Química General - Universidad de Chile

Universidad de Chile. Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas.
Departamento de Química Inorgánica y Analítica
Plan Común. Nueva Malla Curricular
1.
INFORMACION GENERAL
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
ASIGNATURA
QUIMICA GENERAL I
DEPARTAMENTO
Química Inorgánica y Analítica
CARRERA
Ciclo común
CARACTER
Obligatorio
REGIMEN
Semestral
CODIGO
REQUISITOS
no tiene
CUPOS
DURACION
1 semestre
1.9.1 hrs / alumno totales
75
1.9.2 hrs / alumno teórica
45
1.9.3 hrs / alumno práctica
0
1.9.4 hrs / alumno seminario
30
1.9.5 semanas lectivas
15
1.9.6 créditos
12
1.10. SEMESTRE
1 semestre
2.
INTRODUCCION
2.1
PROPOSITOS
En correspondencia con los perfiles profesionales de las carreras de
Bioquímica, Ingeniería en Alimentos, Química y Farmacia y Química, la
presente asignatura tiene como propósito contribuir a la adquisición por parte
de los alumnos de un conocimiento racional y funcional de conceptos,
principios y teorías pertinentes a la Química General, los cuales son
fundamentales para la comprensión y ejecución de diversas actividades
inherentes al ejercicio de cualquier profesión que tenga como base la
Química, tanto en operaciones de rutina como en la creación y desarrollo de
nuevas tecnologías.
2.2
DESCRIPCION DE LA ASIGNATURA
Esta asignatura representa el primer contacto del estudiante con la Ciencia
Química. Todos los capítulos considerados constituyen una base
fundamental para abordar cualquier estudio intermedio o avanzado en
cualquier aspecto de los programas correspondientes a las diferentes
carreras impartidas en esta Facultad.
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Al final del curso, el alumno deberá ser capaz de nombrar y formular
reactivos de uso frecuente en Química Inorgánica, así como representar
apropiadamente reacciones químicas de diferente tipo, mediante ecuaciones
balanceadas.
Además, deberá ser capaz de realizar cálculos
estequiométricos y de preparación de soluciones. Por otra parte, deberá
tener una concepción general de la estructura atómica y molecular, saber
desarrollar configuraciones electrónicas, y comprender su valor predictivo en
el estudio de las propiedades químicas de los elementos y a la vez, asimilar
conceptos básicos de enlaces químicos. Finalmente, deberá ser capaz de
formular y realizar cálculos de equilibrio químico.
3.
OBJETIVOS EDUCACIONALES
3.1
Objetivos generales
Contribuir a que los alumnos adquieran los principios básicos en el ámbito
de la Química General, principalmente en conexión con diferentes aspectos
que son esenciales para el estudio de asignaturas con un mayor grado de
especialización, tales como Química Inorgánica, Química Analítica,
Fisicoquímica y Química Orgánica.
Proporcionar a los alumnos, a través de las diferentes actividades
programadas en la asignatura, un apoyo eficiente para que sean capaces de
resolver y comprender problemas que involucren conceptos básicos de
química general.
Procurar que los alumnos lleguen a ser capaces de considerar
sistemáticamente las alternativas de una situación problemática teórica o
experimental dada, con el objeto de que en su desempeño profesional
puedan reaccionar con iniciativa, eficiencia y creatividad ante situaciones
problemáticas imprevistas.
3.2.
Objetivos específicos
3.2.1 Objetivos específicos de conocimientos
Contribuir a que los alumnos logren una comprensión activa de los
contenidos del programa de la asignatura, de modo que puedan ser
capaces de:
Usar la Nomenclatura Química Inorgánica con el fin de formular y de
nombrar, adecuadamente, tanto compuestos de uso frecuente en
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química como de los compuestos de coordinación. Dar cuenta de las
reacciones de obtención y caracterización de algunos tipos de
compuestos inorgánicos mediante ecuaciones químicas balanceadas.
Comprender y representar adecuadamente reacciones químicas de
diferentes tipos, ya sean éstas moleculares, iónicas, de ácido-base o
de óxido-reducción, utilizando en todo momento ecuaciones
balanceadas, utilizando el concepto de ácido y de base, así como el
de par conjugado en reacciones ácido-base, de disociación y de
hidrólisis. Comprender y utilizar el concepto de oxidante-reductor.
Entender las leyes que regulan los procesos estequiométricos con el
fin de ser capaz de formular una reacción química y realizar
adecuadamente cálculos estequiométricos. Comprender el concepto
de mol y de equivalente-gramo y ser capaz de establecer
equivalencias entre distintos sistemas.
Utilizar adecuadamente las distintas expresiones de concentración de
soluciones para realizar cálculos de equivalencias entre las unidades
y a la vez realizar cálculos estequiométricos en solución, ya sea en
reacciones ácido-base y en óxído-reducción.
Obtener una concepción general de los distintos modelos de la
estructura atómica. Saber desarrollar configuraciones electrónicas y
comprender su valor predictivo en el estudio de las propiedades
químicas de los elementos.
Asimilar conceptos básicos sobre el enlace químico utilizando las
distintas teorías. Ser capaz de construir adecuadamente modelos de
moléculas sencillas. Establecer una correspondencia entre los
distintos parámetros relativos al enlace y su relación con las
propiedades químicas de las moléculas.
Finalmente, deberá entender y estar capacitado para formular y
realizar cálculos de equilibrio químico. Conocer los factores externos
que afectan el estado de equilibrio químico en una reacción.
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3.2.2
Objetivos específicos de habilidades
Siendo la Química una ciencia experimental cuyo aprendizaje es
concomitante con una permanente aplicación, generalmente
cuantitativa, de las leyes y teorías que la caracterizan como tal, en la
presente asignatura los objetivos específicos de habilidades son
prácticamente inseparables de los objetivos específicos de
conocimientos. Por lo tanto, de acuerdo con lo ya expresado en la
sección precedente, los objetivos específicos de habilidades
corresponderían esencialmente a que el alumno sea capaz de:
Resolver tanto problemas teóricos como experimentales en relación a
los diferentes tópicos del programa.
Usar modelos moleculares para la
tridimensional de especies poliatómicas.
3.2.3.
descripción
geométrico
Objetivos específicos de actitudes
Estimular en el alumno una actitud observadora y crítica, a través de
la aplicación del método científico, con el objeto de que pueda
desarrollar a cabalidad sus potencialidades intelectuales, haciendo
suyos los valores inherentes al espíritu de la ciencia (verdad,
honradez, objetividad, etc.)
Promover en el alumno actitudes de responsabilidad, puntualidad,
convivencia armónica y pulcritud.
Contribuir a que el alumno desarrolle una conciencia ética inteoral que
oriente su actuar en los diferentes aspectos de vida: universitario,
profesional, familiar, social, ambiental, etc.
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4.
CONTENIDOS
4.1
CONTENIDOS DEL CURSO:
4.1.1 Introducción
Clasificación de la materia. Sustancias puras, mezclas compuestos.
Propiedades fisicas y químicas de la materia.
4.1.2 Estructura Atómica:
Estructura del átomo. Teoría cuántica. Modelo cuántico de Bohr,
niveles de energía, transiciones, número cuántico,
Dualidad onda-partícula.
Descripción breve de las ideas de
Schródinger y Heisenberg. Átomo de hidrógeno
Modelo cúantico actual. Números cuánticos.
Átomos polielectrónícos.
Configuración electrónica de los elementos.
4.1.3 Teoría Atómica:
Leyes ponderales de la Química. Ley de proporciones definidas, ley
de proporciones múltiples. Ley de conservación de la masa
4.1.4 Sistema Periódico:
Fundamentos de la clasificación periódica de los elementos
Agrupación de los elementos según su configuración electrónica.
Tabla periódica según Mendeleev. Períodos, grupos, familias.
Elementos representativos, elementos de transición y de transición
interna.
Propiedades periódicas. Radio atómico, iónico y covalente, volumen,
número de oxidación, potencial de ionización, electronegatividad,
electroafinidad, y series isoelectrónicas, etc.
4.1.5
Enlace Químico
Teorías sobre la naturaleza del enlace químico.
Enlace covalente, covalente coordinado y enlace iónico. Porcentaje
de carácter iónico. Teoría de enlace de valencia clásica: Notación de
Lewís, formación de enlaces simples y múltiples. Regla del dueto y
octeto. Moléculas que no satisfacen el octeto.
Parámetros relativos al enlace: Energía, longitud, polaridad de enlace
y de molécula, momento dipolar, modelo "par iónico"', orden de
enlace, propiedades magnéticas, carga formal, resonancia.
Enlace covalente coordinado, formación de aductos.
Expansión de la capa de valencia.
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Teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia
(TREPCV) clásica y teoría de enlace de valencia. Hibridación,
energía de orbitales híbridos, ángulos de enlace.
Relaciones:
Geometría-Estructura-Hibrídación.
Teoría Orbital Molecular: Orbitales enlazantes, no enlazantes y
antienlazantes, orden de enlace, estabilidad, notación de Müllikan.
Construcción de moléculas sencillas con enlaces horno y
heteronucleares.
4.1.6
Compuestos Químicos inorgánicos
Generalidades sobre las funciones químicas en Química Inorgánica,
Ecuación química.
Descripción de las reacciones de obtención y de caracterización de
funciones químicas, abarcando casi todos los tipos de compuestos
inorgánicos: hidrogenados, oxigenados, hídróxidos, ácidos y sales.
4.1.7
Tipos de reacciones
Reacciones Moleculares, sónicas y sónicas Esenciales. Balance y
obtención de las respectivas ecuaciones iónicas y iónicas esenciales.
Concepto ácido-base: Arrheníus, Bronsted-Lowrry y Lewis.
Reacciones ácido-base, disociación e hidrólisis.
Reacciones de óxido-reducción. conceptos de oxidante-reductor,
semircacciones. Balance de ecuaciones redox, método ion-electrón.
4.1.8
Estequiometría
Concepto de mol, fórmula empírica, fórmula molecular.
Relación y cálculos estequiométricos: Reactivo en exceso, limitante,
rendimientos, etc.
4.1.9
Soluciones
Expresión de concentración de soluciones. % p/p, % p/v, fracción
molar, molalidad, molaridad y normalidad.
Soluto, solvente, solubilídad, densidad.
Propiedades coligativas
Relaciones de equivalencia entre las distintas unidades.
Cálculos
estequiométricos
en
soluciones
valoraciones
y
retrovaloraciones
4.1.10
Gases. Generalidades
Leyes de los gases. Ecuación del gas ideal. Presiones parciales: ley
de Dalton. Usos de las leyes.
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4.1.11
4.2.
Equilibrio Químico
Concepto de equilibrio,
Ley de acción de masas y constante de equilibrio. Definición de K, Kp
y grado de disociación
Equilibrios heterogéneos
Equilibrios homogéneos en disolución
Principio de Le Chatelier.
Factores que condicionan la composición de un sistema en estado de
equilibrio, Cálculos en equilibrio químico.
BIBLIOGRAFIA
-R. Chang "Química" Ed. 1' Español) McGraW-Hill.
-D. Ebbing "Química General" Ed. McGraw-Hill 1997
-B. Mahan "Química: Curso Universitario" Ed. 4'.(Bilingüe) Adison-Wesley
1990.
5.
METODOLOGÍA
- Clases expositivas.
- Seminarios
- Uso de material audiovisual.
6.
EVALUACIONES
Evaluaciones-, La nota final resultará de la ponderación de las siguientes
calificaciones.
Pruebas de Seminarios
20 %
2 Pruebas A (20%)
40 %
Examen
40 %
La nota de presentación se calculará de acuerdo a la ponderación de pruebas de
seminarios y pruebas A.
Si la nota de ponderación es mayor o igual a 5 el estudiante queda eximido del
examen.
Si la nota de ponderación es menor que 5 deberá rendir la prueba recuperativa PRE
y/o examen de acuerdo al sistema de evaluación existente.
7.
CALENDARIO
1ª
Semana:
2ª
Semana:
3ª y 4ª Semana:
5ª y 6ª Semana:
7ª
Semana:
8ª
Semana:
Introducción y Estructura atómica
Teoría Atómica
Sistema Periódico
Enlace
Compuestos Químicos Inorgánicos
Tipos de Reacciones Químicas
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9ª y 10° Semana:
11ª
Semana:
12ª
Semana:
13ª
Semana:
14ª y 15ª Semana:
Estequiometría
Soluciones
Soluciones
Gases
Equilibrio Químico
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