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NOMBRE DE LA ASIGNATURA |
MICROSCOPÍA INFRARROJA Y RAMAN |
CÓDIGO |
21151107 |
CURSO ACADÉMICO |
2023/2024 |
TÍTULOS DE MASTER EN QUE SE IMPARTE |
MÁSTER UNIVERSITARIO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA QUÍMICA
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TIPO |
CONTENIDOS |
Nº ECTS |
6 |
HORAS |
150 |
PERIODO |
SEMESTRE 2
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IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE |
CASTELLANO |
Esta asignatura se imparte dentro del Postgrado de Química de la Facultad de Ciencias de la UNED “Master en Ciencia y Tecnología Química” y pertenece al Módulo II correspondiente a Química Física. En ella se introducen en las técnicas de microespectroscopía infrarroja y Raman.
La asignatura está relacionada con las asignaturas del Grado de Química QUÍMICA FÍSICA II: ESPECTROSCOPIA Y ESTADÍSTICA MOLECULAR, BIOESPECTROSCOPÍA, EXPERIMENTACIÓN EN QUÍMICA FÍSICA Y QUÍMICA ANALÍTICA, TÉCNICAS Y MÉTODOS EN BIOQUÍMICA y QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL; y con la asignatura del Máster en Ciencia y Tecnología Química BIOESPECTROSCOPÍA.
La asignatura está orientada a formar a los estudiantes en una técnica instrumental que puede sevirles tanto para fines de investigación básica como para realizar estudios de tipo analítico (determinaciones analíticas en general, análisis forenses...).
Inicialmente se describen los fundamentos de estas técnicas y las peculiaridades de la instrumentación usada. Posteriormente, se pone especial énfasis en las aplicaciones tanto en química (identificación, cuantificación, mapeo, imágenes, envejecimiento, catalizadores…) como en medicina, biología, medio ambiente, geología, ciencia de los materiales (microestratigrafías, nanoestructuras), ciencia forense, arqueología, arte, documentos históricos, etc. Se han programado unos ejercicios prácticos para familiarizarse con la instrumentación y ejercitarse en la interpretación y discusión de resultados.
Se presupone el conocimiento de las bases de la espectroscopía de vibración y la aplicación macroscópica de dichas técnicas, pues son contenidos que se imparte en el Grado. En el Máster se describen los fundamentos físicos (ópticos y espectroscópicos) de las modalidades microscópicas de estas técnicas, así como su gran variedad de aplicaciones. Son herramientas que completan la formación de especialistas en química y otras disciplinas.
Para cursar Microscopía IR y Raman se deben conocer los fundamentos de la espectroscopía de vibración, tanto IR como Raman. Además, se debe tener experiencia, o haber realizado algún ejercicio, en la interpretación de estos espectros. Es asimismo fundamental ser capaz de leer y entender textos y artículos científicos y de redactar trabajos sobre lo aprendido.
La comunicación con el profesor de la asignatura se realizará básicamente mediante el curso virtual y el correo electrónico durante todos los días lectivos del curso. También se podrá contactar por teléfono o presencialmente (previa cita) en el siguiente horario (o en cualquier otro si se acuerda con antelación):
- Jose María Gavira Vallejo (jm.gavira@ccia.uned.es): lunes de 9 a 13 h.
- Rosa M Huertas Penela (rosa.huertas@ccia.uned.es): lunes de 10 a 14 h.
La dirección física de la asignatura es:
UNED - Campus de Las Rozas (edificio Las Rozas 1; Carretera Las Rozas – El Escorial Km 5 (Urbanización Monte Rozas); 28230, Las Rozas.
Tfno.:913987391 (Jose María Gavira, Despacho 123)
Tfno.: 913987304 (Rosa M Huertas, Despacho 011).
COMPETENCIAS BÁSICAS
CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
COMPETENCIAS GENERALES
CG05 - Adquirir capacidad de organización y de decisión
CG06 - Comprender y manejar sistemáticamente los aspectos más importantes relacionados con un determinado campo de la química
CG07 - Dominar las habilidades y métodos de investigación relacionados con el campo de estudio
CG08 - Adquirir la capacidad de detectar carencias en el estado actual de la ciencia y tecnología
CG09 - Desarrollar la capacidad para proponer soluciones a las carencias detectadas
CG10 - Desarrollar la capacidad para proponer y llevar a cabo experimentos con la metodología adecuada, así como para extraer conclusiones y determinar nuevas líneas de investigación
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE01 - Desarrollar la habilidad y destreza necesarias en la experimentación química para aplicar sus conocimientos químicos, teóricos y prácticos en el análisis químico
CE02 - Adquirir la capacidad de la utilización de variables que permiten obtener información químico-analítica.
CE04 - Manejar equipos e instrumentos especializados
Los objetivos de aprendizaje son:
1. Que los estudiantes conozcan los fundamentos y características de los microscopios IR y Raman, los fenómenos y efectos físicos en los que se basan estos instrumentos, sus posibilidades y limitaciones.
2. Que conozcan, asimismo, las principales aplicaciones de estas técnicas en muy diversos campos.
3. Estimular la creatividad e imaginación de los estudiantes para que, conociendo las aplicaciones realizadas en biología, medicina, ciencias de los materiales, nanotecnologías, catálisis, medio ambiente, geología, gemología, arte, arqueología, documentos, historia, ciencia forense, etc., sean capaces de sugerir otras posibles aplicaciones en áreas de su interés.
4. Adquirir alguna experiencia en el uso de estas técnicas aplicándolas en ejercicios prácticos sugeridos por los estudiantes o propuestos por los profesores.
Tema 1. Fundamentos de microespectroscopía IR e instrumentación
1.1. Fundamentos físicos de la espectroscopía IR
1.2. Espectroscopía IR dispersiva y de Transformada de Fourier
1.3. Espectroscopía IR de transmisión y de reflexión
1.4. Instrumentos dispersivos e interferométricos.
1.5. Microespectroscopía IR
1.6. Fuentes térmicas y de sincrotrón
1.7. Transmisión, reflexión, reflexión difusa, total atenuada y de haz rasante
1.8. Microespectrómetros de infrarrojo
1.9. Accesorios especiales para estudios microscópicos fisicoquímicos
1.10. Preparación de muestras para microespectroscopía IR
Tema 2. Fundamentos de microespectroscopía Raman e instrumentación
3.1. Efecto Raman. Espectroscopía Raman. Complementariedad entre las espectroscopías IR y Raman
3.2. Instrumentación. Líneas láser de excitación. Filtros Rayleigh. Espectrómetros dispersivos e interferométricos
3.3. Calibrado
3.4. Problemas: radiación de fluorescencia, luz ambiental, cambios de temperatura… etc.
3.5. Condiciones de registro de los espectros Raman. Selección de variables. Resolución espectral y relación señal/ruido
3.6. Especies químicas que se estudian. Región espectral apropiada. Características de los espectros de gases, líquidos y sólidos
3.7. Análisis cualitativo. Frecuencias de grupo e interpretación de espectros. Bases de datos. Dificultades de los análisis cuantitativos. Bases de datos
3.8. Programas para tratamiento digital de espectros. Tratamientos numéricos y consejos
3.9. Efecto confocal. Microscopios Raman de laboratorio, portátiles y manuales. Materiales y accesorios
3.10. Perfilado en profundidad. Secciones transversales, láminas delgado-pulidas. Programas para fotografía microscópica
3.11. Imagen Raman
3.12. Una secuencia de operaciones recomendada
3.13. Acoplamiento con otras técnicas microscópicas (electrónica, rayos X, fuerza atómica…)
3.14. Microscopía óptica de campo próximo mediante barrido Raman (RSNOM)
Tema 3. Aplicaciones de la microespectroscopía IR
2.1. Identificación de sustancias químicas
2.2. Interpretación de los espectros obtenidos por microespectroscopía
2.3. Mapeo químico e imágenes IR
2.4. Análisis cuantitativo
2.5. Estudios cinéticos (envejecimiento de materiales)
2.6. Estudios de catalizadores
2.7. Estudios fisicoquímicos de polvos, cuerpos, fibras, superficies, películas y capas.
2.8. Estudios de líquidos y gases
2.9. Estudios de muestras médicas, biológicas y ambientales
Tema 4: Aplicaciones de la microespectroscopía Raman
4.1. Catalizadores
4.2. Cerámica
4.3. Recubrimientos
4.4. Microelectrónica
4.5. Semiconductores
4.6. Polímeros
4.7. Materiales nanoestructurados
4.8. Química
4.9. Geología. Mineralogía. Petrología. Geoquímica. Gemología
4.10. Biología
4.11. Medicina
4.12. Ciencia forense
4.13. Aplicaciones en arte y arqueología
La materia está planteada para su realización a través de la metodología general de la UNED, en la que se combinan distintos recursos metodológicos: los textos escritos y los medios virtuales. La metodología estará basada en los siguientes elementos:
1.- Recursos Humanos de apoyo al estudiante: equipos docentes, tutores de los Centros Asociados y personal de administración y servicios por vía telefónica, en-línea, o a través de videoconferencia.
2.- Materiales impresos, audiovisuales (radio, televisión educativa, canal UNED) y multimedia (comunidad virtual, plataforma aLF, etc.).
3.- Posibilidad de realizar prácticas: laboratorios en los Centros Asociados y en la Sede Central.
4.- Servicios de apoyo al alumno: bibliotecas, librerías y librería virtual.
Estas son las pautas para estudiar la asignatura:
1) Leer en profundidad y con espíritu crítico el material documental que se facilitará en el aula para adquirir los conocimientos básicos necesarios.
2) Responder dentro de los plazos señalados en el aula virtual a dos cuestionarios (de 20 preguntas cada uno) referidos, el primero, a los fundamentos de la microespectroscopía IR y Raman, y el segundo a sus aplicaciones.
3) Por cada técnica (Microespectroscopía IR y Microespectroscopía Raman) redactar un artículo de tema libre, de una extensión no superior a las 3.000 palabras. Estos ensayos pueden consistir en un estudio sobre una aplicación particular (algún aspecto de interés en Medicina, Arqueología...) redactado con el mismo estilo de los artículos científicos que se han leído, una revisión bibliográfica sobre algún aspecto concreto (no general) de la técnica o cualquier otro tipo de presentación de contenidos siempre que estos se refieran a un aspecto específico, no general.
4) Realizar una práctica presencial, si bien también se contempla una alternativa no presencial para quienes no puedan asistir.
TIPO DE PRUEBA PRESENCIAL
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Tipo de examen |
Tipo de examen |
No hay prueba presencial |
CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA PRESENCIAL Y/O LOS TRABAJOS |
CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA PRESENCIAL Y/O LOS TRABAJOS
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Requiere Presencialidad |
Requiere Presencialidad |
No |
Descripción |
Descripción |
- Esta asignatura tiene una parte práctica obligatoria, si bien puede realizarse en modalidad no presencial, como se describe en el apartado "Plan de trabajo". La evaluación de esta parte se basará en los correspondientes informes de prácticas.
- Por otro lado, se deben escribir dos artículos, uno referido a la teoría e instrumentación de las microespectroscopías IR y Raman y otro referido a las aplicaciones de estas ténicas. Los temas serán libres siempre que se adapten a las condiciones que se mencionan en el apartado "Plan de trabajo"; antes de empezar a redactarlos deberán proponerse a los profesores de la asignatura y esperar su visto bueno. La extensión de cada ensayo no deberá ser superior a las 3.000 palabras (unos 7 folios por una cara a un espacio)
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Criterios de evaluación |
Criterios de evaluación |
- En los informes de prácticas se valorará que se redacten siguiendo el esquema de los artículos de investigación: resumen, introducción teórica, experimental, resultados, discusión, conclusiones y bibliografía y que en ellos se dé una solución clara a los problemas propuestos.
- Los artículos igualmente deberían seguir el modelo académico usual. Deben referirse a las modalidades microscópicas de las técnicas vibracionales, no a las macroscópicas. Se valorará especialmente que estas revisiones presenten el tema propuesto desde una óptica crítica y comparativa, destacando factores comunes y diferencias, y no se limiten a comentar (y menos copiar) los resúmenes de los trabajos consultados, uno tras otro, sin establecer nexos entre ellos.
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Ponderación de la prueba presencial y/o los trabajos en la nota final |
Ponderación de la prueba presencial y/o los trabajos en la nota final |
La parte práctica se evaluará con un máximo de 20 puntos sobre el total de 100 de la asignatura. Los artículos, con un máximo de 50 puntos (25 por artículo). |
Fecha aproximada de entrega |
Fecha aproximada de entrega |
Ensayos: 30 de abril y 15 de junio. Prácticas: en torno al 25 de junio. |
Comentarios y observaciones |
Comentarios y observaciones |
Es necesario advertir que se sancionará el plagio y la mala práctica de componer los ensayos como “collage” o “refrito” de otros trabajos, es decir, copiar párrafos de diversas fuentes y después hilvanarlos introduciendo ligeras modificaciones para que parezcan propios; o traducir literalmente de otro idioma lo escrito por otras personas. No se deben copiar literal o semiliteralmente frases o párrafos de artículos de otros autores, salvo si la importancia de la frase lo justifica y se cita. Si se detecta cualquier proceder de ese tipo, el ensayo será completamente descalificado. Lo mismo es aplicable a los informes de prácticas.
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PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC) |
PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC)
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¿Hay PEC? |
¿Hay PEC? |
Si,PEC no presencial |
Descripción |
Descripción |
Se trata de dos pruebas, una sobre los contenidos de los temas 1 y 2 del temario y otra sobre los temas 3 y 4. Serán pruebas objetivas (test) de 20 preguntas cada una. Se dispondrá de dos días para resolver cada prueba y se podrá consultar todo tipo de material.
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Criterios de evaluación |
Criterios de evaluación |
En cada PEC, cada pregunta bien respondida será calificada con 0,5 puntos; cada pregunta mal respondida restará 0,167 puntos.
Cada PEC se calificará entre 0 y 10 y representará como máximo 15 puntos en la calificación final. Es decir, en total, 30 puntos por las dos PECs.
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Ponderación de la PEC en la nota final |
Ponderación de la PEC en la nota final |
15% cada PEC; 30 % las dos. |
Fecha aproximada de entrega |
Fecha aproximada de entrega |
A principios de abril y a mediados de mayo. |
Comentarios y observaciones |
Comentarios y observaciones |
Las soluciones a las PECs se darán en el aula virtual una vez terminado el plazo para realizarlas.
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OTRAS ACTIVIDADES EVALUABLES
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¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
No |
Descripción |
Descripción |
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Criterios de evaluación |
Criterios de evaluación |
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Ponderación en la nota final |
Ponderación en la nota final |
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Fecha aproximada de entrega |
Fecha aproximada de entrega |
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Comentarios y observaciones |
Comentarios y observaciones |
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¿Cómo se obtiene la nota final?
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La calificación final, sobre 100, se obtendrá sumando estas aportaciones (máximas):
- 15 puntos por la PEC 1
- 15 puntos por la PEC 2
- 25 puntos por el primer artículo
- 25 puntos por el segundo artículo
- 20 puntos por el informe de las prácticas
Para aprobar la asignatura será preciso haber obtenido al menos 50 puntos en el conjunto de todas las tareas, independientemente de que se hayan realizado todas o no. Si no se entrega alguna tarea dentro del plazo establecido, será calificada con 0 puntos, pero eso no supondrá suspender la asignatura. Si se obtienen al menos 50 puntos en junio, la asignatura estará aprobada y no se podrá mejorar nota en septiembre (la Universidad no admite esa posibilidad).
Si no se obtienen 50 puntos en junio, para septiembre se pueden realizar nuevos trabajos y/o el informe de una nueva práctica. Pero no se podrán repetir trabajos o informes en los que se obtuvo 5 o más en la convocatoria ordinaria. No se podrán repetir las PECs, dado el carácter de evaluación continua que tienen. En septiembre se aplicarían las calificaciones de las PECs realizadas durante el periodo ordinario.
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En el aula virtual se facilitarán 12 documentos sobre los que se ha de basar el estudio de la asignatura.
Los profesores podrán incluir bibliografía reciente que consideren de interés.