Química Supramolecular y Reconocimiento Molecular
Código: 106819 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Nanociencia y Nanotecnología | OB | 3 |
Contacto
- Nombre:
- Gregorio Ujaque Perez
- Correo electrónico:
- gregori.ujaque@uab.cat
Equipo docente
- Antonio Franconetti Garcia
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Se recomienda haber cursado y superado las asignaturas de 2º curso "Química de los Elementos", "Química Orgánica" y "Termodinámica, Cinética y Transformaciones de Fase".
Aunque las clases son en catalán, gran parte del material que deberá trabajar el estudiante, así como las principales fuentes bibliográficas, se encuentran escritas en inglés. Por lo tanto, se recomienda un buen conocimiento de esta lengua.
Objetivos y contextualización
En esta asignatura se pretende que el estudiante adquiera los conocimientos básicos en Química Supramolecular, lo que le permita interpretar fenómenos de reconocimiento molecular desde un punto de vista químico y comprender los procesos que intervienen en la formación de estructuras supramoleculares autoensambladas.
Los objetivos específicos de esta asignatura son:
- Introducir el concepto de Química Supramolecular, estudiar las interacciones químicas en que se basa y conocer los principales métodos de caracterización y manipulación de los complejos supramoleculares.
- Aplicar los fundamentos de la Química Supramolecular la comprensión de los procesos de reconocimiento molecular tanto a nivel químico como biológico.
- Utilizar los fundamentos de la Química Supramolecular para interpretar la formación de estructuras supramoleculares autoensambladas.
Resultados de aprendizaje
- CM19 (Competencia) Trabajar con autonomía en la resolución de problemas y casos prácticos relacionados con los fenómenos a la nanoescala.
- KM31 (Conocimiento) Describir las interacciones fundamentales de la química supramolecular causantes de la formación y manipulación de complejos supramoleculares.
- SM31 (Habilidad) Diseñar nanomateriales y nanosistemas en función de especificaciones y usos tecnológicos.
Contenido
1. Introducción a la Química Supramolecular
Concepto de química y sistemas supramoleculares. Fuerzas intra- e intermoleculares (van der Waals, enlaces de hidrógeno, ión-ión, ión-dipolo, dipolo-dipolo, ión-π, π-π, hidrofóbicas).
Relación entre fuerza y direccionalidad. Química de coordinación: centros metálicos y ligandos. Conceptos básicos en química supramolecular: sistemas anfitrión-huésped y autoassemblats; constantes de asociación y selectividad; complementariedad, preorganització y cooperatividad.
2. Caracterización y manipulación de sistemas supramoleculares
Difracción de rayos-X. Espectrometría de masas. Técnicas espectroscópicas (UV-vis, IR, RMN). Técnicas electroquímicas. Manipulación electroquímica y fotoquímica.
3. Complejación y reconocimiento molecular
Reconocimiento de cationes, aniones y moléculas neutras. Constantes de asociación. Estequiometría. Aplicaciones.
4. Autoensamblaje y autoorganización
Concepto de autoensamblaje y autoorganización. Autoensamblaje basado en interacciones intermoleculares (moléculas ambifíliques). Autoensamblaje basado en coordinación centros metálicos (helicats, racks, ladders, grids). Autoensamblaje mecánico (rotaxanos, catenans, nudos).
5. Interacciones supramoleculares y reconocimiento molecular en sistemas biológicos
Estructuras y procesos biológicos basados en interacciones supramoleculares: nucleótidos y ADN; péptidos y proteínas; lípidos y membranas; virus.
Prácticas de laboratorio
1. Determinación de la concentración micelar crítica.
2. Preparación y caracterización de complejos de inclusión de ciclodextrinas.
3. Síntesis de calix [4] pirrol para el reconocimiento molecular de aniones.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de Problemas | 8 | 0,32 | |
| Clases de Teoria | 22 | 0,88 | |
| Prácticas de Laboratorio | 14 | 0,56 | |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorías | 1 | 0,04 | |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio Autónomo | 44 | 1,76 | |
| Preparación de las prácticas de laboratorio | 5,75 | 0,23 | |
| Preparación de las prácticas de laboratorio | 30 | 1,2 | |
| Resolución de problemas | 20 | 0,8 |
Los estudiantes deberán desarrollar varios tipos de actividades a lo largo de esta asignatura:
a) Actividades dirigidas: En el aula se realizarán clases magistrales sobre los contenidos de la asignatura y clases de problemas. Por otra parte, los estudiantes también realizarán prácticas en el laboratorio de química consistentes en la síntesis y/o caracterización de sistemas supramoleculares. Todos los materiales necesarios para estas actividades se encontrarán en el espacio de la asignatura en el Campus Virtual.
b) Actividades supervisadas: Se podrán realizar tutorías para monitorizar una de las actividades de evaluación que deberán realizar los estudiantes, que consiste en la lectura, comprensión y presentación escrita de un artículo científico relacionado con la asignatura.
c) Actividades autónomas: De forma autónoma, los alumnos tendrán que estudiar los contenidos de la asignatura, resolver problemas, preparar las prácticas de laboratorio y leer, resumir y realizar un trabajo sobre un artículo científico.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Exámenes Escritos | 70% | 3 | 0,12 | KM31, SM31 |
| Prácticas de laboratorio | 15% | 0,25 | 0,01 | KM31 |
| Presentación de un artículo científico | 15% | 2 | 0,08 | CM19, KM31 |
La evaluación de los estudiantes tendrá dos opciones: evaluación continuada y evaluación única.
OPCIÓN A: Evaluación continuada (es la opción por defecto)
Se realizará mediante diversas evidencias escritas:
Exámenes escritos: Se realizarán dos exámenes parciales a lo largo del curso, uno en medios y el otro a final del semestre. Cada uno de estos exámenes tendrá un peso del 35% sobre la nota final. Si la nota promedio de estos dos exámenes es menor de 5, se deberá realizar un examen final al terminar el semestre (siempre que se hayan superado los 2/3 de actividades de evaluación) que incluirá los contenidos de todo el curso, y cuya nota equivaldrá al 70% del total (y sustituirá a la de los exámenes parciales).
Para hacer el examen final el alumno habrá tenido que presentarse a los dos parciales. Los estudiantes que quieran mejorar su nota también podrán presentarse al examen final; si la nota de este examen es superior al promedio de los dos exámenes parciales, entonces la nota del examen final equivaldrá al 70% del final. En caso contrario, la nota de exámenes corresponderá a la nota del examen final.
Prácticas de laboratorio: Las prácticas de laboratorio se evaluarán mediante la realización de una pequeña prueba escrita al final de la última sesión de prácticas, que equivaldrá al 15% de la nota final de la asignatura.
Trabajo escrito sobre un artículo científico: Los estudiantes serán repartidos en grupos de 3-5 alumnos y cada uno de estos grupos le será asignado un tema relacionado con los contenidos de la asignatura. Los estudiantes deberán buscar un artículo científico centrado en este tema, leerlo, analizarlo y preparar una presentación en lengua inglesa que será evaluada. La nota otorgada tendrá un peso del 15% sobre la nota final de la asignatura.
Para superar la asignatura los estudiantes deberán tener:
1) Una nota promedio de exámenes superior a 5.
2) Una nota promedio de la asignatura superior a 5.
3) Haber asistido a las tres sesiones de prácticas en el laboratorio.
En caso de haber realizado menos de un tercio de las evidencias evaluables del curso y / o haber faltado de manera no justificada a alguna de las sesiones de prácticas en el laboratorio, los estudiantes serán evaluados como "no presentado".
OPCIÓN B: Evaluación única (para acogerse a esta opción, tendrá que notificarlo a la Gestión Académica de la Facultad de Ciencias y al profesorado de la asignatura en los períodos temporales establecidos al efecto)
La evaluación única sólo es aplicable a los exámenes escritos, y consistirá en una única prueba en la que se evaluarán los contenidos de todo el programa de la asignatura con ejercicios de diferente tipología (tipo respuesta múltiple, resolución de problemas, desarrollo de conceptos, etc.).
La nota obtenida en esta prueba supondrá el 70% de la nota final de la asignatura. El resto del porcentaje se obtendrá mediante la realización de las prácticas de laboratorio (15%) y del trabajo sobre el artículo científico (15%). Para superar la asignatura habrá que tener una nota superior al 5,0 sobre 10 en esta prueba, haber asistido a las prácticas de laboratorio y haber obtenido una nota global superior a 5,0 sobre 10.
La evaluación única de los exámenes escritos se hará el mismo día, hora y lugar que la última prueba escrita de evaluación continuada. En caso de obtener una nota inferior a 5,0, se podrá recuperar el dia fijado para la recuperación de la asignatura, siempre que el/la alumno/a haya realizado las prácticas y el trabajo sobre el artículo científico.
Bibliografía
- P.D. Beer, T.A. Gale, Barendt, J.Y.C. Lim, Supramolecular Chemistry, Oxford University Press (Oxford Chemistry Primers), Oxford, UK, 2022.
- J.W. Steed, D.R. Turner, K. Wallace, Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry, Wiley, Chichester, 2007.
- P.D. Beer, P.A. Gale, D.K. Smith, Supramolecular Chemistry, Oxford University Press (Oxford Chemistry Primers), New York, 1999.
- J.W. Steed, P.A. Gale, Supramolecular Chemistry: from Molecules to Nanomaterials, Wiley, Chichester, 2012.
Software
Teams, Microsolft Office, OBS Studio
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre de 2025. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Prácticas de aula | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 2 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TE) Teoría | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |