Guía Docente de SÓLIDOS INORGÁNICOS

Transcripción

1 Guía Docente de SÓLIDOS INORGÁNICOS Universidad de Murcia Curso Académico: 2010/11 Facultad de Titulación de Licenciado en 1-Identificación 1.1. De la asignatura Nombre de la signatura Sólidos Inorgánicos Código 06V7 Curso 4º Tipo Troncal Créditos LRU Teóricos: 3 Prácticos: 1,5 Duración cuatrimestral (1º) 1.2 Del profesorado: Nombre y Apellidos Gregorio Sánchez Gómez Venancio Rodríguez Henández Antonio Donaire González Área/ Departamento Despacho y Facultad dónde se ubica. B1.3B.019 B1.3B.034 B1.3B.009 Teléfono Correo electrónico y página web gsg@um.es venancio@um.es adonaire@um.es Horario de atención al alumnado 1º C 2º C 2- Presentación Con esta asignatura se pretende que los alumnos de segundo ciclo de la Licenciatura en alcancen conocimientos, habilidades y destrezas relacionadas con los aspectos fundamentales de la química del estado sólido actual, la trascendencia de la misma por sus aplicaciones tecnológicas o comerciales debido a las propiedades físicas de los materiales que se justifican desde el punto de vista estructural.

2 3- Conocimientos previos Los conocimientos previos fundamentales son los que se recogen en las asignaturas básicas del área de conocimiento de en el primer ciclo de la licenciatura, especialmente los relacionados con el enlace en los metales y sólidos iónicos, las características generales de los metales de transición y las propiedades de los elementos químicos y sus compuestos. 4- Competencias Competencias genéricas (trasversales): Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de gestión de la información Resolución de problemas Competencias específicas generales: Características de los diferentes estados de la materia y las teorías empleadas para describirlos. Propiedades de los compuestos orgánicos, inorgánicos y organometálicos Resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados Interpretación de datos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de su significación y de las teorías que la sustentan Capacidad para relacionar la con otras disciplinas Para esta asignatura se concretan las siguientes competencias propias: - Disponer de los conocimientos teóricos mínimos que permitan entender la relación entre estructura y propiedad fisico-químicas de los sólidos inorgánicos. - Poder elegir la técnica más adecuada para la preparación de un material inorgánico determinado. - Discriminar entre los diferentes materiales inorgánicos para escoger los más idóneos de acuerdo con las aplicaciones tecnológicas requeridas. 5- Contenidos Programa teórico: Bloque I. Enlace y estructuras cristalinas de los sólidos inorgánicos Tema 1. Tipos de sólidos. Propiedades funcionales. Tema 2. Estructuras cristalinas: Simetría. Elementos de simetría. Redes de Bravais. Planos de red e índices de Miller. Direcciones cristalográficas. Espaciado entre planos. Factor de empaquetamiento y densidad del cristal. Estructuras cristalinas: Tipos. Modelo de empaquetamiento compacto. Sólidos que pueden describirse como empaquetamiento compacto. Modelo de poliedros enlazados. Tipos de estructuras cristalinas. Tema 3. Enlace en los sólidos. Enlace iónico: iones y radios iónicos. Energía de red de sólidos iónicos. Enlace covalente parcial. Efecto de electrones no enlazantes. Enlace metálico y teoría de bandas: Metales, aislantes y semiconductores. Teoría de bandas de los sólidos inorgánicos. Bloque II. Técnicas instrumentales en del Estado Sólido

3 Tema 4. Introducción a las técnicas de difracción. Caracterización de sólidos por difracción de rayos X. Métodos de difracción. Tema 5. Análisis térmico. Termogravimetría. Análisis térmico diferencial. Calorimetría diferencial de barrido. Aplicaciones. Bloque III. Imperfecciones de los sólidos y diagramas de fase Tema 6. Defectos, no estequiometría y disoluciones sólidas. Imperfecciones en los cristales. Tipos de defectos. Defectos puntuales. Centros de color. Cristales no estequiométricos. Disoluciones sólidas. Defectos extensos. Tema 7. Diagramas de fase: Interpretación. Regla de las fases. Sistemas de un componente. Sistemas condensados de dos componentes. Bloque IV. Propiedades de los sólidos. Tema 8. Propiedades eléctricas. Superconductividad. Semiconductividad. Conductividad iónica: Electrolitos sólidos. Materiales dieléctricos, ferroeléctricos, piroeléctricos y piezoeléctricos. Tema 9. Propiedades magnéticas. Comportamiento de los sólidos en un campo magnético. Efecto de la temperatura. Ejemplos de materiales magnéticos. Tema 10. Propiedades Ópticas. Interacción de la luz con los sólidos. Aplicaciones de fenómenos ópticos: Diodos, fibras ópticas, materiales luminiscentes, láseres. Tema 11. Propiedades térmicas. Capacidad calorífica. Dilatación térmica. Conductividad térmica. Choque térmico. Bloque V. Preparación de materiales sólidos. Tema 12. Métodos de síntesis. Reacciones en estado sólido. Métodos sol-gel. Uso de precursores. Síntesis hidrotérmica. Transporte en fase vapor. Preparación de láminas delgadas. Programa de clases prácticas: Ejercicios. 1. Caracterización de sólidos por difracción de rayos X de muestras policristalinas. 2. Utilización de los diagramas de fases condensadas. 3. Utilización de métodos térmicos para la caracterización de materiales inorgánicos. 4. Consideración de supuestos prácticos en los que se relacione la estructura de los sólidos con sus propiedades físicas. 5. Discusión de ejercicios de evaluación de la materia considerada en los temas. 6- Metodología docente y Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS) El desarrollo de los temas del programa constituirá el núcleo central del trabajo del curso. Las clases teóricas se orientarán hacia la explicación de los temas y a la discusión y participación de los alumnos para facilitar su asimilación y aprendizaje. Las clases de problemas y seminarios se intercalarán a lo largo del curso después de estudiar las correspondientes lecciones.

4 NOMBRE DE LA ASIGNATURA: SÓLIDOS INORGÁNICOS Nº de alumnos: Todos los matrculados Nº de grupos de Prácticas: 1 Créditos: 4,5 LRU=(4.5 ECTS) Nº de grupos de Tutorías: 1 Volumen de trabajo del alumno Actividad Hora presencial A Factor 1 B Trabajo Personal C (A x B) Volumen de trabajo D (A +C) CLASES TEÓRICAS Presentación de la asignatura 1 Lección magistral Seminarios CLASES PRÁCTICAS Resolución de problemas TUTORÍAS Presencial individual Voluntarias (despacho de profesores) EVALUACIÓN Preparación de exámenes Realización de exámenes Temporalización Relación trabajo/ects 2 Total / 4.5 créditos = 28,9 h Bloque Temas Fecha Clases Clases Prácticas- Totales temático teóricas Seminarios I 1. Tipos de sólidos S Estructuras cristalinas S1-2, S1-3, S2-1, S2-2, S2-3, S Enlace en los sólidos S3-2, S3-3, S4-1, S4-2. II 4. Introducción a las técnicas S4-3, S5-1, de difracción S5-2, S5-3, S Análisis térmico S6-2, S III 6. Defectos, no estequiometría y disoluciones sólidas S7-1 S7-2, S7-3, S8-1, S8-2, S8-3, S Diagramas de fase S9-2, S9-3 S10-1, S10-2 S10-3 IV 8. Propiedades eléctricas S11-1, S11-2 S11-3, S12-1 S Propiedades magnéticas S12-3, S S Propiedades ópticas S13-3, S S Propiedades térmicas S14-3, S V 12. Métodos de preparación S15-2, S de sólidos inorgánicos S1: 1ª semana, S2: 2ª semana, 1 Horas que el alumno necesita de estudio o preparación por cada una de las actividades propuestas. 2 Horas de trabajo del alumno por crédito ECTS.

5 8- Evaluación La evaluación de los conocimientos y competencias adquiridas a lo largo del curso se evaluarán mediante una prueba teórico-práctica que constará de dos partes que tendrán el mismo valor. La primera de ellas será un prueba objetiva tipo test de cuarenta preguntas con dos respuestas alternativas (verdadero/falso). Las preguntas no contestadas no se valorarán y las preguntas mal contestadas se valorarán negativamente (-0,5 de una correcta). La segunda parte será un conjunto de cinco preguntas breves o ejercicios numéricos en los que se valorará la precisión en las respuestas, la claridad expositiva y el dominio de la materia. 9- Bibliografía recomendada Bibliografía básica Basic Solid State Chemistry, A.R. West, John Wiley & Sons, 2ª Ed., del Estado Sólido, L. Smart y E. Moore, Reverté Ciencia e Ingeniería de materiales, W.D. Callister, Reverté, Bibliografía complementaria Inorganic Material Chemistryl, Oxford University Press, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W.F. Smith, MacGraw-Hill, Edición Material Science and Engineering. An Introduction, W.D. Callister, John Wiley & Sons, 7ª ed., 2006.