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Academic Year/course: 2023/24

543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis

60451 - Molecular Design in Inorganic and Organometallic Chemistry


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60451 - Molecular Design in Inorganic and Organometallic Chemistry
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

This subject is one of the basic pillars of the Master's Degree in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis, as it provides the necessary knowledge of the synthesis, bonding models, properties, reactivity and current applications of coordination and organometallic compounds. It also covers clusters and nanoparticles. Other subjects of the master´s degree, such as Catalysis, Asymmetric Catalysis, Sustainable Chemistry and Catalysis etc. will deal with the catalytic processes based on these clusters and nanoparticles.

These approaches and objectives are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/); specifically, the planned learning activities will contribute to the achievement of goals 3, 5, 7, 8, 9 and 10.

2. Learning results

- To apply basic concepts of coordination chemistry to the synthesis of complexes that incorporate small molecules.

-To assess possible coordination modes, bonding, properties, reactivity and possible applications.

- To know and apply concepts about metal-metal bonding to dinuclear, polynuclear and cluster compounds.

-To identify the methods of synthesis, usefulness and applications of nanoparticles.

-To know the fundamentals and characteristics of the different M-C bonds and to recognize the different families of organometallic compounds.

-To know the usual processes in the synthesis of organometallic complexes and their general properties.

- To predict the stability and reactivity of different types of organometallic compounds of transition metals and be able to propose synthesis methods.

-To apply information from analytical and characterization spectroscopic techniques to the analysis of organometallic compounds.

-To solve and critically discuss problems and questions on structure and reactivity of organometallic compounds.

- To recognize the usefulness of organometallic compounds for the synthesis of organic molecules and as catalysts in chemical processes.

-To know the applications of coordination and organometallic compounds in medical therapies and in the preparation of luminescent species.

3. Syllabus

Topic 1. Fundamental concepts in coordination chemistry.

Topic 2. Activation of small molecules by coordination to metal centres.

Metal-metal bonds in coordination compounds.

Topic 4. Cluster Compounds.

Topic 5. Giant clusters and nanoparticles.

Topic 6. Classification of organic groups as ligands. Organometallic compounds with sigma-giving ligands.

Item 7. Transition metal complexes with multiple M-C bonding.

Item 8. Transition metal complexes with sigma-pi M-C bonding (open and cyclic non-aromatic systems).

Item 9. Transition metal complexes with sigma-pi M-C bonding (aromatic systems).

Item 10. Medical therapies with metal complexes.

4. Academic activities

Master classes: 40 hours

Theoretical-practical sessions in which the contents of the subject will be explained.

Problem solving and case studies: 15 hours

Problem solving and seminar questions

Special laboratory practices: 5 hours

Preparation and characterization of a complex that can act as a homogeneous catalyst in organic processes. Isolation and identification of the organic products of catalysis.

Oral presentation of research papers: 10 hours

Selection of a current research article, presentation and defence.

Personal study: 73 hours

Assessment tests: 7 hours.

5. Assessment system

Continuous assessment is based on the following activities and weighting:

1. Control of theoretical questions, theoretical-practical questions and problem solving of topics 1 to 5(P1).

2. Preparation and oral presentation, individually or in pairs, of a scientific article related to the contents of the subject(T1).

3. The laboratory report(IL) of the integrated practices.

4. A written test within the period of global tests consisting of the solving of problems and theoretical and/or theoretical-practical questions of topics 6-10, which may include questions related to the practices(P2). Students who did not take the P1 test or did not achieve a grade of 4 out of 10, will have an additional test on subjects 1 to 5(P1').

In order to average any of the grades with the rest ,it is necessary to obtain a minimum grade of 4 out of 10 in any of theP1, P1'orP2 tests.

The final grade will be the best of the following grades:

NOTE 1= 0.40*(P1 orP1')+ 0.10*T1+ 0.45*P2+ 0.05*IL

NOTE 2= 0.45*P1'+ 0.55*P2

The grade in the second annual call will be that of a single written test structured in two parts that will include all the topics of theory, problems and practice defined as programmed learning activities.


Curso Académico: 2023/24

543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea

60451 - Diseño molecular en química inorgánica y organometálica


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60451 - Diseño molecular en química inorgánica y organometálica
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Esta asignatura constituye uno de los pilares básicos del Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea puesto que en ella se proporcionan conocimientos necesarios acerca de la síntesis, los modelos de enlace, las propiedades, la reactividad y aplicaciones actuales de los compuestos de coordinación y organometálicos, incluyendo los clústeres y las nanopartículas, y sobre los que van a poder llevarse a cabo procesos catalíticos que se tratarán en otras asignaturas del Máster como Catálisis, Catálisis Asimétrica, Química sostenible y catálisis, etc.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/); en concreto, las actividades de aprendizaje previstas contribuirán a la consecución de los objetivos 3, 5, 7, 8, 9 y 10.

2. Resultados de aprendizaje

- Aplicar conceptos básicos de química de la coordinación a la síntesis de complejos que incorporen moléculas pequeñas.

- Evaluar los posibles modos de coordinación, el enlace, las propiedades, la reactividad y las posibles aplicaciones.

- Conocer y aplicar conceptos acerca del enlace metal-metal a compuestos dinucleares, polinucleares y clústeres.

- Identificar los métodos de síntesis, utilidad y aplicaciones de las nanopartículas.

- Conocer los fundamentos y características de los diversos enlaces M-C y reconocer las diferentes familias de compuestos organometálicos.

- Conocer los procesos habituales en síntesis de complejos organometálicos y sus propiedades generales.

- Predecir la estabilidad y reactividad de los distintos tipos de compuestos organometálicos de metales de transición y ser capaz de proponer métodos de síntesis.

- Aplicar la información de técnicas analíticas y de caracterización espectroscópicas al análisis de los compuestos organometálicos.

- Resolver y discutir de forma crítica problemas y cuestiones sobre estructura y reactividad de compuestos organometálicos.

- Reconocer la utilidad de los compuestos organometálicos para la síntesis de moléculas orgánicas y como catalizadores en procesos químicos.

- Conocer las aplicaciones de los compuestos de coordinación y organometálicos en terapias médicas y en la preparación de especies luminiscentes.

3. Programa de la asignatura

Tema 1. Conceptos fundamentales en Química de la Coordinación.

Tema 2. Activación de pequeñas moléculas por coordinación a centros metálicos.

Tema 3. Enlaces metal-metal en los compuestos de coordinación.

Tema 4. Compuestos Clústeres.

Tema 5. Clústeres gigantes y nanopartículas.

Tema 6. Clasificación de los grupos orgánicos como ligandos. Compuestos organometálicos con ligandos sigma dadores.

Tema 7. Complejos de metales de transición con enlace múltiple M-C.

Tema 8. Complejos de metales de transición con enlace sigma-pi M-C (sistemas abiertos y cíclicos no aromáticos).

Tema 9. Complejos de metales de transición con enlace sigma-pi M-C (sistemas aromáticos).

Tema 10. Terapias médicas con complejos metálicos.

4. Actividades académicas

Clases magistrales: 40 horas

Sesiones teórico-prácticas en las que se explicarán los contenidos de la asignatura

Resolución de problemas y casos: 15 horas

Resolución de problemas y cuestiones seminarios

Prácticas especiales de laboratorio: 5 horas

Preparación y caracterización un complejo que puede actuar como catalizador homogéneo en procesos orgánicos. Aislamiento e identificación de los productos orgánicos de la catálisis.

Presentación oral de trabajos de investigación: 10 horas

Selección de un artículo de investigación actual, presentación y defensa.

Estudio personal: 73 horas

Pruebas de evaluación: 7 horas

5. Sistema de evaluación

La evaluación continua está basada en las siguientes actividades con la siguiente ponderación:

1. Control de cuestiones teóricas, cuestiones teórico-prácticas y resolución de problemas de los temas 1 a 5 (P1).

2. Preparación y exposición oral de forma individual o en parejas de un artículo científico relacionado con los contenidos de la asignatura (T1).

3. El informe de laboratorio (IL) de las practicas integradas.

4. Una prueba escrita dentro del periodo de pruebas globales consistente en la resolución de problemas y cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas de los temas 6-10 que podrá incluir cuestiones relacionadas con las prácticas (P2). Los estudiantes que no se hubieran presentado a la prueba P1 o no hubieran alcanzado una puntuación de 4 sobre 10, dispondrán adicionalmente de una prueba relativa a los temas 1 a 5 (P1').

Para promediar cualquiera de las calificaciones con el resto de las notas es imprescindible obtener una nota mínima de 4 puntos sobre 10 en cualquiera de las pruebas P1, P1' o P2.

La calificación final será la mejor de las siguientes notas:

NOTA 1= 0,40*(P1 ó P1')+ 0,10*T1 + 0,45*P2 + 0,05*IL

NOTA 2= 0,45*P1' + 0,55*P2

La calificación en la segunda convocatoria anual se realizará mediante una única prueba escrita estructurada en dos partes que comprenderá todos los temas de teoría, problemas y práctica definidos como actividades de aprendizaje programadas.