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GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA
DESCRIPTION OF INDIVIDUAL COURSE UNIT
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Nombre de la asignatura/módulo/unidad
y código
Course title and code
Nivel (Grado/Postgrado)
Level of course (Undergraduate/
Postgraduate)
Plan de estudios en que se integra
Programme in which is integrated
Tipo (Troncal/Obligatoria/Optativa)
Type of course (Compulsory/Elective)
Año en que se programa
year of study
Calendario (Semestre)
Calendar (Semester)
Créditos teóricos y prácticos
Credits (theory and practics)
Créditos expresados como volumen total
de trabajo del estudiante (ECTS)
Number of credits expressed as student
workload (ECTS)
Descriptores
Descriptors
QUÍMICA DE COORDINACIÓN: ESTRUCTURA ELECTRÓNICA,
PROPIEDADES Y TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO.
POSTGRADO
MASTER EN QUÍMICA
TRONCAL
1º
1º
2+1
3*
*1 ECTS= 25-30 horas de trabajo.
ver más abajo actividades y horas de trabajo estimadas
Métodos físicos para la caracterización y estudio de compuestos moleculares
inorgánicos que contienen iones metálicos de transición.
Objetivos (expresados como resultados
de aprendizaje y competencias)
Objectives of the course (expressed in
terms of learning outcomes and
competences)
En este curso se pretende abordar, de una forma más amplia y profunda de lo que se hizo en la
Licenciatura, las técnicas espectroscópicas y magnéticas más usuales que se utilizan en la
caracterización y estudio de los Compuestos de Coordinación (CC), con objeto de que el
alumno llegue a alcanzar un buen conocimiento de ellas y de la información que se puede
extraer de las mismas.
El alumno deberá saber / comprender:

Niveles de energía de los CC para una determinada geometría y configuración
electrónica (aproximaciones de campo débil y campo fuerte).

Diagramas de correlación campo fuerte campo débil.

Efecto de la distorsión Jahn-Teller y del acoplamiento spin-órbita sobre los niveles
de energía de los CC.

Forma, intensidad y número de bandas de los espectros electrónicos.

Reglas de selección y su relajación.

Métodos analíticos o gráficos (mediante el uso de diagramas de Tanabe-Sugano)
para obtener el parámetro de desdoblamiento del campo y el parámetro de Racah a
partir de los espectros electrónicos.

Bandas de transferencia de carga y de intervalencia, así como luminiscencia en
CC.

Tipos de comportamiento magnético: paramagnetismo y diamagnetismo.

El efecto de un campo magnético sobre los niveles de energía de los CC.

Magnetización: fórmula de Brillouin.

Susceptibilidad magnética. Cálculo de la susceptibilidad magnética a partir de los
niveles de energía mediante la fórmula de van Vleck.

Comportamiento magnético para CC cúbicos con términos A y E y para CC cúbicos
con términos T en compuestos mononucleares.

Compuestos con transición de espín.

Las propiedades magnéticas de compuestos de coordinación polinucleares:
Interacción de canje, antiferromagnetismo, ferromagnetismo, ferrimagnetismo,
modelo de orbitales de la interacción de canje. Tratamiento fenomenológico de la
interacción de canje. Imanes moleculares. Moléculas y cadenas imán. Materiales
Multifuncionales.

Técnicas experimentales para el estudio de propiedades magnéticas.

Fundamentos de la espectroscopia de Resonancia Paramagnética Electrónica
(RPE) en CC. Aplicaciones a compuestos mono y polinucleares.

Fundamentos de Resonancia Magnética Nuclear. Aplicación a compuestos de
Coordinación.

Fundamentos de espectroscopía Mössbauer. Aplicación a compuestos de
coordinación.

Fundamentos de espectroscopía IR. Aplicación a compuestos de coordinación.
El alumno será capaz de:

Determinar los niveles de energía para un CC con una determinada geometría y
configuración electrónica del ión central.

Predecir el número de transiciones electrónicas que deben observarse para un
determinado CC.

Asignar las bandas del espectro electrónico de un CC y determinar mediante
métodos apropiados el desdoblamiento del campo y el parámetro de repulsión
interelectrónica, B.

Obtener a partir de las medidas de magnetización, las gráficas de susceptibildad
molar (vsT, vsT y 1/vsT.

Predecir si la susceptiblidad de un CC seguirá la ley de Curie (términos A y E en
CC cúbicos) o una variación complicada con la temperatura (términos T, con
contribución orbital y acoplamiento spin-órbita).

Obtener la expresión teórica de la susceptibilidad magnética en función de la
temperatura a partir de los niveles de energía de un CC en un campo magnético,
usando la ecuación de Van Vleck..

Predecir el momento magnético efectivo a temperatura ambiente para un
determinado CC sin contribución orbital.

Reconocer a partir de las gráficas vsT, vsT y 1/vsT cuando un CC
presenta interacción ferromagnetica, antiferromagnetica o ferrimagnética.

Obtener, a partir del Hamiltoniano fenomenológico de espín, los niveles de energía
para distintos compuestos polinucleares.

Obtener, a partir de los niveles de energía, las expresiones analíticas para la
susceptibilidad en función de la temperatura.

Ajustar mediante el programa MAGMUN y MAGPACK los datos de susceptibilidad
magnética experimentales a las ecuaciones analíticas y obtener los parámetros de
interacción de canje.

Justificar y predecir la parámetros de la interacción de canje mediante modelos de
orbitales moleculares.

A partir de medidas de magnetización en función del campo aplicado y de la
temperatura, así como a partir de medidas en campo alterno, caracterizar un imán
molecular.

Obtener, a partir de medidas en campo alterno (ac), la barrera de activación térmica






Prerrequisitos y recomendaciones
Prerequisites and advises
Contenidos/descriptores/palabras clave
Course contents/descriptors/key words
para la relajación en moléculas imán y cadenas imán.
Obtener los parámetros g, A, y D de los espectros de RSE, tanto en compuestos de
coordinación mono- como polinucleares.
Interpretar espectros RMN 1D de distintos núcleos a partir de los desplazamientos
químicos y de los acoplamientos escalares.
Interpretar espectros de correlación COSY y de múltiple coherencia cuántica
heteronuclear HMQC.
Utilizar la RMN para estudiar la fluxionalidad y el intercambio de ligandos.
Determinación de los parámetros de desplazamiento isomérico y desdoblamiento
cuadrupolar en los espectros Mössbauer.
Asignar las bandas de los espectros IR a distintos grupos funcionales. Asignar las
bandas de los principales cationes y aniones que se encuentran en más
frecuentemente en compuestos de coordinación. Determinar, en función de la simetría
del sistema, el número de bandas M-X (X=O, N, Cl, etc) que deben aparecer en el
espectro IR.
- Conocimientos básicos de simetría y teoría de grupos.
- Conocimientos básicos de Química Inorgánica relacionados con metales de transición y
transición interna.
-Conocimientos básicos de Química de Coordinación y espectroscopía.
- Comprensión de textos en inglés científico
- Manejo básico de las tecnologías de la información y de la comunicación
- Destrezas básicas para la elaboración y presentación pública de informes científico-técnicos
Programa resumido
Tema 1.- Estructura electrónica de los iones metálicos de transición y sus compuestos.
Tema 2.- Espectros electrónicos. Introducción y fundamentos. Consideraciones experimentales.
Aplicaciones. Ejemplos.
Tema 3.- Propiedades magnéticas de compuestos mono- y polinucleares. Introducción y
fundamentos. Consideraciones experimentales. Aplicaciones. Ejemplos.
Tema 4.-Resonancia Paramagnética Electrónica (RPE). Introducción y fundamentos.
Consideraciones experimentales. Aplicaciones. Ejemplos.
Tema 5.- Resonancia Magnética Nuclear. Introducción y fundamentos. Consideraciones
experimentales. Aplicaciones. Ejemplos.
Tema 6.- Espectroscopía Mössbauer. Introducción y fundamentos. Consideraciones
experimentales. Aplicaciones. Ejemplos.
Tema 7.- Espectroscopía IR. Introducción y fundamentos. Consideraciones experimentales.
Aplicaciones. Ejemplos.
Programa práctico: Se realizaran tres o cuatro prácticas en sesiones de tres horas en grupos de
4-6 alumnos. Las prácticas se basarán, fundamentalmente, en estudios publicados en revistas
especializadas, aunque algunas de ellas, debido a su carácter didáctico, se extraerán de
manuales prácticos. A continuación se recogen, a título de ejemplo, algunos de los trabajos
prácticos que se podrían realizar:
-Confección de una serie espectroquímica para complejos octaédricos de Cr(III).
-Propiedades magnéticas, a temperatura ambiente, de diversos complejos de Fe(III) con
distintos ligandos y geometrías
-Propiedades magnéticas de Cu(CH3COO)2·2H2O y Fe(dtc)3.
-Interpretación del espectro de 31P-RMN del complejo trans- Rh(CO)Cl(Ph2PCH2P(O)Ph2)2.
Bibliografía recomendada
Recommended reading
-LEVER, A. B. P., Inorganic electronic spectroscopy. 2ª Ed., Elsevier, Nueva York, 1986.
-BASOLO, F., JOHNSON, R. C., Coordination chemistry. 2ª Ed., Science Reviews, Wilmington,
1987.
BERSUKER I. B., Electronic Structure and Properties of Transition Metal Compounds: Introduction
to the theory. 1ª Ed. J. Wiley and sons (1996).
-FIGGIS, B. N., HITCHMAN M. R., Ligand Field Theory and its applications, Wiley-VCH, 1999.
-GERLOCH, M., CONSTABLE, E. C., Transition metal chemistry: the valence shell in d-block
chemistry. VCH Publishers, Weinheim, 1994.
-HAY, R. W., Inorganic mechanisms. Reactions of metal complexes in solution. Ellis Horwood,
Nueva York, 1992.
-KAHN O., Structure Electronique des elements de transition. Ions et molecules complexes.
Press Universitaires de France, 1977.
-KETTLE, S. F. A., Physical inorganic chemistry: a coordination chemistry approach. Oxford
university press, Oxford, 1998.
-RIBAS J. Química de Coordinación. Editions Universitat de Barcelona-Ediciones Omega S. A.,
2000.
-RIBAS GISPERT, J. Coordination Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2008.
-SUTTON, D., Espectros electrónicos de los complejos de los metales de transición. Reverté,
Barcelona, 1975.
-SHRIVER, D. F., ATKINS, P. W., Inorganic chemistry. 3ª Ed., Oxford University Press, Oxford,
1999.
-KAHN, O., Molecular magnetism. VCH Publishers, Weinheim, 1993.
-RUSSELL S. DRAGO. Physical Methods in Chemistry. Saunders, (1977).
-R.V. PARISH, NMR, NQR, EPR, and Mösbauer Spectroscopy in Inorganic Chemistry. Ellis
Horwood (1990).
Métodos docentes
Teaching methods
En cada tema, se tratarán los aspectos fundamentales que permitan al alumno comprender el
desarrollo del mismo. Una vez conocidos dichos aspectos básicos, el profesor propondrá una
serie de aspectos concretos de cada tema que deberán ser desarrollados por los alumnos. Para
ello, realizarán una búsqueda bibliográfica, tanto en libros de texto como en revistas
especializadas. Con todo el material recopilado, y en grupos reducidos, elaborarán un informe
perfectamente estructurado en el que se reflejen claramente las conclusiones a las que han
llegado. Posteriormente, cada trabajo se presentará en una comunicación oral, de
aproximadamente una hora de duración, que se discutirá en presencia de los demás alumnos y
del profesor.
En consecuencia, el curso se desarrollará a través de:
a) Lecciones teóricas, en las cuales los profesores, además de explicar los conceptos
fundamentales, plantearán al alumno la resolución de ejercicios y cuestiones relacionadas con
el tema concreto que se desarrolle. Dichas cuestiones, en la medida que sea posible, se
extraerán de trabajos publicados, con objeto de que el alumno se familiarice con la problemática
de la investigación, tanto básica como aplicada.
b) Presentaciones orales a cargo de los alumnos de temas seleccionados por los profesores y
preparados por grupos reducidos de alumnos
c) Experiencias prácticas de laboratorio sobre aplicaciones de los conceptos presentados en las
clases teóricas. Se mostrará a los alumnos que la utilización conjunta de técnicas preparativas y
de caracterización estructural es una de las principales características de la investigación actual
en Química de Coordinación. Para ello, se utilizarán, tanto los medios disponibles en el
laboratorio de Química Inorgánica, como en el Centro de Instrumentación Científica de la
Universidad de Granada. En alguna práctica, cada alumno deberá llevar a cabo un trabajo de
búsqueda bibliográfica de los últimos años en relación con el tema de trabajo, utilizando para
ello alguna base de datos bibliográficos, del tipo Science Citation Index, Chemical Abstract o
Cambridge Data File. Se pretende en su conjunto que el alumno valore la importancia de
conocer bien la bibliografía, para lo cual debe conocer los medios más avanzados para acceder
a ella y al menos las revistas más significativas en el área de Química Inorgánica. Se hará
hincapié en el uso del cuaderno de laboratorio y en la redacción de un informe final para cada
práctica, siguiendo las normas y el estilo científico, con objeto de acostumbrar al alumno a
estructurar sus escritos como se hace con un verdadero trabajo de investigación.
Actividades y horas de trabajo estimadas
Activities and estimated workload
(hours)
Actividad
Lecciones
Prácticas laboratorio
Discusión prácticas e informes
Preparación de la presentación oral
Total
*basado en las encuestas 2004/05
Tipo de evaluación y criterios de
calificación
Assessment methods
Idioma usado en clase y exámenes
Language of instruction
Enlaces a más información
Links to more information
Nombre del profesor(es) y dirección de
contacto para tutorías
Name of lecturer(s) and address for
tutoring
Controles de seguimiento de actividades
Evaluación de la presentación oral
La calificación final corresponde al siguiente baremo:
25% de asistencia a clase.
35% de seguimiento de actividades.
40% presentación oral
ESPAÑOL
ENRIQUE COLACIO RODRÍGUEZ ([email protected]).
h.clase
20
8
1
1
30
h. estudio
32
2
6
20
60
Total
52
10
7
21
90
Semana
1ª
2ª
3º
4
Horas clase
8
6
8
8
Actividades
lecciones
lecciones
lecciones
Prácticas
4ª
2
Exposición Oral
PLANIFICACIÓN ACTIVIDADES
Planning
Contenidos
Temas 1- 3
Temas 4-5
Temas 6-7
Síntesis,, determinación estructural y estudio de las
propiedades espectroscópicas y magnéticas de compuestos
de coordinación polinucleares.
Exposición oral de los resultados de la práctica y de la
búsqueda bibliográfica