Asignatura que introduce conceptos básicos en Física y Quimica para nivelar al alumnado en esas materias.

El objetivo de esta asignatura es asegurar una homogeneidad en conocimientos básicos de Química y de Física necesarios para la nanociencia independientemente de la formación previa que tengan los estudiantes matriculados. Estos normalmente procederán de grados científicos o tecnológicos tales como Biología, Bioquímica o Ingeniería Química, aparte de Química o Física, en los que los contenidos y objetivos de este curso se pueden haber obtenido en niveles muy diferentes.
Se plantean para los alumnos que sigan el curso los siguientes objetivos:
1. Obtener o demostrar la capacidad de manejar el lenguaje básico de la estructura y enlace químicos de las moléculas, tanto inorgánicas como orgánicas, incluyendo las interacciones moleculares no enlazadas.
2. Obtener o demostrar la capacidad de manejar el lenguaje básico de la Química Teórica y Computacional en relación con el objetivo anterior.
3. Obtener o demostrar conocimiento básico del cálculo de propiedades termodinámicas a partir de conceptos estadísticos.
4. Obtener o demostrar la capacidad de manejar el lenguaje básico de la estructura y enlace en estado sólido.
5. Obtener o demostrar la capacidad de manejar el lenguaje básico de la estructura electrónica en estado sólido.
6. Obtener o demostrar la capacidad de manejar el lenguaje básico de la óptica física en relación con interacción entre la radiación electromagnética y el sólido.
7. Obtener o demostrar la capacidad de manejar el lenguaje básico de las propiedades eléctricas y magnéticas.

Adquirir conceptos fundamentales de la Física y la Química para aprovechar con éxito el resto de asignaturas del máster.

Part 1: Basics concepts in chemistry

1. Reactividad y equilibrios químicos (4 horas)

a. Breve revisión de reacciones ácido-base, redox, de formación de complejos y de precipitación Bibliografía: Petrucci. Quimica general e inorgánica.Tomo 1

2. Química de la coordinación (9 HORAS) a. Introducción b. Estructuras de los compuestos de coordinación c. Teorías de enlace en los compuestos de coordinación d. Velocidad y mecanismos de las reacciones de los compuestos de coordinación Bibliografía: Glen E. Rodgers. Química Inorgánica. Introducción a la Química de la Coordinación, del estado sólido y descriptiva. Capítulos 1 a 5

3. Química orgánica: (9 HORAS)

a) Constitución de los compuestos orgánicos: esqueleto hidrocarbonado y grupos funcionales. Reglas básicas de nomenclatura. Conceptos estereoquímicos básicos: Quiralidad y actividad óptica. Conformación y configuración. Enantiómeros y diasteroisómeros. b) Deslocalización electrónica Resonancia. Aromaticidad. Propiedades ácido-base de los compuestos orgánicos: Relación estructura acidez c) Estructura tridimensional: estereoquímica y quiralidad. Bibliografía: J. E. McMurry, Organic Chemistry, 8th Edition; Brooks/Cole, 2012 P. Y. Bruice, Química Orgánica, 8ª Edición; Pearson-Prentice Hall, México, 2008.

4. Determinación estructural (4 horas).

a) Conceptos de Simetría. Grupos de simetría. b) Vibraciones en Moléculas. Espectroscopia de infrarrojo y Raman. Espectros de IR de compuestos orgánicos e inorgánicos: Zonas de vibración características. Factores que influyen sobre las frecuencias de grupo. Principales grupos funcionales y frecuencias características. Enlace de hidrógeno. Frecuencias características de compuestos de coordinación y organometálicos. Modo de coordinación de ligandos. Estereoquímica en torno al átomo central. c) Otras Espectroscopias y Espectrometrías. Resonancia Mágnetica Nuclear. Aspectos generales. Descripción básica del fenómeno de la RMN. Desplazamiento Qúimico. Espectrometria de Masas. Fundamentos. Técnicas experimentales en espectrometría de masas.

Part 2: Basics concepts in physics

1. Estructura Cristalina y Espacio Recíproco (6 horas)

1.1. Interacciones entre los átomos de un sólido 1.2. Estructura cristalina: celda unidad y redes de Bravais 1.3. Técnicas de difracción y espacio recíproco 1.4. Seminario

2. Vibraciones en Moléculas y Cristales (4 horas)

2.1. Pequeñas oscilaciones alrededor del equilibrio 2.2. Modos normales de vibración en moléculas 2.3. Sistemas infinitos. Ecuación de ondas. Fonones en cristales. 2.4. Oscilaciones amortiguadas, forzadas y resonancia. 2.5. Seminario (1 hora)

3. Estructura Electrónica de Sólidos (8 horas)

3.1. Introducción a la Física Cuántica. Función de Ondas. Operadores y Estados. Amplitudes de probabilidad. Ecuación de Schrödinger. 3.2. Confinamiento cuántico y estados ligados. 3.3. Bandas en sólidos. Masa efectiva. Densidad de Estados. 3.4. Seminario.

4. Electromagnetismo en la materia (8 horas)

4.1. Fuerzas eléctrica y magnética sobre cargas en movimiento. Fuerza de Lorentz. 4.2. Electrostática: Ley de Gauss. 4.3. Magnetostática: Ley de Ampère. 4.4. Inducción electromagnética: Ley de Faraday. 4.5. Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas. 4.6. Constante dieléctrica y polarización: Conductores y dieléctricos. 4.7. Susceptibilidad magnética y propiedades magnéticas de los sólidos. 4.8. Seminario.

5. Propiedades físicas de los sólidos (4 horas)

5.1. Transporte de carga: Modelo de Drude y Ley de Ohm. 5.2. Propiedades ópticas de los sólidos. Absorción y emisión de luz. Transiciones Interbanda. Plasmones. 5.3. Propiedades mecánicas de los sólidos: Elasticidad y módulo de Young. 5.4. Seminario.

La evaluación del máster se regirá según el convenio firmado entre las universidades participantes y será único para todas ellas independientemente de que existan matices normativos que las diferencien.