template-browser-not-supported

Máster Universitario en Química y Desarrollo Sostenible

Atrás Atrás

Técnicas de Caracterización de Compuestos Inorgánicos

Código asignatura
MQDESO01-1-006
Curso
Primero
Temporalidad
Segundo Semestre
Carácter
Optativa
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Clases Expositivas (27 Horas)
  • Prácticas de Aula/Semina (18 Horas)
Guía docente

Esta asignatura es de carácter optativo y naturaleza teórico-práctica, y es una de las tres asignaturas que configuran el módulo dedicado a las técnicas de caracterización de moléculas, sólidos y superficies en general. Este módulo se inicia en el primer cuatrimestre con la asignatura obligatoria Métodos Modernos en RMN, dedicada esencialmente a los fundamentos de la espectroscopía RMN y su aplicación a la determinación estructural de los compuestos orgánicos. El resto del módulo se completa en el segundo cuatrimestre, y se dedica al problema de la caracterización estructural de los compuestos inorgánicos, tanto los moleculares como los sólidos y sus superficies. De estas últimas se ocupa la asignatura optativa Química de Superficies, mientras que la presente asignatura Técnicas de Caracterización de Compuestos  Inorgánicos se centra en el estudio de las diferentes técnicas que permiten caracterizar estructuralmente todo tipo de moléculas y sólidos inorgánicos.

Puesto que la actual conformación del Grado en Química no incluye el estudio de ninguna técnica de caracterización estructural de compuestos químicos, resulta claro que esta asignatura será de gran utilidad como complemento formativo general para todo graduado en química. Pero además, no debe olvidarse que el ámbito de investigación del Departamento de Química Orgánica e Inorgánica es la síntesis de todo tipo productos orgánicos e inorgánicos nuevos, y que su correcta formulación estructural requiere en general la aplicación combinada de varias de las técnicas de caracterización objeto de la presente asignatura. En consecuencia, esta asignatura proporcionará al alumno competencias y destrezas imprescindibles para la realización del Trabajo de Iniciación a la Investigación previsto en el Máster y para cualquier futura investigación del alumno en el ámbito de la síntesis química. De un modo general, las competencias que se espera que el estudiante adquiera al cursar la asignatura se resumen en que éste sea capaz, cuando se enfrenta a un compuesto inorgánico, de elegir la combinación de técnicas que le permitirán determinar al nivel deseado la estructura del compuesto con la mayor fiabilidad, así como interpretar e incluso procesar los datos que cada una de estas técnicas proporciona.

El alumno debe poseer un sólido conocimiento de los conceptos básicos relativos a la estructura y enlace de los compuestos inorgánicos, pues ello facilita la elaboración de hipótesis estructurales sensatas y la interpretación de los diversos datos que proporcionan las técnicas estructurales que se estudiarán en la asignatura. El alumno debe poseer un buen nivel de español hablado, pues las sesiones expositivas se desarrollarán en español, y también una buena fluidez en la lectura de textos científicos en inglés, para poder consultar la bibliografía especializada correspondiente.

El curso persigue que el alumno conozca los fundamentos de las distintas técnicas que permiten determinar la estructura de los compuestos inorgánicos moleculares y sólidos (excepto en lo relativo a su superficie), así como la información que proporciona cada una, su aplicabilidad y accesibilidad en cada caso. Se pretende igualmente que el alumno se ejercite en el análisis crítico de los datos que proporcionan las mismas y de su adecuada combinación para resolver cada problema estructural concreto. En definitiva, con esta asignatura el alumno adquirirá distintas competencias, entre las contempladas en la memoria del Máster Universitario en Química y Desarrollo Sostenible, tales como las siguientes:

Competencias básicas:

CB6    Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7    Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB9    Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10  Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias generales:

CG2    Relacionar el método de síntesis, la estructura y la composición de las especies químicas con sus propiedades.

CG3    Interpretar y analizar datos complejos que contribuyan a la caracterización de especies químicas.

CG4    Reconocer y evaluar la calidad de los resultados teóricos y prácticos utilizando las herramientas adecuadas.

CG5    Utilizar correctamente los métodos inductivo y deductivo en el ámbito de la Química.

CG12  Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas de laboratorio en términos de significado y la teoría que soporta.

Competencias específicas:

CE1     Conocer y relacionar la estructura, el enlace y las propiedades de los compuestos de coordinación y organometálicos.

CE9     Relacionar el método de síntesis, la estructura y composición de un sólido con sus propiedades.

CE12   Identificar la técnica o técnicas más adecuadas para caracterizar una especie química según su naturaleza.

CE13   Conocer las ventajas, inconvenientes y limitaciones de las diferentes técnicas de caracterización.

CE14   Utilizar las diferentes posibilidades que ofrece la espectroscopía de RMN para la elucidación estructural de especies químicas.

CE15   Diseñar los diferentes experimentos y condiciones de análisis para elucidar la estructura de nuevas especies químicas y para la detección y caracterización de intermedios de reacción.

CE16   Manejar instrumentación y procesar los datos correspondientes que se puedan generar.

CE38   Utilizar instrumentación para identificación, cuantificación, separación y determinación estructural.

Además, se persigue que los alumnos alcancen resultados de aprendizaje más específicos del módulo y de la asignatura, tales como los siguientes:

R6       Demostrar conocimiento y comprensión de los fundamentos de las técnicas de caracterización de compuestos inorgánicos.

R7       Demostrar destreza en el análisis y, en su caso, manipulación de datos procedentes de diversos espectrómetros, difractómetros y otros tipos de instrumentación de uso habitual en la caracterización de compuestos inorgánicos.

R8       Mostrar capacidad de extraer y combinar la información estructural proporcionada por las diferentes técnicas.

R9       Mostrar capacidad para seleccionar la técnica o técnicas más apropiadas para resolver un problema estructural concreto.

Tras una sesión introductoria (Tema 1), los contenidos están agrupados en tres bloques. El primero (temas 2 a 6) está dedicado a las técnicas más habituales para la caracterización de moléculas inorgánicas en fases fluidas. El segundo (tema 7) está dedicado a las técnicas térmicas de estudio de sólidos, y el tercero (temas 8 y 9) está dedicado a las técnicas difractométricas, que permiten estudiar tanto compuestos moleculares como sólidos inorgánicos, con especial atención a la resolución estructural mediante difracción de Rayos X en monocristal, técnica esencial en la química inorgánica moderna:

  1. Introducción. Niveles de formación y principales grupos de técnicas.
  2. La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) en la Química Inorgánica. Desplazamiento químico, acoplamiento escalar y relajación nuclear.
  3. Dinámica molecular y RMN.
  4. Resonancia de Espín Electrónico.
  5. Espectroscopías vibracionales. Asignación y predicción de espectros.
  6. Espectrometría de masas en la Química Inorgánica.
  7. Introducción al análisis térmico. Análisis térmico gravimétrico (TG). Aplicaciones del TG. Análisis térmico diferencial (DTA). Calorimetría diferencial de barrido (DSC). Aplicaciones del DTA y DSC.
  8. Técnicas difractométricas: Difracción de rayos X en monocristal. Aspectos teóricos. Obtención de monocristales.
  9. Determinación de estructuras. Publicación de resultados. Bases de datos cristalográficas.

El curso se sustenta fundamentalmente en sesiones expositivas donde se procederá a la impartición de lecciones magistrales con los contenidos que se señalan en el programa, y se complementa con la realización de prácticas de aula donde, junto a la resolución de ejercicios y cuestiones sugeridos por el profesor, se podrán analizar y discutir en su caso algunos artículos de investigación relativos a la temática del curso y publicados recientemente en revistas científicas. Esto permitirá desarrollar adicionalmente los hábitos de análisis, crítica y discusión científica, los cuales se encuentran entre los objetivos generales del Máster. El porcentaje de lecciones magistrales se altera sustancialmente en el tema 9, que pretende capacitar al alumno para resolver y refinar estructuras moleculares a partir de datos de difracción suministrados previamente, mediante la utilización de las aplicaciones informáticas apropiadas. Por su naturaleza más práctica, el número de prácticas de aula aumenta significativamente en este caso, contemplándose también una dedicación significativa al trabajo no presencial en grupo.

El trabajo presencial se desarrollará por las tardes entre el 20 de enero de 2025 y el 30 de abril de 2025, en los días y horas que se recogen en la planificación oficial de horarios del Máster.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En este caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

TRABAJO PRESENCIAL

TRABAJO NO

PRESENCIAL

Temas

Horas totales

Clase Expositiva

Prácticas de aula /Seminarios/ Talleres

Prácticas de laboratorio /campo /aula de  informática/ aula de idiomas

Prácticas clínicas  hospitalarias

Tutorías grupales

Prácticas  Externas

Sesiones de Evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

1

1.5

0.5

0.5

1

1

2

31

7

2

9

22

22

3

8.5

2

0.5

2.5

6

6

4

8.5

2

0.5

2.5

6

6

5

21

4

2

6

15

15

6

7

1.5

0.5

2

5

5

7

20.5

4

1.5

5.5

15

15

8

10

3

3

7

7

9

40

4

8

12

10

18

28

Evaluación global

2

2

2

Total

150

28

15

2

45

10

95

105

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

28

18.67

30%

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

15

10.00

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

Prácticas Externas

Sesiones de evaluación

2

1.33

No presencial

Trabajo en Grupo

10

6.67

70%

Trabajo Individual

95

63.33

Total

150

La evaluación se realizará sobre la base de la participación diaria del alumno en las clases expositivas y, especialmente, en las prácticas de aula, incluyendo la resolución de un caso práctico de difracción de rayos X (hasta un 30%), la defensa oral de un trabajo sobre algún aspecto de la temática del curso (hasta un 20%) y mediante la realización de una breve prueba escrita de 2 h al final del curso (hasta un 70%), relativa a la adquisición de competencias y consecución de los resultados de aprendizaje señalados en la sección 4. Se valorará especialmente la claridad conceptual y la capacidad de análisis.

Para superar la asignatura en una convocatoria extraordinaria será preciso obtener una calificación igual o superior a 5 sobre 10 en la prueba escrita correspondiente.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En este caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

*   Structural Methods in Inorganic Chemistry, 2nd Edition. E.A.V. Ebsworth, D.W.H. Rankin, S. Cradock. Blackwell, Oxford, UK, 1991.

*   Structural Methods in Molecular Inorganic Chemistry. D.W.H. Rankin, N.W. Mitzel, C.A. Morrison. Blackwell. Wiley, USA, 2013.

*   Physical Methods for Chemists, 2nd Edition. R. S. Drago. Saunders, USA, 1992

*   Introduction to Thermal Analysis: Techniques and Applications (Hot Topics in Thermal Analysis and Calorimetry), 2nd Edition.           M.E. Brown. Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 2001.

*   Principles of Thermal Analysis and Calorimetry. P. J. Haines (Ed.).  The Royal Society of Chemistry, 2002.

*   Introducción a la Cristalografía. D. E. Sands, Reverté, Barcelona, 1993.