COMPLEMENTOS DE QUÍMICA INORGÁNICA

COMPLEMENTOS DE QUÍMICA INORGÁNICA

GRADO EN QUÍMICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 24-07-17 11:27)
Código
104038
Plan
UXXI
ECTS
6.00
Carácter
OPTATIVA
Curso
4
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
QUÍMICA INORGÁNICA
Departamento
Química Inorgánica
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Vicente Rafael Rives Arnau
Grupo/s
1
Departamento
Química Inorgánica
Área
Química Inorgánica
Centro
Fac. Ciencias Químicas
Despacho
B1510
Horario de tutorías

Bajo demanda del alumno por correo electrónico

URL Web
-
E-mail
vrives@usal.es
Teléfono
923 294489

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Aplicado de carácter optativo.

Papel de la asignatura.

Se pretende complementar los conocimientos previos que el alumno ha adquirido en el campo de la Qímica Inorgánica, preparándole para una salida tanto profesional en cualquier campo relacionado de una u otra manera con la Química Inorgánica como académica, permitiéndole seguir estudios de postgrado con relacionados con la Química.

Perfil profesional.

La asignatura cubre cuatro de los pilares básicos en que hoy en día se desarrollan las invetigaciones en Química Inorgánica y que, además, suponen la base del trabajo del químico en el campo de la Química Inorgánica en cualquier tipo de industria o empresa. Tras haber adquirido en asignaturas previas conocimientos suficientes sobre sólidos y materiales, se analiza la reactividad de aquéllos y su papel en los procesos catalíticos heterogéneos, procesos en los que es necesario conocer aspectos básicos sobre composición, estructura (másica y de la superficie) y reactividad. De forma similar, el alumno ya ha adquirido conocimientos de tipo general sobre los compuestos de coordinacion y en este caso se analizan en profundiad los compuestos organometálicos, esenciales en numerosos procesos de cstálisis homogénea para producir sustancias con alto valor añadido, así como los compuestos bioinorgánicos, lo que permite conocer la relación entre la Química Inorgánica y los seres vivos, el papel fundamental de aquélla en diversos procesos biológicos y enlazar con algunos aspectos de tipo mediambiental.

3. Recomendaciones previas

Haber cursado Química Inorgánica I, Química Inorgánica II, Química Inorgánica III, Experimentación en Química Inorgánica, Ciencia de Materiales y, al menos, el 50 % de las demás asignaturas del módulo fundamental.

4. Objetivo de la asignatura

Se persigue completar la formación del alumno en los aspectos fundamentales de la Química Inorgánica actual, tanto desde el punto de vista académico como aplicado y que no han sido analizados anteriormente en las asignaturas cursadas hasta este momento. Este objetivo se refiere tanto al estudio de la reactividad de los sólidos (y especialmente la catálisis heterogénea), tan peculiar y distinta de las reacciones en las que intervienen exclusivamente líquidos y gases o vapores, como al estudio de dos campos de la Química de Coordinación de un desarrollo vertiginoso, como son la QuímicaOrganometálica y la Química Bioinorgánica.

5. Contenidos

Teoría.

PROGRAMA

REACTIVIDAD DE SÓLIDOS Y CATÁLISIS HETEROGÉNEA

1.-Tipos de reacciones en las que intervienen sólidos. Etapas y factores que controlan la reactividad. Reacciones de una sola fase sólida: modelos cinéticos y mecanismos. Técnicas de estudio. Efecto de pretratamientos. Reacciones topotácticas.

2.-Reacciones gas-sólido. Formación de películas porosas y no porosas. Procesos de oxidación de metales.

3.-Reacciones sólido-sólido.Reacciones de adición. Técnicas de estudio. Reacciones de intercambio iónico.

4.-Reacciones sólido-líquido. Química de intercalación. Materiales laminares y procesos de cambio iónico.

5.-Reactividad superficial: Catálisis Heterogénea. Principios y conceptos básicos. Centros superficiales. Estudio instrumental de la reactividad de la superficie. Fisisorción y quimisorción. Factores geométricos. Factores electrónicos.

6.-Tipos de catalizadores heterogéneos: catalizadores másicos y catalizadores soportados. Efectos sinérgicos.

7.-Catálisis por metales. Interacciones con el soporte: procesos de spillover. Interacciones fuertes metal-soporte.

8.-Catálisis por óxidos. Técnicas para su estudio. Oxidación selectiva.

QUÍMICA ORGANOMETÁLICA

9.-Conceptos básicos. Desarrollo histórico. Clasificación de los compuestos organometálicos. Tipos de ligandos.

10.-Regla de los dieciocho electrones. Carbonilos metálicos: enlace, estructura y tipos. Compuestos con ligandos similares al CO.

11.-Complejos con enlace sigma metal-carbono. Complejos con enlace pi metal-carbono. Enlace metal-metal y clusters metálicos.

12.-Técnicas de estudio de los compuestos organometálicos.

13.-Reactividad de los compuestos organometálicos.

QUÍMICA BIOINORGÁNICA

14.-Concepto. Elementos inorgánicos en los sistemas biológicos.

15.-Química bioinorgánica del hierro.

16.-Química bioinorgánica del cobalto.

17.-Química  bioinorgánica del cinc.

18.-Química bioinorgánica del molibdeno.

19.-Iones metálicos en Medicina.

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

Poseer  conocimientos fundamentales en todas las ramas de la Química.

Poseer capacidad para desarrollar métodos de trabajo, de organización y de dirección y de ejecución de tareas.

Poseer capacidad para generar y trnsmitir conocimiento.

Específicas.

Conocimientos

Conocer los distintos tipos de reacciones en que participan sólidos, los modelos y mecanismos de descomposición de sólidos y las técnicas para su análisis.

Conocer los procesos que acompañan a la reacción restingida a la superficie de los sólidos con su entorno gaseoso.

Conocer las reacciones de intercambio iónico sólido-líquido y los principales materiales que las experimentan, así como sus aplicaciones prácticas.

Conocer los fundamentos de catálisis, la naturaleza de los sitios catalíticos, las técnicas para su estudio y caracterización y los factores que la determinan.

Conocer los distintos tipos de catalizadores heterogéneos y los fenómenos de interacción en el caso de los soportados.

Conocer el papel de los metales en la Catálisis y las peculiaridades y consecuencias de los procesos de interacción débil y fuerte metal-soporte.

Conocer los procesos de catálisis por óxidos, las técnicas para su estudio.

Conocer los fundamentos de la Química Organometálica y los tipos de compuestos que la constituyen.

Conocer en profundidad los carbonilos metálicos y compuestos similares, los compuestos con ditstinto tipo de enlace metal-carbono y los compuestos con enlace metal-metal.

Conocer las técnicas de caracterización de los compuestos organometálicos y la reactividad de éstos.

Conocer el papel de los elemento inorgánicos en los seres vivos.

Conocer los procesos biológicos, desde un punto de vista químico, en que participan el hierro, el cobalto, el cinc, el molibdeno y los metales “s”.

Transversales.

Capacidad de análisis y síntesis.

Capacidad de organización y planificación.

Capacidad para la lectura y comprensión de textos científicos en inglés.

Resolución de problemas numéricos.

Toma de decisiones

Habilidades en las relaciones interpersonales

Razonamiento crítico

Compromiso ético

Aprendizaje autónomo

Adaptación a nuevas situaciones

Creatividad

Conocimiento de las fuentes de información bibliográfica o multimedia.

7. Metodologías

1.-Clases magistrales en grupos grandes, en las que se mostrarán los conocimientos a adquirir.

2.-Seminarios en grupos reducidos, si el número total de alumnos así lo requiere, en los que se plantearán temas de discusión y se resolverán ejercicios numéricos y se analizará la relación entre la reactividad de los sólidos con su estructura y composición, así como las técnicas experimentales para su caracterización y el seguimiento de la reactividad.

3.-Seminarios en grupos reducidos en los que se plantearán temas de discusión y se resolverán ejercicios numéricos y se analizará las propiedades estructurales, de enlace y espectroscópicas de compuestos organometálicos y bioinorgánicos.

4.-Dependiendo del número de alumnos, realización de “controles de seguimiento” sin aviso previo, con objeto de incentivar a los alumnos a un estudio constante y continuado a lo largo del cuatrimestre. Los resultados de dichos controles se suministrarán a través de la plataforma virtual. La superación de estos controles no supone la eliminación de la materia correspondiente para el examen final de la asignatura.

5.-Establecimiento de un foro de discusión de dudas en la plataforma virtual.

6.-Suministro a los alumnos, a través de la plataforma virtual, de todo tipo de información que se va a comentar, explicar y ampliar en el aula (salvo aquélla de tipo sobrevenido), para que dispongan de ella antes del comienzo de las clases.

7.-Suministro al alumno a través de la plataforma virtual de los enunciados de problemas y ejercicios numéricos, para que intenten resolverlos antes de su revisión en la clase.

8.-En su caso, suministro a los alumnos a través de la plataforma virtual de artículos científicos y noticias de prensa relacionadas con el contenido de la asignatura.

9.-Dependiendo del número de alumnos matriculados, exposición por éstos de algunos de los temas del programa.

10.-Tutorías y revisiones.

11.-Evaluación.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

C N R Rao, J Gopalakrishnan, New Directions in Solid State Chemistry, CUP, Cambridge, 1989.

E M McCash, Surface Chemistry, OUP, Oxford, 2001.

G A Somorjai, Fundamentos de Química de Superficies, Alhambra, Madrid, 1975.

G A Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, Wiley, New York, 1994.

I M Campbell, Catalysis at Surfaces, Chapman and Hall, London, 1988.

S Lowell, Introduction to Powder Surface Area, Wiley-Interscience, Chichester, 1979.

AT Bell, M L Hair, Vibrational Spectroscopies for Adsorbed Species, ACS Symposium Series, ACS, Washington, 1980.

G C Bond, Heterogeneous Catalysis, Principles and Applications, Clarendon Press, Oxford, 1987.

C N Satterfield, Heterogeneous Catalysis in Practice, McGraw-Hill Book Co., New York, 1980

J T Richardson, Principles of Catalysis Development, Plenum Press, New York, 1989.

L E Smart, E A Moore, Solid State Chemistry: An Introduction, 4th ed., CRC Press, Boca Raton, 2012

A R West, Basic Solid State Chemistry, John Wiley & Sons, Chichester, 1991

G L Miessler, D A Tarr, Inorganic Chemistry, 2ª edición, Prentice Hall, London, 1998.

W W Porterfield, Inorganic Chemistry, A Unified Approach, 2ª edición, Academic Press, San Diego, 1993.

J P Collman, L S Hegedus, Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry, University Science Books, Mill Valley, 1980.

G E Coates, MLH Green, P Powell, W Wade, Principios de Química Organometálica, Reverté, Barcelona, 1975.

K F Purcell, J C Kotz, Química Inorgánica, Reverté, Barcelona, 1979.

F A Cotton, G Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, A Comprehensive Text, 5ª Ed., Wiley, New York, 1988.

P M Harrison, R J Hoare, Metals in Biochemistry, Chapman and Hall, London, 1980.

E Ochiai, Química Bioinorgánica, Reverté, Barcelona, 1985.

M Vallet, J Faus, E García-España, J Moratal, Introducción a la Química Bioinorgánica, Síntesis, Madrid, 2003.

J S Casas, V Moreno,  A Sánchez, J Sordo, Química Bioinorgánica, Síntesis, Madrid, 2002.

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

Recursos on-line de páginas web sobre los sólidos y su reactividad y sobre catálisis heterogénea, a través de la plataforma virtual.

Recursos on-line de páginas web sobre los compuestos organometálicos y los bioinorgánicos, a través de la plataforma virtual.

Bases de datos suscritas por la Universidad de Salamanca y acceso, a través de la misma, a revistas científicas relacionadas con los sistemas químicos objeto de estudio (plataformas de ACS, RSC, Elsevier, y otras editoriales científicas

Presentaciones en Power Point, disponibles a través de la plataforma virtual.

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La asistencia y participación en todas las actividades es muy recomendable para superar la asignatura.

Criterios de evaluación.

Se realizará un examen, cuya calificación supondrá hasta el 60 % de la calificación final.

A aquellos alumnos que hayan obtenido una calificación igual o superior a 4.5 puntos en el examen final, se les sumará hasta un máximo de cuatro puntos por las calificaciones de los controles de seguimiento y, en su caso, otras actividades evaluables de forma continuada, con un tope en dicha suma de 10 puntos.

Instrumentos de evaluación.

-El examen final en la fecha que determine la Junta de la Facultad.

-Controles de seguimiento y otras actividades evaluables de forma continuada.

Recomendaciones para la evaluación.

-Estudiar

-Asistencia a clase para una mejor comprensión de las explicaciones.

-Consulta de los libros recomendados para comprobar y ampliar los conocimientos adquiridos durante la clase.

-Realización de los ejercicios y controles de avance planteados.

-Consulta de dudas en el foro o directamente al profesor.

-Consulta de exámenes de anteriores convocatorias, disponibles (en su caso) en la plataforma virtual.

Recomendaciones para la recuperación.

-Estudiar

-Consulta de dudas en el foro o directamente al profesor.

-Consulta de exámenes de anteriores convocatorias, disponibles en la plataforma virtual.

11. Organización docente semanal