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. Transiciones y espectros. Técnicas experimentales. Niveles de energía molecular. Momento de transición y reglas de selección. Intensidad de las líneas espectrales. Población de los niveles de energía: la distribución de Boltzmann. Ley de Beer-Lambert.
2. 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. Vibración de moléculas poliatómicas. Modos normales de vibración. Reglas de selección. Espectros de infrarrojo de moléculas poliatómicas.
3. Rotación molecular. Espectros rotacionales de absorción y emisión. Estructura rotacional de los espectros vibracionales.
Rotores moleculares. Momentos de inercia y niveles de energía rotacional de moléculas lineales. Transiciones rotacionales de absorción y emisión. Espectroscopía de microondas. Niveles de energía de vibración-rotación de moléculas diatómicas. Espectros de absorción de vibración-rotación.
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.
PROGRAMA DE PRÁCTICAS
Práctica 1. Espectros electrónicos de absorción de colorantes cianínicos. Interpretación mediante el modelo de orbital molecular de electrón libre y determinación de distancias de enlace.
Práctica 2. Espectros vibracionales de infrarrojo y Raman. Modos normales de vibración.
Práctica 3. Espectros de fluorescencia. Influencia de la longitud de onda de excitación y determinación de niveles de energía vibrónicos.
LIBROS DE TEXTO BÁSICOS RECOMENDADOS
• P. Atkins, J. de Paula y J. Keeler, Physical Chemistry, Oxford Univ. Press, Oxford, 12ª ed., 2022. Está traducida una edición anterior de este libro: Química Física, Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires, 8ª ed., 2008.
• 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 y otros, Chemistry3: Introducing Inorganic, Organic, and Physical Chemistry, Oxford Univ. Press, Oxford, 4ª ed., 2021. E-book disponible. Sección de recursos en abierto de una edición anterior 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.
• 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.
• 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.
• P. Bolgar y otros, Student Solutions Manual to accompany Atkins' Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 11ª ed., 2018. Hay versiones de ediciones anteriores por otros autores.
• 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.
• 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:
Entre las COMPETENCIAS GENERALES que desarrolla el Grado en Química, el estudiantado adquiere en esta asignatura 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 el estudiantado 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 por el alumnado.
• Clases interactivas en grupo reducido
Clases prácticas donde se resolverán problemas, ejercicios o aplicaciones de la materia.
• Tutorías en grupo reducido
Se utilizarán estas clases para facilitar que el alumnado adquiera una visión general de la materia.
• Clases prácticas de laboratorio en grupo muy reducido
Las actividades que se realizarán 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.
Estará disponible en el campus virtual todo el material docente: información general sobre la materia, resúmenes de teoría, boletines de problemas, manual de laboratorio, exámenes de años anteriores, etc.
El profesorado atenderá las consultas del alumnado en el horario de tutorías semanales que se publica a principio de curso en la página web de la universidad y en el campus virtual.
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 estudiantado a lo largo del curso a través de los ejercicios o cuestionarios (80 %) y de las actividades realizadas en las prácticas de laboratorio (20 %).
Para obtener la calificación de Apto en las prácticas se requiere:
• Asistir a todas las prácticas programadas. La persona 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 documentos de análisis solicitados en el plazo requerido.
Las alumnas o alumnos 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 del estudiantado y de revisión de calificaciones de la USC.
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: 13 horas.
Clases prácticas de laboratorio: 17 horas.
Tutorías en grupo reducido: 2 horas.
Horas totales de trabajo presencial en el aula o en el laboratorio: 60 horas.
Trabajo autónomo: 90 horas.
Horas de trabajo totales: 150.
RECOMENDACIONES PARA EL ESTUDIO
• Las prácticas de laborartorio de esta asignatura están directamente relacionadas con la teoría, por lo que se aconseja repasar la teoría antes de acceder al laboratorio para poder entender las prácticas. Sin un adecuado conocimiento de la teoría es muy difícil entender las labores a realizar en las prácticas, que tienen un alto componente de análisis de datos espectroscópicos.
• 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.
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 Cuántica 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 y II.
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
Antonio Fernandez Ramos
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881815705
- Correo electrónico
- qf.ramos [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Tiago Filipe Mendes Ferreira
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Correo electrónico
- tiago.mendes.ferreira [at] usc.es
- Categoría
- Investigador/a: Ramón y Cajal
| Martes | |||
|---|---|---|---|
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Matemáticas (3ª planta) |
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_02 | Gallego | Aula Química Técnica (planta baja) |
| Miércoles | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_02 | Gallego | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Matemáticas (3ª planta) |
| Jueves | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_02 | Gallego | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Matemáticas (3ª planta) |
| 23.05.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 23.05.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Matemáticas (3ª planta) |
| 03.07.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 03.07.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Física (3ª planta) |