CURSO DE QUIMICA, PRIMER AÑO, CICLO 2014 PROGRAMA CORTO: TEMAS Y SUBTEMAS, SEMANAS 1 A LA 32

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1 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM ZONA 11 UNIDAD DIDACTICA DE QUIMICA, PRIMER AÑO, CICLO 2014 CURSO DE QUIMICA, PRIMER AÑO, CICLO 2014 BIBLIOGRAFÍA: Timberlake Karen C. QUIMICA GENERAL, ORGÁNICA Y BIOLÓGICA. ESTRUCTURAS DE LA VIDA 4ª Edición, Editorial Pearson, México 2013 PROGRAMA CORTO: TEMAS Y SUBTEMAS, SEMANAS 1 A LA 32 Semana 1 ESTRUCTURA ATÓMICA Y TABLA PERIÓDICA Estructura atómica Partículas subatómicas fundamentales (protón, neutrón, electrón) Número atómico. Número másico Isótopo. Definición, representaciones y aplicaciones médicas de isótopos radioactivos Peso atómico Diagramas de Bohr (para átomos e iones) Configuración electrónica de átomos e iones semidesarrollada y abreviada Electrones de valencia Grupos y períodos en la tabla periódica Clasificación de los elementos (incluir diatómicos) Nomenclatura básica (estudio individual) LABORATORIO 1: Normas para la realización de las actividades prácticas Semana 2 UNIONES Y ENLACES QUÍMICOS Electronegatividad Aplicaciones y ejercicios Clasificación de enlaces Regla del Octeto, Estructura de Lewis Enlace iónico Enlace covalente (polar y no polar) Simple, doble, triple y coordinado Comparación de las propiedades físicas de los compuestos iónicos y covalentes Ejercicios LABORATORIO 2: Equipo básico de laboratorio de química Semana 3 ESTRUCTURAS DE LEWIS Y FUERZAS INTERMOLECULARES Ejercicios de estructuras de Lewis Excepciones a regla del octeto: (incompleto ej: NO y expandido ej: PCl 5 ) Fuerzas dipolares (dipolo-dipolo) Fuerzas de dispersión, Puente de hidrógeno LABORATORIO 3: Uso de equipo volumétrico y balanza Semana 4 REACCIÓN Y ECUACIÓN QUÍMICA Reacción química. Ecuación química. Partes e interpretación de símbolos Manifestaciones de las reacciones Tipos y ejemplos de reacciones de: Síntesis, Análisis, Simple sustitución, Doble sustitución, Neutralización, Combustión Exotérmicas y endotérmicas Reversibles e irreversibles Balanceo por tanteo Número de oxidación, reglas de asignación Ejercicios LABORATORIO 4: Reacciones Químicas Semana 5 REACCIONES DE OXIDO-REDUCCIÓN (Redox) Definición de: Oxidación, reducción, sustancia oxidada, sustancia reducida, agente oxidante y agente reductor Balanceo por el método oxido-reducción (Redox) y cálculo del total de electrones transferidos Ejemplos y ejercicios de las reacciones redox LABORATORIO 5: Reacciones Redox Semana 6 ESTEQUIOMETRÍA Importancia del Mol en la química peso molecular, mol, milimol (mmol) Ley de la Conservación de la Materia Ley de las Proporciones definidas y cálculos de porcentaje de composición Cálculos estequiométricos Ejercicios y aplicaciones LABORATORIO 6: Ley de la conservación de la Materia Semana 7 AGUA Y SOLUCIONES El agua: características, propiedades (superficial, capilaridad), funciones en el cuerpo humano, usos y tratamiento Soluciones: Definición, partes que la forman Procesos de disolución: hidratación (solvatación) Clasificación por el estado físico: sólidas, líquidas y gaseosas Factores que afectan la solubilidad y la velocidad de solubilidad: Presión, temperatura, área superficial (tamaño de la partícula) Naturaleza de sus componentes Densidad de soluciones, definición y aplicación de las soluciones LABORATORIO 7: Agua y solubilidad de sustancias químicas Semana 8 CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES (Primera parte) Definición de: diluido, concentrado insaturado, saturado, sobresaturado Porcentaje % (p/p, v/v, p/v) Diluciones (cálculos en %, p/v, v/v) 1

2 Partes por millón (ppm) Ejercicios y aplicación del % m/v en soluciones intravenosas LABORATORIO 8: Preparación de Soluciones Semana 9 CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES (Segunda parte) Molaridad. Molalidad. Eq y meq. Normalidad Neutralización. Titulación ácido-base Dilución (cálclulos en Molaridad y Normalidad) Ejercicios y aplicaciones médicas de meq/l LABORATORIO 9: Soluciones y Titulación ácido-base Semana 10 COLOIDES Y SUSPENSIONES, OSMOSIS Y DIALISIS Componentes, características y diferencias Clasificación de coloides Definición de: difusión, osmosis, diálisis Ejercicios de osmolaridad y tonicidad Importancia en el campo médico (diálisis y hemodiálisis) LABORATORIO 10: Soluciones, coloides y suspensiones. Osmosis y diálisis Semana 11 VELOCIDAD DE REACCIÓN Y EQUILIBRIO QUIMICO Cinética química. Teoría de colisiones Velocidad de reacción Factores que la afectan: temperatura, concentración, catalíticos, área superficial Reacciones reversibles Equilibrio químico Factores que lo afectan: concentración, presión y temperatura Principio de Le Chatelier Ley de Acción de Masas Constante de equilibrio(keq), expresión y cálculos Ejercicios LABORATORIO 11: Factores que afectan la velocidad de reacción Semana 12 ÁCIDOS, BASES, ELECTROLITOS Definición de ácido y base según Arrhenius, Bronsted-Lowry y Lewis Definición de electrolitos fuertes y débiles. No electrolitos Ionización de: Agua (Kw) Acidos y bases, fuertes y débiles (Ka, Kb y % de ionización) ph, poh, [H + ], [OH - ], escala de acidez Cálculos y ejercicios (con ácidos y bases, fuertes y débiles) Importancia Biológica LABORATORIO 12: Acidos, bases y electrolitos Semana 13 AMORTIGUADORES O BUFFER Concepto y componentes Función e importancia biológica Buffer sanguíneos. Cálculo de ph de buffer ácidos y básicos (agregando, ácidos y bases) Formula de Henderson Hasselbach Acidosis y alcalosis Concepto y clasificación Importancia médica de la acidosis y alcalosis LABORATORIO 13: Soluciones Buffer Semana 14 y 15 EVALUACION PRACTICA DEL LABORATORIO 1 AL 13 Y LA INTRODUCCION A LA QUIMICA ORGÀNICA Definición Características generales del carbono Fórmulas Global o molecular Estructural (desarrollada ó expandida condensada) Clasificación de átomos de carbono e hidrógeno Isomería, concepto y clasificación Diferencias entre las características de los compuestos orgánicos e inorgánicos Semana 16 HIDROCARBUROS SATURADOS (ALCANOS y CICLOALCANOS) Alcanos Definición, representación y formula general Nomenclatura UIQPA y Común Serie homóloga. Isómeros estructurales Reacciones químicas Combustión completa e incompleta, Halogenación Cicloalcanos Fórmulas, nomenclatura UIQPA (un sustituyente) Usos e importancia LABORATORIO 16: Propiedades Generales de los Compuestos Orgánicos Semana 17 HIDROCARBUROS INSATURADOS (ALQUENOS Y ALQUINOS) Definición, representación y formula general Nomenclatura UIQPA (incluír dienos y trienos) Común (etileno, propileno, butileno, isobutileno) Reacciones químicas de alquenos Adición de: H 2, halógenos y H 2 O (aplicando Regla de Markovnikov) Oxidación con KMnO 4 Isomería de posición y geométrica Usos e importancia LABORATORIO 17: Propiedades Químicas de Hidrocarburos Semana 18 HIDROCARBUROS AROMÁTICOS Y COMPUESTOS ORGÁNICOS HALOGENADOS Benceno Representación Concepto de aromaticidad Nomenclatura (1 y 2 sustituyentes: orto, meta, para) 2

3 Reacciones químicas: nitración, sulfonación, alquilación, halogenación Anillos fusionados Estructura de naftaleno, fenantreno y antraceno Usos e importancia de aromáticos Compuestos Halogenados (Haluros de Alquilo) Representación y clasificación clorados, bromados, iodados, fluorados y por el tipo de Carbono al que se enlazan Nomenclatura común y UIQPA Usos (anestésicos, pesticidas y solventes) LABORATORIO 18: Identificación de una Muestra desconocida (No. 1) Semana 19 ALCOHOLES,TIOLES Y FENOLES Alcoholes Definición, representación y clasificación Reacciones químicas de alcoholes Oxidación con KMnO 4 (frío) Prueba de Lucas Deshidratación a 180º C, con H 2 SO 4 (conc.) (aplicando Regla de Saytseff) Importancia, usos y riesgos Fenoles Representación general. Nomenclatura Reacción con FeCl 3 Importancia, usos y riesgos Tioles Representación. NomenclaturaUIQPA y común Importancia y usos LABORATORIO 19: Propiedades Físicas y Químicas de Alcoholes y Fenoles Semana 20 ÉTERES Definición y representación Importancia, usos y riesgos LABORATORIO: Resolución de ejercicios Semana 21 ALDEHÍDOS Y CETONAS Definición y representación Nomenclatura UIQPA y Común Reacciones químicas: 2,4-DNFH, Adición de 1 y 2 moléculas de alcohol, Oxidación con KMnO 4, Tollens Importancia, usos y riesgos LABORATORIO 21: Identificación de la función carbonilo y diferenciación de aldehídos y cetonas Semana 22 ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y SUS DERIVADOS (Esteres y amidas) Acidos Carboxílicos Definición, representación y clasificación (de 1 a 10 C, incluír posiciones alfa y beta) Estructura de ácidos di y tricarboxílicos: oxálico, malónico, succínico y cítrico Formación de dímeros. Carácter ácido Reacciones químicas: Formación de sales y esterificación Importancia y usos Esteres Concepto, representación Salicilato de metilo (uso e importancia) Amidas Representación y clasificación Importancia y usos LABORATORIO 22: Acidos Carboxílicos y Esteres Semana 23 AMINAS Representación y clasificación Nomenclatura aminas primarias (Común y UIQPA) secundarias y terciarias (Común) Carácter básico Propiedades Químicas: Formación de sales Importancia Aminas heterocícicas: Estructuras del Imidazol, pirrol, pirimidina, purina LABORATORIO 23: Identificación de una Muestra desconocida (No. 2) Semana 24 y 25 INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA Y DE CAMPO Y CARBOHIDRATOS (Monosacáridos) Definición de Carbohidrato Clasificación por el número de unidades estructurales Monosacárido (Gliceraldehído, dihidroxicetona, ribosa, desoxirribosa, glucosa, manosa, galactosa, fructosa), Disacáridos y Polisacáridos Clasificación de Monosacáridos: por el número de carbonos y por el grupo funcional Formulas estructurales: Lineal (Fischer), Hemiacetálica, Hemicetálica, Cíclica (Haworth) Configuración D y L, Anómeros, Carbono asimétrico ó quiral, Actividad óptica, Polarímetro, Luz polarizada, Mutarrotación, Estereoisómeros Isómeros ópticos: Enantiómeros y, Diastereoisómeros (epímeros) Reacciones químicas: Molish y Benedict LABORATORIO 25: y químicas de Carbohidratos 3

4 Semana 26 DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS Disacáridos (Maltosa, lactosa y sacarosa) Formación del enlace glucosídico Estructuras de Haworth (cíclicas) Polisacáridos (Almidón, glucógeno, celulosa) Estructura Hidrólisis del almidón LABORATORIO 26: Determinación e Hidrólisis Química del Almidón Semana 27 LÍPIDOS SIMPLES Definición, características, fuente, importancia Ácidos grasos Estructura, representación Fórmulas: taquigráfica, escalonada y condensada abreviada Nomenclatura de: Saturados (láurico, mirístico, palmítico, esteárico y araquídico) Insaturados (palmitoléico, oléico, linoléico, linolénico, araquidónico, eicosanopentanóico (EPA), docosahexaenóico (DHA) Esenciales y no esenciales de: ácido araquidónico como precursor de prostaglandinas ácidos omega-3 ( -3):linolénico, EPA, DHA ácidos omega-6 ( -6):linoléico,araquidónico ácido omega-9 ( -9): oléico grasas trans Lípidos: Clasificación: Saponificables, no saponificables Por sus productos de hidrólisis: simples y compuestos Lípidos Simples (monoacil, diacil y triacilgliceroles ó triglicéridos) Estructura, nomenclatura, clasificación e importancia. Reacciones químicas: Adición de H 2 (Hidrogenación) y de I 2 (Halogenación), Saponificación LABORATORIO 27: y químicas de lipidos Semana 28 LÍPIDOS COMPUESTOS Y ESTEROIDES Lípidos Compuestos: Estructura,fuentes, enlaces, nombres, componentes e importancia Fosfolípidos, glicolípidos y esfingolípidos Carácter anfipático Esteroides: Estructura, fuentes y enlaces Derivados del núcleo esteroidal: Colesterol, testosterona, progesterona, estradiol, sales biliares (glicocolato de sodio), vitamina D LABORATORIO 28: Propiedades químicas de Aceites y Grasas Semana 29 AMINOÁCIDOS y PÉPTIDOS Aminoácidos Definición, fuentes, estructura,grupos funcionales Nomenclatura común (20 α - aminoácidos) Clasificación Por sus cadenas laterales: polares, apolares, ácidos y básicos, aromáticos, alifáticos, hidroxilados, imino, azufrados Por su requerimiento: esenciales y no esenciales Isomería óptica, Formas D y L, Comportamiento anfólito, Ionización de aminoácidos: catión, anión, zwitterión Formación de péptidos, representación general Péptidos de importancia biológica glutatión, vasopresina, oxitocina LABORATORIO 29: Propiedades Físicas y Químicas de Aminoácidos y Proteínas Semana 30 PROTEÍNAS Definición, clasificación Por su función biológica y su composición Niveles de organización: Estructuras (1ª 2ª 3ª 4ª) Enlaces presentes y ejemplos Desnaturalización por: calor, agitación, solventes, cambio de ph y metales pesados Estructura e importancia biológica de: Colágeno, Insulina, Mioglobina y Hemoglobina Clasificación de las enzimas (según la Unión Internacional de Bioquímica) LABORATORIO 30: Desnaturalización de proteínas y actividad enzimática Semana 31 NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS Composición química: Bases púricas y pirimídicas, azúcar, grupo fosfato Nucleósidos Nombre, estructura, enlace beta-n-glicosídico Nucleótidos Nombre, estructura, enlaces beta-n-glicosídicos y fosfoester LABORATORIO 31: Identificación de una Muestra desconocida (No. 3) Semana 32 ÁCIDOS NUCLEICOS ARN Nombre, estructura, tipos y enlaces beta-n-glicosídico y fosfodiester ADN Nombre, estructura y enlaces beta-n-glicosídico y fosfodiester, pares de bases, puentes de hidrógeno, antiparalelismo Estructura 1ª y 2ª (mdelo de Watson y Crick) Estructura 3ª y 4ª ********** 4

5 MATERIA, ESTRUCTURA DE PARTICULAS UNIONES Y ENLACES ENTRE PARTICULAS REACCIONES QUIMICAS EL AGUA Y SUS MEZCLAS CINETICA Y EQUILIBRIO QUIMICO ph Y SOLUCIONES REGULADORAS HIDROCARBUROS COMPUESTOS ORGANICOS CON OXIGENO, NITROGENO Y AZUFRE INVESTIGACIÓN BIBLIOGRAFICA Y DE CAMPO CARBOHIDRATOS LIPIDOS PEPTIDOS Y PROTEINAS NUCLEOSIDOS, NUCLEOTIDOS Y ACIDOS NUCLEICOS CONTENIDO CURRICULAR DEL CURSO DE QUIMICA (mapa conceptual) QUIMICA QUIMICA GENERAL QUIMICA ORGANICA BIOMOLECULAS DOCENTES DEL CURSO DE QUIMICA 2014 Licda. Edda García Cerezo Licda. Bárbara Toledo de Chajón Licda. Sofía Tobías de Rodríguez Licda. Corina Marroquín Orellana Licda. Isabel Fratti de Del Cid Licda. Evelyn Rodas de Pernillo Lic. Raúl Hernández Mazariegos Lic. Fernando Andrade Barrios Licda. Vivian Sánchez Garrido Licda. Lilian Guzmán (Interina) Licda. Lucrecia Casasola de Leiva (Coordinadora) EVALUACION 1. Del aprendizaje estudiantil: Actividades a evaluar Valor unitario Total 5 Exámenes parciales de Teoría Evaluación práctica del Laboratorio 1 al Investigación documental y de campo Identificaciones de Muestras desconocidas de compuestos orgánicos No No No Reportes de practica de laboratorio Examen Final

6 2. Descripción de las actividades por evaluar: El alumno debe obtener zona mínima de 41 Puntos y una asistencia del 80% a las actividades teóricas y prácticas del curso, para tener derecho a examen final y de recuperación. Los exámenes parciales se efectuarán cada 6 semanas y se evaluará el contenido teórico de cada bloque. Fechas y Valor de los Exámenes Parciales y Final 2014 Examen Fecha Valor del Examen Primer Parcial Martes, 25 de Febrero 12 pts. Segundo Parcial Martes, 06 de Mayo 12 pts. Tercer Parcial Martes, 24 de Junio 12 pts. Cuarto Parcial Martes, 12 de Agosto 12 pts. Quinto Parcial Martes, 30 de Septiembre 12 pts. Final Miercoles, 22 de Octubre 20 pts. Se evaluarán las Evidencias de Aprendizaje como el desempeño, producto, conocimiento y actitudes de los estudiantes con las siguientes actividades: Un Trabajo de Investigación, para lo cual se entregará una Guía elaborada por los profesores de la Unidad didáctica de Química. Una Evaluación práctica de los Laboratorios No. 1 al 13. Identificaciones de 3 Muestras Desconocidas. Elaboración de reportes para cada Práctica delaboratorio y se calificarán semanalmente utilizando guías de evaluación. NOTA: Traer su tabla periódica a partir de la primera semana de clase Presentarse con bata blanca a partir de la segunda semana Traer el material de laboratorio solicitado por equipos de trabajo a partir de la tercera semana (su profesor les informará durante la primera y segunda semana de clases). año