Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
---|---|---|---|
2502444 Química | OB | 2 | 2 |
L'espectroscòpia es basa en l'estudi de la interacció entre la radiació electromagnètica i la matèria i en com aquesta interacció es pot utilitzar per a determinar detalls sobre l'estructura d'aquesta última. Els fonaments teòrics que expliquen la interacció de la radiació i la matèria i que prediuen la forma estructurada dels espectres es plantegen primer, basant-se en un coneixement pràctic de la química quàntica. Es discuteix la radiació làser, ja que el seu ús és omnipresent en les tècniques espectroscòpiques actuals. Es fa un enfocament específic en la simetria com una poderosa eina per explicar les característiques de certs espectres en molècules poliatòmiques. A partir d'aquí, es discuteixen diferents tècniques espectroscòpiques. Per a cada tipus, l'estructura de l'espectre corresponent es connecta als paràmetres estructurals de les molècules utilitzant relacions quantitatives derivades de la mecànica quàntica.
Objectius específics de l'assignatura:
Teoria:
1. Introducció a l'espectroscòpia. Naturalesa de la radiació electromagnètica. Espectre electromagnètic. Tècniques espectroscòpiques. Espectroscòpia FT. Ample de línia espectral. Intensitat de les línies espectrals. Regles de selecció. Espectroscòpia Raman. Exemple: Espectroscòpia rotacional de molècules diatòmiques. Làsers.
2. Simetria molecular. Elements i operacions de simetria. Grups puntuals de simetria. Determinació sistemàtica de grups puntuals moleculars. Representacions de grups. Representacions reduïbles i irreductibles. Taules de caràcters.
3. Espectroscòpia vibracional. Vibració de molècules diatòmiques. L’oscil·lador harmònic com a model. Anharmonicitat. Energia de dissociació. Vibració de molècules poliatòmiques: modes normals de vibració. Tipus de modes normals. Simetria dels modes normals. Regles de selecció de molècules poliatòmiques. Regla d'exclusió mútua.
4. Espectroscòpia electrònica. Espectroscòpia atòmica. Termes espectrals. Regles de selecció. Espectroscòpia electrònica de molècules diatòmiques. Estructura vibracional: espectres vibrònics. Principi de Franck-Condon. Espectroscòpia electrònica de molècules poliatòmiques. Consideracions de simetria. Fluorescència i fosforescència. Espectroscòpia de fotoelectrons.
5. Espectroscòpia de ressonància magnètica. Spin nuclear i electrònic. Interacció amb un camp magnètic. Espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear (RMN). Nivells d'energia i regles de selecció. Apantallament nuclear. DesplaçamentQuímic. Acoblament spin-spin. Altres espectroscòpies de RM.
Sessions de laboratori:
Un total de quatre sessions (4 hores cadascuna), més una cinquena sessió d'avaluació (ordre a determinar).
Els continguts seran:
1. Tècniques experimentals bàsiques en espectroscòpia : IR, UV-VIS i RMN
2. Simulació d’espectres vibracionals
3. Simulació d'espectres electrònics
4. Simulació d'espectres de RMN
5. Un projecte / cas, elaborat en les sessions de simulació anteriors).
Aquests continguts es mantindran llevat que les restriccions imposades per les autoritats sanitaries obliguin a una priorització o reducció.
Les activitats pertanyen a quatre categories diferents:
Classes de teoria: El professor exposarà els continguts del temari a l'aula combinant l’ús de la pissarra i material multimèdia que es posarà a disposició dels alumnes mitjançant l’”Aula Moodle” de l’assignatura. Aquestes sessions expositives conformaran la major part de la docència teòrica del programa.
Sessions de resolució de problemes: es distribuirà una llista d'exercicis als alumnes, mitjançant l’”Aula Moodle” de l’assignatura a l'inici del curs, classificats segons les unitats del pla d'estudis. Els dies indicats, anunciats durant les classes de teoria o sempre que sigui adequat pel que fa a materials coberts, es resoldran problemes seleccionats a classe, explicant els fonaments teòrics, detalls computacionals, etc. necessaris per resoldre l'exercici i amb l’objectiu de reforçar els conceptes explicats en les classes teòriques. No es pren cap compromís de resoldre explícitament tots els problemes de la col·lecció, deixant així espai per a la iniciativa individual i fomentant el treball individual de l'estudiant.
Sessions de laboratori: Les sessions pràctiques presentaran als estudiants la possibilitat de (1) calcular les propietats espectroscòpiques de determinades molècules utilitzant codi de química quàntica o altre programari per simular espectres i (2) introduir-se en les tècniques espectroscòpiques bàsiques en un laboratori de química experimental. L'objectiu de les sessions de laboratori és posar de manifest la sinergia entre els enfocaments teòrics i experimentals de la química moderna. Logísticament, els estudiants de tots els grups de matriculació es dividiran en dos grups, la composició dels quals es coneixerà per endavant, per tal de fer un ús eficient del laboratori i de les instal·lacions informàtiques disponibles. Les sessions pràctiques per a cada subgrup tindran lloc a les dates previstes en diferents laboratoris i sota la supervisió de professors qualificats. Per a totes les sessions de laboratori, el guió de laboratori estarà disponible al l’”Aula Moodle”. Els estudiants han de portar la seva pròpia còpia impresa i llegir-la abans de la sessió de laboratori corresponent. És recomanable portar també un bloc de notes personal per escriure els resultats obtinguts i altres anotacions. A més, a les sessions de laboratori experimental, és obligatori que els alumnes portin les seves pròpies bates i ulleres de protecció. Els dies indicats, els estudiants seran convocats a laboratori / sala d’ordinadors. Al final de cada sessió pràctica, se'ls lliurarà un full de resposta i un qüestionari que es completarà i es lliurarà abans de sortir del laboratori que servirà per a avaluar el nivell de comprensió de la tasca acabada i la qualitat del treball realitzat.
Treball personal: El treball personal de l'alumne és un aspecte important i indispensable per a assolir i superar els continguts de l’assignatura. A més de les tasques més obvies (com ara preparar i estudiar anotacins i llibres, preparar exercicis, etc.), certs àmbits específics i ben delimitats del temari es deixaran als estudiants per treballar per ells mateixos. En aquests casos, es posaran a disposició hores de consultes personals que ajudin a unir els coneixements adquirits pels alumnes. Nota important: L'ensenyament, inclosos tots els materials d'ensenyament i avaluació (p. Ex. Exàmens, informes de laboratori) es publicaran en anglès. No obstant això, les respostes escrites en materials d'avaluació seran acceptades en català i en castellà.
Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
---|---|---|---|
Tipus: Dirigides | |||
Classes de Problemes | 12 | 0,48 | 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
Classes de Teoria | 27 | 1,08 | 2, 3, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 17, 18, 19, 22 |
Pràctiques de Laboratori | 20 | 0,8 | 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 |
Tipus: Supervisades | |||
Preparació del Cas | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 |
Tipus: Autònomes | |||
Estudi personal | 47 | 1,88 | 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
Preparació Classe Inversa | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23 |
Resolució de Problemes | 16 | 0,64 | 2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
L'avaluació es basa en un esquema d’ "avaluació continuada" que inclou els següents elements:
1. Resoldre un "cas" determinat: treballant en grups de 4 persones: els estudiants hauran de treballar, utilitzant el programari de química quàntica i les bases de dades espectroscòpiques, segons sigui necessari, les propietats espectroscòpiques detallades de les molècules proposades, presentin el seu cas en una presentació oral curta i responguin preguntes dels avaluadors. La nota reflectirà tant la qualitat dels resultats com la presentació i les respostes individuals de cada estudiant, 25%
2. Es proposaran una sèrie d'activitats i preparació autònoma de materials (Classe Inversa) que es distribuiran al llarg del curs, 15%
3. Dos exàmens parcials escrits, P1 i P2, que cobreixen aproximadament el 60% i el 40% del temari, respectivament. La mitjana ponderada dels dos parcials haurà de ser de 5/10 pera a poder promitjar amb la resta de notes de l'assignatura. El primer parcial (P1) comptarà un 36% i el segón parcial (P2) un 24% de la nota final (60% en total).
Un examen final que: (a) només serà obligatori per als estudiants que no hagin assolit una nota mitjana ponderada de 5/10 en els exàmens parcials i, (b) al qual només es poden presentar els estudiants avaluats en activitats d'avaluació continuada que representin 2/3 parts de la nota final de l'assignatura. Aquest examen serà una prova única que inclourà tot el temari de l'assignatura. Els estudiants que vulguin millorar la mitjana ponderada obtinguda en els exàmens parcials poden fer-ho presentant-se a aquest examen, però al fer-ho, renuncien a la nota dels examens parcials i, en canvi, es queden amb la nota obtinguda a l’examen final.
Per tal d’aprovar l'assignatura, els estudiants han d'assolir competències suficients tant en els aspectes pràctics com teòrics de l'assignatura. La nota final s'obté afegint les tres contribucions següents (a), (b) i (c):
(a) Aspectes pràctics: elements (1)
(b) Aspectes teòrics: punt (3)
(c) Treball personal: element (2)
Tanmateix, és necessari que la nota de la part pràctica (a) sigui igual o superior a 5/10 i que la part teòrica (b) sigui igual o superior a 5/10. Es supera l’assignatura amb una nota global de 5/10. Tingueu en compte que l'assistència al laboratori és obligatòria i qualsevol alumne que no assisteixi a alguna sessió d'aquest sense motiu no superarà l'assignatura. Per a finalitat de qualificació, un estudiant serà considerat com a "no evaluable" si no es presenta al 66% dels ítems d'avaluació proposats.
ADVERTÈNCIA IMPORTANT SOBRE LA SEGURETAT DEL LABORATORI: Qualsevol estudiant que estigui involucrat en un incident que pugui tenir conseqüències greus en matèria de seguretat pot ser expulsat del laboratori i, d'aquesta manera, suspendre l'assignatura.
Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
---|---|---|---|---|
Classe Inversa | 10% | 0 | 0 | 1, 3, 5, 6, 9, 10, 12, 15, 16, 17, 18, 19, 23 |
Examen Final | 60% | 3 | 0,12 | 2, 3, 7, 8, 11, 12, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
Exàmens Parcials | 60% | 5 | 0,2 | 2, 3, 7, 8, 11, 12, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
Presentació del Cas | 25% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23 |
Tests | 5% | 0 | 0 | 2, 6, 7, 8, 12, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
Llibres de Text Bàsics:
Llibres de Text Especialitzats: