1. Objetivos

El objetivo de esta asignatura es profundizar y extender los conocimientos adquiridos en la licenciatura en los campos de la Cinética Química, la Dinámica de Reacciones Químicas, y campos afines. Con este fin se

• » Describen y analizan las técnicas experimentales modernas utilizadas para la dilucidación de mecanismos de reacción y la determinación de constantes de cinéticas.esaltar el paper del láser en la espectroscopía
• » Describir y analizar las técnicas experimentales empleadas en los estudios experimentales de dinámicas y estereodinámica de procesos de fotodisociación y reacciones bimoleculares en fase gas.
• » Estudiar la aplicación de estas técnicas a reacciones de interés en Química Atmosférica, Química de la Combustión, Astroquímica o Fotoquímica.

Tras completar este modulo el alumno:

1. Identificará las técnicas experimentales más adecuadas para un estudio cinético atendiendo a factores como la velocidad de la reacción, la naturaleza de los reactivos y productos, y otros factores.
2. Evaluará la adecuación de distintas las técnicas experimentales utilizadas para la generación o preparación de reactivos en estudios de cinética química y dinámica de reacciones.
3. Evaluará críticamente la adecuación de distintas técnicas experimentales utilizadas para la detección de productos en estudios de cinética.
4. Evaluará la idoneidad y limitaciones de las técnicas experimentales utilizadas para la caracterización de las propiedades de productos en estudios de dinámica y estereodinámica de reacciones químicas.
5. Utilizará técnicas de análisis y simulación básicas para el análisis de resultados experimentales en un estudio cinético y dinámico.

2. Contenidos

1. Método de bombeo y sonda. Aplicación a la cinética de reacciones químicas.
2. Fotólisis de destello por láser. Fotodisociación.
3. Métodos de espectroscopía láser aplicados al estudio de la dinámica de reacciones.
4. Haces moleculares. Colisiones moleculares. Agregación molecular.
5. Cinética de plasmas.
6. Métodos láser de preparación de estados cuánticos moleculares.
7. Determinación de poblaciones de estados nacientes. Determinación de secciones eficaces diferenciales. Método de cartografía de velocidades por imagen de iones.

3. Metodología

La docencia correspondiente al curso teórico intensivo se lleva a cabo mediante un sistema mixto que incluye i) lecciones magistrales, sobre un material didáctico previamente distribuido a los alumnos, y ii) ejercicios y trabajos prácticos, así como seminarios especializados relacionados con las materias impartidas. Esta parte intensiva es la que, de modo rotatorio, se desarrolla en una de las universidades participantes y que se coordina por el responsable local del programa. En este curso intensivo se le proponen al alumno una serie de ejercicios destinados a afianzar conceptos y a poner en práctica los conocimientos adquiridos. Una vez de vuelta a su universidad de origen, el alumno terminará de resolver los ejercicios y de realizar los trabajos prácticos propuestos bajo la supervisión del tutor de su universidad. Éste no sólo comprobará que el alumno realiza los ejercicios y trabajos sino que estará disponible para la resolución de cualquier duda que el alumno pueda plantear. A este fin dispondrá de instrucciones por parte de los profesores que imparten el curso sobre el nivel de exigencia en cada uno de los trabajos propuestos, y también sobre el nivel de dificultad que entrañan.

4. Evaluación

La evaluación de los estudiantes se realizará por parte de los profesores que imparten las asignaturas del curso teórico intensivo y el curso práctico (experimentación), de forma coordinada con los tutores de cada universidad (que deberán firmar las actas correspondientes). Una vez finalizado el curso intensivo, los alumnos han tenido que resolver una hoja de ejercicios de cada una de las asignaturas obligatorias que han entregado al correspondiente profesor/profesores de la asignatura para su corrección y evaluación. Así mismo, los alumnos han tenido que presentar un trabajo de comentario de artículos científicos representativos propuestos por los profesores de cada una de las asignaturas optativas. Todos estos trabajos se realizaron con el apoyo de tutorías mediante correo electrónico por parte de los profesores responsables de cada asignatura. La evaluación de los alumnos por parte del profesorado se ha basado en la asistencia y trabajo por parte de los alumnos durante las clases presenciales (70%) y en la evaluación de los ejercicios/trabajos propuestos realizados postreriormente de forma individual (30%).

5. Bibliografía

Libros.

• [1] J. I. Steinfeld, J. S. Francisco, W. L. Hase, Chemical Kinetics and Dynamics 2nd ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1999.
• [2] Paul L. Houston, Chemical Kinetics and Reaction Dynamics, McGraw-Hill, Boston, 2001
• [3] Finlayson-Pitts, B. J. y Pitts, J. N. Jr., Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere: Theory, Experiments and Aplications, Academic Press, New York, 2000.
• [4] A. González-Ureña, Cinética Química, Síntesis, Madrid, 2001.
• [5] H. H. Telle, A. González-Ureña, R. J. Donovan, Laser Chemistry, Wiley, Chichester, 2007.
• [6] R. D. Levine and R. B. Bernstein, Molecular Reaction Dynamics and Chemical Reactivity, Oxford University Press, Oxford, 1987.
• [7] R. D. Levine, Molecular Reaction Dynamics, Cambridge, Cambridge University Press, Cambridge, 2005
• [8] B. J. Whitaker (ed.), Imaging in Molecular Dynamics. Technology and Applications, Cambridge University Press, Cambridge,2003

Artículos.

• [1] A. J. Alexander and R. N. Zare , Anatomy of Elementary Chemical Reactions, Journal of Chemical Education, 75, 1105 – 1118, 1998.
• [2] P. L. Houston, Correlated Photochemistry: The Legacy of Johann Christian Doppler, Acc. Chem. Res., 1989,22, 309 –314.
• [3] A. J. Alexander, M. Brouard, K. S. Kalogerakis and J. P. Simons, Chemistry with a sense of direction - the stereodynamics of bimolecular reactions, Chemical Society Reviews, 1998, 27, 405 – 415.
• [4] H. Sato, Photodissociation of Simple Molecules in the Gas Phase, Chem. Rev., 2001, 101, 2687 – 2725.
• [5] M. Brouard, P. O'Keeffe, C. Wallance, Product State Resolved of Elementary Reactions, J. Phys. Chem. A, 2002, 106, 3629 – 3641.
• [6] M. D. Wheeler, S. M. Newman, A. J. Orr-Ewing, Cavity Ring Down Spectroscopy, J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1988, 94, 337 – 351.
• [7] M. N. R. Ashfold et al., Imaging the dynamics of gas phase reactions, Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8, 26 – 53.