El objetivo principal de la asignatura es estudiar los sistemas quimico-físicos desde un punto de vista microscópico, de tal forma que se pueda relacionar las propiedades individuales de los sistemas atómico-moleculares que constituyen la materia con las propiedades macroscópicas de los sistemas desarrollados en la asignatura Química Física I. Para ello, se aplica la Química Cuántica al 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 asignatura incluye una serie de Prácticas de Ordenador y de Prácticas de Laboratorio que permiten realizar cálculos mecanocuánticos mediante programas informáticos y la obtención de datos experimentales.

Se pretende que el/la estudiante sea capaz de comprender y manejar los principios de la Química Cuántica, la Espectroscopía y la Termodinámica Estadística y su aplicación en los procesos químicos. Así mismo, la o el estudiante deberá adquirir destreza en cálculos de química computacional y en el registro de espectros con técnicas convencionales. Capacidad de seleccionar diferentes técnicas instrumentales, simples o combinadas, para la caracterización de sustancias químicas.



Todo ello se complementará con las siguientes competencias transversales:

Poder presentar, de manera comprensible, fenómenos y procesos relacionados con la Química y materias afines.

Ser capaz de relacionar la Química con otras disciplinas, así como comprender su impacto en la sociedad actual y la importancia del sector químico industrial.

1. Química Cuántica. Fundamentos: Función de onda y ecuación de Schrödinger. Principio de incertidumbre.

2. Química Cuántica. Aplicación al estudio de sistemas sencillos: Movimiento translacional. Movimiento vibracional. Momento angular y movimiento rotacional

3. Estructura atómica: Átomos hidrogenoides. Atomos polielectrónicos: método variacional. Principio de exclusión de Pauli. Método de Hartree-Fock. Términos espectrales.

4. Estructura Molecular: Método de orbitales moleculares. Configuraciones electrónicas. Términos moleculares. Química Cuántica computacional.

5.Fundamentos de Espectroscopía: Interacción radiación-materia. Fenómenos de absorción y emisión. Efecto Raman. Espectroscopía de rotación: espectros de microondas y Raman en moléculas diatómicas.

6. Espectroscopía de vibración: Espectros IR y Raman de vibración en moléculas ditaómicas. Estructura rotacional. Modos normales de vibración. Espectros IR y Raman en moléculas poliatómicas. Bandas características de grupos funcionales.

7. Espectroscopía electrónica: Espectros de absorción en moléculas diatómicas. Cromóforos. Complejos de transferencia de carga. Fluorescencia y fosforescencia. Rendimiento cuántico y tiempo de vida. Láseres. Espectros fotoelectrónicos UV y de rayos X.

8. Espectroscopia de resonancia: Fundamento de resonancia magnética nuclear y de espín electrónico. Desplazamientos químicos y acoplamiento spin-spin.

9. Termodinámica Estadística: Fundamentos. Funciones de partición molecular. Función de partición canónica. Cálculo de magnitudes termodinámicas. Constante de equilibrio.



Prácticas de Ordenador: Prácticas de Química Computacional



Prácticas de Laboratorio: Prácticas de Espectroscopía FT-IR, absorción UV/Vis y fluorescencia

La asignatura consta de sesiones de aula, donde se dan los aspectos teóricos, se abordan los problemas y se establecen los seminarios de la asignatura, así como sesiones prácticas de ordenador y sesiones prácticas de laboratorio.



Las prácticas de ordenador y de laboratorio son obligatorias.



Las prácticas de ordenador (cálculos mecanocuánticos) se realizarán durante el primer cuatrimestre.



Las prácticas de laboratorio (espectroscopía) se realizarán a lo largo del segundo cuatrimestre.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 75
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 10
  • Trabajos individuales (%): 10
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 5

- Examen final y otras actividades de aula: 75 % de la calificación.

- Prácticas de ordenador y de laboratorio (incluido los informes): 25% de la calificación.

En cualquier caso, es necesario superar el 35% de la calificación de cada parte para poder aprobar la asignatura.



La no presentación a la convocatoria ordinaria es suficiente para la renuncia de la asignatura.

Los mismos que en la convocatoria ordinaria. Se guardará la calificación de las prácticas de ordenador y de laboratorio obtenida durante el curso.



La no presentación a la convocatoria extraordinaria es suficiente para la renuncia de la asignatura.

Bata, gafas y cuaderno de laboratorio

Bibliografía básica

P. Atkins, J.de Paula, "Elements of Physical Chemistry", 6ª ed. Oxford University Press, 2013.

P. Atkins, J.de Paula, "Quimica Física", 8ª ed. Panamericana, 2008 / "Physical Chemistry", 11ª ed., Oxford University Press, 2017.

I. N. Levine, "Physical Chemistry", 6ª ed. Mac Graw Hill, 2009.

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

E.H. Brittain, W.O. George y C.H. Well, "Introduction to Molecular Spectroscopy. Theory and Experiment", Academic Press, 1970.

Cuadernos de prácticas, UPV/EHU

Bibliografía de profundización

A. Requena y J. Zúñiga, "Espectroscopía", 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. Sintesis, 2002.
A.M. Harlpern, "Experimental, Physical Chemistry. A Laboratory Textbook", 3rd Ed., Prentice-Hall, 2006.

Revistas

Journal of Chemical Education
Education in Chemistry
Journal of Physical Chemistry

Direcciones web

http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi
http://webbook.nist.gov/chemistry
http://www.chemtube3d.com
https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-61-physical-chemistry-fall-2007/lecture-notes/
https://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry