Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Química Física
Áreas: Química Física
Centro Facultad de Química
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
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.
DESCRIPTORES DE LA MATERIA EN EL PLAN DE ESTUDIOS
La interacción entre la radiación electromagnética y la materia. Espectroscopías de absorción, 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.
TEMARIO
1. Introducción a la espectroscopía
Introducción. Absorción y emisión de radiación. Técnicas experimentales. Niveles de energía molecular y transiciones. 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.
2. Rotación molecular. Espectros rotacionales de absorción y emisión
Momentos de inercia y niveles de energía rotacional. Transiciones rotacionales de absorción y emisión. Espectroscopía de microondas.
3. Vibración molecular. Espectros vibracionales de absorción y emisión.
Vibración de moléculas diatómicas: modelos de oscilador armónico y anarmónico. Transiciones vibracionales de absorción y emisión. Espectroscopía 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.
4. Espectros Raman vibracionales y rotacionales
Dispersión de radiación (Rayleigh y Raman). Espectroscopía Raman. Espectros Raman vibracionales de moléculas diatómicas. Espectros Raman vibracionales de moléculas poliatómicas. Espectros Raman rotacionales de moléculas diatómicas. Aplicaciones de la espectroscopía Raman.
5. Transiciones electrónicas
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.
6. Resonancia magnética
Niveles de energía de espín nuclear y electrónico en un campo magnético. Espectroscopías de resonancia magnética. Resonancia magnética nuclear. El desplazamiento químico. Estructura fina de los espectros. Aplicación en medicina: imagen por resonancia magnética.
PROGRAMA DE PRÁCTICAS
Práctica 1. Espectros electrónicos de absorción de colorantes cianínicos. Aplicación del modelo mecanocuántico de partícula en una caja.
Práctica 2. Espectroscopía vibracional de infrarrojo y Raman. Modos normales de vibración.
Práctica 3. Espectroscopía de fluorescencia.
LIBROS DE TEXTO BÁSICOS RECOMENDADOS
• P. Atkins, J. de Paula y J. Keeler, Physical Chemistry, Oxford Univ. Press, Oxford, 11ª ed., 2018. Está traducida una edición anterior de este libro: Química Física, Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires, 8ª ed., 2008. E-books disponibles.
• C. N. Banwell y E. M. McCash, Fundamentals of Molecular Spectroscopy, McGraw-Hill, London, 4ª ed., 1994. Está traducida una edición anterior de este libro: C. N. Banwell, Fundamentos de espectroscopía molecular, Ediciones del Castillo, Madrid, 1977.
• A. Burrows, J. Holman, A. Parsons, G. Pilling y G. Price, Chemistry3: Introducing Inorganic, Organic, and Physical Chemistry, Oxford Univ. Press, Oxford, 3ª ed., 2017. E-book disponible. Sección de recursos en la web de la editorial, con cuestionarios de autoevaluación y resúmenes de cada capítulo https://oup-arc.com/access/burrows3e-student-resources#tag_chapter-10
• Chemistry LibreTexts. University of California Davis. Spectroscopy,
http://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Spec…
LIBROS DE TEXTO DE QUÍMICA FÍSICA COMPLEMENTARIOS
• H. Kuhn, H.-D. Försterling y D. H. Waldeck, Principles of Physical Chemistry, Wiley, Hoboken, New Jersey, 2ª ed., 2009. Traducción al español: Principios de fisicoquímica, Cengage Learning, México, 2012.
• T. Engel y P. Reid, Physical Chemistry, Pearson, Boston, 3ª ed., 2013. Está traducida una edición anterior de este libro: Química Física, Pearson Educación, Madrid, 2012. E-book disponible.
• G. M. Barrow, Physical Chemistry, McGraw-Hill, New York, 6ª ed., 1996. Están traducidas varias ediciones anteriores de este libro (Química Física, editorial Reverté, Barcelona).
• K. W. Kolasinski, Physical Chemistry: How chemistry works, John Wiley & Sons, Chichester, 2017. E-book disponible.
• M. Díaz Peña y A. Roig Muntaner, Química Física, Alhambra, Madrid, 2ª ed., 1985, Vol. 1.
• G. W. Castellan, Fisicoquímica, Addison Wesley Longman, México, 2ª ed., 1998.
• K. J. Laidler, J. H. Meiser y B. C. Sanctuary, Physical Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 4ª ed., 2003. Está traducida una edición anterior de este libro: K. J. Laidler y J. H. Meiser, Fisicoquímica, Compañía Editorial Continental, México, 1997.
LIBROS DE PROBLEMAS
• L. Carballeira Ocaña e I. Pérez Juste, Problemas de Espectroscopía Molecular, Netbiblo, Oleiros (Coruña), 2008.
• C. Trapp, M. Cady y C. 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.
• I. N. Levine, Problemas de Fisicoquímica, Schaum (McGraw-Hill), Madrid, 2005.
• I. N. Levine, Student Solutions Manual to accompany Physical Chemistry, McGraw-Hill, Boston, 6ª ed., 2009.
• J. M. Pérez Martínez, A. L. Esteban Elum y M. P. 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, Tutorial Chemistry Texts, Royal Society of Chemistry, 2002. E-book disponible.
• 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.
• S. Duckett y B. Gilbert, Foundations of Spectroscopy, 2000,
Entre las COMPETENCIAS GENERALES que desarrolla el Grado en Química, en esta asignatura los estudiantes adquieren 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 los estudiantes 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.
En esta asignatura se impartirán clases de diferente tipo:
• Clases en grupo grande
Se combinarán las explicaciones del profesorado con la realización de ejercicios cortos y cuestiones conceptuales por el alumnado.
• Clases interactivas en grupo reducido
Clases prácticas donde se resolverán problemas, ejercicios o aplicaciones de la materia, participando los estudiantes de forma activa.
• Tutorías en grupo reducido
Se utilizarán estas clases para facilitar que el alumnado adquiera una visión general de la materia y desarrolle su expresión oral.
• Clases prácticas de laboratorio en grupo muy reducido
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 científica rigurosa. La asistencia a estas clases es obligatoria.
De acuerdo con el documento “Bases para el desarrollo de una docencia presencial segura en el curso 2020-2021”, aprobado por el Consello de Goberno de la USC el 19 de junio de 2020, se concretan a continuación los detalles de la metodología utilizada en cada uno de los tres escenarios posibles, en función del estado de la pandemia de la COVID-19.
ESCENARIO 1. NORMALIDAD ADAPTADA (SIN RESTRICCIONES A LA PRESENCIALIDAD FÍSICA). Todas las clases serán presenciales en el aula o en el laboratorio.
ESCENARIO 2. DISTANCIAMIENTO (RESTRICCIONES PARCIALES A LA PRESENCIALIDAD FÍSICA). La docencia expositiva podrá realizarse en su totalidad de forma telemática (en los espacios docentes en los que el distanciamiento no sea posible), o combinarse al 50% con la forma presencial, en aquellos espacios docentes en los que el distanciamiento sea posible. En la docencia interactiva, de seminarios y laboratorios, se podrá combinar la presencialidad física y la telemática, hasta un máximo del 50% de las horas de la asignatura en forma telemática, cuando el distanciamiento así lo requiera.
ESCENARIO 3. CIERRE DE LAS INSTALACIONES. Todas las actividades docentes pasarán a impartirse en formato virtual a través de MS Teams.
En caso de que la docencia tenga que ser semipresencial o completamente telemática (escenarios 2 y 3), el Campus Virtual será la plataforma de contacto entre profesorado y alumnado y MS Teams el software utilizado para la realización de sesiones telemáticas síncronas.
Estará disponible en el Campus Virtual todo el material docente: información general sobre la materia, presentaciones de clase, boletines de problemas y problemas resueltos, manual de laboratorio, exámenes de años anteriores, foro de la asignatura, test de autoevaluación, etc.
Si el escenario lo permite, el profesorado atenderá personalmente las consultas del alumnado en el horario de tutorías semanales que se publica a principio de curso en los tablones de anuncios y en el campus virtual. También se atenderá al alumnado a través de MS Teams para tutorías previamente concertadas por correo electrónico, en cualquiera de los tres escenarios.
El sistema de evaluación de esta asignatura será igual en la primera y en la segunda oportunidad. La calificación 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 se requiere obtener la calificación de Apto en las prácticas de laboratorio.
El examen final incluirá cuestiones teóricas y conceptuales (4 puntos), problemas (4 puntos) y 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:
• Pruebas de evaluación continua (60 %).
• Prácticas de laboratorio (40 %). Se valorará con el mismo peso la calidad del trabajo realizado y la calificación de un examen obligatorio sobre las prácticas. El trabajo del alumnado se evaluará teniendo en cuenta el trabajo presencial en el laboratorio, si se llevó a cabo, y los documentos entregados. En la valoración del trabajo presencial en el laboratorio se tendrá en cuenta la preparación previa de la práctica, el interés por la calidad en su desarrollo y el dominio de conocimientos adquiridos en el laboratorio. En la valoración de los documentos entregados se tendrá en cuenta la claridad y rigurosidad de la presentación, así como su presentación de acuerdo con la normativa del sistema internacional de unidades.
• Podrá concederse hasta un 10 % adicional en la nota de evaluación continua 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.
Para la realización de pruebas o exámenes telemáticos se utilizará el campus virtual o la plataforma Microsoft Forms.
En el escenario 1, las pruebas y exámenes se harán de forma presencial en el aula. En el escenario 2, las pruebas y exámenes serán preferentemente presenciales en el aula, salvo que fuera imposible asegurar suficientemente la distancia física interpersonal, en cuyo caso se realizarían telemáticamente. En el escenario 3, todas las pruebas de evaluación se realizarán telemáticamente.
Para obtener la calificación de Apto en las prácticas en los escenarios 1 y 2 se requiere:
• Asistir a todas las prácticas programadas. 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.
• Realizar las prácticas de forma correcta y entregar en el campus virtual los archivos informáticos con los análisis espectroscópicos realizados y el resumen del trabajo en el plazo requerido.
• Realizar el examen de prácticas y demostrar capacidad de presentar e interpretar datos espectroscópicos en tablas y gráficas, de acuerdo con la normativa del Sistema Internacional de Unidades.
Para obtener la calificación de Apto en las prácticas en el escenario 3 se requiere:
• Presentar el archivo de procesamiento de datos y la memoria de la práctica realizada como documentos originales correctamente elaborados y entregados en el campus virtual en el plazo establecido.
• Realizar el examen de prácticas y demostrar capacidad de presentar e interpretar datos espectroscópicos en tablas y gráficas, de acuerdo con la normativa del Sistema Internacional de Unidades.
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.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones de la USC.
En el caso de que alguna alumna o alumno no pueda llevar a cabo las actividades telemáticas en condiciones similares al resto del alumnado, se realizarán actividades alternativas para su evaluación que aseguren la igualdad de oportunidades.
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
Clases en grupo grande: 28 horas
Clases interactivas en grupo reducido: 12 horas
Clases prácticas de laboratorio: 16 horas
Tutorías en grupo reducido: 2 horas
Horas totales de trabajo presencial en el aula o en el laboratorio: 58 horas
Trabajo autónomo del estudiante: 92 horas
Horas de trabajo totales: 150
RECOMENDACIONES PARA EL ESTUDIO
• Es importante mantener el estudio de la materia “al día”.
• Una vez finalizada la lectura de un tema en el manual de referencia, 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 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 y (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 Química Física de I. N. Levine citado en la bibliografía.
RECOMENDACIONES PARA LA EVALUACIÓN
Es recomendable que aquellos estudiantes que encuentren dificultades importantes para resolver las actividades propuestas consulten con el profesorado en las horas de tutorías personalizadas, para analizar los problemas e intentar resolverlos.
REQUISITOS PREVIOS RECOMENDADOS
Es muy importante haber aprobado la asignatura Química Física I y dominar sus conceptos, ya que están directamente relacionados con los de esta asignatura. También es recomendable haber aprobado las asignaturas Matemáticas I y II, Física I y II, Estadística Aplicada e Informática para Químicos y Química General I.
PLAN DE CONTINGENCIA
En el caso de que se presenten restricciones parciales a la presencialidad física por causa de la COVID-19 (escenario 2), la docencia expositiva en grupos grandes combinará la presencialidad física y la telemática al 50 %, siempre que sea posible asegurar de este modo el distanciamiento físico. En caso contrario, esta docencia se realizará únicamente de forma síncrona telemática a través de MS Teams.
La docencia interactiva en el escenario 2 se impartirá preferentemente de forma presencial en el aula, salvo que el número de estudiantes en cada grupo impida asegurar el distanciamiento físico. En este caso, se combinará la presencialidad física y la telemática al 50 %.
En el escenario 2, las prácticas de laboratorio se realizarán íntegramente de forma presencial siempre que la normativa sanitaria lo permita, en función del tamaño de los grupos. De no ser así, se combinará la presencialidad física al 50 % con la realización de otro 50 % de trabajo práctico asíncrono virtual.
En el escenario 2, las pruebas de evaluación serán preferentemente presenciales en el aula, salvo que sea imposible asegurar la suficiente distancia física entre los estudiantes, en cuyo caso las pruebas se realizarán de forma telemática.
En el caso de cierre de los centros debido al estado de la pandemia (escenario 3), toda la docencia y las pruebas de evaluación tendrán lugar telemáticamente.
Manuel Mosquera Gonzalez
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881815735
- Correo electrónico
- manuel.mosquera [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
María De La Flor Rodríguez Prieto
Coordinador/a- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881814208
- Correo electrónico
- flor.rodriguez.prieto [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Saulo Angel Vazquez Rodriguez
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881814216
- Correo electrónico
- saulo.vazquez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Martes | |||
|---|---|---|---|
| 09:00-10:00 | Grupo /CLIS_06 | Castellano | Aula Química Analítica (2ª planta) |
| 10:00-11:00 | Grupo /CLIS_01 | Castellano | Aula Biología (3ª planta) |
| 12:00-13:00 | Grupo /CLIS_05 | Inglés | Aula 2.11 |
| 12:00-13:00 | Grupo /CLIS_04 | Castellano | Aula Magna "Antonio Casares" (planta baja) |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLIS_03 | Castellano | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| Miércoles | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_03 | Inglés | Aula 2.11 |
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Química Física (planta baja) |
| Jueves | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_03 | Inglés | Aula 2.11 |
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Química Física (planta baja) |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLE_03 | Inglés | Aula 2.11 |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Química Física (planta baja) |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 21.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 21.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Física (planta baja) |
| 21.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |
| 21.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Xeral (2ª planta) |
| 23.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 23.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Física (planta baja) |
| 23.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |
| 23.06.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Xeral (2ª planta) |