Download Planeación del curso

Planeación del Curso
I. INFORMACIÓN GENERAL
1.1 Nombre de la uea: Métodos Espectroscópicos Aplicados a la Química.
Clave de la u.e.a.: 2146073.
Trimestre: 13-I
Grupo: CP-13A
1.2 Horario de clases: lunes y jueves de 11:00 a 13:15 hrs.
1.3 Horario de asesorías: miércoles de 8:00 a 13:00 hrs. En otro horario, hacer
cita vía correo electrónico: jpn@docencia.izt.uam.mx, o a la extensión 4678.
1.4 Nombre del profesor: Juan Padilla Noriega.
1.5 Cubículo para consultas: R-116.
http://docencia.izt.uam.mx/sgpe/users/display/21/Juan-Padilla
II. INFORMACIÓN SOBRE EL PROGRAMA
2.1. Contenido

Tema I. SIMETRÍA.

Definiciones de elementos de simetría y operaciones de simetría. Grupos
puntuales.
Representaciones
reducibles
e
irreducibles.
Tablas
de
caracteres. La fórmula de descomposición. Productos directos.

Tema II. ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN ELECTRÓNICA.

Reglas de Hund. Acoplamientos de Russell-Saunders y j-j. Tablas de microestados. Términos espectroscópicos.
Principio de exclusión de Pauli.
Diagramas de correlación. Regla de no-cruzamiento. Principio de FranckCondon. Aproximación de Born-Oppenheimer. Serie espectroquímica.
Efecto nefelauxético.
Integral del momento transicional. Reglas de
selección (Regla de simetría, de Laporte y de la multiplicidad).
Acoplamientos espín-órbita y vibrónico. Transiciones de transferencia de
carga. Ley de Beer-Lambert. La estructura electrónica y espectros de iones
metálicos
de
transición.
Estados
electrónicos
de
iones
libres.
Desdoblamiento del campo cristalino. Tablas de correlación. El método de
la simetría descendente. El formalismo del agujero. Diagramas de TanabeSugano. Grupos dobles. El efecto Jahn-Teller. Cálculos de Dq y β para
complejos octaédricos y otras simetrías.

Tema III. ESPECTROSCOPIA VIBRACIONAL Y ROTACIONAL.
Métodos Espectroscópicos Aplicados a la Química
1
Planeación del Curso

La regla 3N-6(5). La simetría de las vibraciones normales. Determinación
de los tipos de simetría de los modos normales. Análisis de coordenadas
normales y asignación de bandas. Aplicación de las reglas de selección en
Raman e infrarrojo en la determinación de estructuras inorgánicas.
Ejemplos ilustrativos. Efectos especiales: la regla de exclusión, la
resonancia Fermi, efectos de estado sólido, la aproximación de la simetría
del sitio y del campo de correlación.

Tema IV. ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNÉTICA de
núcleos (RMN) y de electrones (RPE).

El experimento de RMN y RPE de onda continua, por pulsos y la
transformada de Fourier. El espín nuclear y del electrón. El efecto Zeeman
nuclear y electrónico. Precesión y la frecuencia de Larmor. Distribución de
Boltzmann. Tiempos de relajación, anchos de banda y saturación.
Mecanismos de relajación y tiempos de correlación.

El Hamiltoniano de espín electrónico. El espectro del átomo de hidrógeno.
Radicales orgánicos en solución. El triángulo de Pascal. Acoplamiento
hiperfino y superhiperfino. Anisotropía de la energía Zeeman y su efecto en
el factor g de Landé y de la interacción de contacto de Fermi. Anisotropía
hiperfina. Sistemas con más de un electrón desapareado. El acoplamiento
espín-órbita. El pentágono mágico. Iones metálicos de transición.
Desdoblamientos de campo cero. La interpretación de los parámetros de
EPR.

Tema V. MAGNETISMO.

Tipos de comportamiento magnético: diamagnetismo y paramagnetismo.
Ecuación de Van Vleck. Paramagnetismo independiente de la temperatura.
La ley de Curie, y Curie-Weiss. Anisotropía del factor-g. Desdoblamiento de
campo cero. Aplicaciones de mediciones de susceptibilidad: acoplamiento
espín-órbita, efectos intramoleculares.

Tema VI. Temas para seminarios por parte de los alumnos: (i)
Luminiscencia, (ii) RMN
Métodos Espectroscópicos Aplicados a la Química
2
Planeación del Curso
2.1.1 Objetivos del curso
Que el alumno:

Entienda los principales conceptos de los métodos espectroscópicos que se
aplican en la química.

Explique los aspectos teóricos más relevantes en los que se basan las
principales espectroscopias en el estudio y caracterización de compuestos
químicos y materiales sólidos.

Conozca las ventajas y desventajas de aplicación de estos métodos para el
estudio de sistemas químicos.

Elija la técnica más adecuada para realizar un estudio en particular.

Interprete cualitativa- y/o cuantitativamente espectros de diferentes
sustancias.

Aplique estas técnicas para la elucidación de estructuras a partir de
espectros y técnicas fisicoquímicas.
2.1.2 Calendarización de los temas del curso de acuerdo al programa de la
u.e.a.
(Los tiempos son aproximados y se ajustarán según los conocimientos previos de
los alumnos.)

1ª y 2ª semanas: SIMETRÍA.

3ª,
4ª
y
5ª
semanas:
ESPECTROSCOPIA
DE
ABSORCIÓN
ELECTRÓNICA.

6ª y 7ª semanas: ESPECTROSCOPIA VIBRACIONAL Y ROTACIONAL.
La regla 3N-6(5). La simetría de las vibraciones normales. Determinación
de los tipos de simetría de los modos normales. Análisis de coordenadas
normales y asignación de bandas. Aplicación de las reglas de selección en
Raman e infrarrojo en la determinación de estructuras inorgánicas.
Ejemplos ilustrativos. Efectos especiales: la regla de exclusión, la
resonancia Fermi, efectos de estado sólido, la aproximación de la simetría
del sitio y del campo de correlación.

8ª semana: ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNÉTICA

9ª semana: RPE de radicales y iones metálicos de transición.
Métodos Espectroscópicos Aplicados a la Química
3
Planeación del Curso

10ª semana: MAGNETISMO.

11ª semana: Temas para seminarios por parte de los alumnos
2.1.3 Fechas de temas a tratar, de tareas y trabajos a entregar, de
evaluaciones, etc.

Se entregarán series de problemas que deberán entregarse una semana
después de haber cubierto el tema en clase. No se recibirán tareas
extemporáneas.
2.1.4. Bibliografía

Que, L. Jr. Physical Methods in Bioinorganic Chemistry: Spectroscopy and
Magnetism; University Science Books, 2000.

Solomon, E. I.; Lever, A. B. P. Inorganic Electronic Structure and
Spectroscopy, Volume I Methodology, Wiley-Interscience, 1999.

Drago, R. S. Physical Methods for Chemists, 3a. ed.; Saunders, 1997.
(Libro de texto).

Weil, J. A.; Bolton, J. R.; Wertz, J. E. Electron Paramagnetic Resonance,
Wiley, 1996.

B. Bersuker, Electronic Structure and Properties of Transition Metal
Compounds, Wiley-Interscience (1996).

Cotton, F. A. Chemical Applications of Group Theory, Wiley-Interscience,
1990.

Lever, A. B. P. Inorganic Electronic Spectroscopy, Elsevier, 1984.

Hatfield, W. E.; Parker, W. E. Symmetry in Chemical Bonding and Structure
Charles E. Merrill Pub. Co.: Columbus 1974.

Hatfield, W. E.; Palmer, R. A. Problems in Structural Inorganic Chemistry,
Benjamin, 1971.
2.2 Evaluación
2.2.1 Modalidades de evaluación conforme al programa

Se aplicará una evaluación por cada tema del curso.
Métodos Espectroscópicos Aplicados a la Química
4
Planeación del Curso

La evaluación podrá ser una tarea o examen para llevar a casa, la cual
deberá entregarse a la siguiente clase.

Al final del trimestre, cada alumno expondrá un tema de una lista propuesta
por el profesor, vía un seminario de mínimo media hora más 15 minutos
para preguntas.
2.2.2. Ponderación de cada elemento de evaluación

La exposición del tema del programa tendrá el mismo valor que una tarea o
examen.

La calificación será el promedio ponderado de las tareas o exámenes y el
seminario.
2.2.3. Criterios y escalas para la asignación de la calificación

La escala de calificaciones es: 100 ≥ MB ≥ 86.6 ≥ B ≥ 73.3 ≥ S ≥ 60.0; NA <
60.0
Métodos Espectroscópicos Aplicados a la Química
5