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materias:quimica_y_fisica_de_materiales [2015/12/09 12:08] (actual)
laura.triana creado
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 +======Química y Física de Materiales======
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 +=====Objetivos=====
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 +Los primeros tres meses (12 semanas) del curso cubrirán la Mecánica Cuántica conceptual, analítica y teórica en el análisis de sistemas simples en una, dos y tres dimensiones, tales como: una partícula en una caja, el oscilador armónico y su espectro, el rotor rígido y su espectro, el átomo de Hidrógeno y el átomo de Helio.  El curso posterior de Ciencia e Ingeniería de Nanoescala cubre soluciones numéricas al problema de n-cuerpos y su aplicación al cálculo de estructura electrónica en átomos y moléculas de muchos electrones, más allá de Hidrógeno y Helio.
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 +Durante las últimas 4 semanas se abordarán temas asociados con ciencia de materiales, particularmente materiales cristalinos, mediante una aproximación teórica a su estructura, incluyendo: redes de Bravais, índices de dirección y de Miller, el espacio recíproco, simetría, entre otros. 
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 +Tanto la mecánica cuántica como las bases en ciencia de materiales ayudarán a la comprensión de las propiedades materiales a partir de su estructura.
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 +=====Medología=====
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 +Se tendrán dos sesiones de clase por semana (dos horas/clase), desarrollando los temas propuestos de manera conceptual, analítica y teórica, para luego resolver problemas aplicados a través de casos concretos. Se asignarán problemas y exposiciones de temas adicionales como complemento para los estudiantes. Se utilizarán ayudas audiovisuales disponibles en Internet, tales como demostraciones animadas y simulaciones de algunos temas estudiados. 
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 +=====Contenido=====
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 +1. Ecuación Clásica de Onda
 +1.1 Ecuación Clásica de Onda Unidimensional
 +1.2 Separación de Variables 
 +1.3 Soluciones Oscilatorias a las Ecuaciones Diferenciales
 +1.4 Superposición de Modos Normales
 +1.5 Membrana Vibratoria
 +1.6 Interferencia de Ondas
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 +2. Ecuación de Schrödinger y Partícula en una Caja
 +2.1 Ecuación de Schrödinger
 +2.2 Operadores Lineales en Mecánica Cuántica 
 +2.3 Problemas de Valores Propios en Mecánica Cuántica 
 +2.4 Funciones de Onda y su Interpretación Probabilística
 +2.5 Energías Cuantizadas
 +2.6 Funciones de Onda Normalizadas 
 +2.7 Cantidades Promedio en Mecánica Cuántica
 +2.8 El Principio de Incertidumbre y Operadores 
 +2.9 Partícula en una Caja Tridimensional
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 +3. Postulados y Principios Generales de la Mecánica Cuántica
 +3.1 Funciones de Estado
 +3.2 Operadores Mecánico-Cuánticos y Variables Clásicas
 +3.3 Cantidades Observables y Valores Propios
 +3.4 Conmutadores y el Principio de Incertidumbre
 +3.5 Operadores Hermíticos
 +3.6 Operadores Hermíticos y Ortogonalidad
 +3.7 Operadores que Conmutan y Funciones Propias Mutuas
 +3.8 Probabilidad de una Medición y Coeficientes de Fourier
 +3.9 Ecuación de Schrödinger Dependiente del Tiempo
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 +4. Oscilador Armónico y Espectroscopía Vibracional
 +4.1 Oscilador Armónico Clásico
 +4.2 Conservación de la Energía de un Oscilador Armónico Clásico
 +4.3 Modelo del Oscilador Armónico para una Molécula Diatómica
 +4.4 Aproximación del Oscilador Armónico
 +4.5 Niveles de Energía de un Oscilador Armónico Cuántico
 +4.6 Espectro Infrarrojo de Moléculas Diatómicas
 +4.7 Sobretonos en Espectros Vibracionales 
 +4.8 Funciones de Onda del Oscilador Armónico
 +4.9 Paridad de los Polinomios de Hermite
 +4.10 Relaciones entre Polinomios de Hermite
 +4.11 Coordenadas Normales
 +4.12 Regla de Selección del Oscilador Armónico
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 +5. Rotor Rígido y Espectroscopía Rotacional
 +5.1 Niveles de Energía de un Rotor Rígido
 +5.2 Modelo del Rotor Rígido para una Molécula Diatómica
 +5.3 Espectro Roto-Vibracional
 +5.4 Interacción Rotación-Vibración
 +5.5 Rotor No-Rígido
 +5.6 Armónicos  Esféricos
 +5.7 Regla de Selección de un Rotor Rígido
 +5.8 Momentum Angular y Mediciones
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 +6. Átomo de Hidrógeno
 +6.1 Ecuación de Schrödinger del Átomo de Hidrógeno
 +6.2 Orbitales s
 +6.3 Orbitales p
 +6.4 Efecto Zeeman
 +6.5 Spín del Electrón
 +6.6 Interacción Spín-Órbita
 +6.7 Términos Simbólicos del Átomo de Hidrógeno
 +6.8 Efecto Zeeman Revisado
 +6.9 Ecuación de Schrödinger del Átomo de Helio
 +7. Introducción a redes
 +7.1 Celdas unitarias
 +7.2 Redes de Bravais
 +7.3 Simetría
 +7.4 Ejes, planos y direcciones de red
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 +8. Estructuras cristalinas
 +8.1 Tamaño atómico y número de coordinación
 +8.2 Distancias interatómicas
 +8.3 El espacio recíproco
 +8.4 Grupos espaciales
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 +9. Enlaces atómicos
 +9.1 Enlace covalente
 +9.2 Enlace iónico
 +9.3 Enlace metálico
 +9.4 Fuerzas de Van der Waals
 +9.5 Energía de ionización y afinidad electrónica
 +9.6 Electronegatividad
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 +=====Evaluación=====
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 +|1)| 1er. examen (Caps. 1 a 2) al final del primer mes |(15%)|
 +|2)| Solución y exposición de problemas y temas adicionales durante el primer mes |(10%)|
 +|3)| 2do. examen (Caps. 3 a 4) al final del segundo mes |(15%)|
 +|4)| Solución y exposición de problemas y temas adicionales durante el  segundo mes |(10%)|
 +|5)| 3er. examen (Caps. 5 a 6) al final del tercer mes |(15%)|
 +|6)|Solución y exposición de problemas y temas adicionales durante el  tercer mes |(10%)|
 +|6)| 4º examen (Caps. 7, 8 y 9) al final del cuarto mes |(15%)|
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 +=====Bibliografía=====
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 +Libros Guía: 
 +1) Donald A. McQuarrie, Quantum Chemistry, 2nd. edition, University Science Books, 2007.
 +2) Joel I. Gersten, Frederik W. Smith. The Physics and Chemistry of Materials. John Wiley and Sons, 2001.
 +Otros Libros: 
 +1) Ira N. Levine; Quantum Chemistry, 5th. edition, Prentice Hall, 1999.
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 +2) Atkins, P. and J. de Paula; Physical Chemistry, 7th. edition, Chapters 8 to 15, W. H. Freeman and Company, 2001.
 +3) Alexander McPherson. Introduction to macromolecular crystallography. John Wiley and Sons
 +4) B. D Cullity and S.R. Stock. Elements of X-ray Diffraction. Third Edition. Prentice Hall, 2001.
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materias/quimica_y_fisica_de_materiales.txt · Última modificación: 2015/12/09 12:08 por laura.triana
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