Información general del curso

Objetivos del curso

1. Presentar al estudiante una visión molecular, a primeros principios, de las propiedades termoquímicas macroscópicas que se desarrollan in extenso desde el punto de vista fenomenológico en los cursos básicos posteriores o simultáneos de Fisicoquímica clásica.

2. Presentar al estudiante una visión cuantitativa de los fundamentos de estructura y reactividad molecular, cuyas aplicaciones químicas ve en los cursos de Química Orgáncia e Inorgánica.

3. Entrenar al estudiante en el empleo de procedimientos computacionales para modelar procesos químicos, como herramienta complementaria o alternativa a las determinaciones experimentales.

4. Introducir los principios fundamentales y las herramientas básicas de la Mecánica y Química Cuántica, Termodinámica Estadística, Espectroscopía Molecular y Teoría de Reacciones Químicas.

5. Sistematizar los conceptos fisicoquímicos introducidos en Química General y habilitar al estudiante para realizar cursos de segundo y tercer nivel en Química Teórica y Computacional.

Conocimientos previos requeridos

Desde el punto de vista matemático, es necesario que el estudiante domine el cálculo diferencial e integral básico, así como que tenga conocimientos de los rudimentos de ecuaciones diferenciales . Es conveniente, pero no imprescindible, que el estudiante tenga conocimientos de matrices y determinantes, así como de probabilidades. Desde el punto de vista físico, es necesario que el estudiante tenga conocimientos de mecánica clásica y conveniente que los tenga de electromagnetismo. Desde el punto de vista químico, es indispensable que el estudiante haya realizado al menos un semestre de Química General, al nivel en que se dicta en la Facultad de Química, y esté realizando simultáneamente un segundo semestre de Química General (se espera que previamente a este curso el estudiante esté viendo ciertos conocimientos de atomística al nivel en que se dictan en Química General y que, al menos simultáneamente, adquiera conceptos de equilibrio químico y funciones termodinámicas). Se considera recomendable que este curso se realice previa o simultáneamente a Fisicoquímica General I.

Estructura del curso

El curso está estructurado en dos hemisemestres de 6 semanas de duración, con una carga de laboratorio computacional de 2 horas por semana. Hay además dos horas adicionales por semana dedicadas a los fundamentos teóricos. El curso tiene una asignación de 6 créditos. El curso se lleva a cabo en los semestres pares y en 2020 se dictará en modalidad de teleconferencias.

Programa Analítico

1. Introducción y conceptos básicos

2. Las ondas en física clásica

3. La ecuación de Schrödinger y la partícula en la caja

4. Postulados y principios de la Mecánica Cuántica

5. Átomo de hidrógeno

6. Átomos multielectrónicos

7. Moléculas diatómicas y enlace químico

8. Superficies de energía potencial - Parte 1

9. Superficies de energía potencial - Parte 2

10. Aplicaciones

Bibliografía útil

Estos libros sirven para profundizar ideas o para cubrir material que no se ve en el curso.

1. Molecular Mechanics across Chemistry
   Anthony K. Rappé and Carla J. Casewit (University Science Books, Sausalito, CA, 1997)
   El autor tiene un sitio dedicado a este libro en la Web.

2. Chemical Applications of Molecular Modelling
   Jonathan M. Goodman (Royal Society of Chemistry, London, 1998)
   Puede encontrar el el sitio Web del autor aquí.

3. Molecular Modeling of Inorganic Compounds
   Peter Comba and Trevor W. Hambley (VCH, Wiley, Weinheim, 1995)
   El sitio Web del Prof. Comba se encuentra aquí.

4. Molecular Modelling, Principles and Applications
   Andrew R. Leach (Longman, Edinburgh Gate, 1995)

5. A Guide to Molecular Mechanics and Quantum Chemical Calculations
   Warren J. Hehre (Wavefunction, Inc, Irvine, CA, 2003)

6. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd Ed.
   James B. Foresman, Æleen Frisch (Gaussian Inc, Pittsurgh, PA, 1996)

7. Computer Modeling of Chemical Reactions in Enzymes and Solutions
   Arieh Warshel (J. Wiley & Sons, New York, 1997)

8. The molecular modeling workbook for organic chemistry
   Warren J. Hehre, Alan J. Shusterman, Janet E. Nelson (Wavefunction, Inc, Irvine, CA, 1998)

9. Introduction to computational chemistry
   Frank Jensen (J. Wiley & Sons, Chichester, 2001)

10. Computational chemistry: A practical guide for applying techniques to real-world problems
    David C. Young (J. Wiley & Sons, New York, 2001)