Nombre de la signaturaquímica de la Coordinación

Transcripción

1 Universidad de Murcia Curso Académico 2011/12 Facultad Química Titulación de Licenciado en Química 1-Identificación 1.1. De la asignatura Nombre de la signaturaquímica de la Coordinación Código 00W4 Curso / Grupos 5º/ 1 Tipo Troncal Créditos LRU3.0 Teóricos 1.5 Prácticos Estimación del volumen de trabajo del112.5 h alumno (ECTS) DuraciónCuatrimestral (1º) Idiomas en que se impartecastellano 1.2 Del profesorado: Se deberá indicar el profesor coordinador de la asignatura Nombre y Apellidos Isabel Mª Saura Llamas Área/ Departamento Química Inorgánica (Coord.): Isabel Mª Saura Llamas Despacho y Facultad dónde se ubica Facultad de Química B1.3B.035 Teléfono Correo electrónico y página web Horario de atención al alumnado ims@um.es L, M, X, J: h V: 15:30-17:30 h 2-Presentación Aunque la química de la coordinación ya ha sido presentada a los alumnos en asignaturas anteriores de este área de conocimiento, se pretende ahora profundizar en la estructura, reactividad y síntesis de los compuestos complejos, especialmente los de los metales de transición. Es necesario insistir en la importancia de la química de la coordinación, campo que incluye, entre otros, la química organometálica, la catálisis homogénea, el estudio de clusters metálicos, el estudio de complejos con moléculas pequeñas o con quelatos polidentados (incluidos macrociclos) y la bioinorgánica. 1

2 3-Conocimientos previos Antes de abordar el estudio de esta asignatura es necesario conocer los siguientes aspectos relacionados con la química inorgánica y sus compuestos: - Elementos y operaciones de simetría. - Nomenclatura de los complejos. - El enlace en los compuestos de coordinación. - Espectroscopía electrónica, magnetismo y espectroscopía infrarrroja. - Resonancia magnética nuclear. 4-Competencias Propias de la asignatura - Enumerar y nombrar los posibles estereoisómeros de un complejo. - Predecir la estructura de un complejo dado, conociendo su estequiometría. - Comparar y predecir la estabilidad de los compuestos de coordinación. - Proponer mecanismos razonables para las reacciones de sustitución en complejos planocuadrados y octaédricos y discutir qué factores pueden modificarse para aumentar su velocidad. - Proponer mecanismos razonables para las reacciones de transferencia electrónica y discutir qué factores pueden modificarse para aumentar su velocidad. - Diseñar caminos de síntesis para complejos sencillos. - Conocer la reactividad de algunos ligandos coordinados. - Conocer las aplicaciones y el interés de algunos compuestos complejos, por ejemplo, en procesos de interés biológico o industrial. 5-Contenidos Programa de clases teóricas: Compuestos de coordinación. Números de coordinación y tipos de ligandos. Conceptos básicos. Introducción histórica. Clasificación de los ligandos. Principales índices de coordinación. Breve repaso por los ligandos más significativos Estereoquímica de los compuestos de coordinación. Tipos de isomería en los compuestos de coordinación. Estereoisomería. Método de Bailar. Nomenclatura de estereoisómeros Clasificación de las reacciones de los compuestos de coordinación. Reacciones de sustitución. Reacciones de eliminación. Reacciones de adición. Reacciones de transferencia electrónica. Reacciones de los ligandos coordinados Estabilidad termodinámica de compuestos de coordinación. Estabilidad de los compuestos de coordinación. Diferencia entre estabilidad e inercia. Factores que afectan a la estabilidad de los compuestos complejos. Serie de Irving-Williams. Bases duras y blandas. Efecto quelato y efecto macrocíclico. Efectos estéricos. Estabilidad en estado sólido. 2

3 - 5.- Reacciones de sustitución en complejos plano-cuadrados. Mecanismos de las reacciones de sustitución en complejos de Pt(II). Factores que afectan a la velocidad de reacción. Efecto trans Reacciones de sustitución en complejos octaédricos. Tipos de reacciones de sustitución en complejos octaédricos. Mecanismos de las reacciones de sustitución de agua coordinada. Factores que afectan a la velocidad de reacción. Procesos de hidrólisis. Estereoquímica de las reacciones de sustitución Procesos de transferencia electrónica. Mecanismos de esfera externa: etapas de reacción y factores que afectan a la velocidad. Ecuación de Marcus. Mecanismos de esfera interna: etapas de reacción y factores que afectan a la velocidad. Transferencia de dos electrones Métodos de síntesis de compuestos de coordinación. Productos de partida. Reacciones de adición. Reacciones de sustitución. Reacciones de transferencia electrónica. Efecto templato Hidruro-complejos y complejos de hidrógeno molecular. Estructura y enlace. Propiedades espectroscópicas. Métodos de síntesis. Reactividad. Procesos catalíticos Acuo, hidroxo y oxo-complejos de los metales de transición. Estructura y enlace. Propiedades espectroscópicas. Métodos de síntesis. Reactividad Halo-complejos de los metales de transición. Estructura y enlace. Propiedades espectroscópicas. Métodos de síntesis. Reactividad de los halogeno-complejos. Halo-complejos con elevados índices de coordinación Complejos con ligandos N-dadores. Amoniaco y aminas como ligandos. Complejos con ligandos heterocíclicos. Hidrazido-complejos. Amido e imido-complejos Nitrosilos metálicos. Estructura y enlace. Propiedades espectroscópicas. Síntesis de nitrosilo-complejos. Reactividad del NO coordinado Complejos de dinitrógeno. Estructura y enlace. Propiedades espectroscópicas. Síntesis de dinitrógeno-complejos. Reactividad del N 2 coordinado. Aspectos biológicos de la química del nitrógeno: fijación del nitrógeno Complejos con otros ligandos aceptores π. Ciano-complejos. Nitrilo e isonitrilo-complejos. Complejos con compuestos de fósforo trivalente. Programa de clases prácticas: Clases de problemas con la resolución de ejercicios que permitan la aplicación de los conceptos explicados en la parte teórica. - Boletines de problemas Isomería Clasificación de reacciones. Estabilidad de compuestos de coordinación. Mecanismos de las reacciones de sustitución en complejos planocuadrados Mecanismos de las reacciones de sustitución en complejos octaédricos Mecanismos de las reacciones de transferencia electrónica Síntesis de compuestos de coordinación Reactividad de compuestos de coordinación. 3

4 6-Metodología docente y Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS) 6.1-Metodología docente Clases teóricas: Se utilizará principalmente la clase magistral, con la exposición oral del profesor con auxilio de técnicas audiovisuales y/o material fotocopiado. Durante la clase, se podrán resolver cuestiones y dudas que planteen los alumnos. Además, se realizarán lecturas complementarias de artículos de investigación relacionados con los temas desarrollados en clase. Clases prácticas: En las clases prácticas de aula se abordará la resolución de ejercicios y problema, fomentando la participación de los alumnos. Estas clases se intercalarán a lo largo del curso, después de estudiar los correspondientes temas. Tutorías: Durante las horas de consulta el estudiante podrá preguntar al profesor todas aquellas dudas que no hayan podido ser aclaradas durante las clases presenciales teóricas y podrá solicitar bibliografía de ampliación específica de algún tema concreto y/o cualquier otro tipo de información relacionada con la asignatura. 6.2-Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS) QUÍMICA DE LA COORDINACIÓN Nº alumnos: Todos los matriculados Nº de grupos de prácticas: 1 Créditos. 4.5 LRU (4.5 ECTS) Nº de grupos de tutorías. 1 Volumen del trabajo del alumno Actividad Hora presencial A Factor B Trabajo personal C (A x B) Volumen de trabajo D (A + C) CLASES TEÓRICAS Lección magistral CLASES PRÁCTICAS Resolución de problemas TUTORÍAS Consulta individual Voluntaria (despacho del profesor) EVALUACIÓN Preparación de exámenes Realización de exámenes

5 Relación trabajo/ects 112.5/4.5 = 25 h 7-Temporalización o cronograma Bloque temático Temas Fecha Clases teóricas Clases Prácticasseminarios I. 1 S1-1, S1-2, S S2-1 2 S2-2, S2-3, S3-1, S3-2, S3-3 S4-1 3 S II. 4 S S5-1, S5-2 III. 5 S5-3 S6-1, S6-2, S6-3 S S7-2, S S8-1, S8-2, S8-3 7 S9-1, S9-2, S9-3 S10-1, S10-2, S IV. 8 S11-1, S11-2, S V. 9 S12-1, S12-2, S S S S S14-1, S S S15-1,S15-2, S Totales 8-Evaluación Los estudiantes realizarán un examen escrito al finalizar el periodo docente. El examen constará de seis preguntas teóricas y/o prácticas. Se valorará la correcta interpretación y aplicación de los conocimientos adquiridos en la discusión de los distintos temas del programa así como la claridad expositiva. Todas las preguntas tendrán el mismo valor y para superar la asignatura se necesitará una puntación mínima de 5. 5

6 9-Bibliografía recomendada: Bibliografía básica: - PURCELL, K. F. y KOTZ, J. C., Química Inorgánica, Reverté, Barcelona, RIBAS GISPERT, J., Química de coordinación, Edicions de la Universitat de Barcelona, Barcelona, WILKINSON, G. ED., Comprehensive Coordination Chemistry (7 vol.), Pergamon, Oxford, Bibliografía complementaria: - ATKINS, P.; OVERTON, T.; ROURKE, J.; WELLER, M.; ARMSTRONG, F. Shriver & Atkins Inorganic Chemistry, 5ª Ed., Oxford University, Italia, BAILARD, J.C. ED., Comprehensive Inorganic Chemistry (5 vol.), Pergamon, Oxford, BARAN, E. J., Química Bioinorgánica, McGraw-Hill, Madrid, COTTON, F. A., WILKINSON, G., MURILLO, C. A. y BOCHMANN, M., Advances Inorganic Chemistry, 6ª ed., Wiley Interscience, Nueva York, GREENWOOD, N. N. y EARNSHAW, A., Chemistry of the Elements, 2ª Ed., Pergamon, Oxford, HENDERSON, R. A. The Mechanism of Reactions at Transition Metal Sites, Oxford University, West Sussex, HUHEEY, J. E., Inorganic Chemistry. Principles of Structure and Reactivity, 3ª. ed., Harper-Row, Nueva York, RODGERS, G. E., Química inorgánica : introducción a la química de coordinación, del estado sólido y descriptiva, McGraw-Hill, Madrid,