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Guías docentes
 

35800 - QUÍMICA DEL ESTADO SÓLIDO (2017-18)

Datos generales  

Código: 35800
Profesor/a responsable:
GARCIA GARCIA, AVELINA ANTONIA
Crdts. ECTS: 6,00
Créditos teóricos: 1,60
Créditos prácticos: 0,80
Carga no presencial: 3,60

Departamentos con docencia

Estudios en los que se imparte



Competencias y objetivos

Contexto de la asignatura para el curso 2017-18

 La Química del Estado Sólido es una asignatura de carácter Obligatorio, dentro de la Materia Estado Sólido, del Módulo Fundamental del Máster de Ciencia de Materiales. La asignatura consta de 6 créditos ECTS (5 teóricos y 1 práctico).

 

 

Competencias de la asignatura (verificadas por ANECA en grados y másteres oficiales)

Competencias Generales del Título (CG)

  • CG1 : Desarrollar un aprendizaje autodirigido o autónomo de profundización en la materia.
  • CG2 : Seguir e interpretar críticamente los últimos adelantos en la teoría y la práctica de la Ciencia de Materiales.
  • CG4 : Llevar a cabo con corrección suficiente la comunicación oral y escrita, en castellano y en inglés, de los contenidos de la materia.
  • CG6 : Utilizar la bibliografía científica, bases de patentes y de legislación.
  • CG7 : Utilizar las herramientas informáticas y las tecnologías de la información.

 

Competencias específicas:>>fundamentales

  • CEF1 : Conocer los conceptos fundamentales sobre la Química del Estado Sólido para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF10 : Conocer el concepto de nanomateriales y las principales propiedades que los caracterizan.
  • CEF2 : Conocer los conceptos fundamentales sobre la Física de Estado Sólido para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF4 : Conocer los fundamentos de las técnicas de caracterización principales para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF5 : Conocer las propiedades más destacadas de los materiales (mecánicas, eléctricas, ópticas, etc.)
  • CEF6 : Clasificar materiales según propiedades y aplicaciones.
  • CEF7 : Determinar las técnicas de caracterización adecuadas para cada tipo de material.
  • CEF8 : Seleccionar materiales para una determinada aplicación.
  • CEF9 : Interpretar comportamientos y establecer relaciones entre propiedades y estructura.

 

Competencia exclusiva de la asignatura

Sin datos

Resultados de aprendizaje (Objetivos formativos)

Conocimiento de los conceptos fundamentales de la Ciencia de Materiales, las propiedades principales de los sólidos y las técnicas principales de  caracterización. Establecer relación entre propiedades y estructura.

Objetivos específicos indicados por el profesorado para el curso 2017-18

 Estudio de:

- Las principales rutas de síntesis de sólidos, indagando en las consideraciones energéticas y estructurales de sólidos representativos.

- Familias de sólidos inorgánicos con propiedades relevantes y su impacto tecnológico.

Acercamiento a:

- La Química de los Nanomateriales: procedimientos de síntesis y propiedades novedosas que los caracterizan.

 


Contenidos y bibliografía

Contenidos para el curso 2017-18

Tema 1. Estructuras cristalinas.

Conceptos principales. Revisión de las principales estructuras cristalinas. Determinación de estructuras cristalinas: Difracción de Rayos X, Difracción de Neutrones y Difracción de Electrones.

 

Tema 2. Enlace en sólidos y propiedades electrónicas.

Breve revisión de los modelos de enlace en sólidos. Enlace metálico. Modelo del electrón libre. Estructura de bandas de energía en los sólidos. Conducción en términos del modelo de bandas: metales, semiconductores y aislantes.

 

Tema 3. Defectos cristalinos y no estequiometría.

Cristales perfectos e imperfectos. Tipos de defectos. Termodinámica de superficies. Defectos puntuales. Defectos extendidos. No estequiometría.

 

Tema 4. Difusión

Difusión en sólidos. Mecanismos de difusión. Difusión en sólidos iónicos. Conductividad iónica. Electrolitos sólidos.

 

Tema 5. Propiedades eléctricas.

Conducción eléctrica en metales. Semiconductores intrínsecos. Semiconductores extrínsecos. Superconductividad. Ejemplos representativos.

Materiales dieléctricos. Ferroelectricidad. Piroelectricidad. Piezoelectricidad. Ejemplos representativos.

 

Tema 6. Propiedades magnéticas.

Comportamiento de los sólidos en presencia de un campo magnético. Efecto de la temperatura. Comportamiento ferromagnético, ferrimagnético y antiferromagnético. Ejemplos representativos de sólidos con propiedades magnéticas: metales y aleaciones, óxidos de metales de transición, espinelas, ilmenitas y perosvskitas. Magnetorresistencia colosal.

 

Tema 7. Propiedades ópticas.

Introducción. Interacción de la radiación electromagnética con los sólidos. Luminiscencia. Láseres. Color en los sólidos.

 

Tema 8. Síntesis de sólidos.

Introducción. Síntesis sólido-sólido: consideraciones estructurales y energéticas. Co-precipitación como etapa precursora de la síntesis en estado sólido. Cristalización de disoluciones, geles, fundidos y vidrios. Métodos de transporte en fase vapor. Modificación de estructuras existentes por intercalación e intercambio iónico. Métodos de reducción electroquímicos. Crecimiento de monocristales. Métodos hidrotermales y a elevada presión.

 Tema 9. Nanomateriales.

Terminología. Nuevas propiedades ópticas de los nanomateriales. Fabricación a nanoescala. Procedimientos de síntesis de nanopartículas y de películas delgadas. Materiales artificialmente dispuestos en capas: pozos cuánticos, superredes de estado sólido y estructuras cristalinas artificialmente dispuestas en capas. Nanoestructuras ensambladas: control dimensional en nanoestructuras.

 

Clases prácticas de problemas.

Se dedicarán a la resolución de cuestiones y problemas que el alumno ya habrá trabajado de forma no presencial.

 

 

Prácticas

 

El alumno realizará la síntesis y la caracterización de ciertos sólidos con propiedades interesantes:

1) Dos ferritas con diferente comportamiento magnético. Utilización de la balanza magnética.

2)  Obtención de óxidos mixtos ceria-zirconia mediante diferentes procedimientos: co-precipitación en medio básico, ruta sol-gel y mediante combustión en disolución con urea. Caracterización estructural y morfológica mediante DRX y SEM.

 

Enlaces relacionados

http://www.iciq.org/jobs-grants/position/iciq-international-phd-fellowship-programme-3/
Anuncio de: Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ) We are offering 19 PhD positions to graduate students interested in carrying out a research project in one of ICIQ`s research groups. The deadline for applications is 13 March 2018.
http://www.graphene.manchester.ac.uk/discover/video-gallery/
Videos editados por el Instituto Nacional del Grafeno (Manchester). Tutoriales explicativos de la labor del Instituto y didácticos sobre preparación, propiedades y aplicaciones del grafeno.
http://www.iciq.es/portal/Lang!en-US/967/DesktopDefault.aspx
The Institute of Chemical Research of Catalonia, has established a PhD Programme to help students from all around the world to enroll in a training and research programme.
https://www.youtube.com/watch?v=Afh3Nk7F0CA&list=PL8bSwVy8_IcPTfpYd4yeI8I0nYtVt3wI9&index=3
ENLACE AL CANAL YOUTUBE-UPM. SE TRATA DEL CANAL DE YOUTUBE DESARROLLADO POR LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID, EN LA TEMÁTICA DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES

 

Bibliografía

Understanding solids : the science of materials
Autor(es): Tilley, Richard J. D.
Edición: Chichester : John Wiley & Sons, 2021;
ISBN: 978-1-119-71650-1
Categoría: Complementario

Materials science for engineers
Autor(es): ANDERSON, J. C. [et al.]
Edición: Cheltenham : Nelson Thornes, 2003;
ISBN: 0-7487-6365-1
Categoría: Complementario

Basic solid state chemistry
Autor(es): WEST, Anthony R.
Edición: Chichester : John Wiley, 2001;
ISBN: 0-471-98756-5 (rúst.)
Categoría: Básico

Reactions and characterization of solids
Autor(es): DANN, Sandra E.
Edición: Bristol : Wiley-Interscience, 2002;
ISBN: 978-0-471-22481-5
Categoría: Básico

New directions in solid state chemistry
Autor(es): RAO, C. N. R.; GOPALAKRISHNAN, J.
Edición: Cambridge : Cambridge University Press, 1997;
ISBN: 0-521-49907-0 (pbk.)
Categoría: Complementario

Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales
Autor(es): Smith, William F. ; Hashemi, Javad
Edición: México, D.F. : McGraw-Hill, 2014;
ISBN: 978-607-15-1152-2
Categoría: Complementario

Understanding solids : the science of materials
Autor(es): Tilley, Richard J. D.
Edición: Chichester : John Wiley & Sons, 2021;
ISBN: 978-1-119-71650-1
Categoría: Complementario

Introducción a la cristalografía práctica
Autor(es): ORDÓÑEZ DELGADO, Salvador [et al.]
Edición: Alicante : Universidad de Alicante, Dpto. Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, 2000;
ISBN: 84-7908-503-7
Categoría: Complementario

Materials science and engineering
Autor(es): Callister, William D.
Edición: Hoboken (NJ) : John Wiley & Sons, 2015;
ISBN: 978-1-118-31922-2
Categoría: Básico

Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros
Autor(es): Shackelford, James F.
Edición: Madrid : Pearson Prentice Hall, 2010;
ISBN: 978-84-8322-659-9 (rúst.)
Categoría: Básico

Solid state chemistry : an introduction
Autor(es): Smart, Lesley E.
Edición: Boca Raton : CRC Press, 2012;
ISBN: 978-1-4398-4790-9
Categoría: Básico

Theory of X-ray diffraction in crystals
Autor(es): ZACHARIASEN, William H.
Edición: New York : Dover Publication, 1995;
ISBN: 0-486-68363-X
Categoría: Complementario

Solid state chemistry and its applications
Autor(es): West, Anthony R.
Edición: Hoboken : Wiley, 2022;
ISBN: 978-1-118-44744-4
Categoría: Sin especificar

Inorganic chemistry
Autor(es): Weller, Mark T.
Edición: Oxford : Oxford University Press, 2018;
ISBN: 978-0-19-876812-8
Categoría: Complementario

Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales
Autor(es): Callister, William D.
Edición: México D. F. : Limusa Wiley, 2012;
ISBN: 978-607-5-00025-1
Categoría: Básico

Evaluación

Instrumentos y criterios de evaluación 2017-18

La evaluación de las competencias se realizará de forma continua a través de la valoración por parte del profesor de las distintas actividades propuestas a los alumnos (participación en las actividades presenciales, resolución de cuestiones y problemas, exposiciones orales, trabajo en el laboratorio, informes, etc.) También se realizará una prueba escrita final. La prueba escrita final supondrá un 30% de la calificación global de la asignatura. El 70% de la calificación corresponde a las actividades formativas descritas en la guía docente.

Las actividades de evaluación continua serán recuperables, previa justificación de la no asistencia a dichas actividades formativas presenciales.

 

En el caso que el estudiante solicite la evaluación extraordinaria de Diciembre, deberá cumplir los requisitos establecidos en BOUA (fecha 11 de Julio de 2011).

Si el estudiante ha cursado previamente la asignatura se mantendrá la calificación que haya obtenido en la Evaluación Continua.

Si el estudiante no ha cursado previamente la asignatura, además del examen escrito deberá superar un examen práctico, contribuyendo cada uno de los dos exámenes con un 50% a la calificación final.

Descripción Criterio Tipo Ponderación
Exposiciones orales

Exposición de un trabajo relacionado con el temario de la asignatura

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 20
Informe de laboratorio y calidad del trabajo experimental desempeñado en prácticas

Se valorarán las destrezas y habilidades mostradas durante la síntesis de los sólidos y en el manejo de los equipos experimentales utilizados. Se entregará en los plazos convenidos un informe de laboratorio, que consistirá en un trabajo escrito sobre una de las prácticas de laboratorio realizadas en formato artículo.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 25
Participación en las clases presenciales de teoría y en los foros/redes sociales de la asignatura

Observaciones/valoraciones del profesor en cuanto a la participación activa e implicación de cada alumno.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 10
Prueba final escrita

Constará de una serie de preguntas escritas tanto de tipo teórico, como cuestiones y/o problemas.

Se realizará al finalizar la asignatura.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 30
Resolución de cuestiones y problemas

Se valorará si el alumno ha resuelto todos los ejercicios y problemas y la corrección en su realización. También se valorará la puesta en común de los mismos.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 15

 

Fechas de pruebas de evaluación oficiales para el curso 2017-18

Sin datos

 

 



Profesorado

GARCIA GARCIA, AVELINA ANTONIA
Profesor/a responsable

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1
  • PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Grupos:
    • L1
  • PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER: Grupos:
    • P1

BUENO LOPEZ, AGUSTIN

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1

 

Grupos

CLASE TEÓRICA

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. 1 (CLASE TEÓRICA) : 1 1S Todo el día CAS 4


PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. L1 (PRÁCTICAS DE LABORATORIO) : L1 1S Todo el día CAS 0


PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. P1 (PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER) : P1 1S Todo el día CAS 0




Horarios

CLASE TEÓRICA

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
1 11/09/2017 11/09/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 13/09/2017 13/09/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 15/09/2017 15/09/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 20/09/2017 20/09/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 25/09/2017 25/09/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 02/10/2017 02/10/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 06/10/2017 06/10/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 11/10/2017 11/10/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 16/10/2017 16/10/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 18/10/2017 18/10/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 20/10/2017 20/10/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 23/10/2017 23/10/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 27/10/2017 27/10/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 30/10/2017 30/10/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 10/11/2017 10/11/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 13/11/2017 13/11/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 20/11/2017 20/11/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 27/11/2017 27/11/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
1 29/11/2017 29/11/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 01/12/2017 01/12/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
L1 06/11/2017 06/11/2017 LUN 15:30 19:30 0041PB007  
L1 08/11/2017 08/11/2017 MIE 15:30 19:30 0041PB007  
L1 10/11/2017 10/11/2017 VIE 15:30 17:30 0041PB007  

PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
P1 18/09/2017 18/09/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004  
P1 29/09/2017 29/09/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
P1 04/10/2017 04/10/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 25/10/2017 25/10/2017 MIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 24/11/2017 24/11/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004