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Academic Year/course: 2023/24

543 - Master's in Molecular Chemistry and Homogeneous Catalysis

60453 - Structural characterization techniques


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60453 - Structural characterization techniques
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

The main objective is to provide the student with a variety of tools for structural characterization and measurement of physical and chemical properties, essential for research in chemical synthesis and catalysis in academia and industry. It focuses on four techniques: nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry, visible-ultraviolet and fluorescence spectrophotometry and electrochemical techniques. The aim is to provide the student with an overview (specific equipment and data interpretation) and knowledge of how to combine the information obtained from each of the techniques, with a view to structural characterization. These objectives pursue "Quality Education", goal 4 of the Sustainable Development Goals (SDGs) (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/).

2. Learning results

To know the physical foundations on which all the techniques presented throughout the subject are based and the type of information provided by each technique.

To interpret the information provided by the spectra or diagrams generated by each technique and relate it directly to the structure of the compound.

To know and identify for each technique the instrumentation used, its most relevant components and its specific functions.

To conduct sample preparation, perform programmed experiments and design new ones (provided the software and technique allow it) and manipulate the most relevant parameters of each experiment to achieve a given information.

To acquire an integrated vision of the different techniques, selecting that particular technique or combination of them that are most appropriate for the resolution of specific problems.

3. Syllabus

Block 1. MRI

Topic 1. Physical fundamentals.

Topic 2. 1D experiments.

Topic 3. The NOE effect.

Topic 4. 2D experiments.

Topic 5. Instrumentation.

Topic 6. Dynamic processes

Block 2. UV-Vis Spectroscopy and Luminescence

Topic 7. UV-Vis, principles.

Topic 8. UV-Vis, applications. Colorants. Vapochromism and solvochromism.

Topic 9. Luminescence, principles.

Topic 10. Luminescence, applications. Light emitting devices and sensors.

Block 3. Mass Spectrometry and coupled Techniques

Topic 11. Fundamentals of mass spectrometry.

Topic 12. Tandem mass spectrometry.

Topic 13. Chromatographic techniques coupled to mass spectrometry.

Block 4. Electrochemical techniques

Topic 14. Basic concepts.

Topic 15. Cyclic voltammetry and other electrochemical techniques.

4. Academic activities

Methodology based on:

1. Expository  participative classes (3 ECTS).

2. Problem classes and seminars in which real problems are analysed. In them, it is also discussed how the results of the different techniques are interpreted in scientific publications (2 ECTS).

3. Practical sessions, of compulsory attendance, in which the parts of the instrumental equipment and its operation are analysed (1 ECTS).

4. Completion of a guided work of a practical nature.

Other activities:

-Group or individualized tutoring.

-Students may attend the practical sessions or take the postgraduate course of the Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) "Practical course on structural determination techniques".

5. Assessment system

Type of tests, assessment criteria and levels of demand

The continuous assessment of this subject is based on the following activities with the weighting shown below:

1. A written test to be taken during the global assessment period consisting of the solving of problems as well as theoretical and theoretical-practical questions (50 %).

2. Preparation and oral presentation, individually or in groups, of a guided work of a practical nature (25 %).

3. Problem solving exams and theoretical-practical questions of each technique or analysis of publications related to the topic (25 %).

The final grade will be the better of GRADE 1 or GRADE 2:

GRADE 1 = 0.25 x grade for exams + 0.25 x grade for the work submitted + 0.50 x grade for global written test

GRADE 2 = global written test grade.

Students will be graded in the second annual call by means of a single written test that will include all the theory, problems and practice topics defined as programmed learning activities.


Curso Académico: 2023/24

543 - Máster Universitario en Química Molecular y Catálisis Homogénea

60453 - Técnicas de caracterización estructural


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60453 - Técnicas de caracterización estructural
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

El objetivo principal es proporcionar al alumno una variedad de herramientas de caracterización estructural y medida de propiedades físicas y químicas, imprescindibles en la investigación en síntesis química y catálisis en el ámbito académico y en la industria. Se centra en cuatro técnicas: espectroscopia de resonancia magnética nuclear, espectrometría de masas, espectrofotometría visible-ultravioleta y de fluorescencia y técnicas electroquímicas. Se pretende proporcionar al alumno una visión de conjunto (equipamiento específico e interpretación de datos) y cómo combinar la información obtenida de cada una de las técnicas, orientada a la caracterización estructural. Estos objetivos persiguen una “Educación de calidad”, objetivo 4 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/).

2. Resultados de aprendizaje

Conocer los fundamentos físicos en los que se basan todas las técnicas que se presentan a lo largo de la asignatura y el tipo de información que genera/proporciona cada técnica.

Interpretar la información proporcionada por los espectros o diagramas que genera cada técnica y relacionarla directamente con la estructura del compuesto.

Conocer e identificar para cada una de las técnicas la instrumentación que utiliza, sus componentes más relevantes y sus funciones específicas.

Llevar a cabo la preparación de muestras, realizar experimentos programados y diseñar nuevos (en los casos en los que el software y la técnica lo permitan) y manipular los parámetros más relevantes de cada experimento para lograr una información determinada.

Adquirir una visión integrada de las distintas técnicas, seleccionando aquella técnica o combinación de técnicas particulares que sean más adecuadas para la resolución de problemas específicos.

3. Programa de la asignatura

Bloque 1. RMN

Tema 1. Fundamentos físicos.

Tema 2. Experimentos 1D.

Tema 3. El efecto NOE.

Tema 4. Experimentos 2D.

Tema 5. Instrumentación.

Tema 6. Procesos dinámicos

Bloque 2. Espectroscopia UV-Vis y Luminiscencia

Tema 7. UV-Vis, principios.

Tema 8. UV-Vis, aplicaciones. Colorantes. Vapocromismo y solvocromismo.

Tema 9. Luminiscencia, principios.

Tema 10. Luminiscencia, aplicaciones. Dispositivos emisores de luz y sensores.

Bloque 3. Espectrometría de Masas y técnicas acopladas

Tema 11. Fundamentos de espectrometría de masas.

Tema 12. Espectrometría de masas tándem.

Tema 13. Técnicas cromatográficas acopladas a la espectrometría de masas.

Bloque 4. Técnicas electroquímicas

Tema 14. Conceptos básicos.

Tema 15. Voltametría cíclica y otras técnicas electroquímicas.

4. Actividades académicas

Metodología basada en:

1. clases expositivas de carácter participativo (3 ECTS).

2. clases de problemas y seminarios en las que se analizan problemas reales y se discute cómo se interpretan los resultados de las distintas técnicas en publicaciones científicas (2 ECTS).

3. Sesiones prácticas, de asistencia obligatoria, en las que se analizan las partes del equipo instrumental y su funcionamiento (1 ECTS).

4. Realización de un trabajo dirigido de carácter práctico.

Otras actividades:

-Tutorías en grupo o individualizadas.

-Los alumnos podrán asistir a las sesiones prácticas correspondientes al curso o realizar el curso de postgrado del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) "Curso práctico de técnicas de determinación estructural”.

5. Sistema de evaluación

Tipo de pruebas, criterios de evaluación y niveles de exigencia

La evaluación continua de esta asignatura está basada en las siguientes actividades con la ponderación que se indica:

1. Una prueba escrita a realizar en el periodo de evaluación global consistente en la resolución de problemas y cuestiones teóricas y teórico-prácticas (50 %)

2. Preparación y exposición oral, de forma individual o en grupo, de un trabajo dirigido de carácter práctico (25 %)

3. Controles de resolución de problemas y cuestiones teórico-prácticas de cada técnica o análisis de publicaciones relativas al tema (25 %).

La calificación final será la mejor entre NOTA 1 ó NOTA 2:

NOTA 1 = 0,25 x nota de controles + 0,25 x nota del trabajo presentado + 0,50 x nota prueba escrita global

NOTA 2 = nota prueba escrita global.

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