UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1 H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E T E O R I C A S P R A C T I C A S Por semana Por cuatrimestre Por semana Por cuatrimestre Dra. Aurora E. Sagua A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S A P R O B A D A S P R E C E D E N T E S C U R S A D A S Principios de Química DESCRIPCION Objetivo: El objetivo de este programa es proporcionar a los estudiantes una introducción a los fundamentos teóricos de la Química Inorgánica que les permita alcanzar una visión general sobre este campo de la ciencia. A través de esta base teórica, se pretende alcanzar un conocimiento global sobre la estructura química y la reactividad de los elementos y sus compuestos, organizados por clases de sustancias y tipos de reacciones, de acuerdo a la periodicidad observada en la naturaleza y de un modo sistemático El alumno alcanzará de esta forma, un conocimiento lo suficientemente amplio del tema, lo que le permitirá avanzar con seguridad en la primera etapa de la carrera, dejando la profundización de otros temas relevantes de la Química Inorgánica, para un curso posterior. PROGRAMA SINTETICO TEMA 1. Modelo atómico. TEMA 2. Enlace químico. TEMA 3. Enlace de coordinación. TEMA 4. Estado sólido TEMA 5. Conceptos básicos de Termodinámica Química. TEMA 6. Procesos de Oxidación y Reducción TEMA 7. La Tabla Periódica y la química de los elementos TEMA. Gases nobles e hidrógeno. TEMA 9. El grupo 1: Litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. TEMA 10. El grupo 2: Berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. TEMA 11: El grupo 13: Boro, aluminio, galio, indio y talio. TEMA 12: El grupo 14: Carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. TEMA 13: El grupo 15: Nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto. TEMA 14: El grupo 16: Oxígeno, azufre, selenio, teluro y polonio. TEMA 15: El grupo 17: Fluor, cloro, bromo, iodo y astato. TEMA 16: Cinc, cadmio y mercurio. TEMA 17: Los elementos de la primera, segunda y tercera serie de transición TEMA 1: Los elementos lantánidos y actínidos.

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2 PROGRAMA ANALITICO TEMA 1.-Modelo atómico. La teoría de Bohr y la cuantización. Interpretación de la ecuación de Schrödinger y su manejo elemental. El átomo de hidrógeno. TEMA 2.-Enlace químico. Teoría de enlace de valencia. Fundamentos. Enlace covalente y superposición de orbitales atómicos. Moléculas poliatómicas. Orbitales híbridos. Teoría de orbitales moleculares: Fundamentos. Diagrama de niveles de energía de orbitales moleculares en moléculas biatómicas homonucleares y heteronucleares. Paramagnetismo. Enlaces deslocalizados. Enlaces policéntricos. Enlace iónico. Formación de una sal sólida. Ciclo de Born-Haber. TEMA 3.-Enlace de coordinación. Teoría de enlace de valencia: Orbital interno y orbital externo. Teoría del campo cristalino y del campo de los ligandos. Desdoblamiento de los estados d en campo octaédrico. Complejos de alto y bajo spin. Serie espectroquímica. Complejos de índice de coordinación cuatro. Complejos con enlaces Pi. Teoría de Orbitales Moleculares. Estereoquímica. Efectos Jahn-Teller. Estabilidad y reactividad de los complejos. TEMA 4.-Estado sólido. Redes cristalinas y estructura cristalina. Celda elemental. Simetría. Redes de Bravais. Indices de Miller. Agrupaciones de esferas de alta densidad. Clases de estructuras cristalinas iónicas: cristal de roca, cloruro de cesio, esfalerita. Relación de radios. Estructuras metálicas y aleaciones. TEMA 5.-Conceptos básicos de Termodinámica Química. Cambio espontáneo. Concepto de entropía. Criterios de espontaneidad. Segundo principio de la Termodinámica. El tercer principio de la Termodinámica. Energía libre de Gibbs. Energía Libre y Equilibrio Químico. TEMA 6.-Procesos de Oxidación y Reducción. Número de oxidación. Ecuaciones de óxido-reducción. Termodinámica de las reacciones redox en solución acuosa. Aspectos cuantitativos de las semirreacciones redox. Potenciales de electrodo. Pilas de concentración, pilas de combustión, corrosión. Diagramas de Latimer (potencial de reducción). Diagramas de Frost (de estados de oxidación). TEMA 7.-La Tabla Periódica y la química de los elementos. Organización de la Tabla Periódica Moderna. La química de los elementos en relación a su ubicación en la Tabla Periódica. Carga nuclear efectiva. Principio de singularidad. Similitud diagonal. Efecto del par inerte. Metales, no metales y metaloides.

3 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3 TEMA.-Gases nobles e hidrógeno. Propiedades y presencia de los gases nobles. La química del xenon. Hidrógeno. Presencia y preparación. La unión del hidrógeno con otros elementos. Hielo y agua. Hidratos y clatratos. Hidruros binarios. TEMA 9.-El grupo 1: Litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Preparación y propiedades de los elementos. Compuestos binarios. Hidróxidos. Sales iónicas. Solvatación y complejación de iones alcalinos. TEMA 10.-El grupo 2: Berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. El berilio y sus compuestos. Propiedades de los demás elementos. Óxidos y halogenuros binarios. Oxosales, iones y complejos. TEMA 11.-El grupo 13: Boro, aluminio, galio, indio y talio. Combinaciones del boro. Principales minerales. Obtención. Compuestos oxigenados. Halogenuros. Hidruros. El ion tetrahidroborato. Aniones poliédricos y carboranos. Compuestos con el nitrógeno. Combinaciones del aluminio, galio, indio y talio. Oxidos y halogenuros. La química en solución acuosa. Compuestos de coordinación. Hidruros complejos. Compuestos de valencia menor. TEMA 12.-El grupo 14: Carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. Propiedades del elemento carbono. Carburos. Monóxido de carbono. Dióxido de carbono y ácido carbónico. Proceso Solvay. Dureza del agua. Compuestos con el nitrógeno. Compuestos con el azufre. Obtención y propiedades del silicio, germanio, estaño y plomo. Hidruros y cloruros. Compuestos oxigenados. Siloxanos y siliconas. Compuestos complejos. El estado divalente. TEMA 13.-El grupo 15: Nitrógeno, arsénico, antimonio y bismuto. Propiedades del elemento nitrógeno. Obtención. Nitruros. Compuestos hidrogenados. Oxidos. Iones nitrosilo y nitronio. Acidos oxigenados. Compuestos halogenados. Obtención y propiedades del fósforo, arsénico, antimonio y bismuto. Compuestos hidrogenados. Halogenuros y oxohalogenuros. Oxidos. Sulfuros. Oxoácidos del fósforo. Combinaciones del fósforo con el nitrógeno. TEMA 14.-El grupo 16: Oxígeno, azufre, selenio, teluro y polonio. Propiedades del elemento oxígeno. Oxidos, peróxidos y superóxidos. El catión dioxígeno. Obtención y propiedades del azufre, selenio, teluro y polonio. Compuestos con el hidrógeno. Halogenuros y oxohalogenuros del azufre. Oxidos y oxoácidos. TEMA 15.-El grupo 17: Fluor, cloro, bromo, iodo y astato. Preparación y propiedades de los elementos. Halogenuros moleculares. Combinaciones con el oxígeno. Oxoácidos. Compuestos interhalogenados.

4 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4 TEMA 16.-Cinc, cadmio y mercurio. Obtención y propiedades de los elementos. El estado univalente. Compuestos divalentes del cinc y del cadmio. Compuestos divalentes del mercurio. TEMA 17.-Los elementos de la primera, segunda y tercera serie de transición. Propiedades metálicas. Obtención de los metales. Estado de oxidación variables. Oxidos, fluoruros y cloruros. Radios atómicos e iónicos. Comportamiento en solución acuosa. Compuestos intersticiales. Propiedades magnéticas. Propiedades espectrales. TEMA 1.-Los elementos lantánidos y actínidos. Estructuras electrónicas y propiedades generales. Estado natural y obtención. Los metales. Naturaleza y propiedades de los iones. Compuestos. Complejos.

5 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 5 PROGRAMA DE TRABAJOS PRACTICOS Sobre una Guía de Problemas, elaborada en función de los diferentes capítulos del programa de la asignatura, se desarrollan clases de consulta. Los alumnos tienen la posibilidad de resolver los ejercicios planteados, en los cuales se enfatiza la relación entre los conceptos teóricos adquiridos y su aplicación práctica. Se realizan problemas de resolución práctica en el laboratorio, sobre temas escogidos del programa: 1) ESPECTROSCOPIA Objetivo: a) Determinar la energía de las líneas espectrales de algunos cationes seleccionados. b) Indicar el color de dichas líneas. 2) COMPLEJOS Objetivo: a) Determinar el momento magnético de spin, expresado en Magnetones de Bohr (µ B ), a partir del desarrollo de la Teoría del Campo Cristalino aplicado a la configuración electrónica externa del ion metálico central de algunas sales complejas. b) Determinación del parámetro de desdoblamiento en un campo octaédrico ( 0 ) de algunos compuestos de coordinación. 3) ELECTROQUÍMICA - PILAS GALVANICAS Objetivo: Construcción de una pila Daniell. Uso de la ecuación de Nernst. Influencia de la concentración del reactivo y producto sobre el valor de la diferencia de potencial. 4) AGUA OXIGENADA Objetivo: a) Determinar la concentración de un agua oxigenada comercial, expresada en volúmenes de oxígeno y Molaridad. b) Observar las propiedades del agua oxigenada como agente oxidante y agente reductor.

6 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 6 Metodología de la Enseñanza: El desarrollo de las clases tanto teóricas como prácticas, consiste no sólo en transmitir conocimientos específicos, sino también en participar en la formación del carácter, en el desarrollo de la iniciativa y en la orientación de la actividad de los alumnos. Se promueve que el aula y el laboratorio sean un lugar natural donde el alumno aprenda a pensar, a tomar decisiones, y el ámbito donde pueda encauzar sus inquietudes científicas con libertad y responsabilidad, con miras a su formación integral. Para que estos objetivos se puedan lograr, es necesario que el alumno tome conciencia de la importancia de la asignatura para su formación específica y, especialmente en el caso del curso de Química Inorgánica A, que: Comprenda la importancia de la Química Inorgánica como ciencia básica en su formación científica y profesional. Reconozca la necesidad del conocimiento de ciertos aspectos de la química inorgánica para la mejor comprensión de otras asignaturas de la Licenciatura en Química. Sepa aplicar los conceptos aprendidos a nuevas situaciones que se le presentarán a través de problemas teóricos o numéricos y a situaciones prácticas concretas de laboratorio. Adquiera habilidad y destreza en el manejo del material del laboratorio, para así obtener resultados confiables que faciliten la interpretación correcta de los fenómenos estudiados. Explore por sí mismo la literatura especializada para abordar la resolución de problemas de mayor complejidad. Desarrolle un criterio general que contribuya a formar su cultura profesional. Clases teóricas: están dirigidas a impartir los conocimientos básicos al total de los alumnos que cursan la asignatura. Consisten en la presentación oral de los temas lógicamente estructurados, con objetivos claros y contenidos que se concentran en algunos puntos clave. Están a cargo del profesor, la duración es de 1 y ½ a 2 horas y con una frecuencia de dos o tres veces por semana. Resolución de problemas: Luego de las clases teóricas, el alumno ya tiene un nivel de conocimientos básicos y ejemplificaciones que le permiten aplicar por sí solo los conocimientos adquiridos, a situaciones concretas planteadas en los problemas a resolver. El alumno debe poner el esfuerzo máximo para resolver los problemas que se le presentan y el docente debe estar presente para orientarlo, evacuar dudas puntuales e insistir en la metodología concreta, sin presentar la resolución completa en el pizarrón. Para esta etapa se suministran guías de problemas para que cada alumno los resuelva. Estas clases teóricoprácticas, tendrán una duración de dos horas, de acuerdo a un cronograma previamente establecido.

7 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 7 Forma de evaluación: Evaluación de los trabajos prácticos. Se evalúa la parte práctica de la Asignatura por medio de dos exámenes parciales de problemas, cada uno correspondiente aproximadamente al 50 % del programa de práctica de la Asignatura. En el caso de desaprobar cualquiera de los dos exámenes parciales, los alumnos tienen una segunda oportunidad con un examen parcial complementario sobre los temas no aprobados. Los exámenes parciales o parciales complementarios, se aprueban con un mínimo de 60 sobre un total de 100 puntos. Los exámenes Parciales de Cursado (o Complementarios) consisten en la resolución de problemas de similares características y nivel de dificultad a los presentados en la Guía de Problemas de la Asignatura. Los alumnos que aprueben la parte práctica y hayan participado de los problemas resueltos en el laboratorio, estarán en condiciones de ser evaluados para aprobar la Asignatura. Evaluación de la Asignatura. Los alumnos pueden optar por la modalidad de 1) PROMOCIÓN o 2) EXAMEN FINAL: 1) PROMOCIÓN Consta de dos Exámenes Parciales de Promoción, que se implementan de la siguiente forma: Pueden optar por rendir el Primer Parcial de Promoción, los alumnos que hayan aprobado el primer examen Parcial de Cursado con un puntaje de 70 o más puntos. Los alumnos que desaprueben el Primer Parcial de Promoción, pasan a la modalidad de examen final. Están en condiciones de acceder al Segundo Parcial de Promoción, los alumnos que hayan aprobado el Segundo Parcial de Cursado y el Primer Parcial de Promoción. Los Parciales de Promoción se aprueban con 60 sobre un total de 100 puntos y no tienen examen complementario. En Los Parciales de Promoción se evalúa el total los temas desarrollados hasta la fecha del examen, y comprenden los conceptos teóricos y su aplicación práctica. 2) EXAMEN FINAL Los alumnos que hayan optado por esta modalidad, o hayan desaprobado los Exámenes de Promoción, deben rendir un examen -Examen Final- en el que se lo evalúa acerca de todo el programa de la materia.

8 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR BIBLIGRAFIA BASICA PETRUCCI, R.H. y HARWOOD, W.S. Química General. Vol I y II. Prentice Hall. Madrid COTTON, F.A. y WILKINSON, G: Química Inorgánica Básica. Limusa S.A., México, RAYNER-CANHAM, GEOFF Química Inorgánica Descriptiva, Prentice Hall, HOUSECROFT, CATHERINE Y SHARPE, ALAN G. Química Inorgánica, Pearson, Prentice Hall, RODGERS, GLEN E. Química Inorgánica : Introducción a la Química de la Coordinación, del estado sólido y descriptiva. Mc. Graw Hill SHRIVER, D.E, ATKINS, P.W. y LANGFORD, C.H.: "Química Inorgánica", Reverté, Barcelona, 199 CHRISTEN, H.R.: "Fundamentos de la Química General e Inogánica". Ed.Reverté S.A. Barcelona GUTIERREZ RIOS, E. Química Inorgánica. Reverté, España, 197. ATKINS, P W. Química General, Ediciones Omega S.A. Barcelona COTTON, F.A. y WILKINSON, G.: "Química Inorgánica Avanzada". Ed. Limusa-Wiley S.A. México BASOLO, F. Y JOHNSON, R. Química de los compuestos de coordinación, Ed. Reverté S.A., Barcelona, A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E A Ñ O (f i r m a a c l a r a d a) (f i r m a a c l a r a d a) 2011 Dra. Aurora E. Sagua Dr. Oscar V. Quinzani 2011 V I S A D O C O O R D I N A D O R A R E A S E C R E T A R I O A C A D E M I C O D I R E C T O R D E D E P A R T A M E N T O Dra. Adriana Lista Dra. María Susana Rodriguez FECHA: FECHA: FECHA: