Mínimos 2ºQUI
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2º BCyT QUÍMICA ● CONTENIDOS MÍNIMOS TEMA 1: ESTRUCTURA DEL ÁTOMO Y SISTEMA PERIÓDICO Estudio cualitativo del modelo atómico de Böhr. Sus aportaciones a la ciencia y a la explicación de los espectros. Aportaciones de la física moderna (principio de indeterminación y dualidad onda - corpúsculo) y necesidad de introducir el modelo mecano - cuántico. Diferencias y analogías con el modelo de Böhr. Concepto de orbital y aplicación del modelo mecano - cuántico, de forma cualitativa, a la explicación del átomo de hidrógeno. Significado de los números cuánticos. Configuraciones electrónicas: principios de mínima energía y de exclusión de Pauli, y regla de Hund. Papel que han tenido en el desarrollo de la ciencia los distintos intentos de clasificar los elementos químicos. Estructura del sistema periódico actual a partir de las configuraciones electrónicas y relación entre éstas y las distintas propiedades periódicas. Estudio de la variación periódica de algunas propiedades (radios atómicos e iónicos, energías de ionización, electronegatividad, carácter metálico, valencia) y su relación con la configuración electrónica de un elemento. Manejo del sistema periódico, de forma que el alumno extraiga toda la información que proporciona, utilizándola en el estudio de las propiedades y el comportamiento de los distintos elementos. TEMA 2: EL ENLACE QUÍMICO. Concepto de enlace como interacción entre átomos, iones o moléculas, para formar estructuras más estables desde el punto de vista energético. Estudio del enlace entre átomos en función de su electronegatividad y de la tendencia (fundamentada en el potencial de ionización y la afinidad electrónica) a ganar o perder electrones de los átomos, estableciendo un criterio de distinción entre enlaces iónicos, covalentes y metálicos. Enlace iónico y su formación. Ciclo Born-Haber y energía reticular: Factores de los que depende Redes iónicas e índice de coordinación. Factores que afectan a su formación. Interpretación de las propiedades de los compuestos iónicos en función de las características de la red cristalina. Formación de los enlaces covalentes: moléculas y sólidos covalentes. Modelo de Lewis: regla del octeto y sus excepciones. Concepto de resonancia Interpretación de la geometría de moléculas sencillas por medio del modelo RPECV. Polaridad de enlaces y de moléculas (momento bipolar) Estudio del modelo de enlace valencia: promoción de electrones e hibridación de orbitales (sp, sp 2 y sp3). Aplicación al estudio de algunas moléculas sencillas. Interacciones entre moléculas: fuerzas de Van der Waals y sus tipos. Puentes de hidrógeno. Propiedades físicas de los compuestos covalentes a partir de la geometría de los compuestos y de la polaridad de los enlaces. Propiedades de los compuestos covalentes. Enlace metálico y sus propiedades a partir del modelo clásico (modelo del “gas electrónico”). Interpretación de las propiedades de los metales. Comparación de las propiedades de las sustancias en función de los distintos tipos de enlace. TEMA 3: TERMOQUÍMICA. La reacción como un proceso en el que se produce una reordenación de los átomos, con rotura de enlaces y formación de otros nuevos. Sistemas termodinámicos. Primer principio de la termodinámica. Reacciones endotérmicas y exotérmicas. Diagramas energéticos. Diferencias entre procesos a presión y volumen constante. Concepto de entalpía aplicado a los procesos más comunes (formación, combustión, etc.). Aplicación de la ley de Hess al cálculo de entalpías de reacción. Cálculo de entalpías de reacción a partir de las de formación. Resolución de problemas y ejercicios en los que se relacionen la estequiometría de una reacción y la energía intercambiada en el proceso. Introducción cualitativa del concepto de entropía. Estudio de los factores que afectan a la espontaneidad de una reacción. Aplicación a la energía libre de Gibbs a la determinación de la espontaneidad de una reacción. TEMA 4: CINÉTICA QUÍMICA Concepto de velocidad de reacción: medición y unidades. Ecuaciones cinéticas. Ecuación de velocidad. Orden total y parcial. Teoría de las colisiones y del complejo activado /energía de activación). Utilización de las mismas para comprender de qué factores depende la velocidad de una reacción química. Relación entre la energía de reacción, la temperatura y la velocidad de reacción Mecanismo de las reacciones químicas. Etapa limitante. Estudio especial de los catalizadores Estudio de reacciones catalizadas de importancia industrial y maedioambiental. Catálisis enzimática TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN. Concepto de velocidad de reacción y estudio de los factores que la modifican. Evolución de una reacción química en términos de la teoría de colisiones: energía de activación y factor estérico. Efecto de un catalizador sobre una reacción. Importancia industrial y biológica. Utilización de los aspectos cinéticos de las reacciones químicas para explicar diversos problemas tecnológicos y de la vida cotidiana. Concepto de sistema y coexistencia de reactivos y productos dentro de un sistema. Concepto de equilibrio químico: ley de acción de masas y factores que afectan al equilibrio (principio de Le Chatelier). Aplicación de la teoría de colisiones al estudio de los equilibrios. Relación entre las constantes Kc y Kp. Aplicación de las leyes de la estequiometría al estudio de la evolución de un equilibrio y al cálculo de su constante de equilibrio. Estudio cuantitativo de equilibrios homogéneos y heterogéneos Equilibrio de solubilidad (Producto de solubilidad). Determinación de solubilidad de compuestos iónicos. Desplazamiento de equilibrios de solubilidad: efecto del ion común y redisolución de precipitados Aplicación de las leyes del equilibrio al estudio de algunos equilibrios de interés industrial y medioambiental. Formulación de hipótesis sobre el efecto que tiene sobre un equilibrio la alteración de las condiciones del sistema valorando su importancia en la industria y en el medio ambiente. TEMA 6: REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES Concepto de ácido y base y estudio de la teoría de Brönsted - Lowry a partir de las limitaciones de la teoría de Arrhenius. Equilibrios de disociación de ácidos y bases en medio acuoso y constante de equilibrio. Constantes de acidez y basicidad. Concepto de pH y pOH. Ionización del agua (kw) Fortaleza de ácidos y bases. Estudio de su equilibrio de ionización: grado de disociación. Cálculo del pH de disoluciones de ácidos y bases como un ejemplo más de estequiometría en un equilibrio. Concepto de indicador. Mecanismo de actuación. Importancia de las reacciones ácido - base en el análisis cuantitativo. Hidrólisis de sales. Estudio cualitativo y cuantitativo de los equilibrios de hidrólisis. Estudio del pH de las disoluciones de sales en agua. Concepto de ion común. Influencia en los equilibrios ácido-base Estudio de las disoluciones amortiguadoras y sus mecanismos de regulación del pH. Volumetrías ácido-base: curvas de valoración Papel de los ácidos en el mundo en que vivimos, importancia industrial y medioambiental. Estudio de algunos ácidos importantes (el ácido nítrico y el ácido sulfúrico). La lluvia ácida. TEMA 7: REACCIONES DE INTERCAMBIO DE ELECTRONES. La oxidación-reducción como proceso de transferencia de electrones entre dos especies químicas. Número de oxidación. Oxidante y reductor. Utilización del método del ión electrón como sistema de ajuste de las reacciones químicas en las que hay transferencia de electrones. (Medio ácido y medio básico) Aplicación de las leyes de la estequiometría (a partir del concepto de mol) a los procesos redox, incluido el cálculo del número de electrones que participan en el proceso. Concepto de potencial normal de reducción y aplicación para formar una escala de oxidación-reducción. Predicción del funcionamiento de una pila. Estudio de la actividad de cada uno de sus elementos: electrodos, disoluciones y puente salino. Evaluación de la espontaneidad de un proceso redox Estudio cualitativo y cuantitativo de los procesos electrolíticos. Leyes de Faraday Importancia de la corrosión de los metales. Repercusiones en la tecnología y la sociedad Análisis de procesos redox de importancia económica y la forma de favorecerlos o evitarlos. Realización de experiencias de laboratorio en las que el alumno compruebe algunos procesos electroquímicos habituales (por ejemplo, la constitución y funcionamiento de las pilas eléctricas). TEMA 8: LOS COMPUESTOS DEL CARBONO Revisión de la nomenclatura y formulación de las principales funciones orgánicas (hidrocarburos, alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos, ésteres, aminas, nitrilos, amidas) El átomo de carbono y la formación de enlaces covalentes, posibilidad de formar largas cadenas. Estudio de las principales funciones orgánicas: hidrocarburos, funciones oxigenadas y funciones nitrogenadas. Tipos de reacciones más importantes de los compuestos orgánicos (adición, eliminación y sustitución). Predecir los productos que se obtendrán en cualquiera de dichas reacciones. Descripción de las propiedades físicas y aplicaciones más importantes de los distintos compuestos orgánicos (tanto químicas como industriales y de la vida cotidiana) Interpretación de las diferencias en las propiedades físicas de las principales funciones orgánicas a partir de la estructura de sus enlaces. Concepto de isomería aplicado a los siguientes casos: función, posición y cadena Aproximación al estudio, desde el punto de vista de su estructura, de las macromoléculas de interés biológico. Concepto de polímero y distinción entre los tres tipos fundamentales (fibras, cauchos y plásticos). ● CRITERIOS MÍNIMOS DE EVALUACIÓN A continuación se enumeran aquellos criterios de evaluación que se pretende utilizar para determinar la calidad del aprendizaje alcanzado por nuestros alumnos; éste deberá ser capaz de: - Formular y nombrar con soltura compuestos binarios de cualquier clase, hidróxidos, oxoácidos, oxisales ácidas y neutras, compuestos de amonio, cianuros, radicales ácidos, cationes metálicos y elementos químicos. - Hallar la fórmula empírica de un compuesto a partir de su composición centesimal (o de las proporciones en masa en las que se combinan los elementos que lo constituyen). - Averiguar la fórmula empírica y molecular de compuestos orgánicos a partir del análisis cuantitativo de sus productos de combustión y de datos adecuados - Efectuar con soltura cálculos estequiométricos: reactivo limitante, rendimiento de una reacción, productos gaseosos recogidos sobre agua, reactivos impuros, reacciones simultáneas de 2 componentes de una mezcla de composición desconocida, etc. - Explicar cómo las sucesivas sustituciones de un modelo atómico por otro se basaron en evidencias experimentales (descubrimiento del electrón; experiencia de Rutherford; efecto fotoeléctrico y espectros discontinuos; principio de indeterminación y dualidad onda-corpúsculo). - Enunciar los principios de Aufbau, Hund y Pauli, aplicándolos a la determinación de la configuración electrónica de un átomo o ion. Describir la forma en que se distribuyen los electrones en el último subnivel ocupado. - Enumerar y comentar cuáles son las principales insuficiencias del modelo atómico de Bohr y las aportaciones y ventajas del nuevo modelo de Schrödinger. - Conocer el significado físico de los números cuánticos que caracterizan al estado de un e en un átomo, identificando las combinaciones de números cuánticos posibles. Indicar los posibles números cuánticos del electrón diferencial de cualquier elemento con el único dato del número atómico del elemento. - Enumerar ordenadamente, por grupos, el nombre y el símbolo de los elementos de los grupos 1,2, 13 al 18 y los del primer periodo largo y/o situar correctamente uno cualquiera de ellos en el Sistema Periódico vacío, indicando su valor de Z y su configuración electrónica completa y/o en la capa de valencia, y la clase de elemento que es - Describir la variación sobre el sistema periódico de las diversas propiedades periódicas: carga nuclear efectiva, radio y volumen atómico, energía de ionización, electronegatividad, afinidad electrónica, carácter metálico etc, relacionando entre sí, de forma razonada. Justificar sus pautas de variación a partir de los conceptos de carga nuclear efectiva y apantallamiento electrónico - Dada una serie de elementos, compararlos y ordenarlos razonadamente por orden creciente o decreciente de una o varias de sus propiedades periódicas. - Comparar y ordenar razonadamente varios elementos contiguos en función de los valores de sus energías de ionización sucesivas (2ª, 3ª, 4ª, etc). - Comparar y ordenar los tamaños de: átomos neutros entre sí; átomos neutros frente a sus propios iones; iones de elementos de un mismo grupo que posean la misma carga; especies isoelectrónicas - Analizar comparativamente las propiedades características de los Metales, No Metales y Gases Nobles, relacionándolas con su energía de Ionización, afinidad electrónica, electronegatividad y configuración electrónica en la capa de valencia. - Describir con cierto detalle los distintos tipos de enlace entre átomos y la estructura o estructuras de las sustancias a que puede dar lugar cada uno de ellos. - Dados dos elementos representativos cualesquiera, predecir razonadamente, sin más datos, la fórmula del compuesto binario (o compuestos) que formarán entre sí, el tipo de enlace que los unirá las propiedades físicas que poseerá. - Explicar el concepto de Energía reticular de un sólido iónico y calcular su valor en algún caso concreto por aplicación del Ciclo de Born - Haber. - Comparar las propiedades (puntos de fusión y ebullición y solubilidades en agua) de distintos compuestos iónicos en función de su mayor o menor energía reticular (evaluada a partir del tamaño y la carga eléctrica de los iones que los constituyen). - Escribir la fórmula desarrollada y el diagrama o estructura de Lewis de moléculas sencillas, prediciendo la geometría de las mismas por el método de RPECV - Describir, explicar y representar enlaces covalentes múltiples y deslocalizados (anillo bencénico), diferenciar entre el recubrimiento frontal y lateral ( y ) de los orbitales que se solapan e indicar la hibridación de orbitales que se produce en cada caso. - Describir el enlace y predecir la geometría y la polaridad de diversas moléculas, usando los conceptos de promoción de e y solapamiento e hibridación de orbitales (Teoría de Enlace de Valencia). - Describir y diferenciar las diversas clases de fuerzas intermoleculares, evaluando comparativamente su intensidad y los factores de los que dependen. - Relacionar y comparar la estructura y clase de enlace presentes en varias sustancias con sus propiedades tales como punto de fusión y ebullición, estado físico, solubilidad, carácter conductor de la electricidad y del calor, carácter conductor de sus disoluciones y dureza. - Escribir correctamente ecuaciones termoquímicas y determinar, mediante cálculos estequiométricos, la magnitud del intercambio energético implicado (o viceversa). - Comprender que el calor intercambiado durante un mismo proceso puede tener distinto valor según la forma en que se lleve a cabo el proceso. Diferenciar entre los calores de reacción a volumen constante y a presión constante, calculando el valor de uno a partir del otro. - Identificar los calores de reacción a presión y volumen constante de un proceso con las variaciones de entalpía y energía interna de ese mismo proceso, respectivamente. - Apreciar la utilidad de introducir una nueva magnitud termodinámica (Entalpía) y explicar el significado de su variación en un proceso, conociendo su carácter de función de estado y las consecuencias que de ello se derivan (Ley de Hess). - Interpretar diagramas entálpicos, calculando la entalpía de la reacción representada y diferenciando reacciones exotérmicas y endotérmicas. - Aplicar la ley de Hess al cálculo de entalpías normales de reacción (a partir de datos sobre las entalpías normales de formación y de combustión de las sustancias que intervienen). - Aplicar de forma semejante la ley de Hess para calcular las variaciones normales de reacción de otras funciones de estado termodinámicas, como la energía interna, la entropía y la energía libre de Gibbs. - Evaluar y comparar la calidad de distintos combustibles teniendo en cuenta, además, a qué se destinan, su precio y su efecto contaminante. - Explicar el significado físico de la variación de entropía de un proceso y deducir el signo de dicha variación y su magnitud relativa para distintos procesos físicos y químicos. - Analizar si un proceso será espontáneo o no en cierto sentido partiendo del signo de la variación de Energía libre de Gibbs y justificar si la espontaneidad del proceso dependerá o no de la temperatura. - Comprender por qué es preciso adoptar para la velocidad de una reacción una definición según cual sea la sustancia tomada como referencia. - Determinar la ecuación de velocidad de una reacción a partir de tablas de datos u observaciones experimentales y deducir las unidades de la constante de velocidad de una reacción en función del orden global de la misma - Analizar la influencia de los distintos factores (naturaleza de la reacción, concentración y estado físico de los reactivos, temperatura y uso de catalizadores), que modifican la velocidad de un proceso. Analizar cuáles de ellos afectan a la constante de velocidad de la reacción. - Comprender el concepto de catalizador. - Interpretar el diagrama entálpico de una reacción, determinando sobre el mismo las energías de activación de las reacciones directa e inversa (o la variación de entalpía de la reacción). - Discriminar entre distintos mecanismos propuestos para una misma reacción en función de su ecuación de velocidad. - Expresar correctamente la Ley del Equilibrio químico en sus diversas formas tanto para equilibrios homogéneos como heterogéneos. - Aplicar el concepto de grado de disociación y la Ley del Equilibrio químico a la resolución problemas sobre equilibrios homogéneos y heterogéneos. - Hallar las concentraciones en solución de las especies iónicas integrantes de una sal o hidróxido poco soluble a partir de su producto de solubilidad (con o sin efecto de ion común). - Conocer de qué factores dependen las constantes K p y Kc y en qué unidades deben expresarse las concentraciones y presiones parciales, calculando el valor de una de ellas, conocido el de la otra. - Predecir de forma razonada el efecto sobre un equilibrio de los cambios de temperatura, presión, volumen y concentración de un reactivo o producto (la aplicación del Principio de Le Chatelier) y apreciar que, sólo la temperatura afecta al valor de sus constantes KC y KP. - Aplicar el principio de Le Chatelier para sugerir las condiciones de reacción más adecuadas que mejoren el rendimiento termodinámico de un proceso. - Describir los fenómenos (disociación de moléculas en iones) que tienen lugar en la disolución de ácidos, bases y sales.. - Exponer la Teoría de Brönsted-Lowry, explicando cómo se amplían mediante ella los conceptos de ácido y base de Arrhenius e interpretando las reacciones ácido-base como reacciones de transferencia de protones. - Dados un ácido o una base de Brönsted - Lowry, indicar, respectivamente, su base o ácido conjugados (identificando también si tendrá o no carácter anfótero). - Escribir con soltura la ecuación química de cualquier reacción entre un ácido y una base de Brönsted-Lowry. - Cuantificar la fuerza relativa de ácidos y bases a través de sus constantes de disociación (K a y Kb), escribiendo correctamente la ecuación de sus reacciones con el agua y las expresiones de sus respectivas constantes de acidez o basicidad. - Conocer la fuerza relativa de los ácidos y bases más frecuentes - Relacionar la constante de acidez de un ácido con la constante de basicidad de su base conjugada (en medio acuoso), calculando una a partir de la otra. - Definir los conceptos de pH y pOH, relacionando su valor con las concentraciones molares de los iones H3O+ y OH en disoluciones acuosas, e identificar en función de estos últimos valores, las disoluciones ácidas, básicas y neutras. - Calcular el pH de distintas disoluciones (de ácidos y bases, fuertes y débiles) o mezclas de disoluciones (ácidos y bases fuertes mezclados en proporción no estequiométrica). - Predecir de forma cualitativa el pH de disoluciones salinas, justificando razonadamente la predicción efectuada y determinar el pH de disoluciones salinas (sólo para sales derivadas de un ácido y una base fuertes, de un ácido fuerte y una base débil o de un ácido débil y una base fuerte) - Efectuar valoraciones ácido-base, seleccionando entre varias opciones el indicador más adecuado para cada caso concreto y describir el procedimiento a seguir y los aparatos y montajes necesarios. - Determinar el pH de la disolución en un punto cualquiera de una valoración ácido-base. - Determinar el pH de disoluciones tampón y verificar de forma cuantitativa su efecto amortiguador de las variaciones de pH. - Describir las reacciones de oxidación-reducción como reacciones de transferencia de electrones, comprendiendo la simultaneidad de ambos procesos. - Verificar si una reacción química dada tiene o no carácter redox, identificando tanto las especies oxidante y reductora como sus correspondientes reductora y oxidante conjugadas. - Adquirir soltura en la escritura, interpretación y utilización de ecuaciones iónicas. - Ajustar reacciones redox tanto por el método del ion-electrón (en medios ácido y básico) - Describir el funcionamiento de las pilas galvánicas, interpretando correctamente la representación simbólica de algunas de las más sencillas (con especial atención a la descripción de la pila Daniell y sus detalles de construcción y funcionamiento). - Predecir el sentido de la reacción redox espontánea entre las especies oxidada y reducida de dos pares redox (a partir de los potenciales normales de reducción), calculando la f.e.m. normal de la pila formada por ambos pares, formulando correctamente las ecuaciones de los procesos (semirreacciones) que suceden en cada electrodo y escribiendo con rigor la notación simbólica de la pila. - Comprender la electrólisis como una reacción redox forzada llevada a efecto mediante el suministro de energía eléctrica. - Asociar los nombres de los electrodos, ánodo y cátodo, a los procesos de oxidación y reducción que, respectivamente, tienen lugar en ellos, diferenciando su polaridad en una pila y en una cuba electrolítica. - Describir los procesos que tienen lugar en los electrodos al someter a electrólisis diversas sustancias comunes, tanto en estado fundido como en disoluciones acuosas - Inducir las leyes de Faraday de la electrólisis, deducir su expresión matemática global y aplicarla a la resolución de ejercicios y casos prácticos. - Explicar las causas de que el Carbono forme más compuestos por sí solo que todos los demás elementos juntos. - Describir los distintos enlaces del carbono (sencillos, dobles y triples) y su tetravalencia generalizada a partir de los conceptos de promoción de electrones e hibridación de orbitales atómicos (sp 3, sp2 y sp), explicando y justificando las propiedades de los distintos enlaces carbono - carbono (longitud, ángulos y energía de los mismos) y la geometría de las moléculas resultantes. - Representar correctamente las moléculas orgánicas mediante la utilización de fórmulas moleculares, semidesarrolladas y desarrolladas, diferenciando entre carbonos primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios. - Comprender la idea de grupo funcional, describir de forma elemental los grupos funcionales más importantes y nombrar con corrección representantes de cada uno de ellos (hidrocarburos, halogenuros de alquilo, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, aminas, éteres, ésteres, amidas y nitrilos). - Definir el concepto de isomería, en general, y sus distintas clases.
