El objetivo principal de la asignatura es estudiar los sistemas quimicofísicos desde un punto de vista microscópico, de tal forma que se pueda relacionar las propiedades macroscópicas de los sistemas desarrollados en la asignatura Química Física I con las propiedades individuales de los sistemas atómico-moleculares que constituyen la materia. Para ello, se presenta y aplica la Química Cuántica en el estudio de atómos y moléculas, cuyas propiedades obtenidas por cálculos teóricos se confrontan con datos experimentales obtenidos a partir de las distintas técnicas espectroscópicas. Mediante la Termodinámica Estadística se determinan magnitudes fisicoquímicas de sistemas macroscópicos a partir de propiedades microscópicas. La posibilidad de realizar cálculos mecanocuánticos mediante programas informáticos y la necesidad de disponer de datos experimentales que confirmen los cálculos teóricos, aconsejan que la asignatura incluya una serie de Prácticas de Ordenador y de Prácticas de Laboratorio.



La asignatura se enmarca dentro de la Materia Química Física, situada en el Módulo Fundamental del Grado y, como tal, comparte las competencias transversales asignadas a dicho módulo. Más específicamente, esta asignatura desarrolla las competencias [M2.2], [M2.5] y [M2.11].



La coordinación de esta asignatura con las restantes del Módulo corresponde a la Comisión de Coordinación del Grado en Química, que será nombrada al efecto por la Junta de Facultad.

Química Cuántica: aplicación a sistemas sencillos Función de onda y ecuación de Schrödinger. Dualidad onda-corpúsculo. Funciones propias y valores propios. Valores medios. Principio de incertidumbre. Movimiento translacional: modelo de una caja de potencial y el efecto túnel. Movimiento vibracional: oscilador armónico. Momento angular y movimiento rotacional.

Estructura atómica y molecular Repaso a átomos hidrogenoides. Atomos polielectrónicos. Principio de exclusión de Pauli. Antisimetría de la función de onda. Términos espectrales. Método de orbitales moleculares. Configuraciones electrónicas. Términos moleculares. Química Cuántica Computacional.

Interacción radiación-materia Fenómenos de absorción, emisión y dispersión de luz. Momentos de transición y reglas de selección. Intensidad de las señales espectrales.

Espectroscopias de rotación y vibración: IR y Raman Espectros de rotación pura en moléculas lineales: microondas y Raman de rotación. Espectros de vibración en moléculas diatómicas: estructura rotacional. Modos normales de vibración en moléculas poliatómicas. Espectros IR y Raman. Vibraciones de Grupo.

Espectroscopias electrónicas Espectros de absorción en moléculas diatómicas: estructura vibracional. Cromóforos. Complejos de transferencia de carga. Fluorescencia y fosforescencia. Rendimiento cuántico y tiempo de vida. Láseres. Espectros fotoelectrónicos UV y de rayos X.

Espectroscopías de resonancia: RMN y RSE. Interacción de un campo magnético con la materia. RMN: fundamentos. Desplazamientos químicos y acoplamiento spin-spin. Resonancia de spin electrónico.

Termodinámica Estadística Fundamentos. Estadística de Maxwell-Boltzmann. Funciones de partición molecular. Cálculo de magnitudes termodinámicas. Constante de equilibrio. Superficies de energía potencial. Teoría del estado de transición.

Química Computacional (Prácticas de Ordenador) Aplicación del métodos computacionales en cálculos mecanocuánticos ligados a la optimización de geometrías moleculares, determinación de parámetros moleculares, funciones termodinámicas y magnitudes espectroscópicas.

Prácticas de Espectroscopia (Prácticas de laboratorio) Prácticas mediante técnicas espectroscópicas: Espectroscopia IR, Espectroscopia de absorción UV/Vis, Espectroscopía de fluorescencia, etc.

El temario de esta asignatura de carácter teórico-experimental se ha dividido en 4 módulos de carácter eminentemente teórico, y 2 módulos prácticos.

Los módulos teóricos se evaluarán en los siguientes controles:



1.Química Cuántica: aplicación a sistemas sencillos

2.Estructura atómica y molecular

3.Interacción radiación-materia y Espectroscopias de rotación y vibración: IR y Raman

4.Espectroscopias electrónicas, Espectroscopias de resonancia: RMN y RSE, y Termodinámica Estadística.



La evaluación parcial del módulo de Prácticas de Laboratorio se realizará al finalizar el período de prácticas.

45% de la nota repartido en 4 controles y con un % igual para cada control. El alumno si aprueba libera la parte correspondiente y en el examen final realizará el 4º control y las partes que no haya aprobado. Los tres primeros controles se harán aproximadamente en octubre, enero y marzo. No se guardan partes liberadas para julio.



El 55% restante de la nota se reparte del modo siguiente:



- Prácticas de laboratorio: 30%. Incluye una prueba teórico-práctica y la evaluación de las actividades relacionadas con las prácticas (trabajo realizado, calidad de los resultados, informes, exposición, …)

- Prácticas de aula: 10%. Incluye la evaluación de cuestiones, problemas, participación,

- Seminarios: 10%. Incluye la evaluación de ejercicios, presentación de trabajos, trabajo en grupo, exposiciones, preparación de las prácticas, …

- Prácticas de ordenador: 5%. Incluye la evaluación de informes, …

Se indicará cada curso en la Guía Docente.

Basic bibliography

R. J. Silbey, R. A. Alberty. Kimika Fisikoa. Euskal Herriko Unibertsitatea, 2006.

I. R. Levine. Fisicoquímica, vols. 1 y 2. 5º ed. Ed. McGraw-Hill, 2004.

P. Atkins, J. de Paula. Química Física. Ed. Panamericana, 2008.

J. M. Elorza. Kimika Fisikoa. Elhuyar, 2000.

In-depth bibliography

A. Requena y J. Zúñiga. Espectroscopia. Pearson Prentice-Hall, 2004. J. M. Hollas. Modern Spectroscopy, 4th ed. Wiley, 2003. J. Bertran, V. Branchadell, M. Moreno y M. Sodupe. Química Cuántica. Ed. Síntesis, 2002. E. H. Brittain, W. O. George y C. H. Well. Introduction to Molecular Spectroscopy: Theory and Experiment. Academic Press, 1970. A. M. Halpern, G. C. McBane. Experimental Physical Chemistry. A laboratory textbook, 3rd edition. W.H. Freeman, 2006. O. Mo, M. Yañez. Enlace Químico y Estructura Molecular. J. M. Bosch, 2000.

Journals

Journal of Physical Chemistry Journal of Chemical Physics Journal of Chemical Education European Journal of Physics