Química Inorgânica

Código:

Q2004

Sigla:

Q2004

Nível:

200

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2022/2023 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:B	0	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	56	162
L:CC	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2021/22	2	-	6	56	162
			3
L:F	1	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162
			3
L:G	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	2	-	6	56	162
			3
L:M	2	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162
			3
L:Q	62	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Resultados de aprendizagem e competências

Relembrar  a estrutura eletrónica dos átomos e as propriedades periódicas
Aprofundar conceitos de ligação covalente, metálica e iónica.
Entender a termodinâmica Inorgânica
Entender a formação de compostos iónicos.Perceber o ciclo de Born-Haber. entender a termodinamica dos compostos iónicos em solução.
Identificar sistemas de diferentes solventes
Teorias de acido-base. Acidos e bases de Bronsted. Acidos e bases de Lewis.
Aplicar conceitos acidos/bases duros e macios.
Aprofundar a Química dos Compostos de Coordenação
Saber identificar isómeros. Saber os modelos de ligação química dos compostos de coordenação: Teoria de campo de cristal e de campo de ligando. Entender as reações em complexos metálicos: equilíbrio de complexação. Efeitos de natureza estereoquímica. Alteração ao estado de spin. Efeito de Jahn-Teller. Série de Irving-Williams. Carácter lábil-inerte. Efeito quelato, efeito macrocíclico.
Entender  a espetroscopia eletrónica em complexos metálicos
Saber identificar os termos do ião livre e utilizar os diagramas de Tanabe-Sugano. Interpertar os espectros electrónicos: transições electrónicas: regras de seleção e intensidade das bandas
Saber os conceitos básicos de Magnetismoaplicados a ccomplexos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Frequência e preferencialmente aprovação às UCs Química I e Química II.

Programa

1. Estrutura eletrónica

A Equação de  Schrödinger e seu significado físico;  Formas das Orbitais Atómicas; O Átomo Polieletrónico configuração eletrónica de iões de iões

2. Propriedades periódicas: Ligação Covalente, Ligação metálica e ligação iónica

Estruturas cristalinas de metais e ligas metálicas. Polimorfismo. Ligas de substituição e intersticiais.

3. Termodinâmica Inorgânica. Interstícios em estruturas cúbicas.Caracterização de estruturas de sólidos iónicos. Racionalização de estruturas.

Energética da ligação iónica. Variação de entalpia de malha e o ciclo de Born-Haber. Cálculo de variações de entalpia de malha. Comparação dos valores experimentais e teóricos A equação de Kaputinskii.

Defeitos e compostos não estequiométricos.

Estrutura eletrónica de sólidos. Condutividade de sólidos inorgânicos. Bandas formadas por sobreposição de orbitais atómicas. Semicondutores.Ácidos e bases

4. Ácidos e bases de Bronsted e de Lewis.

Tipos de reações de ácido-base de Lewis. Ácido-base macio-duro. Influência das interações do tipo π e da repulsão estereoquímica na energia de ligação do aduto. Características de ácido-base de Lewis ao longo da tabela periódica. Parâmetros termodinâmicos.

5. Complexos de metais de transição

Nomenclatura. 

Termodinâmica da formação de complexos de metais de transição: constantes de formação; efeito quelato e efeito do macrociclo; efeitos estereoquímicos e deslocalização eletrónica.
Estrutura eletrónica e propriedades de complexos de metais de transição. Teoria de campo de ligando; espetros eletrónicos de átomos; espetros eletrónicos de complexos; regras de seleção e intensidade; Magnetismo: magnetismo cooperativo; complexos com transição de spin.

Reações em complexos de metais de transição. Reações de substituição de ligandos; velocidade das reações de substituição de ligandos; classificação dos mecanismos. Reações de substituição em complexos quadrados planos: nucleofilicidade do ligando de entrada; geometria do estado de transição. Substituição de ligandos em complexos octaédricos: leis de velocidade e sua interpretação; ativação de complexos octaédricos; hidrólise básica; estereoquímica; reações de isomerização. Reações de oxidação-redução: classificação das reações de oxidação-redução; mecanismo de esfera de coordenação interna; mecanismo de esfera de coordenação externa. Reações fotoquímicas: reações imediatas e reações atrasadas; reações d-d e de transferência de carga; transições em complexos com ligações metal-metal.

Bibliografia Obrigatória

Geoff Rayner-Canham;Tina Overton; Descriptive Inorganic Chemistry, W. H. FREEMAN AND COMPANY NEW YORK, 2010. ISBN: ISBN-13: 978-1-4292-2434-5 (5 edição)
Atkins Peter William 1940- 070; Shriver & Atkins inorganic chemistry. ISBN: 978-0-19-926463-6
Catherine E. Housecroft, Alan G. Sharpe;; Inorganic Chemistry, 4th edition, Pearson

Bibliografia Complementar

Weller,M., Rourke, J., Overton, T., Armstrong, F.; Inorganic Chemistry, 7th Edition, OUP

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aula teóricas:
As aulas teóricas serão utilizadas para abordar os conceitos fundamentais. A apresentação usada na aula será disponibilizada na página da disciplina. Serão disponibilizados endereços da internet e ficheiros para complementar o estudo da UC. Será usada a plataforma Moodle da UP na gestão da UC.

Aulas teórico-práticas:
Resolução de problemas relativos a matéria leccionada nas aulas teóricas. Os estudantes formarão grupos de 3 e/ou 2 alunos.  Os grupos terão de preparar a resolução de problemas em casa para serem apresentados durante as aulas TP. 

Palavras Chave

Ciências Físicas > Química > Quimíca inorgânica
Ciências Físicas > Química > Química molecular
Ciências Físicas > Química > Catálise heterogénea
Ciências Físicas > Química > Química estrutural
Ciências Físicas > Química > Catálise homogénea
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Nanotecnologia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	70,00
Prova oral	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	110,00
Frequência das aulas	52,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

As aulas teóricas e teórico-práticas são obrigatórias.
Os estudantes que não tenham compatibilidade de horário, poderão ter dispensa de aulas, desde que a incompatibilidade seja devidamente comprovada. Neste caso, os estudantes deverão entregar todas as semanas, um conjunto de problemas resolvidos. O número máximo de faltas é de 25% do número de aulas.

A avaliação na resolução de problemas (RP) terá que ser ≥ 9,5.

Os estudantes que percam frequência, perdem o direito a ser avaliados.

Fórmula de cálculo da classificação final

Os estudantes serão avaliados em três componentes: 2 testes escritos, T1 e T2, e avaliação sobre resolução de problemas nas aulas teórico-práticas (RP).

A classificação final será calculada pela fórmula:

Classificação final= 0,35 x T1+ 0,35 x T2 + 0,30 x RP


em que a média de T1 e T2 terá que ser ≥ 8,0.

Os estudantes que não tenham tido média de T1 e T2 ≥ 8,0, poderão repetir um dos testes T1 ou T2 no exame de recurso.
 

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Todos os estudantes que, por terem um estatuto especial, não possam comparecer às aulas, serão avaliadas apenas pelas componentes T1 e T2.

Melhoria de classificação

A componente RP não pode ser melhorada.

A nota de T1 ou de T2 pode ser melhorada na data do exame de recurso

Observações

Em casos omissos, os estudantes podem substituir as avaliações contínuas por uma prova oral.