 10 11 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 16-20

14 15 16 17 18 09-10 10-11 11-12 T6 T8 12-13 13-14 T7 T5 16-20

Exámenes finales Fecha:

25.5.2018 Hora: 10:00 - 13:30 Aulas: Biología y Física

Fecha: 28.6.2018

Hora: 16:00 - 19:30 Aulas: Biología y Física

Exámenes de evaluación continua (propuesta, se acordarán con el

alumnado) Fecha:

9.4.2018 Ev. continua (teoría) Hora: 10:00 – 11:00

Fecha: 7.5.2018

Ev. continua (prácticas) Hora: 10:00 – 11:00

Clases expositivas L(nº de lección) Aula de Química Técnica Clases interactivas (seminario) S(nº de grupo) S3: Aula de Química Técnica S4: Aula de Matemáticas S4(QT): Aula de Química Técnica Clases interactivas (tutorías) T(nº de grupo) T5: Aula de Química Técnica T6: Aula de Matemáticas T7: Aula 2.14 T8: Aula 2.15 Clases prácticas de laboratorios P(nº de grupo) Laboratorio de Química Física

Días no lectivos

12

Grado en Química · 2018-01-26 · Grado en Química USC Guía Docente de Química Física II 3 2....

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