CONCURSO DE HABILITACION NACIONAL
TITULAR DE UNIVERSIDAD
Gabriel Aullón López
Investigador Ramón y Cajal
Universitat de Barcelona
Referencia:
Resolución:
Publicación:
2/760/0504
05/07/2004
30/07/2004
Universitat Autònoma de Barcelona
Cerdanyola del Vallès, 12/2005
EXPOSICION
CURRICULUM
VITAE
FORMACION
Formación Académica
Docencia Impartida
Méritos de Investigación
INVESTIGACION
PROYECTO
Formación Académica (I)
Formación Universitaria

•
Jun.1990:
Licenciatura en Química (Universidad de Barcelona)
Especialidad: Química Fundamental
Opción: Química Inorgànica
Calificación: 2.21
•
Ene.1992:
Grado de Licenciatura en Química (Universidad de Barcelona)
Director: Prof. Santiago Alvarez
Calificación: Sobresaliente
•
Dec.1995:
Doctorado en Química (Universidad de Barcelona)
Director: Prof. Santiago Alvarez
Calificación: Apto Cum Laude, por unanimidad
Premio Extraordinario de Doctorado
Formación Académica (II)
Cursos Realizados

•
Tercer ciclo: 90/91 y 91/92 (23 créditos)
•
Ciencias Químicas (20):
- Química Inorgánica (3)
- Programa de Cálculo (5)
- Cristalografía (2)
- Métodos Computacionales (2)
- Rayos X: University of Bristol (2) - Documentación y Patentes (2)
-…
•
Informática y Supercomputación (8)
Becas y Ayudas

•
Beca Predoctoral (Gen. Cat.): Universitat de Barcelona
•
Bolsa de Viaje (Gen. Cat.): Université de Paris-Sud (Orsay, Francia)
•
Beca Postdoctoral (MEC): University of Bristol (Reino Unido)
•
Ayudas a Congresos:
- Universitat de Barcelona (5)
- Entidad Organizadora (3)
Docencia Impartida
Cargos Docentes

•
Becario Predoctoral:
60 h./año
•
Ayudante LRU 2c/2e:
240 h./año
•
Profesor Asociado:
240 h./año
•
Investigador Ramón y Cajal:
60 h./año
Titulaciones Impartidas

•
Licenciado en Química
(plan de estudios:92 y 99)
•
Ingeniero Químico
(plan de estudios:93 y 00)
•
Licenciado en Farmacia
(plan de estudios:92)
Asignaturas Impartidas
Q IQ F
Asignaturas Experimentales

•
Operaciones Básicas de Laboratorio (1)
•
Introducción a la Experimentación en Química Inorgánica (4)
•
Experimentación en Química Inorgánica (7)
•
Experimentación Avanzada en Química Inorgánica (3)
•
Operaciones Básicas de Laboratorio Químico (3)
Clases de Problemas

Clases Prácticas

•
Química Inorgánica (6)
•
Química General e Inorgánica (8)
•
Química Inorgánica (2)
•
Química Bioinorgánica (2)
•
Química General e Inorgánica (8)
•
Química Inorgánica (1)
Asignaturas Teóricas

•
Química Inorgánica (1)
Seminarios Impartidos
Cursos de Doctorado

•
Jun. 1997:
Orbitales Moleculares de 0 a 3D: Prácticas
(Universidad de Barcelona: 1.2 créditos)
•
Jun. 2004:
 2006
•
2005 (QO):
 2006
•
Abr. 2006:
Química Computacional aplicada a la Química Inorgánica
(Universidad de Valladolid: 2 créditos)
Modelización Molecular Aplicada
(Universitat de Barcelona: 1.5 créditos)
DFT aplicada al Estudio de los Compuestos Químicos
(Universidad de Murcia: 3 créditos)
Workshops y Cursos Prácticos

•
Jun. 1996:
Bases de Datos Estructurales en Química Inorgánica: CSD
(Universitat de Barcelona): Colaborador Docente
Estancias de Investigación
Estancias en Otros Centros

•
Oct.-Dec. 1993:
(3 meses)
Dr. Yves Journaux
Laboratoire de la Chimie Inorganique
Université de Paris-Sud - CNRS
•
Ene.-Dec. 1996:
(1 año)
Prof. A. Guy Orpen
School of Chemistry
University of Bristol
•
Abr.-Jun. 2001:
(3 meses)
Prof. Agustí Lledós
Departament de Química
Universitat Autònoma de Barcelona
Proyectos de Investigación
Proyectos Financiados

•
1993- …:
Dirección General de Investigación (5)
(Ministerio de Educación y Ciencia)
•
1994- …:
Grup d’Investigació Consolidat - Recerca de Qualitat (5)
 Coordinador en Formación: 2005 - …
•
1995- …:
Xarxa Temàtica de Química Teòrica
(Dept. d’Universitats, Recerca i Societat de la Informació)
•
1996:
Selective Processes and Catalysis involving Small Molecules
(HCM Networks: Comunidad Europea)
•
1999- …:
Cofinanciación de horas de cálculo en C4 (7)
(Fundació Catalana de la Recerca)
•
1999- …:
Parc Científic de Barcelona
(Universitat de Barcelona)
Congresos y Conferencias
Internacionales: 13

Nacionales: 13

•
1 Conferencia de sesión
•
3 Conferencias de sesión
•
8 Comunicaciones orales
•
7 Comunicaciones orales
•
7 Posters (2 present. breves)
•
6 Posters
Congresos:

•
5ª Reunión Científica Plenaria en Química Inorgánica (Tossa de Mar, 1991)
•
6th FIGIPS Meeting on Inorganic Chemistry (Barcelona, 2001)
•
4ª Reunión Científica en Bioinorgánica (Calella, 2005)
Conferencias Invitadas: 2

•
•
Ene. 2002:
Nov. 2003:
Seminarios de Química Orgánica e Inorgánica (UB)
Centre de Recerca en Química Teòrica (PCB)
Publicaciones Científicas
Coordinación
Organometálica
•
9 Inorg. Chem.
•
3 Eur. J. Inorg. Chem.
•
2 Dalton Trans.
•
1 Polyhedron
•
1 Coord. Chem. Rev.
•
3 Organometallics
•
2 J. Organomet. Chem.
Multidisciplinar
Artículos en Revistas Internacionales: 29

•
4 Chem. Eur. J.
•
2 Angew. Chem. Int. Ed.
•
1 J. Am. Chem. Soc.
•
1 Chem. Commun.
Capítulos de Libros: 2

•
•
The Synergy between Dynamics and Reactivity at
Clusters and Surfaces, L. J. Farrugia ed. (Kluwer, 1995)
Metal Clusters in Chemistry, P. Braunstein, L. A. Oro, P. R. Raithby
eds., (Wiley-VCH, 1999)
EXPOSICION
CURRICULUM
VITAE
FORMACION
PROYECTO
INVESTIGACION
Estructura Electrónica y Geométrica de
Compuestos con Metales de Transición
Investigación
Bases de Datos Estructurales
Cálculo de Estructura Electrónica
(CSD, ICSD, MoGaDoc, MPB)
•
•
•
Análisis estructural
Medidas de simetría
•
•
Extended-Hückel: EHMO y EHTB
Ab-initio: HF y MP2
Funcional de la densidad
Geometría molecular
* Análisis geométrico
* Análisis orbital
* Optimización molecular
Reactividad
* Estados de transición
* Efecto del disolvente, contraión
Caracterización
* Espectros vibracionales
* Desplazamiento químico
* Transiciones electrónicas
* Potenciales redox
Colaboradores

Nacionales
Prof. Juan J. Novoa
Prof. Virtudes Moreno
Dr. Montserrat Gómez
Dr. Montserrat Corbella
Dr. Manuel Martínez

Prof. Agustí Lledós
Prof. Pilar González
Prof. Josep Ros
Prof. Pablo Espinet
Dr. Pilar Terreros (ICP)
Dr. Miguel A. Ruiz
Prof. A. Guy Orpen
Prof. William B. Tolman
Prof. Roberto Cao
Prof. Luis Montero
Prof. Claire A. Tessier
Dr. Sergiu M. Gorun
Dr. Gabriel García
Internacionales
Prof. Michel Verdaguer
Dr. Vladimir V. Grushin
Piramidalización en Interacciones Metal-Metal
Enlaces Sencillos con Iones d7

•
Correlación estructural en RhII
•
Análisis orbital del enlace
pz

d z2
Inorg. Chem. 1993, 32, 3712
Dalton Trans. 1997, 2681
Inorg. Chem. 1996, 35, 5061

.

.

Enlace clásico

Interacción dador/aceptor,
sensible a la piramidalidad
Contactos d8···d8

Mayor dependencia

Efecto electrónico
Interacciones d8···d8 en Dinucleares

•
Naturaleza del Contacto
Interacción M···M débil
•
Influencia de grupos axiales
H+, L
LAu, L
-, H+
H+, AuL
-, AuL
-, LAu, AuL
-, L
H+, H+
L, L
H,CO

ClAu,CO
-,H
H,AuCl

-,AuCl
-,-
ClAu,AuCl
-,CO
H,H
OC,CO
-0.08
0
0.08
0.16
0.24
OP(M···M)
IrI···IrI = 2.91 Å
J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7169
 47 citas en SCI
Interacciones d8···d8 en Cadenas

Características de los Ligandos
•
Carácter p-ácido
a 2u
a 1g
[M C l 4 ]

•
Cadenas dobladas


[M (C O ) 4 ]
Refuerza la interacción M···M
Influencia de repulsiones
L···L
Efecto electrónico
Chem. Eur. J. 1997, 3, 655
Dalton Trans. 2005, 938
Enlace en Anillos M2X2

Orbitales de Fragmento

Diagrama de Interacción


•
Entornos del metal


•
Planocuadrado (spz, dx2-y2)

Octaédrico (dz2, dx2-y2)


Electroquímica: número electrones

Estereoquímica: orientación ligandos

Electrónica: electronegatividad
XRn
LmM
Formación de enlaces
Ag
B 1u
B 2g
B 3u
J. Organomet. Chem. 1994, 478, 75; Coord. Chem. Rev. 1999, 185-186, 431; Inorg. Chem.
2000, 39, 3166; J. Organomet. Chem. 2001, 628, 241; Inorg. Chem. 2004, 43, 3702
Silicio: Compuesto Singular

Nuevo Compuesto con Unidad PdSi6
•
Reducción en condiciones suaves
R2
P
R2
P
P
R2
Pd
HSi
S iH
S iH 2
S iH
Pd
Pd
HSi
P
R2
H 2S i
Tanaka, Science 2002, 295, 308
•
Si···Si = 2.49 - 2.59 Å
Análisis estructural y electrónico

Coordinación de Si-Si

Asignación a PdII
Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 1956
 “Hot Paper”. Comentado en Chem. Eng. News
Plegamiento de Anillos M2X2

Distribución del Angulo entre Planos
[Pt2Cl6]2-
100
•
Interpretación

75
Interacción atractiva M···M,
de tipo d8···d8
[Rh2Cl2(CO)4]
50
Inorg. Chem. 1998, 37, 804
 73 citas en SCI
25
0
180
170
160
150
140
130
120
110
75
plana
Angulo
plegada
50
•
¿Qué favorece el plegamiento?

M: orbitales difusos

X: poco electronegativo

L: -básicos y p-ácidos
25
0
Ir
Rh
Pt
Pd
Metal
Ni
Au
Plegamiento de Anillos M2X2 (II)

Substituyentes en los Atomos Puente
•
Descomposición energética
 IMM: Ir > Rh > Pt > Pd > Ni > Au
pp
be
 VX:
Te > Se > S >> O
 ILR:
be (¡eslabones!)
 IRR: bx
50
ps
bx
X= O
40
X= S
X = Se,Te
30
20
pa
ba
10
0
Chem. Eur. J. 1999, 5, 1391
Inorg. Chem. 2000, 39, 906
Inorg. Chem. 2001, 40, 4937
Organometallics 2002, 21, 2627
pp
pa
ps
ba
be
bx
Estructura

m-XR; m- XR2; m-X=Y; m-CCR; m-H
Anillos: Compuestos Relacionados

Reactividad de Dimetálicos
H+



!d(31P): Singulete!


Cascada de reacciones
Formación trinuclear
Rotura de dinuclear
Contraión del ácido
Proceso de isomerización
Angew. Chem,, Int. Ed. 2002, 41, 2776; Chem. Eur. J. 2003, 9, 5023
Enlace de Hidrógeno

Influencia del Grupo Aceptor
H
lA H

dHX

1.80
Cl
Z
2.52
Anión
Complejo
Orgánico
C
C
C
N
N
N
O
O
O
0
•
2.95 3.15
Una única interacción:
•
X
H···Cl (in
CSD)
X
20
40
60
80
100 0
20
Bifurcación en el aceptor:


Alargamiento de distancias
Preferencias angulares idénticas
40
60
80
100
0
20
40
60
80
100
Chem. Commun. 1998, 653
 181 citas en SCI
Carbonilos Dimetálicos

Isómeros Estables: [M2(CO)8]n
D3d
•
M = Fe, Ru, Os; n = 2


Reactividad química
Correlaciones estructurales
Caracterización: n(CO), n(MM)
D2d
C2v
•
M = Co, Rh, Ir; n = 0

Asignación de isómeros, y
procesos de interconversión
Metal Clusters in Chemistry (1998), cap. 17
Organometallics 2001, 20, 818; Eur. J. Inorg. Chem. 2001, 3031
Modelos del Fotosistema II

Generación de Oxígeno
III

ClO-
IV
Oxidación del MnIV
O2
Brudvig, Science 1999, 283, 1524
•
•
•
•
Estables: MnII, MnIII, MnIV
O···O ≥ 2.28 Å
MnIII: efecto Jahn-Teller
Antiferromagnetismo

Oxidación del ligando O2-

Favorable energéticamente
MnIIIMnIII MnIIIMnIV MnIVMnIV
J/cm-1
-177
-236
-201
Chem. Eur. J. 2002, 8, 2508
Química Bioinorgánica del Cobre
Modelo de Citocromo c Oxidasa

•
Se aísla {Cu2(m,h2:h2-S2)}2+
•
No isomeriza {Cu2(m-S)2}2+
X
X
Cu
Cu
Cu
X
•
S-S = 2.20 Å
Inorg. Chem. 2004, 43, 3335
Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 4430
Cu
X
Estudio teórico

Unico mínimo para {Cu2S2}2+

Comparación con {Cu2O2}2+

Explicación orbital

Posilbe influencia de los
ligandos termianles
EXPOSICION
CURRICULUM
VITAE
PROYECTO
INVESTIGADOR
DOCENTE
Estructura y Enlace en Anillos
Metales de Transición en Sistemas Biológicos
Proyecto Investigador

Estructura y Enlace en Anillos M2X2
• Entender las características estructurales
- sistemas con orbitales d parcialmente ocupados
- nuevos números de coordinación
• Interacción dador-aceptor entre átomos antipodales
• Extensión a unidades M4 - X4

Aplicación a la Química Bioinorgánica
• Fotosistema II: Generación de oxígeno molecular
• Fotosistema I: Absorción de energía luminosa
• Nitrogenasa: Activación de nitrógeno atmosférico
• Proteínas Hierro-Azufre: Procesos redox
Completar los Anillos Estudiados
Sistemas de Capas Abiertas
Mn
Cr

Características estructurales

Implicaciones magnéticas
3.0
M···M / Å

2.8
2.6
2.4
2.2
Cr
Fe
Co
Ni
Cu
Metal
Alvarez, Dalton Trans. 2002, 2235

Mn
Interacción Dador-Aceptor entre Metales
Cu  Mo,W
Pd  Mo,W
Pd,Pt  Mo,W

Propiedades ópticas
Zn
Nuevos Sistemas de Estudio

Extensión a Metales con otros Entornos de Coordinación
C-C = 1.57 Å
N-N = 1.38 Å
C-C = 1.49, 1.32 Å

Generación de nuevos enlaces

Activación de moléculas sencillas

Modificación de la reactividad
Extensión a Otros Anillos

Anillos con varios Metales de Transición
ML2
M-M/Å
Zn(bipy)
2.75
Fe(py)2
2.77
Mn(thf)2
2.89
Fe-Fe = 2.86 Å

Elementos del Bloque p
=
Bi4222 e-
≠
Tl2Te2220 e-
Sn2Bi22-
Ge4420 e-
Fotosíntesis: Fotosistema I y II
PS1: Absorción de Luz

C h l+
Ox
C h l*
R ed
4Fe-4S
Chl
Ox
hn
Red
Fromme, Nature
2001, 411, 909
Chang, Nature
2004, 428, 287
C hl
PS2
PS1
PS2: Liberador de Oxígeno Molecular

Tyr
2 H 2O
4 H
+
PS 2
+ O2
3.02
S0
hn
S1
e-
hn
S2
e-
S3
hn
e-
Chl
5.03
2.97
S4
hn
e-
4.58
2.76
Cyt b
2.75
Fromme, Nature 2001, 409, 739
Modelos Polinucleares de Mn

Compuestos con Anillos {Mn2O2}
Mn4O6
Mn4O5
Mn3O4
Mn4O6
Mn4O4

Modelos para S3

Estables como MnIV

No liberan O2
Klein, Chem. Rev. 1996, 96, 2927
Propiedades de la Clorofila

Estructura Molecular y Espectro Electrónico
Violeta
Verde
Rojo
Chl a
Chl b
Chl a
la = 662, 430 nm


¡Coordinación inestable!
[Mg(Pc)(His)]: {MgN5}
¿Por qué Mg?:
- Mn, Fe, Co, Ni, Cu
- Zn
Chl b
e ≈ 105 M-1 cm-1
Comp.
lb = 642, 453 nm
n.c..
Mg-N.
Mg···Pc
Chl a
5
2.09
0.38, 0.34
Chl b
5
2.08
0.37
[Mg(Pc)(L)]
5
2.08
0.38
[Mg(Pc)(L)2]
6
2.07
0.00
Nitrogenasa

Fijación de Nitrógeno Atmosférico
N 2 + 8 H + + 8 e-
FeP: Fe3/4S4
E ≈ -300 mV
2 NH3 + H2
E ≈ -480 mV
Rees, Science 2002, 297, 1696
Cúmulo P: Fe8S7
Cofactor FeMo: Fe7Mo
E ≈ -470, -50 mV

¿Cómo se coordina la molécula de nitrógeno?

Comparación con modelos dinucleares

Nitrogenasas alternativas: FeV, FeFe, …
Cloke, J. Am. Chem. Soc.
1999, 121, 10444
Proteínas Hierro-Azufre
OH
O

Propiedades Redox
•
C
Rubredoxinas, 1Fe-0S: III  II
C ysH = H 2 N
-60 < E < +150 mV
•
2Fe-2S: III2  II,III
-490 < E < -240 mV
+250 < E < +300 mV (Rieske)
•
Ferredoxinas
•
3Fe-4S: III3  II,III2
-450 < E < -130 mV


¿Otros estados?
¿Factores estéricos
o electrónicos?
•
Beinert, J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 2
4Fe-4S: II,III3  II2,III2  II3,III
+120 < E < +360 mV (HiPIP)
-710 < E < -280 mV
C
H
CH2
SH
EXPOSICION
CURRICULUM
VITAE
PROYECTO
INVESTIGADOR
DOCENTE
Planes de Estudio: Licenciado en Química
Materia: Química Inorgánica Avanzada
Titulaciones Universitarias
Ciencias Experimentales

Enseñanzas Técnicas

•
Lic. en Química
•
Ing. Químico
•
Lic. en Geología
•
Ing. Industrial
•
Lic. en Bioquímica
•
Ing. Geólogo
•
Lic. en Biotecnología
•
Ing. de Materiales
•
Lic. en Ciencias Ambientales
•
Ing. Téc., Química Industrial
•
Lic. en Ciencias del Mar
Ciencias de la Salud

•
Lic. en Farmacia
QUIMICA
INORGANICA
Licenciatura en Química
Distribución de Facultades
a) Primer Ciclo
16
F acultades
Facultades
4 años
12
5 años
8
4
0
150
160
170
180 190
Créditos
200
b) Segundo Ciclo
F acultades
16
Facultades

12
8
4
0
120
130
140 150
Créditos
160
210
Química Inorgánica Básica

Asignaturas Troncales Básicas
Estructura atómica
Enlace Químico y
Estr. de la Materia
Enlace en especies discretas
6.0
Enlace en fases condensadas
Química Inorgánica I
Descriptiva los elementos s y p
Química Inorgánica II
Descriptiva los elementos d y f
12.0
10
4 añ os
8
5 añ os
6
Química Inorgánica
Avanzada
Sólidos inorgánicos
4
7.5
Química
de coordinación
2
0
21
Total: 25.5
24
27
30
Créditos
33
36
Química Inorgánica Compartida

Asignaturas Troncales Compartidas
EQEM
Espectrometría de masas
QI
Espectroscopia electrónica
Espectroscopias vibracionales
Espectroscopias de resonancia
QIA
Ciencia de
Materiales
Determinación
Estructural
Métodos de difracción
7.5
Procesos en sólidos
Clasificación de materiales
7.5
Propiedades físicas y aplicaciones
Degradación y recuperación
Química Inorgánica Experimental

Asignaturas Troncales Experimentales
a) OBL
6
Técnicas de laboratorio
EQEM
Operac. Básicas
Laboratorio
4
Uso de utillaje químico
2
Normas de seguridad
6.0
QI
0
b) ESQI
Exp. Síntesis
Quím. Inorg.
2
4
6
8
Reactividad sistemática
12
7.5
8
4 añ os: ESQ + OBL
Practicas preparativas
5 añ os: ESQ + OBL
5 añ os: ESQ
4
QIA
DE
0
Exp. Quím. Inorg.
CM
6.0
Total: 13.5
Síntesis
avanzada
8
10
12
Créditos
Caracterización
14
Química Inorgánica Optativa

Asignaturas Optativas
EQEM
OBL
QI
ESQI
QIA
DE
EQI
CM
•
Química de la Coordinación
•
Química Organometálica
•
Química del Estado Sólido
•
Química Bioinorgánica
•
Experimentación Avanzada
en Química Inorgánica
Optativas
6.0
Total: 30.0
Química Inorgánica Avanzada (I)
Consideraciones Preliminares

•
Descriptor: “Sólidos Inorgánicos. Química de Coordinación”
•
Distribución en los planes de estudio:
4 años
16
16
8
4
F acultades
12
12
Facultades
F acultades
Facultades
5 años
8
4
0
0
7
8
9
10
11
12
Créditos QIA
13
14
15
 Asignatura Semestral: 7.5 créditos
1
2
3
Semestres
55 h. teóricas
20 h. prácticas
Química Inorgánica Avanzada (II)

Química de Coordinación
1. Introducción. Estereoquímica (4.5 h)

Sólidos Inorgánicos
9. Sólidos cristalinos (5 h)
2. Estabilidad termodinámica (2.5 h)
10. Imperfecciones del cristal (5 h)
3. Teorías de enlace (5 h)
11. Enlace en sólidos (3 h)
4. Espectros electrónicos (5 h)
12. Propiedades eléctricas (3 h)
5. Magnetismo molecular (4.5 h)
13. Propiedades magnéticas (3 h)
6. Mecanismo de reacción (4.5 h)
14. Propiedades ópticas (2 h)
7. Química Organometálica (5 h)
~ 21 h
8. Química Bioinorgánica (3 h)
~ 34 h
Teoría: ~ 55 h.
Química Inorgánica Avanzada (III)

Seminarios de Problemas (13 h: ~ 1 h/sem.)
•
Química de Coordinación (8 h)
•
Sólidos Inorgánicos (5 h)
 Aplicación de las clases de teoría

Seminarios con Ordenador (7 h)
•
Estructura electrónica en complejos (3 h)
•
Simulaciones matemáticas: magnética, cinética (2 h)
•
Visualización de estructuras tridimensionales (2 h)
Práctica: ~ 20 h.
CONCURSO DE HABILITACION NACIONAL
TITULAR DE UNIVERSIDAD
Gabriel Aullón López
Investigador Ramón y Cajal
Universitat de Barcelona
Referencia:
Resolución:
Publicación:
2/760/0504
05/07/2004
30/07/2004
Universitat Autònoma de Barcelona
Cerdanyola del Vallès, 12/2005
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Estructura Electrónica de Anillos M2X2: Hacia la