IDENTIFYING DATA 2010_11
Subject (*) QUÍMICA MACRO I SUPRAMOLECULAR Code 205151103
Study programme
Nanociència i Nanotecnologia (2006)
 Cycle 2n
Descriptors Credits Type Year Period
5 Obligatòria Primer Únic anual
Teaching Modality by working group Teaching language, timetables and exam dates
Department Química Analítica i Química Orgànica
Coordinator
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
 E-mail fxavier.rius@urv.cat
Lecturers
RIUS FERRÚS, FRANCISCO JAVIER
Web
General description and relevant information Atès que la Química Supramolecular es basa en l’establiment d’interaccions “no-covalents” entre molècules es descriuran els diferents tipus de forces intermoleculars amb base a exemples de sistemes químics i biològics. Tambè s’introduiran conceptes molt utilizats en química supramolecular com reconeixement molecular, alosterisme, cooperativitat, auto-ensamblatge, llibreries dinàmiques etc. utilizant exemples tant de sistemas purament orgànics com metalo-orgànics. Es descriurà l’aplicació de la química supramolecular en el disseny i síntesi de dispositius moleculars funcionals, així com, en la preparació de materials moleculars naoestructurats.

Competències
Type A Code Competences Specific
  Recerca
  AR5 Conèixer les propietats fonamentals de les forces intermoleculars i la seva importància en química, biologia i ciència dels materials.
  AR6 Saber aplicar conceptes de química supramolecular al disseny i síntesi de receptors moleculars, dispositius moleculars senzills i materials moleculars nanoestructurats.
  AR7 Saber interpretar processos químics i biològics que funcionin en base a interaccions intermoleculars.
  AR8 Conèixer els mètodes experimentals utilitzats en la caracterització de sistemes supramoleculars.
Type B Code Competences Transversal
  Recerca
  BR2 Treballar de manera autònoma amb iniciativa.
  BR5 Presa de decisions.
  BR10 Critical abilities: analysis and syntesis.
Type C Code Competences Nuclear
  Comú
  Recerca
  CR1 Comunicar-se de manera efectiva en la pràctica professional i com a ciutadà.

Objectius d'aprenentatge
Objectives Competences
Conèixer les propietats fonamentals de les forces intermoleculars i la seva importància en química, biologia i ciència dels materials. AR5
Saber aplicar conceptes de química supramolecular al disseny i síntesi de receptors moleculars, dispositius moleculars senzills i materials moleculars nanoestructurats. AR6
 BR2
BR5
Saber interpretar processos químics i biològics que funcionin en base a interaccions intermoleculars. AR7
Conèixer els mètodes experimentals utilitzats en la caracterització de sistemes supramoleculars. AR8
 BR10
 CR1

Continguts
Topic Sub-topic
Tema 1. From molecular chemistry to supramolecular chemistry. Non-covalent interactions.
Tema 2. Complementarity, induced fit, allosterism and cooperativity. Receptors and carriers. Dynamic processes: kinetics vs. thermodynamics.
Tema 3. Ion recognition. Crown ethers, cryptands, cyclophanes, other receptors. Chiral recognition.
Tema 4. A view of the hydrophobic effect. Hydrophobic interactions in molecular recognition.
Tema 5. Supramolecular catalysis. Basic principles. Acceleration and turnover. Transition state recognition. Enzyme models.
Tema 6. Confinement effects in catalysis. Micelles, vesicles, capsules. Catalytic antibodies and polymer imprinting. Autocatalysis: self-replicating systems.
Tema 7. Molecular recognition of bio-molecules-1. Amino acids, peptides, proteins. Ligand-protein and protein-protein interactions.
Tema 8. Molecular recognition of bio-molecules-2. Nucleobases, nucleotides and nucleic acids. DNA-ligand interactions. Intercalation. Recognition of carbohydrates.
Tema 9. Self-assembly and self-organization.
Tema 10. Self-assembly in synthetic systems.
Tema 11. Dynamic combinatorial chemistry and supramolecular chirality.
Tema 12. Molecular materials and devices.
Tema 13. Hierarchical self-assembly. Monolayers and multilayers. Liquid crystals. Thermotropic and lyotropic systems. Mesophases. Phase diagrams. LC displays.
Tema 14. Charge-transfer systems. Organic insulators, semiconductors, and conductors. Non-linear optics. Concepts. Dipolar and octupolar molecules. NLO devices.
Tema 15. Experimental methods in supramolecular chemistry. Stoichiometry and binding constant. NMR titrations. Other methods. Aggregation and transport.
Tema 16. Photo physics of Supramolecular Systems. Basic Principles. Photo physics of Supramolecular Advanced Concepts.
Tema 17. Applications of luminescent supramolecular systems.

Hetero Supramolecular Chemistry.

Supramolecular systems for light to electric energy conversion. Part 1.

Supramolecular systems for light to electric energy conversion. Part 2.

Supramolecular Organic Field Effect Transistors.

Future perspectives on Functional Supramolecular Devices.

Planificació
Methodologies  ::  Tests
  Competences (*) Class hours Hours outside the classroom (**) Total hours
Activitats Introductòries
1 0 1
 
Sessió Magistral
20 40 60
Treballs
10 20 30
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària
10 10 20
 
Atenció personalitzada
8 0 8
 
Proves de desenvolupament
3 0 3
Proves objectives de tipus test
4 0 4
 
(*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher.
(**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Metodologies
Methodologies
  Description
Activitats Introductòries Una sessió de presentació de l’assignatura i dues sessions magistrals introductòries per poder treballar els tipus de forces intermolèculars i d’altres conceptes fonamentals per aquesta temàtica.
Sessió Magistral Sessions de classe magistral on s’exposaran els continguts dels temes que componen l’assignatura. Les classes magistrals es realitzaran amb el recolzament de medis audiovisuals. Presentacions « power-point » amb videos i animacions. Els alumnes disposaran d’un document pdf de cada classe en un cd recopilatori de l’assignatura que també inclourà els treballs d’investigació que composen la lectura recomenada.
Treballs Per tal de poder afavorir els aprenentatges, no només de les competències específiques sinó també de les generals i de les transversals, s’ha planificat la realització d’un treball en grup. Tant el món laboral com el de la recerca s’articulen al voltant de grups d’activitat en moltes ocasions interdisciplinars i transnacionals. Cada grup haurà de lliurar un document del treball realitzat i realitzarà una presentació oral del mateix. La temàtica del treball haurà de ser consensuada amb els professors de l’assignatura.
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària Formulació, anàlisi, resolució i debat de problemes o exercicis. L'alumne els ha treballat prèviament i la discussió és a classe.

Atenció personalitzada
 
Atenció personalitzada
Description
Reunions amb els alumnes bé individualment o en petits grups per tal de resoldre dubtes, indicar punts de millora i orientar en el desenvolupament general de l'assignatura.

Avaluació
  Description Weight
Treballs Treball en profunditat d'un tema per part de l'alumne.
Aquests treballs tenen una relació directa amb els continguts impartits en les sessions magistrals.
 50
Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària Formulació, anàlisi, resolució i debat de problemes o exercicis. L'alumne els ha treballat prèviament i la discussió és a classe. 10
Proves de desenvolupament Proves en les que l’alumne ha de desenvolupar temes en les seves diverses vessants: teòriques i pràctiques.

 15
Proves objectives de tipus test Preguntes tipus test per comprovar que s'han assolit alguns coeneixements específics 5
Others

Assistència, interès i participació a classe

 20
 
Other comments and second exam session

Fonts d'informació

Bàsica STEED, J. W.; ATWOOD, J. L., Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 2000

Complementària SCHNEIDER, H.-J.; YATSIMIRSKY, A. K., Principles and methods in Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 2000
LEHN, J.-M., Supramolecular Chemistry Concepts and Perspective, VCH, 1995
VÖGTLE, F., Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 1991
, Comprehensive Supramolecular Chemistry (11 volums), Elsevier,

Recomanacions


 
Other comments
Aquesta assignatura introdueix a l’alume/a en l’estudi de les interaccions intermoleculars i en la seva aplicació en el desenvolupament de receptors moleculars, dispositius moleculars i materials moleculars. Es tracta per tant de conceptes nous o poc tractats en altres assignatures. S’espera que l’alumne/a tingui una bona predisposició per la lectura del treballs d’investigació recomanats i per la realització del exercissis proposats.
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.