Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Doctorado en Ciencias Químicas REACTIVIDAD QUIMICA

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1 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Doctorado en Ciencias Químicas REACTIVIDAD QUIMICA Programa semestral: 96 h. Objetivos del curso: Que el estudiante conozca las diferentes metodologías que le permitan conocer el desarrollo de la teoría de la reactividad, los índices que han sido base del desarrollo teórico y su aplicación a diversos sistemas atómicos y moleculares. Tema 1. NATURALEZA ELÉCTRICA DE LA MATERIA 1.1 Carga eléctrica y Ley de Coulomb. 1.2 Distribuciones de Carga. 1.3 Campo eléctrico. 1.4 Intensidad del campo eléctrico. 1.5 Diagramas de líneas de campo. 1.6 Carga en un campo eléctrico. 1.7 Dipolo en un campo eléctrico. 1.8 Flujo de campo eléctrico. 1.9 Ley de Gauss Ley de Coulomb. Tema 2. ELECTROSTÁTICA 2.1 Potencial electrostático. 2.2 Teoremas básicos en electrostática. 2.3 Energía Potencial de un grupo de cargas puntuales. 2.4 Densidad electrónica. Potencial electrostático de moléculas. 2.5 Potencial Electrostático Molecular y reactividad química. Tema 3. TEORÍA DE ORBITALES MOLECULARES

2 5.1 Ecuación de Schrödinger. 5.2 Separación del movimiento Nuclear. 5.3 Superficies de potencial. 5.4 Teoría de Orbitales Moleculares. 5.5 Molécula de Hidrógeno. 5.6 Reglas de estereoselección. 5.7 Orbitales moleculares de Frontera en reacciones Químicas Orgánicas. Tema 4. TEORÍAS BASADAS EN LA DENSIDAD ELECTRÓNICA 4.1 Densidad electrónica. 4.2 Electronegatividad, Potencial Químico. 4.3 Índices de reactividad. 4.4 Principio de Máxima Dureza. Tema 5. DUREZA Y BLANDURA, ACIDEZ Y BASICIDAD 5.1 Potencial de Ionización. 5.2 Afinidad Electrónica. 5.3 Teorema de Koopman. HSAB. Tema 6. FUNCIONES DE FUKUI 6.1 Análisis poblacional de Mülliken 6.2 Índices de reactividad función de Fukui. 6.3 Función de Fukui condensada.

3 Perfil del alumno al egresar del curso: El estudiante conocerá los conceptos básicos que dieron origen a las diferentes teorías de la reactividad, así como las ecuaciones que se utilizan para describir las diferentes índices de reactividad, su deducción, aplicación en ejemplos de sistemas químicos atómicos y moleculares. Marco conceptual: El contenido temático está estructurado para conocer las diferentes teorías e índices de la reactividad, basados en cantidades derivadas de la función de onda, tal como el potencial electrostático, la densidad electrónica, la energía de los orbitales moleculares. Se requiere un conocimiento sólido del cálculo diferencial, integral y de ecuaciones diferenciales, así como del curso de Química cuántica los temas de la ecuación de Schrödinger, y mecánica de Dirac. Proceso enseñanza aprendizaje El curso se basa en la lectura y discusión por parte del estudiante de los artículos científicos recomendados. Por lo cual el curso debe ser presencial, individual e interactivo. Se considera que el curso es del tipo constructivista porque el estudiante va construyendo y modificando sus conceptos teóricos, bajo la supervisión del profesor. Actividades de evaluación La evaluación se da en base de la comprensión de los temas y el desarrollo de la habilidad de análisis y síntesis de los temas discutidos. Se requiere un compromiso por parte del estudiante para preparar y manejar los conceptos que se analizan en cada sesión. Se requiere una lectura fluida y comprensión del inglés, así como el análisis y síntesis de los temas, que desarrollarán en el estudiante sus habilidades teóricos conceptuales. Acreditación. Para acreditar el estudiante deberá leer los artículos acordados con el profesor, y cada artículo leído será parte de la calificación final.

4 Referencias. - Reitz J. R., Milford F. J., Christy R. W Fundamentos de la Teoría Electromagnética. Adison Wesley iberoamerciana. ISBN Gadre S. R., Shirsat R. N Electrostatic of Atoms and Molecules. Universities press limited. ISBN Fujimoto H., Fukui K Intermolecular Interactions and Chemical Reactivity. In Chemical Reactivity and Reaction Paths. Wiley interscience publication. Editor Giles Klopman. ISBN Menger F. M., Mandell L Electronic Interpretation of Organic Chemistry. Plenum press ISBN Fleming Ian Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions. John Wiley & sons. Wiley interscience publication. ISBN Parr R. G., Yang W Density Functional Theory of Atoms and Molecules. Oxford university press. ISBN Kalidas D. Sen (editor) Chemical Hardness. Springer-Verlag. ISBN Geerlings P., de Proft F. Chemical reactivity as described by quantum chemical methods. Int. J. Mol sci. 2002,3, ISSN Arulmozhiraja S. Kolandaivel P. Condensed Fukui Function: dependency on atomic charges. Mol. Phys. 1997,90, ISSN Fukui K. Role of frontier orbitals in chemical reactions. Science. 1982,218, ISSN Parr R. G., Chattaraj P. K. Principle of maximum hardness J. Am. Chem. Soc. 1991,113, ISSN Chattaraj P. K. Chemical reactivity and selectivity: local HSAB principle versus frontier orbital theory J. Phys. Chem. A 2001,105, ISSN Li Y., Evans J. N. S. The fukui function: a key concept linking frontier molecular orbital theory and the hard-soft-acid-base principle J. Am. Chem. Soc. 1995,117, ISSN Pearson R. G., Acids and bases Science. 1982,218, Mulliken R. S. Electronic population analysis on LCAO-MO molecular wave functions J. Chem. Phys. 1955,23,

5 - Mulliken R. S. Electronic population analysis on lcao-mo molecular wave functions II. Overlap populations, bond orders, and covalent bond energies J. Chem. Phys. 1955,23, Arnett E. M. Ludwig R. T. On the relevance of the Parr-Person Pprinciple of absolute hardness to organic chemistry J. Am. Chem. Soc. 1995,117, ISSN Pearson R. G. absolute electronegativity and hardness: application to inorganic chemistry Inorg. Chem. 1988,27, ISSN