PCOE_D002_12-13_QUI_quimica_cuantica

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PROGRAMA DE LA ASIGNATURA 
 
Curso académico: 2012/2013 
 
 
 
 
Identificación y características de la asignatura 
Código 501829 
Créditos 
ECTS 
6 
Denominación QUÍMICA CUÁNTICA 
Titulaciones Grado en Química 
Centro Facultad de Ciencias 
Semestre 3º Carácter Obligatorio 
Módulo Fundamental 
Materia Química 
Profesor/es 
Nombre Despacho Correo-e Página web 
Joaquín Espinosa García (GG, SL) 
3ª planta, 
Viguera Lobo 
joaquin@unex.es 
Jorge A. Sansón Martín (SL) 
3ª planta, 
Viguera Lobo 
jorge@unex.es 
Antonio Hidalgo García (SL) 
3ª planta, 
Viguera Lobo 
antonio@unex.es 
Área de conocimiento Química Física 
Departamento Ingeniería Química y Química Física 
Profesor coordinador 
(si hay más de uno) 
Joaquín Espinosa García 
Competencias 
1. C1. Adquirir conocimientos sobre la terminología química cuántica. 
2. C2. Interpretar los principios de química cuántica. 
3. C2. Interpretar la estructura atómica y molecular 
4. C3. Relacionar la variación de las propiedades características de los elementos químicos 
según la Tabla Periódica. 
5. C16. Resolver problemas cualitativos y cuantitativos según los modelos previamente 
desarrollados 
6. C16. Comprender los aspectos cualitativos y cuantitativos de los problemas químicos. 
7. C27. Capacidad para relacionar la Química Cuántica con otras disciplinas. 
8. C28. Adquirir la capacidad de: a) Utilizar correctamente el método de inducción y de 
generación de nuevas ideas. b) Analizar y sintetizar. c) Organizar y planificar. d) 
Expresarse tanto oral como escrita. e) Tener razonamiento crítico. f) Resolver problemas, y 
g) Trabajar en equipo. 
9. C29. Adquirir la capacidad de comunicar de una forma clara y precisa conocimientos y 
conclusiones. 
 
PROCEDIMIENTO DE COORDINACIÓN 
DE 
ENSEÑANZAS DE LA FACULTAD DE 
CIENCIAS DE LA UEx (PCOE) 
 
Asunto: Plan Docente 
Asignatura: Química 
Cuántica 
 
Código: 
PCOE_D002_QUI 
Fecha: 
10/06/11 
10. C30. Aprender nuevas técnicas y conocimientos que permitan emprender estudios 
posteriores con un alto grado de autonomía. 
11. C31. Desarrollar habilidades de aprendizaje personal. 
12. C33. Reconocer la diversidad y la multiculturalidad. 
13. C35. Motivarse por la calidad. 
14. C23. Conocer una lengua extranjera (preferentemente el inglés). 
15. C24. Utilizar las nuevas tecnologías de la información y la comunicación TICs más 
adecuadas en cada situación. 
16. C21. Interpretación de datos derivados de observaciones y medidas en el lab. 
 
Temas y contenidos 
Breve descripción del contenido 
Desarrollo de la Física Cuántica. Mecánica cuántica: Aplicación a sistemas sencillos. Átomos 
hidrogenoides. Átomos polielectrónicos y propiedades periódicas. Enlace químico y 
estructura molecular. Agregados moleculares. Los aspectos teóricos se completarán con 
sesiones de problemas y prácticas computacionales, que ayuden al alumno a tener una 
visión más completa de la asignatura. 
 
Temario de la asignatura 
Denominación del tema 1: Desarrollo de la Física cuántica. 
Contenidos del tema 1: Introducción histórica: La mecánica clásica. El problema de la 
radiación térmica: cuantos de Planck. Dualidad onda-materia: Hipótesis de De Broglie. 
Teoría cuántica y estructura atómica. 
 
Denominación del tema 2: Mecánica cuántica. Aplicación a casos sencillos. 
Contenidos del tema 2: Introducción: Física clásica frente a física cuántica. Necesidad de 
una nueva teoría. Postulados de la mecánica cuántica: Función de estado, operadores, 
ecuación de Schrödinger independiente del tiempo, valores medios, ecuación de 
Schrödinger dependiente del tiempo. Axiomática de la mecánica cuántica. Movimiento de 
traslación. Movimiento de vibración. Movimiento de rotación: armónicos esféricos. 
 
Denominación del tema 3: Átomos hidrogenoides 
Contenidos del tema 3: Introducción. Átomo de hidrógeno. Spin electrónico y principio de 
exclusión. 
 
Denominación del tema 4: Átomos polielectrónicos y propiedades periódicas. 
Contenidos del tema 4: Introducción. Método de variaciones. Método de perturbaciones. 
Método de Hartree-Fock. Estructura de los átomos polielectrónicos. Tabla periódica. 
Propiedades periódicas. Espectros atómicos. 
. 
Denominación del tema 5: Enlace químico y estructura molecular. 
Contenidos del tema 5: Introducción. Aproximación de Born-Oppenheimer. Teoría de 
Orbitales moleculares. La molécula-ion de hidrógeno. Tratamiento general para moléculas. 
Teoría de orbitales moleculares localizados. Hibridación. 
 
 
Denominación del tema 6: Agregados moleculares. 
Contenidos del tema 6: Introducción. Fuerzas de van der Waals. Enlace por puente de 
hidrógeno. Fuerzas intermoleculares: Tratamiento general. Gases reales: Potenciales 
intermoleculares. Estado líquido. 
 
PROGRAMA DE SESIONES PRÁCTICAS EN LABORATORIO COMPUTACIONAL 
Práctica 1. Partícula en un pozo de potencial 
Práctica 2. Oscilador armónico lineal. 
Práctica 3. Átomos hidrogenoides: estructura y espectros. 
Práctica 4. Cálculo de propiedades energéticas mediante métodos teóricos. 
Práctica 5. Cálculo de propiedades moleculares mediante métodos teóricos. 
 
 
 
 
 
Actividades formativas 
Horas de trabajo del 
alumno por tema 
Presencial 
Actividad de 
seguimiento 
No presencial 
Tema Total 
GG 
(Teor.) 
GG 
(Práct.) 
SL TP EP 
Presentación del 
plan docente 
1 1 
1 12 4 8 
2 42 10 6 1 25 
3 10 3 7 
4 34 10 3 1 20 
5 41 9 6 1 25 
6 10 5 5 
Evaluación 
del conjunto 
150 42 15 3 90 
GG: Grupo Grande (100 estudiantes). 
SL: Seminario/Laboratorio (prácticas clínicas hospitalarias = 7 estudiantes; prácticas laboratorio o 
campo = 15; prácticas sala ordenador o laboratorio de idiomas = 30, clases problemas o 
seminarios o casos prácticos = 40). 
TP: Tutorías Programadas (seguimiento docente, tipo tutorías ECTS). 
EP: Estudio personal, trabajos individuales o en grupo, y lectura de bibliografía. 
Sistemas de evaluación 
La calificación final de la asignatura se distribuirá entre: 
1. Evaluación continua asignándosele un 30%: un 15% a las prácticas de laboratorio, 
y otro 15 % a la participación activa del alumno en la asignatura y la resolución de 
problemas. 
2. Examen final teórico/práctico: el 70% restante. 
 
Convocatorias extraordinarias: Se evaluará de manera exclusiva mediante un examen 
teórico/práctico. 
Bibliografía y otros recursos 
1. Físico Química, P.W. Atkins, Addison-Wiley, 3 Ed. (1991) 
2. Química Física, Vol. 1 y 2, M. Díaz Peña y A Roig Muntaner, Alhambra, (1985) 
3. Química Física, J. Beltrán (Coord.), Ariel (2002) 
4. Química Cuántica, I.N. Levine, Pearson Educ. (2001) 
5. Química Cuántica, M. Fernández, UNED (1977) 
 
 
Horario de tutorías 
Tutorías Programadas: Viernes de 12 a 14 horas. 
Tutorías de libre acceso: 
Martes, Miercoles y Viernes, de 12 a 14 horas. 
 
Recomendaciones 
 
Es altamente recomendable la asistencia a clase y el uso de las tutorías de libre acceso. El 
cumplimiento de estas recomendaciones podría interpretarse como una forma de 
participación activa del alumno en la asignatura.