Equilíbrio químico e taxas de reacção em sistemas naturais. Termodinâmica e Cinética Química – revisão e aplicação de conceitos base: entalpia, entropia e energia livre; equilíbrio de fases gasosas e condensadas; misturas; variáveis agregadas; comportamento não ideal; oxi-redução; acidez; taxas de reacção; processos moleculares; reacções catalíticas; reacções catalizadas por enzimas. Sistemas naturais em não equilíbrio; como abordá-los? Sistemas incólumes versus sistemas intervencionados.

Modelação de ciclos biogeoquímicos. Escalas de tempo e fluxos de massa em sistemas constituídos por reservatórios: 1) únicos; 2) duplos; e 3) múltiplos. Tempos de renovação, de residência e de resposta. Sistemas lineares e não lineares. Modelação directa e inversa. Modelos de elevada resolução.