Guía docente de Química Física IV (2911136)

Haber superado las asignaturas Matemáticas, Física y Química Física I del grado en Químicas.

Simetría molecular. La interaccion entre la radiacion electromagnetica y la materia. Espectroscopias de absorcion, emision y de dispersion Raman. Espectroscopias de resonancia magnetica de spin. Aplicación de las tecnicas espectroscopicas al estudio de sistemas de interes quimico fisico.

Entender los contenidos los contenidos de al asignatura detallados en el siguiente apartado.

Tema 1. Espectroscopía atómica (I). 1.1. Apuntes históricos. 1.2. Espectro de emisión del átomo de hidrógeno. Balmer. Ecuación de Rydberg. 1.3. Series espectrales en los espectros de emisión de los metales alcalinos. 1.4. Principio de combinación de Rydberg-Ritz. Series espectrales en el átomo de hidrógeno. 1.5. Modelo de Bohr para el átomo de hidrógeno. 1.6. Espectros de emisión del helio y los alcalino térreos. 1.7. Espectros de emisión de otros átomos.

Tema 2. Radiación electromagnética. 2.1. Carácter ondulatorio de la radiación electromagnética. 2.2. Carácter corpuscular de la radiación electromagnética. 2.3.Espectroscopía fotoelectrónica.

Tema 3. Difusión de la radiación electromagnética. Difracción. 3.1. Descripción del fenómeno básico. 3.2. Difusión Rayleigh.3.3. Descripción elemental de la red de difracción.3.4. Difracción de rayos X. 3.5. Hipótesis de de Broglie. Carácter ondulatorio de la materia. Difracción de electrones.

Tema 4. Fundamentos y conceptos generales. 4.1. Introducción a la asignatura. 4.2. Experimento espectroscópico básico. 4.3. Fenómenos de interacción de la radiación electromagnética con la materia. 4.4. Momento dipolar eléctrico. 4.5. Elementos de la interpretación clásica de la absorción de radiación electromagnética. 4.6. Espectro de emisión de radiación térmica (cuerpo negro). Interpretación de Rayleigh Jeans. Ley de Planck para la densidad espectral de energía radiante. 4.7. Condición de frecuencia de Bohr. Consideraciones generales sobre la transición espectroscópica. 4.8. Descripción fenomenológica (Einstein) de la absorción y emisión de la radiación electromagnética. 4.9. Interpretación mecano cuántica de las reglas de selección. 4.10. Emisión estimulada y láser. 4.11. Transformación de Fourier. Aplicaciones en espectroscopía.

Tema 5. Elementos de Química Cuántica. 5.1. Ecuación de Schrödinger independiente del tiempo. Repaso de su aplicación en la descripción de sistemas mecanocuánticos sencillos. 5.2. Método de perturbaciones. 5.3. Ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo.

Tema 6. Espectroscopía atómica (II). 6.1. Estructura fina. Spin electrónico. 6.2. Interacción spin-órbita. 6.3. Momento angular total del hidrógeno y los alcalinos. Símbolo de término espectral. 6.4. Efecto Zeeman (emisión del átomo de hidrógeno en un campo magnético). 6.5. Espectroscopía de resonancia magnética nuclear. 6.6. Espectroscopía de resonancia de spin electrónico. 6.7. Láser de Helio-Neón. 6.8. Espectroscopía de fluorescencia de Rayos X y espectroscopia Auger.

Tema 7. Espectroscopía molecular (I). 7.1. Aproximación de Born Oppenheimer. 7.2. Rotación y vibración de la molécula diatómica. 7.3. Moléculas poliatómicas. 7.4. Espectroscopía Raman.

Tema 8. Espectroscopía molecular (II). .8.1. Espectroscopía electrónica de moléculas diatómicas y principio de Franck-Condon. 8.2. Espectroscopía electrónica de moléculas poliatómicas. 8.3. Fluorescencia y fosforescencia.  8.4. Actividad y rotación óptica.

Seminarios/Talleres.- Construcción de un espectroscopio elemental. Resolución de problemas numéricos. Actividades computacionales relacionadas con diferentes conceptos expuestos en el curso teórico.

Prácticas de Laboratorio.- Serie de Balmer: determinación de la constante de Rydberg. Espectroscopía UV-visible de una serie de colorantes conjugados. Determinación de la energía de disociación del yodo. Espectro de rotación-vibración del HCl. Experimentación básica en fluorescencia (desplazamiento de Stokes, energía 0-0, efecto espejo, “quenching”). Experimentación básica en RMN.

Espectroscopía, 2 volúmenes, Fundamentos y Métodos Avanzados (2020) Requena, Zúñiga

Espectroscopía: estructura y espectros atómicos (1972) Morcillo, Orza

Espectroscopía molecular: teoría, instrumentación y aplicaciones (2018) Gil, Núñez

Spectra of Atoms and Molecules (2018) Bernath

Modern Spectroscopy (2004) Hollas

Fundamentals of Molecular Spectroscopy (1994) Banwell, McCash

• MD01. Lección magistral/expositiva. 
• MD02. Resolución de problemas y estudios de casos prácticos. 
• MD03. Prácticas de laboratorio. 
• MD06. Seminarios. 
• MD08. Realización de trabajos en grupo. 
• MD09. Realización de trabajos individuales. 

70% de la calificación final de un examen escrito susceptible de ser dividido en parciales.

14% de la calificación final resultante de la realización y presentación documental correcta de los seminarios y prácticas de laboratorio, así como de la cumplimentación de una libreta con las actividades propuestas por el profesor. 8% de la calificación final de la actitud notable del alumno en las clases teóricas, así como de resultados de pruebas específicas para evaluar el aprovechamiento en los seminarios y prácticas. 8% de la calificación final resultante de la evaluación de un trabajo sobre materiales extraordinarios (por ejemplo bibliográficos) puestos a su disposición durante el curso, o de otras actividades que se propongan.

Un examen final de todos los contenidos impartidos para un 100% de la calificación.

Un examen final de todos los contenidos impartidos para un 100% de la calificación.