QUÍMICA Código: QUIM – 1103 Créditos: 3 Profesores: GUILLERMO ALVAREZ: MARIA TERESA CORTES JUAN CARLOS MORENO ANDREAS REIBER gualvare@uniandes.edu.co marcorte@uniandes.edu.co jumoreno@uniandes.edu.co areiber@uniandes.edu.co Tipo de Curso: teórico - práctico: La nota final del curso QUIM 1103 incluirá la nota final de laboratorio QUIM 1104 en una proporción del 30% (ver sistema de evaluaciones) OBJETIVOS - - - El objetivo primordial del curso de “Química” es orientar al estudiante en su tarea de comprensión de algunos de los principales conceptos y leyes que se utilizan para explicar, mediante modelos apropiados, las transformaciones de la materia y su interacción con la energía, a través del estudio y revisión de experimentos, principios y teorías que permiten el pronóstico bastante confiable de esas interacciones. Desarrollar habilidades que le permitan expresar de manera precisa las propiedades de las sustancias que pueden ser medidas. Deducir propiedades de los materiales a partir del conocimiento que se deriva de los modelos que ofrecen una explicación de las interacciones entre los átomos y las moléculas. Promover el uso de métodos de análisis crítico y estructurado para el estudio de cualquier situación de interés. CONTENIDO 1ª Semana Inducción e Introducción Objetivos, metodología y evaluación del curso, la química y sociedad, sistema internacional de unidades SI y conversión de unidades, clasificación de las propiedades de la materia, átomos, isótopos, nomenclatura básica de compuestos inorgánicos. 2ª Semana Estequiometria Mol, masa molar, determinación de formulas química, estequiometria de las reacciones, unidades de concentración, reactivo límite, cálculos en las reacciones químicas. 3ª Semana Estructura atómica, enlaces químicos I Estructura atómica, mecánica cuántica y orbitales atómicas, interacciones materia-energía, configuraciones electrónicas y propiedades periódicas, energía de ionización, afinidades electrónicas 4ª Semana Enlaces químicos II, Forma y estructura moleculares Formación de iones y compuestos iónicos, enlaces covalentes polares, formulas estructurales de los compuestos, orbitales atómicos híbridos, modelo de RPECV; geometría y polaridad de las moléculas, configuraciones electrónicas y propiedades de las moléculas, energías y longitudes de los enlaces, moléculas heteronucleares 5ª Semana Las propiedades de los gases Medidas en gases, leyes de los gases, ecuación de estado de los gases, reacciones entre gases, teoría cinético-molecular de los gases, desviaciones al comportamiento ideal, relaciones entre las diferentes variables. 6ª Semana Líquidos y sólidos Formación de fases condensadas, fuerzas ion-ion, ion-dipolo, dipolo-dipolo, estructura de los líquidos, viscosidad y tensión superficial, sólidos, celdas unitarias y sistemas cristalinos. 7ª Semana Termodinámica: La primera ley Termodinámica: la primera ley: sistemas, trabajo y energía, calor, medidas de calor, primera ley, capacidades caloríficas, entalpías de reacción, ley de Hess, ciclo de Born-Haber. 8ª Semana Equilibrios químicos I Equilibrio químico: Progreso de las reacciones químicas y su constante de equilibrio; origen termodinámico de las constantes de equilibrio, constantes de equilibrio en términos de las concentraciones molares de los gases; extensión de una reacción, uso de las constantes de reacción, respuesta a los cambios en las condiciones de equilibrio. Semana de Trabajo Individual 9ª Semana Equilibrios químicos II Equilibrios en solución acuosa, ácidos y bases, escala de pH. 10ª Semana Ácidos y bases I Electrolitos: electrolitos fuertes, electrolitos débiles, sales, hidrólisis 11ª Semana Ácidos y bases II Ácidos binarios, oxoácidos, ácidos orgánicos, determinación del pH y porcentaje de disociación de los electrolitos débiles, acción amortiguadora, diseño de una solución amortiguadora, capacidad amortiguadora. 12ª Semana Ácidos y bases III Titulaciones acido-bases, titulaciones de ácidos poliproticos, titulaciones de ácidos poliproticos, efecto de ión común, predicción de precipitados, solubilidad en función del pH. 13ª Semana Electroquímica I Electroquímica: Semi-reacciones, celdas galvánicas, notación de las celdas, potenciales estándar, series electroquímicas. 14ª Semana Electroquímica II Ecuación de Nernst, electrodos de ión selectivo. 15ª Semana Cinética química Velocidad de una reacción química. Ecuación de velocidad, efecto de la temperatura y otras variables sobre la cinética química, mecanismos de reacción, catálisis homogénea y heterogénea, leyes de velocidad, tiempo de vida media. 11 a 26 de mayo: EXAMENES FINALES DE SEMESTRE El orden del programa y la forma de presentación será determinado por el profesor de cada sección y podrá depender de la evolución de los estudiantes. SISTEMA DE EVALUACIONES Se realizarán tres o cuatro evaluaciones parciales y un examen final. Adicionalmente el profesor podrá realizar talleres o tareas. Cada profesor dará a conocer su sistema de evaluación, junto con las fechas de las evaluaciones, el primer día de clase. El sistema de calificación para la teoría y para el laboratorio se hará en puntos, con un máximo de 100 para cada uno. Para aprobar el curso se debe aprobar tanto la teoría como el laboratorio, de acuerdo a la siguiente tabla. Puntaje obtenido en la Teoría y Entre 0 y 59 puntos Entre 0 y 100 puntos Desde 60 puntos o más y y y Puntaje obtenido en el Laboratorio Entre 0 y 100 puntos Entre 0 y 59 puntos Desde 60 puntos o más Pierde el curso Pierde el curso Aprueba el curso Nota Final del Curso (Teoría x 0.7) + (Laboratorio x 0.3) Puntaje entre Nota Puntaje entre 45 puntos o más 31 y 44 puntos 30 puntos o menos 2.5 2.0 1.5 45 puntos o más 31 y 44 puntos 30 puntos o menos Nota 2.5 2.0 1.5 Puntaje entre 60 y 64 puntos 65 y 72 puntos 73 y 81 puntos 82 y 90 puntos 91 puntos o más Nota 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 BIBLIOGRAFÍA Peter Atkins y Loretta Jones: “Principios de Química - Los caminos del descubrimiento 3a edición 2006, Buenos Aires: Médica Panamericana. Brown T. L., LeMay H. E. Jr., Bursten B. E., Murphy C.J., “Química, La ciencia central”, Pearson Educación, 11ª Ed., Trad. México, 2009. Atkins P., Jones L., "Chemical Principles". Third Edition, 2005. Chang R., "Chemistry the central science", 8a Ed, McGraw-Hill Book Co., 2003. Química, un proyecto de la Sociedad Estadounidense de Química. Trad. Ed. Reverté S.A., Barcelona, 2005. Zumdahl S. S. and Zumdahl S. A., "Chemistry", 5th Ed., Houghton Mifflin Co., Boston, 2000. Corwin, CH., "Introductory Chemistry". Concepts and Connections, Upper Saddle River, Prentice-Hall, Second Edition, 1998. Hill, H., and Petrucci, RG. "General Chemistry". Upper Saddle River, PrenticeHall, 1996. Whitten, K.W. and Gailey, K.D., "Química General", McGraw-Hill, 3a. Ed. Mexico, 1992.