CIENCIA DE MATERIALES-II

Transcripción

1 Grado en Química 4º Curso CIENCIA DE MATERIALES-II Guía Docente

2 1. Datos descriptivos de la materia. Carácter: G Ciencia de Materiales II, Formación Obligatoria Transversal Convocatoria: 4º Curso, 2º cuatrimestre Créditos: 4,5 ECTS (teórico-prácticos) Profesorado: MANUEL BERMEJO PATIÑO Catedrático de Universidad del Departamento de Química Inorgánica FÉLIX FREIRE IRIBARNE Investigador Ramón y Cajal del Departamento de Química Orgánica Idioma en que es impartida: Castellano y gallego 2. Situación, significado e importancia de la materia en la titulación Módulo al que pertenece la materia en el Plan de Estudios. Materias con las que se relaciona. Módulo: Formación Obligatoria Transversal, junto con Análisis Estructural (3 er curso) y Ciencia de Materiales I (4º curso) Papel que juega este curso en ese bloque formativo y en el conjunto del Plan de Estudios. Se estudiará la estructura, propiedades y aplicaciones de materiales de interés tecnológico: materiales blandos (polímeros, coloides, geles), materiales metálicos, materiales cerámicos, materiales compuestos y nanomateriales. Se trata de una materia en la que el alumno aplicará a la ciencia de materiales los conocimientos previos adquiridos en otras materias básicas Conocimientos previos (recomendados/obligatorios) que los estudiantes han de poseer para cursar la asignatura. Se requiere haber cursado los módulos de Química Física, Química Inorgánica y Química Orgánica. El alumno debería haber cursado también las otras dos asignaturas de este módulo: Análisis Estructural y Ciencia de Materiales I. 3. Objetivos del aprendizaje y competencias a alcanzar por el estudiante Objetivos del aprendizaje. Adquirir conocimientos básicos sobre la estructura, los métodos de preparación, las propiedades y las aplicaciones de los materiales de interés tecnológico Competencias generales. Conocer los fundamentos de la utilización de los materiales basándose en la relación entre estructura y propiedades Competencias específicas. Aprender a elegir y diseñar materiales con propiedades concretas Competencias transversales. Capacidad para trabajar en grupo tanto en la resolución como en la discusión de problemas. 4. Contenidos del curso. Epígrafes del curso Tema 1. Materiales Metálicos Tema 2. Materiales Cerámicos Tema 3. Materiales Compuestos Tema 4. Nanomateriales basados en metales Tema 5. Estructura, nomenclatura y clasificación de los materiales orgánicos. Tema 6. Química de la polimerización. Tema 7. Modificación de polímeros. Tema 8. Tecnología de polímeros. Tema 9. Nuevos materiales. Aplicaciones. 2

3 Bibliografía recomendada Básica. - Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. D. Callister, Reverté, Polymers, D. Walton, P. Lorimer, Oxford Chemistry Primers nº 85, Oxford University Press, Oxford, Materials Science and Engineering: An Introduction, Wiley, Complementaria. - Introducción a la Química de los Polímeros, R. B. Seymour, C. E. Carraher, Jr., Ed. Reverté, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. F. Smith, Mc Graw- Hill, Semiconductor Nanocrystal Quantum Dots, A.L. Rogach, Ed., SpringerWien, N.Y., Modern Supramolecular Gold Chemistry, A. Laguna, Ed., Wiley-VCH, Weinheim, Gold Chemistry, F. Mohr, Ed., Wiley-VCH, Weinheim, TEMA 1: MATERIALES METÁLICOS Características generales. Diagramas de fases. Aleaciones. Tratamiento térmico de aleaciones. Aleaciones férreas. Aceros. Aleaciones no férreas. Propiedades y aplicaciones de los materiales metálicos. Corrosión. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. D. Callister, Reverté, 1995; Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. F. Smith, Mc Graw-Hill, TEMA 2: MATERIALES CERÁMICOS Características generales. Procesamiento de cerámicas. Vidrios. Refractarios. Propiedades y aplicaciones de los materiales cerámicos. Corrosión. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. D. Callister, Reverté, 1995; Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. F. Smith, Mc Graw-Hill, TEMA 3: MATERIALES COMPUESTOS Características generales. Materiales compuestos reforzados con partículas: hormigón. Materiales compuestos reforzados con fibras. Propiedades y aplicaciones de los materiales compuesots. Corrosión. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. D. Callister, Reverté, 1995; Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, W. F. Smith, Mc Graw-Hill,

4 TEMA 4: NANOMATERIALES BASADOS EN METALES Puntos cuánticos. Nanopartículas de plata y oro. Nanomateriales de óxidos metálicos. Semiconductor Nanocrystal Quantum Dots, A.L. Rogach, Ed., SpringerWien, N.Y., 2008; Modern Supramolecular Gold Chemistry, A. Laguna, Ed., Wiley- VCH, Weinheim, 2008; Gold Chemistry, F. Mohr, Ed., Wiley-VCH, Weinheim, TEMA 5. ESTRUCTURA, NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN DE POLIMEROS Unidad constitucional repetida. Grado de polimerización. Clasificación de polímeros por origen, estructura, propiedades y usos. Nomenclatura de polímeros. Peso molecular. Estereoquímica. Estructura química y morfología. Propiedades mecánicas, eléctricas, opticas, térmicas y químicas. Introducción a la Química de los Polímeros, R. B. Seymour, C. E. Carraher, Jr., Ed. Reverté, 1995; Polymers, D. Walton, P. Lorimer, Oxford Chemistry Primers nº 85, Oxford University Press, Oxford, TEMA 6. QUÍMICA DE LA POLIMERIZACIÓN Modos de polimerización: adición y condensación; linear y escalonada. Polimerización por adición: radicalaria, catiónica, aniónica, por complejos metálicos o por coordinación. Polimerizacion por condensación. Polimerización por apertura de anillos. Polimerización por sustitución nucleófila. Polimerización de compuestos de silicio. Introducción a la Química de los Polímeros, R. B. Seymour, C. E. Carraher, Jr., Ed. Reverté, 1995; Polymers, D. Walton, P. Lorimer, Oxford Chemistry Primers nº 85, Oxford University Press, Oxford, TEMA 7. MODIFICACIÓN DE POLÍMEROS: CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES. BIOCONJUGACIÓN Modificación química de la estructura. Vulcanización. Modificación de grupos funcionales. Modificación de las propiedades mediante el uso de aditivos. Polímeros: características y aplicaciones. Elastómeros, gomas o cauchos. Plásticos o termoplásticos. Resinas. Fibras. Adhesivos. Materiales compuestos Introducción a la Química de los Polímeros, R. B. Seymour, C. E. Carraher, Jr., Ed. Reverté, 1995; Polymers, D. Walton, P. Lorimer, Oxford Chemistry Primers nº 85, Oxford University Press, Oxford,

5 TEMA 8. QUIMICA SUPRAMOLECULAR: GELES MOLECULARES Interacciones Supramoleculares. Compuestos supramoleculares (Anfitrión/ huesped). Cooperatividad y efecto quelato: podandos, coronas, criptandos. Calixarenos, esferandos. Autoensamblaje. Rotaxanos y Catenanos. Geles Moleculares. Analogías y diferencias con geles poliméricos. Características y Aplicaciones Supramolecular Chemistry, J. W. Steed and J. L Atwood, Wiley-VCH, A Practical Guide to Supramolecular Chemistry P. J. Cragg, Wiley-VCH, Functional Molecular Gels B. Escuder, J. F. Miravet, RSC: Soft Matter Series, TEMA 9. NUEVOS MATERIALES Estructuras metalorgánicas (MOFs). Materiales derivados del Carbono: Fullerenos. Nanotubos de carbono. Grafeno. Fullerene Polymers N. Martín, F. Giacalone, Wiley-VCH, Carbon Nanotubes and related Structures N. Martin, D. M. Guldi, Wiley-VCH, Nanomaterials Chemistry C. N. R. Rao, A. Muller, A. K. Cheetham, Wiley-VCH, Indicaciones metodológicas y atribución de carga ECTS Atribución de créditos ECTS. TRABAJO PRESENCIAL EN EL AULA HORAS Clases expositivas en grupo grande 21 Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios) Tutorías en grupo muy reducido 2 10 TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO Estudio autónomo individual o en grupo Resolución de ejercicios, u otros trabajos Resolución de ejercicios de recapitulación propuestos. HORAS ,5 Total horas trabajo presencial en el aula o en el laboratorio 33 Total horas trabajo personal del alumno 76,5 5 HORAS TOTALES: 109, Actividades formativas en el aula con presencia del profesor A) Clases expositivas en grupo grande ( L en las tablas horarias): Lección impartida por el profesor que puede tener formatos diferentes (teoría, ejemplos generales ). El profesor puede contar con el apoyo de medios audiovisuales e informáticos. La asignatura cuenta con una página en la USC virtual. Aunque la asistencia a estas clases no es obligatoria, se aconseja al alumno que asista regularmente a ellas.

6 B) Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios, S en las tablas horarias): Clase teórico/práctica en la que se proponen y resuelven aplicaciones de la teoría, problemas, ejercicios El alumno participa activamente en estas clases de distintas formas: entrega de ejercicios al profesor (boletines de problemas que el profesor entrega a los alumnos con la suficiente antelación); resolución de ejercicios en el aula, exposición de trabajos monográficos de forma individual o en grupo, etc. El profesor puede contar con el apoyo de medios audiovisuales e informáticos. La asistencia a estas clases es obligatoria. C) Tutorías de pizarra en grupo muy reducido ( T en las tablas horarias): Tutorías programadas por el profesor y coordinadas por el Centro. Se utilizarán para la aclaración de dudas sobre teoría, resolución de problemas, supervisión de trabajos dirigidos, etc. El profesor podrá exigir a los alumnos la entrega de ejercicios específicos previa a la celebración de la tutoría. La asistencia a estas clases es obligatoria Recomendaciones para el estudio de la materia Es necesario poseer una buena formación básica en Química Inorgánica y Orgánica, por lo que se recomienda estar al día en los conceptos fundamentales de estas áreas. Se recomienda también revisar los contenidos de la asignatura Ciencia de Materiales I. Es aconsejable asistir a las clases expositivas. Es importante mantener el estudio de la materia al día. Cualquier duda que pudiera surgir deberá ser consultada con el profesor. 6

7 5.4. Calendario de actividades del curso 2014/15 Enero-Febrero Marzo Abril L Ma Mi X Vi L Ma Mi X Vi L Ma Mi X Vi MB MB MB MB MB MB MB FF FF MB MB MB FF FF FF T3 T1 T5 FF T2 T4 FF T MB MB FF FF 20 Mayo Otras actividades Notas L Ma Mi X Vi Clases expositivas (teóricas) 30 1 L1 (Tema 1), L2,., Ln Entrega de trabajos Clases interactivas (Seminarios) (Grupo 3 N-Z) 11 Clases interactivas 12 (Seminarios) (Grupo 2 F-M) 13 Clases interactivas (Seminarios) (Grupo 1 A-E) Exámenes Clases interactivas (tutorías) 21/05/15 16 h Aula T1 (Grupo 1º), T2,., Tn Bioloxía Clases prácticas de laboratorio T3 T1 T5 06/07/ h Aulas P1 (Grupo 1º), P2,, Pn 10 Inorgánica y T2 T4 Orgánica Días no lectivos festivos 11 T6 12 Clases expositivas: Aula Física Seminarios: S3 Analítica S2 Inorgánica, S1 Inorgánica Tutorías: Aula

8 6. Indicaciones sobre la evaluación La calificación de cada alumno se realizará mediante una evaluación continua y la realización de un examen final. El alumno no será evaluable si no asiste al menos al 80% de las actividades docentes presenciales de carácter obligatorio (seminarios y tutorías). Los alumnos deberán justificar documentalmente sus ausencias en el Decanato de la Facultad. Es obligatoria la asistencia al menos a una de las dos tutorías programadas La evaluación consistirá en dos partes: Evaluación continua (N1), tendrá un peso porcentual del 40%, y consta a su vez de dos componentes: i. Trabajo en seminarios (28%) ii. Trabajo en tutorías (12%) Examen final (N2) con un peso porcentual del 60% La nota final del alumno, que no será inferior a la del examen final (N2), se obtendrá como resultado de aplicar la ecuación siguiente: Nota final = máximo (0,4 x N 1 + 0,6 x N 2, N 2 ) N 1 = nota numérica correspondiente a la evaluación continua (escala 0-10) N 2 = nota numérica correspondiente al examen final (escala 0-10) 6.4 Los alumnos repetidores tendrán el mismo régimen de asistencia a las clases que los que cursan la asignatura por primera vez Recomendaciones de cara a la evaluación. El alumno deberá repasar los conceptos teóricos introducidos en los distintos temas utilizando la bibliografía de referencia y realizar con soltura los ejercicios discutidos en clase. El grado de acierto en la resolución de los ejercicios propuestos proporciona una medida de la preparación del alumno para afrontar el examen final de la asignatura. Aquellos alumnos que encuentren dificultades importantes a la hora de trabajar las actividades propuestas deben de acudir a las horas de tutoría del profesor, con el objetivo de que éste pueda analizar el problema y ayudar a resolver dichas dificultades Recomendaciones de cara la recuperación. El profesor analizará con aquellos alumnos que no superen con éxito el proceso de evaluación, y así lo deseen, las dificultades encontradas en el aprendizaje de los contenidos de la asignatura. También les proporcionará material adicional (cuestiones, ejercicios, exámenes, etc.) para reforzar el aprendizaje de la materia.