FICHA DE GUÍA DOCENTE Química General I

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1 FICHA DE GUÍA DOCENTE Química General I 1. Denominación de la asignatura: Química General I 2. Materia o módulo a la que pertenece la asignatura: Química General 3. Departamento(s) responsable(s) de la asignatura: Química 4. Profesor(es) que imparte(n) la docencia: Rafael Aguado Bernal - Maria Josefa Rojo Cámara 5. Créditos ECTS de la asignatura: 9 ECTS 6. Curso y semestre en el que se imparte la asignatura: 1 Curso, 1 Semestre 7. Carácter de la asignatura: Básica 8. Requisitos de formación previos para cursar la asignatura: No se han establecido requisitos previos para esta asignatura - 1 -

2 9. Objetivos 1.- Nombrar y formular compuestos orgánicos e inorgánicos. 2.- Utilizar correctamente la terminología propia de la asignatura y aplicar con propiedad los diversos conceptos estudiados. 3.- Conocer y utilizar correctamente los conceptos y modelos de la estructura atómica. 4.- Interpretar y aplicar los distintos tipos de enlace. 5.- Relacionar la estructura microscópica con las propiedades macroscópicas de la materia 6.- Proponer y analizar la estructura tridimensional de las moléculas orgánicas. 7.- Aplicar el método de resonancia. 8.- Justificar el mayor o menor carácter ácido y/o básico de los compuestos orgánicos e inorgánicos y describir su comportamiento. 9.- Identificar e interpretar las propiedades de las diferentes familias de compuestos orgánicos y sólidos inorgánicos Clasificar las moléculas como quirales o aquirales y asignar la configuración a los correspondientes centros quirales. Establecer el número y el tipo de estereoisómeros de un compuesto orgánico en función de sus características estructurales Representar y manipular los estereoisómeros en el espacio y mediante las correspondientes proyecciones de Newman y Fischer. 10. Programa de la asignatura Tema 1: Estructura atómica Formulación y nomenclatura inorgánica. Elementos e isótopos. Compuestos binarios: Óxidos e hidruros. Oxoácidos y oxosales. Sales ácidas. Sales básicas. Sales dobles. Aductos. Complejos. Principio de coordinación generalizado Evolución histórica. Mecánica ondulatoria. Evolución histórica sobre los conceptos de la estructura de la materia. Bases experimentales acerca del modelo atómico actual: Los nuevos fenómenos. Mecánica ondulatoria. Función de onda y su significado: ecuación de ondas. Partícula en un foso de potencial El átomo de hidrógeno El átomo de hidrógeno. Aplicaciones de la ecuación de Schrödinger. Orbitales atómicos hidrogenoides. Estudio de la función de onda. Función radial y función angular. Funciones de probabilidad. Mapas de densidad electrónica Átomos polielectrónicos. Átomos polielectrónicos. Configuración electrónica. Apantallamiento y carga nuclear efectiva. Función de spin. Tabla periódica. Propiedades periódicas. Tema 2: El enlace en las moléculas

3 2.1.- Teorías de Enlace. Teoría de Orbitales Moleculares. Teoría de Enlace de Valencia. Hibridación de orbitales. Resonancia Moléculas diatómicas. Aplicación a moléculas diatómicas homonucleares y heteronucleares. Configuración electrónica. Orden de enlace. Polaridad de enlace y electronegatividad Moléculas poliatómicas T.O.M., diagramas de correlación. Estructuras de Lewis. Modelo de Repulsión entre pares de electrones de la capa de valencia. Estereoquímica y geometría molecular. Compuestos isoelectrónicos. Propiedades moleculares Las fases condensadas. Tema 3: El enlace en las fases condensadas. Tipos de sólidos. Analogías y diferencias. Redes cristalinas: celda unidad. Empaquetamientos compactos. Huecos tetraédricos y octaédricos. Defectos reticulares Sólidos Covalentes. Estructuras de los cristales covalentes. Estructuras basadas en redes de tetraedros. Estructuras basadas en redes de octaedros Sólidos Metálicos. Los metales. Empaquetamientos cristalinos de los metales. Aleaciones. Estructura de las aleaciones. Transiciones orden-desorden. El enlace metálico. Teoría de Bandas. Conductores, aislantes y semiconductores Sólidos Iónicos. Introducción. Estructuras de los cristales iónicos. Tipos de redes. Relación de radios. El enlace iónico. Energía reticular. Energía del par iónico. Energía de la red iónica: ecuación de Born-Landée. Ecuación de Kapustinskii. Ciclo de Born-Haber. Propiedades de los compuestos iónicos. Polarización Sólidos Moleculares. Fuerzas intermoleculares. Fuerzas de van der Waals. Enlace de hidrógeno. Estructura de los sólidos moleculares Relaciones entre estructura y propiedades. Efectos de las fuerzas químicas. Puntos de fusión y ebullición. Propiedades mecánicas. Solubilidad. Estabilidad. Tema 4: Conceptos básicos de reactividad química Conceptos ácido-base. Definiciones de Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lux-Flood y Lewis. Ácidos y bases duros y blandos (clasificación de Pearson). Medida de la fortaleza ácido-base. Variación de - 3 -

4 la acidez / basicidad en la tabla periódica: óxidos básicos y ácidos, basicidad de los hidróxidos, acidez de los oxoácidos. Hidrólisis. Reacciones ácido-base en disolventes no acuosos Reacciones de oxidación y reducción. Conceptos básicos. Semirreacciones. Reacción iónica / reacción molecular. Desproporción y comproporción. Tema 5: El enlace en los compuestos orgánicos. El enlace en los compuestos orgánicos. Enlace químico localizado. Efectos electrónicos: efecto inductivo y efecto mesómero o conjugativo. Enlace químico deslocalizado. Método de resonancia. Enlaces más débiles que el covalente y sus consecuencias. Fuerzas intermoleculares e intergrupos. El enlace de hidrógeno. Tema 6: Relación entre estructura y comportamiento ácido-base en los compuestos orgánicos. Relación entre estructura y comportamiento ácido-base en los compuestos orgánicos. Estudio de la fuerza ácida de un compuesto orgánico en función de la naturaleza del átomo unido al hidrógeno, el efecto inductivo, el efecto mesómero, el efecto estérico, la hidridación y los enlaces de hidrógeno. Utilización de las tablas de acidez y basicidad de compuestos orgánicos. Tema 7: Unidades constitutivas de los compuestos orgánicos Estructuras fundamentales saturadas Estructuras fundamentales saturadas: alcanos y cicloalcanos. Estructuras fundamentales saturadas. Cadenas hidrocarbonadas: Nomenclatura y propiedades. Estudio conformacional de las cadenas saturadas. Sistemas alicíclicos: Nomenclatura y propiedades. Análisis conformacional. Estereoisomería. Sistemas alicíclicos condensados Estructuras primarias funcionalizadas Estructuras primarias funcionalizadas: alquenos y alquinos. Alquenos. Nomenclatura y fuentes de los alquenos. El doble enlace como elemento estructural: isomería Z/E. El doble enlace como función. Propiedades físicas. Sistemas diénicos conjugados. Estudio conformacional y energía de deslocalización. Alquinos. Nomenclatura de los alquinos. El triple enlace como elemento estructural. El triple enlace como función. Propiedades físicas Sistemas aromáticos. Sistemas aromáticos. Nomenclatura de los arenos. Estructura del benceno y otros arenos monocíclicos. Arenos policíclicos. Aromaticidad y antiaromaticidad. Regla de Hückel

5 7.4.- Sistemas heterocíclicos aromáticos. Sistemas heterocíclicos aromáticos. Nomenclatura de compuestos heterocíclicos. Heterociclos pi-excedentes. Estructura y propiedades. Heterociclos pi-deficientes. Estructura y propiedades. Sistemas heterocíclicos condensados con anillos bencénicos. Sistemas heterocíclicos con más de un heteroátomo Los grupos funcionales orgánicos. Los grupos funcionales orgánicos Grupos funcionales con enlaces sencillos. Concepto de grupo funcional. Origen de la funcionalidad. Funciones electrón-aceptoras. Estudio comparativo de los enlaces sencillos carbono-halógeno, carbono-oxígeno, carbono-azufre, carbono-nitrógeno y carbono-fósforo. Nomenclatura y análisis estructural. Propiedades físicas. Compuestos de cada clase de origen natural. Funciones electrón-donadoras. Enlaces sencillos carbono-metal. Compuestos organometálicos. Grupos funcionales con enlaces múltiples. Doble enlace carbono-oxígeno. Nomenclatura. Estructura y propiedades físicas. El grupo sulfónico y grupos referibles. Sulfóxidos y sulfonas. Nomenclatura. Estructura y propiedades físicas. Enlaces múltiples carbono-nitrógeno. Nomenclatura. Estructura y propiedades físicas. Enlaces múltiples nitrógeno-nitrógeno. Otros enlaces múltiples del nitrógeno La coexistencia de funciones orgánicas. La coexistencia de funciones orgánicas. Planteamiento general del problema y consecuencias estructurales. Interacciones entre grupos con enlaces sigma y enlaces múltiples o sistemas aromáticos. Interacciones entre funciones insaturadas y enlaces múltiples o sistemas aromáticos. Coexistencia múltiple de grupos. Nomenclatura de compuestos orgánicos polifuncionales. Tema 8: Estereoquímica de los compuestos orgánicos. Estereoquímica de los compuestos orgánicos. Moléculas con un carbono estereogénico. Isómeros constitucionales y estereoisómeros. Quiralidad. Actividad óptica y polarimetría. Enantiómeros. Sistemas de nomenclatura R/S. Configuración absoluta y relativa. Fórmulas de proyección de Fischer. Mezclas racémicas. Moléculas con más de un carbono estereogénico: Diastereómeros y formas meso. Resolución de mezclas racémicas. Actividad óptica en compuestos sin carbono estereogénico: Alenos y derivados del bifenilo. Compuestos ópticamente activos con otros centros estereogénicos distintos del carbono. Proquiralidad. Átomos o grupos homotópicos, enantiotópicos y diastereotópicos

6 11. Fuentes de información BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Connelly, N. G.; Dumhas, T.; Hartshorn, R. M.; Hutton, A. T., (2007) Nomenclatura de Química Inorgánica: recomendaciones de la IUPAC de 2005, Prensas Universitarias de Zaragoza, Peterson, W. R., (1996) Formulación y Nomenclatura Química Inorgánica, 16ª Ed., Eunibar (Editorial Universitaria de Barcelona), Quiñoá, E.; Riguera, R., (2006) Nomenclatura y Formulación de los Compuestos Inorgánicos: una guía de estudio y autoevaluación, 2ª Ed., McGraw-Hill, Peterson, W. R., (1996) Formulación y nomenclatura química orgánica, 16ª Ed., Edunsa, Quiñoá, E. y Riguera, R., (2005) Nomenclatura y representación de los compuestos orgánicos, 2ª Ed., McGraw-Hill D.L., Casabó i Gispert, J., (1999) Estructura Atómica y Enlace Químico, Reverté, DeKock, R. L.; Gray, H. B., (1989) Chemical Structure and Bonding, University Science Books, Douglas, B.; McDaniel, D.; Alexander, J., (1994) Concepts and Models of Inorganic Chemistry, 3ª Ed., John Wiley & Sons, Gillespie, R. J.; Humphreys, D. A.; Baird, N. C.; Robinson, E. A., (1990) Química, Reverté, Gillespie, R. J.; Popelier, P. L. A., (2001) Chemical Bonding and Molecular Geometry, Oxford University Press, Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., (2008) Inorganic Chemistry, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, Huheey, J. E., Keiter, R. L., Keiter, E. A., (1993) Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 4ª Ed., Harper Collins, Moeller, T., (1988) Inorganic Chemistry. A Modern Introduction, 2ª Ed., John Wiley & Sons, Shriver, D. F.; Atkins, P. W., (2006) Inorganic Chemistry, 4ª Ed., Oxford University Press, Carey, Francis A., (2006) Química Orgánica, 6ª Ed., McGraw-Hill Interamericana, García Pérez, J. M.; Serna Arenas, F. y García García, F., (2008) Fundamentos de Química Orgánica. Estructura y propiedades de los compuestos orgánicos, Universidad de Burgos, Hart, H.; Craine, L. E.; Hart, D. J. y Christopher, H., (2007) Química Orgánica, 12ª Ed., MacGraw-Hill Cop.,, - 6 -

7 Hornback, Joseph M., (2006) Organic Chemistry, 2ª Ed., Thomson Brooks/Cole, Belmont, Klein, D. R., (2004) Organic chemistry as a second Language, John Wiley & Sons, Inc., McMurry, J., (2004) Química Orgánica, 6ª Ed., Internacional Thomson, cop., Patrick, G.L., (1997) Beginning Organic Chemistry, 1ª Ed., Oxford University Press, Quiñoá Cabana, E. y Riguera Vega, R., (2004) Cuestiones y ejercicios de Química Orgánica, 2ª Ed., MacGraw-Hill/Interamericana de España, Soto, J. L., (1999) Química Orgánica, Síntesis S.A, Volhardt, K. P., (2007) Química Orgánica, 5ª Ed., Omega, Wade, L. G. Jr., (2004) Química Orgánica, 5ª Ed., Pearson Prentice Hall, S.A.,, BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Gillespie, R. J., (1970) The Electron-Pair Repulsión Model for Molecular Geometry, J. Chem. Educ., (47/1) Gillespie, R. J., (1992) The VSEPR Model Revisited, Chem. Soc. Rev., (21) Gutiérrez Ríos, E., (1984) Química Inorgánica, 2ª Ed, Reverté, Lagowski, J. J., (1973) Modern Inorganic Chemistry, Marcel Dekker Inc., Mahan, B. M.; Myers, R. J., (1990) Química. Curso Universitario, 4ª Ed., Addison-Wesley Iberoamericana, 12. Competencias que debe adquirir el alumno/a al cursar la asignatura Los códigos asignados a las competencias (transversales T, generales G y específicas E) son los establecidos en la Memoria para la Solicitud de Verificación del Título de Graduado en Química por la Universidad de Burgos. Competencias Transversales: T1-T6, T8-T12, T17-T22 Competencias Generales: G1-G4, G14-G16 Competencias Específicas: E1-E5, E7, E8, E11-7 -

8 13. Sistemas de evaluación Procedimiento Peso en la calificación final Realización y entregas periódicas. (*) 15 % Seguimiento objetivo individualizado 15 % Participación y actitud en actividades de tipo presencial (*) 10 % Prueba Objetiva final escrita 60 % * Los porcentajes marcados con asterisco están sujetos a un mínimo de entregas (y presencialidad en las sesiones de laboratorio) de un 80 %. 0 % Total 100 % 14. Actividades formativas (con su contenido en ECTS), su metodología de enseñanza y aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante: Metodología Competencia relacionada Objetivos Horas presenciales Horas de trabajo Horas totales Clases teóricas T1-T4, T6, T8, T9, T11, T12, T17-T22. G1-G4, G14-G16 E1, E3-E5, E7, E11 Clases prácticas T1-T4, T6, T8, T9, T11, T12, T17-T22. G1-G4, G14-G16 E1-E5, E7, E Seminarios, Debates T1-T4, T6, T8, T10-T12, T17-T22 G1-G4, G14-G16 E1-E5, E7, E8, E11-8 -

9 Evaluación T1, T2, T5, T6, T8, T11, T17 G1-G4, G14 E1-E5, E7, E Total