PLANEACIÓN DEL CONTENIDO DE CURSO

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1 FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS PROGRAMA DE CIENCIAS QUIMICAS PÁGINA: 1 de 5 PLANEACIÓN DEL CONTENIDO DE CURSO 1. IDENTIFICACIÓN DEL CURSO NOMBRE : QUIMICA INORGANICA II CÓDIGO : SEMESTRE : SEPTIMO NUMERO DE CRÉDITOS : 4 PRERREQUISITOS : QUIMICA INORGANICA I HORAS PRESENCIALES DE 4 : ACOMPAÑAMIENTO DIRECTO ÁREA DE FORMACIÓN : BASICA TIPO DE CURSO : PRESENCIAL FECHA DE ACTUALIZACIÓN : AGOSTO 26 DE DESCRIPCIÓN: Asignatura teórico practica integrada por diversas unidades que analizan, sintetizan y describen aspectos sobre química de coordinación y estructura; teorías de enlace en los compuestos de coordinación; algunas propiedades de os compuestos de coordinación, preparación y reacciones de los compuestos de coordinación; velocidad y mecanismos de las reacciones de los compuestos de coordinación e introducción a la química inorgánica. Temas que le permiten al estudiante del Programa de Química un conocimiento más avanzado en esta área. Se impartirá este conocimiento mediante ayudas didácticas y exposiciones que se concatenaran con la realización de prácticas de laboratorio que proporcionaran habilidades y destrezas en los estudiantes, para el afianzamiento de su perfil profesional y ocupacional. La química inorgánica II está asociada a otras asignaturas que se encuentran en plan de estudio del Programa de Química, tales como: Fisicoquímica, Química analítica, Química Cuántica, y espectroscopia. La Química Inorgánica se proyecta a campos como la Química industrial, la Química Ambiental, entre otros.

2 PÁGINA: 2 de 5 3. JUSTIFICACIÓN Se hace necesaria la enseñanza de esta disciplina en este ciclo por cuanto la adquisición de conocimientos recibidos en el primer ciclo casi exclusivamente trataba de los conceptos básicos de la Química Inorgánica, apuntando más a la química de los elementos representativos. Con los aspectos teórico prácticos a observar, se esta contribuyendo al perfil profesional del futuro Químico ya que estará en capacidad de discutir sobre la temática observada y comprender los esfuerzos y contribuciones científicas de esta rama de la ciencia química. 4. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO Adquirir los conocimientos de la Química Inorgánica II que en definitiva le representen el nivel más elevado de la descripción de estructuras de compuestos de coordinación, sus propiedades, preparación y reactividad. Reconocer las diferentes teorías de enlace químico aplicables a los compuestos de coordinación, así como los variados sistemas de nomenclatura de estos compuestos y afianzarse en los aspectos cinéticos y termodinámicos de los mismos. 5. COMPETENCIA GENERAL DEL CURSO

3 PÁGINA: 3 de 5 Utilizar las reglas de nomenclatura sistemática: Ewens Basset y Stock para nombrar complejos de metales de transición. Identificar compuestos de coordinación mediante el uso de reacciones analítica cualitativas con reactivos específicos. Resaltar la influencia de los ligandos, la blandura o dureza de un ácido o una base, en la estabilidad de los complejos de coordinación. Aplicar correctamente las teorías de enlace químico y la serie espectro química para la caracterización de un complejo de coordinación. Relacionar los aspectos termodinámicos diversos para entender la estabilidad y reactividad de los compuestos químicos. Resaltar la influencia de la química organometálica en la industria química y farmacéutica. 6. PLANEACIÓN DE LAS UNIDADES DE FORMACIÓN

4 PÁGINA: 4 de 5 UNIDAD 1. INTRODUCCION A QUIMICA DE COORDINACION Y ESTRUCTURAS DIDACTICAS LOGROS EVALUATIVAS Reconocer la importancia histórica del desarrollo de los compuestos de coordinación. Resaltar la importancia de los quelatos en los sistemas animales y vegetales. Reafirmar la importancia de la formación de quelatos en la química. Usar las reglas de nomenclatura de la IUPAC para iones complejos y compuestos de coordinación. Preparar complejos de coordinación que correspondan a los estereoisomeros geométricos cis y trans. Identificar complejos de coordinación y establecer sus estructuras. Explicar la estereoquímica de los diferentes complejos de coordinación de acuerdo a su estructura geométrica. Perspectiva histórica. Historia de los compuestos de coordinación. Primeros compuestos. Teoría de la concatenación de Blomstrand-Jorgensen. Teoría de la coordinación de Werner. Estereoquímica e isomería de los complejos de Werner. Estereoquímica e isomería en complejos de coordinación actuales. Tipos de ligandos. El efecto de quelatos y los ligandos quelantes. Ligantes y estados de oxidación de los metales de transición. Estereoisomeros. Esferas de coordinación octaédricas. Compuestos con ligandos mono dentados. Compuestos con ligandos quelantes. Esferas de coordinación plano cuadradas. Esferas de coordinación tetraédricas. Otras esferas de coordinación. Isómeros estructurales. Nomenclatura de los compuestos de coordinación. Detección de una metodología a fin a la empleada Comprende las diferentes teorías antiguas sobre compuestos de coordinación. Analiza la estereoquímica y la isomería de los complejos de coordinación. Interpreta estereoisomeros de las diferentes esferas de coordinación estudiadas. Nombra compuestos de coordinación con los diversos sistemas de nomenclatura usados. Realiza escritura de fórmulas de compuestos de coordinación de acuerdo a las reglas de los diferentes sistemas Se pretende evaluar el alcance de los objetivos propuestos y habilidades pretendido. Para ello se proponen habilidades como las siguientes: Trabajos por Proyectos en temas específicos; talleres; Quices; elaboración de informes; despliegue individual y colectivo en el Laboratorio; búsqueda de información; resolución de problemas extraclase; diseño y puesta en marcha de prácticas extra-clase. ajustará, en lo que concierne a la distribución porcentual, a los

5 complejos. Isómeros de unión. El efecto del enlace pi. Factores estéricos. Teoría simbiótica de isómeros de unión. Configuración absoluta de los complejos. Estereoselectividad y conformación de los anillos. Nomenclatura de isómeros conformacionales. Equilibrio estructural de los complejos. PÁGINA: 5 de 5 UNIDAD 2. TEORIAS DE ENLACE EN LOS COMPUESTOS DE COORDINACION DIDACTICAS LOGROS EVALUATIVAS Aplicar los fundamentos de las teorías de enlace de valencia, TEV y teoría de campo cristalino, TCC, usado en el tratamiento de distintas propiedades de los compuestos de coordinación. Hacer cálculos de energía de estabilización de campo cristalino, EECC, para complejos de spin alto y complejos de spin bajo. Explicar la existencia de los La regla del número atómico efectivo. Teoría acido-base de Lewis. Teoría de enlace de valencia, (T.E.V.). Modificación de la T.E.V. de Pauling. Inconvenientes de la T.E.V. Teoría de campo cristalino, (T.C.C.). Desdoblamiento de los orbitales d en un campo octaédrico. Campos octaédricos. Distorsiones tetragonales y plano cuadradas en la simetría octaédrica. Desdoblamientos de orbitales en otros campos. Elección de las distribuciones una metodología afín a la empleada Aplica las teorías de enlace para determinar magnetismo o paramagnetismo compuestos. Predice la estabilidad de iones complejos. Calcula las energías de estabilización de campo cristalino mediante la utilización de los parámetros de apertura del campo cristalino. Identifica las consecuencias y Se pretende evaluar el alcance de los objetivos propuestos y habilidades pretendido. Para ello se proponen habilidades como las siguientes: Trabajos por Proyectos en temas específicos; talleres; Quices; elaboración de informes;

6 PÁGINA: 6 de 5 complejos de coordinación con fundamento en la teoría de orbital molecular, TOM. Analizar la estereoquímica de los compuestos de coordinación, usando la teoría de enlace de valencia y la teoría de campo cristalino. Explicar las propiedades magnéticas de los complejos de coordinación en función de la teoría de campo cristalino. geométricas. Magnitud de 10 Dq. Consecuencias y aplicaciones del desdoblamiento del campo cristalino. Algunos efectos estructurales y termodinámicos de los campos cristalinos. Energías de desdoblamiento del campo cristalino frente a energías de apareamiento. Energías de estabilización del campo cristalino, EECC. Energía de estabilización del campo cristalino para la simetría tetraédrica. Factores que afectan a la magnitud de las energías de desdoblamiento del campo cristalino. Algunas consecuencias cinéticas de la EECC. Casos en que falla la teoría de campo cristalino. Éxitos de la teoría de campo cristalino. Propiedades magnéticas. Espectros de absorción y colores de los compuestos de coordinación. Teoría de los orbitales moleculares, (T.O.M.). Teoría de los orbitales moleculares para el enlace sigma en los complejos. T.O.M. y otras geometrías. Enlace pi y la T.O.M. Teoría modificada del campo cristalino. Mas sobre espectros electrónicos. Un examen mas profundo de los espectros. aplicaciones del desdoblamiento del campo cristalino. Interpreta los diferentes efectos estructurales y termodinámicos de los campos cristalinos. despliegue individual y colectivo en el Laboratorio; búsqueda de información; resolución de problemas extra-clase; diseño y puesta en marcha de prácticas extra-clase. ajustará, en lo que concierne a la distribución porcentual, a los UNIDAD 3 ALGUNAS PROPIEDADES DE COMPUESTOS DE COORDINACION

7 PÁGINA: 7 de 5 DIDACTICAS LOGROS EVALUATIVAS Aplicar las reglas de selección para las transiciones electrónicas. Explicar la estabilidad termodinámica y cinética de los complejos de coordinación y cada uno de los factores que la determinan. Analizar las leyes de velocidad de reacción y los mecanismos de reacción en complejos octaédricos. Identificar con fundamento en la teoría de campo cristalino la condición paramagnética o diamagnética de un complejo de coordinación. Propiedades espectrales. Tipos de espectros electrónicos. Reglas de selección para las transiciones electrónicas Espectros de transferencia de carga. Espectros de transición d-d. Niveles energéticos en el campo tetraédrico. Estabilidad termodinámica de los complejos metálicos. Factores que determinan la estabilidad de los complejos metálicos. Equilibrio estructural de los complejos metálicos. Aspectos cinéticos de los complejos. Mecanismos de sustitución en complejos octaédricos. Sustitución en complejos cuadrados planos. Limitaciones de las leyes de rapidez y de los mecanismos de sustitución. Intercambio de agua y acuacationes. El efecto trans. Racemizacion de los tris-quelatos. Reacciones redox. Paramagnetismo de los iones complejos. una metodología afín a la empleada Interpreta espectros electrónicos de los complejos de metales de transición. Predice la estabilidad termodinámica y cinética de los complejos metálicos. Analiza el intercambio de ligandos en reacciones de acuacationes. Discute el equilibrio entre especies con ligandos idénticos y diferente índice de coordinación. Se pretende evaluar el alcance de los objetivos propuestos y habilidades pretendido. Para ello se proponen habilidades como las siguientes: Trabajos por Proyectos en temas específicos; talleres; Quices; elaboración de informes; despliegue individual y colectivo en el Laboratorio; búsqueda de información; resolución de problemas extra-clase; diseño y puesta en marcha de prácticas extra-clase. ajustará, en lo que concierne a la distribución porcentual, a los Rep UNIDAD 4 PREPARACION Y REACCIONES COMPUESTOS DE COORDINACION DIDACTICAS LOGROS EVALUATIVAS Identificar las diferentes reacciones que experimentan Principales tipos de reacciones. Reacciones de sustitución en Comprende los diferentes tipos de Se pretende evaluar el alcance de los objetivos propuestos y

8 PÁGINA: 8 de 5 los metales de transición. Comprender la influencia de los ligandos y la temperatura en la estabilidad de compuestos. Observar la influencia de la catálisis en los procesos reactivos. Preparar compuestos ópticamente activos. ausencia de disolventes. Reacciones de sustitución en disolución acuosa. Reacciones de sustitución en disolventes no acuosos. Disociación térmica de complejos sólidos. Reacciones de oxidaciónreducción. Moléculas variables. Reacciones de adición oxidativa y eliminación reductiva. Reacciones de radicales libres. Reacciones de inserción. Catálisis. Reacciones de sustitución sin ruptura de enlace metal-grupo ligante. una metodología afín a la empleada reacciones de los complejos de coordinación. Balancea las diversas clases de reacciones. Analiza los mecanismos de las reacciones. habilidades pretendido. Para ello se proponen habilidades como las siguientes: Trabajos por Proyectos en temas específicos; talleres; Quices; elaboración de informes; despliegue individual y colectivo en el Laboratorio; búsqueda de información; resolución de problemas extra-clase; diseño y puesta en marcha de prácticas extra-clase. ajustará, en lo que concierne a la distribución porcentual, a los UNIDAD 5. VELOCIDAD Y MECANISMOS DE LAS REACCIONES DE COMPUESTOS DE COORDINACION DIDACTICAS LOGROS EVALUATIVAS Hacer un estudio detallado de los mecanismos de diferentes tipos de reacciones de compuestos de coordinación. Identificar la clasificación de los complejos de coordinación según la rapidez con que se remplacen Reacciones de sustitución en complejos cuadrados planos: cinética del efecto trans. Estabilidad termodinámica y cinética: complejos lábiles e inertes. Reacciones de sustitución de complejos octaédricos. Mecanismos de reacción posibles. Complicaciones experimentales. Propone mecanismos razonables teniendo en cuenta las leyes cinéticas que rigen las diversas reacciones. Indica orden de labilidad para complejos de diferentes series explicando la respectiva respuesta. Se pretende evaluar el alcance de los objetivos propuestos y habilidades pretendido. Para ello se proponen habilidades como las

9 PÁGINA: 9 de 5 los ligantes. Deducir las consecuencias sobre la velocidad a partir de la consideración de mecanismos de reacción. Evidencia de los mecanismos disociativos. Explicación de complejos inertes frente a lábiles. Reacciones redox o de transferencia electrónica. Mecanismo de esfera externa. Mecanismo de esfera interna. una metodología a fin a la empleada Predice orden de reactividad de los complejos de los metales de transición. Identifica las posibles complicaciones experimentales que se presentan en los mecanismos de reacción. siguientes: Trabajos por Proyectos en temas específicos; talleres; Quices; elaboración de informes; despliegue individual y colectivo en el Laboratorio; búsqueda de información; resolución de problemas extra-clase; diseño y puesta en marcha de prácticas extra-clase. ajustará, en lo que concierne a la distribución porcentual, a los UNIDAD 6. INTRODUCCION A LA QUIMICA ORGANOMETALICA DIDACTICAS LOGROS EVALUATIVAS

10 PÁGINA: 10 de 5 Clasificar compuestos organometálicos como del bloque principal y de transición, de acuerdo con el metal enlazado a la parte orgánica. Resaltar la importancia del uso de la química organometálica en la investigación (básica y aplicada) y en la industria (básica y aplicada). Aplicar el concepto del número atómico efectivo para predecir: la estabilidad de un compuesto, su número de coordinación, su estructura posible, su fórmula más correcta, la forma de coordinación de los ligandos. Determinar la carga formal y el número de electrones donados por los ligandos mediante su naturaleza anionica, catiónica o neutra. Diagramar las posibles estructuras de compuestos organometalicos determinando para ello el estado de oxidación formal y la configuración d n del metal de transición. Desarrollo histórico de la química organometalica. El enlace metal-carbono. Clasificación de ligandos y de compuestos organometalicos. Compuestos de los grupos principales. Compuestos de metales de transición. Complejos de metales de transición con enlaces sigma. Complejos entre metales y grupos carbonilos, tiocarbonilos, selenocarbonilos, óxido nítrico, fosfinas terciarias y di nitrógeno. Alquilos metálicos, carbenos, carbinos y carburos. Complejos de alquenos y alquinos no aromáticos. Metalocenos. Los compuestos organometalicos como catalizadores. Equilibrios de coordinación. Factores termodinámicos vs. cinéticos. Complejos de coordinación y el concepto ABDB. Reglas de Tolman: estructura y ligandos de coordinación, potenciales de oxidación. Diferencia los compuestos organometalicos del bloque principal de los correspondientes metales de transición. Predice la estabilidad de un compuesto organometalico mediante las reglas del número atómico efectivo. Determina espontaneidad de reacciones haciendo uso de potenciales de oxidación. una metodología a fin a la empleada Se pretende evaluar el alcance de los objetivos propuestos y habilidades pretendido. Para ello se proponen habilidades como las siguientes: Trabajos por Proyectos en temas específicos; talleres; Quices; elaboración de informes; despliegue individual y colectivo en el Laboratorio; búsqueda de información; resolución de problemas extraclase; diseño y puesta en marcha de prácticas extraclase. ajustará, en lo que concierne a la distribución porcentual, a los

11 7. BIBLIOGRAFÍA PÁGINA: 11 de 5 1. BASSOLO-JOHNSON, R. Química de los compuestos de coordinación. Editorial Reverté S.A. España, BUTTLER, H. Química Inorgánica, Principios y aplicaciones. Editorial Educativa. Santa Fé de Bogotá COTTON, F. Química Inorgánica Básica. Editorial Limusa, V Edición en español. México, COTTON, F. y WILKINSON, G. Química Inorgánica avanzada. Editorial Limusa. Mexico, JOHNSON, D.A. Aspectos Termodinámicos de la Química Inorgánica. Editorial Alhambra. España, HUHEEY, J.E. Química Inorgánica. Principios de estructura y reactividad. Editorial Harla. México MANKU, G.S., Principios de Química Inorgánica. Editorial Mc Graw-Hill. México RODGERS, G.E. Química Inorgánica. Editorial Mc Graw-Hill. México RAYNER-CANHAM, G. Química Inorgánica Descriptiva. 2 Edición.Editorial Prentice Hall. México SHRIVER Y ATKINS. Química Inorgánica. 4 Edición. Editorial Mc Graw-Hill. México Profesor: JESUS PEÑA GOMEZ