Química General SCC

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Química General Ingeniería en Sistemas Computacionales Clave de la asignatura: (Créditos) SATCA 1 SCC PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. La Química General, proporciona respuesta a una gran mayoría de los hechos o fenómenos cotidianos, ayudando simultáneamente al desarrollo del razonamiento lógico y sistemático en los estudiantes por tratarse de una ciencia exacta. En la naturaleza, la industria y en la vida diaria existe un gran número de procesos estrechamente relacionados con la transformación de la materia, que se apoyan en los sistemas electroquímicos y de instrumentación, se requiere de personal competente que además de realizar el análisis, diseño e implementación de los mismos, comprenda simultáneamente la composición de las sustancias, conozca las transformaciones que éstas sufren ordenando y controlando dichos cambios a través de la creación de tecnología, desarrollando tanto su capacidad de observación como de abstracción, para reconocer y resolver problemas propios de otras áreas, a través de herramientas computacionales. Además, los productos de alta tecnología como los chips y módulos electrónicos integrados que se utilizan como componentes básicos de las computadoras, las comunicaciones (fibra óptica) y en los generadores de energía (celdas solares), están fabricados con sílicio o germanio los cuales son sustancias cristalinas con ordenamientos y propiedades muy específicas que les confieren un uso particular en la ingeniería. El Ingeniero en Sistemas Computacionales como experto en su ramo tendrá las herramientas necesarias para poder interactuar con profesionales en otros campos del saber para así solucionar problemas con bases científico-metodológicas congruentes afrontando los retos actuales del desarrollo tecnológico, económico y sustentable. Intención didáctica. El estudiante iniciará la primera unidad de seis, con los conceptos básicos de la Química como son: elementos, compuestos, mezcla, la materia, los estados de la materia y sus cambios. En la segunda unidad se hace una revisión de estructura atómica, sus teorías y la teoría cuántica. 1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos

2 La tercera unidad consiste en hacer un recorrido por la clasificación periódica de los elementos analizando sus propiedades, aplicaciones, su impacto económico y ambiental. El identificar los elementos y conocer sus características permite identificar aquellos que contaminan y los que generan compuestos útiles para las nuevas tecnologías. La cuarta unidad permite conocer los tipos de enlace, la estructura y propiedades de los compuestos. La quinta unidad comprende los tipos de compuestos químicos, su nomenclatura las reacciones de la cual se obtienen y los efectos que causan en el ambiente los ácidos, óxidos, hidróxidos, hidruros y las sales. También se hará una revisión de los efectos de una pila y de los elementos que contienen los componentes electrónicos de una computadora u otros tipos de aparatos electrónicos. La última unidad de este curso comprende las leyes de la estequiometría, el balance de ecuaciones, los cálculos estequiométricos en las reacciones químicas y sus aplicaciones. Este curso nos permite conocer los elementos, su reactividad, los compuestos químicos y su obtención, con los que se construyen los componentes eléctricos y electrónicos de las nuevas tecnologías; así como el riesgo que se corre al no confinar los desechos de las mismas de forma segura, para así evitar la contaminación que éstos producen. Es importante la realización de las prácticas propuestas y cada uno de los experimentos, para así, hacer más significativo y efectivo el aprendizaje. Algunas de las actividades sugeridas pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en clase a partir de la discusión de los resultados de las observaciones de los experimentos realizados. Se busca partir de experiencias concretas, cotidianas, para que el estudiante se acostumbre a reconocer los fenómenos químicos en su alrededor y no sólo se hable de ellos en el aula. Es importante ofrecer escenarios distintos, ya sean construidos, artificiales, virtuales o naturales. En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su hacer futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional; así mismo, aprecie la importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntualidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía. Es necesario que el profesor ponga atención y cuidado en estos aspectos en el desarrollo de las actividades de aprendizaje de esta asignatura.

3 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Adquirir los conceptos básicos de la Química Comprender las propiedades estructurales de compuestos y materiales, y su influencia en las propiedades físicas, químicas y eléctricas. Conocer el impacto económico y ambiental de los compuestos y materiales y el desarrollo de nuevos materiales, a partir de nuevas tecnologías. Competencias genéricas: Competencias instrumentales Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar. Conocimientos generales básicos. Conocimientos básicos de la carrera. Comunicación oral y escrita en su propia lengua. Conocimiento de una segunda lengua. Habilidades básicas de manejo de la computadora. Habilidades de gestión de información provenientes de fuentes diversas. Solución de problemas. Toma de decisiones. Competencias interpersonales. Capacidad crítica y autocrítica. Trabajo en equipo. Habilidades interpersonales. Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario. Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas Apreciación de la diversidad y multiculturalidad. Compromiso ético. Competencias sistémicas. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Habilidades de investigación. Capacidad de aprender. Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones. Capacidad de generar nuevas ideas. Liderazgo. Habilidad para trabajar en forma autónoma. Capacidad para diseñar y gestionar proyectos. Iniciativa y espíritu emprendedor Preocupación por la calidad. Búsqueda del logro.

4 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Saltillo del 5 al 9 de octubre del 2009 Institutos Tecnológicos de Cd. Madero, Tecnológico de Colima, La Laguna, Cd. Lerdo, Toluca. del 12 de octubre al 5 de febrero Instituto Tecnológico Superior de Poza Rica del 22 al 26 de febrero del 2010 Participantes Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Representante de la Academia de Sistemas Computacionales Representantes de los Institutos Tecnológicos participantes en el diseño de la carrera de Ingeniería Sistemas Computacionales. Observaciones (cambios y justificación) Reunión nacional de Diseño e innovación curricular de la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales Análisis, enriquecimiento y elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales. Reunión nacional de consolidación de la carrera de ingeniería en Sistemas Computacionales 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencias específicas a en el curso) Adquirir los conceptos básicos de química que permitan comprender las propiedades estructurales de compuestos y materiales, y su influencia en sus propiedades físicas, químicas, eléctricas. Así como su impacto económico y ambiental además el desarrollo de nuevos materiales, a partir de nuevas tecnologías. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Habilidades cognitivas de abstracción, análisis, síntesis y reflexión. Capacidad para estudiar períodos largos y continuos. Habilidad y responsabilidad para trabajar en equipo. Capacidad para vencer obstáculos.

5 7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Conceptos básicos 1.1 Elementos, compuestos y mezclas. 1.2 Materia y sus estados de agregación Cambios de estado. 1.3 Definición de fase. 2 Estructura atómica y teoría cuántica. 2.1 Estructura atómica y sus teorías. 2.2 Base experimental de la teoría cuántica. 2.3 Teoría cuántica y configuración electrónica. 2.4 Aplicaciones (optoelectrónica, transformación 3 Los elementos químicos, clasificación periódica, propiedades atómicas e impacto económico y ambiental. 4 Enlace, estructura y propiedades en compuestos químicos. 5 Compuestos químicos: tipos, nomenclatura, reacciones e impacto económico y ambiental. de códigos digitales a imágenes, etc.) 3.1 Características de la clasificación periódica de los elementos. 3.2 Propiedades atómicas y su variación periódica. 3.3 Impacto económico y ambiental de algunos elementos Clasificación de los metales Elementos de importancia económica Elementos contaminantes. 3.4 Aplicaciones en la ingeniería. (Silicio, Galio, Germanio, etc.). 4.1 Conceptos básicos. 4.2 Tipos de enlaces. 4.3 Fuerzas intermoleculares y propiedades físicas 4.4 Influencia de las fuerzas intermoleculares en las propiedades físicas. 4.5 Aplicaciones de los materiales. (semiconductores, conductores, aislantes, cerámicos, metales y polímeros, etc). 5.1 Óxidos. 5.2 Hidróxidos. 5.3 Ácidos. 5.4 Sales. 5.5 Hidruros. 5.6 Reacciones químicas. 5.7 Aplicaciones (pilas, componentes de las PCs., etc.). 6 Estequiometría. 6.1 Concepto de estequiometría y sus leyes. 6.2 Unidades de medida usuales en estequiometria. 6.3 Balanceo de reacciones químicas. 6.4 Cálculos estequiométricos en reacciones químicas. 6.5 Aplicaciones.

6 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Facilitar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Propiciar actividades de planeación y organización de distinta índole en el desarrollo de la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Favorecer, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminología científicotecnológica Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para una visión interdisciplinaria en el estudiante. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Ensayos, mapas conceptuales, examen oral o escrito. Presentaciones, prácticas de laboratorio, participación, trabajo colaborativo. Reporte de prácticas, informes, resúmenes, cuadros comparativos, etc. Guía de conducta, listas de cotejo (trabajo en equipo, responsabilidad), auto y co-evaluación.

7 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Conceptos básicos Distinguir la diferencia entre elemento, compuesto y mezcla. Conocer los estados de agregación de la materia. Investigar en diferentes fuentes los conceptos, elementos, compuestos, mezclas, materia, estados de la materia, puntos de fusión y ebullición y fase para discutir en equipos y formular una definición de cada concepto. Elaborar una presentación y ejemplificar la diferencia entre elementos, compuestos y mezclas. Ejemplificar los estados de agregación de la materia. Unidad 2: Estructura atómica y teoría cuántica Conocer los conceptos de la estructura atómica y la configuración electrónica y sus teorías. Identificar la configuración electrónica de los principales elementos químicos. Comprender la base experimental de la teoría cuántica. Investigar en diferentes fuentes las teorías de la estructura atómica, construyendo un cuadro comparativo. Organizar equipos de trabajo para realizar las presentaciones y las prácticas de laboratorio. Elaborar una presentación y ejemplificar la configuración electrónica de un elemento, cada equipo presentará uno diferente. Construir un mapa conceptual sobre la base experimental de la teoría cuántica. Unidad 3: Los elementos químicos, clasificación periódica, propiedades atómicas e impacto económico y ambiental. Conocer las características de la clasificación de la tabla periódica actual. Distinguir las características de los elementos según su colocación en la tabla periódica de los elementos. Buscar información sobre las características clasificación periódica de los elementos y participar en un foro para discutir y comparar la información encontrada. Verificar las propiedades atómicas de los elementos de la tabla periódica,

8 Diferenciar los grupos de la tabla periódica de los elementos por su reactividad y usos. Distinguir la importancia económica de los elementos. Comprender el impacto ambiental de algunos elementos para evitar su mal uso. Conocer los elementos químicos que se utilizan en su campo profesional. interactuando en equipos de trabajo. Investigar cuales grupos de la tabla periódica se utilizan en la construcción de equipos eléctricos y electrónicos, organizar la información y construir una tabla comparativa. Investigar acerca de las nuevas tecnologías, nuevos equipos, así como su automatización. Investigar el impacto económico y ambiental de los metales, no metales, los halógenos, los gases nobles y las diferentes familias que componen la tabla periódica. Investigar los nuevos materiales que sustituyen a los actuales, ya sea por su toxicidad, costo, simplicidad, etc. Construir una lista de mayor a menor grado de contaminación producida por los elementos químicos y en que estado físico o químico la producen. Hacer un foro de discusión sobre las aplicaciones en la ingeniería de los elementos químicos. Unidad 4: Enlaces, estructura y propiedades de los compuestos químicos. Conocer como se forman los compuestos químicos. Comprender el efecto de los enlaces químicos y su clasificación. Distinguir la importancia de las fuerzas intermoleculares en las propiedades físicas de los compuestos. Identificar los elementos que producen aleaciones útiles para su aplicación en la ingeniería. Buscar información sobre como se forman los compuestos químicos, discutirlas en el grupo. Construir un mapa conceptual de la clasificación y aplicaciones de los enlaces químicos. Buscar información y hacer una presentación por equipo de las fuerzas intermoleculares y su influencia en las propiedades físicas de los compuestos. Investigar las aleaciones con que se producen los: semiconductores, conductores, aislantes, materiales cerámicos, cristal líquido, etc., elaborando por equipos de trabajo una lista de los elementos que intervienen en las aleaciones.

9 Unidad 5: Compuestos químicos: tipos, nomenclatura, reacciones e impacto económico y ambiental. Conocer que es un compuesto químico, sus características y su nomenclatura. Distinguir las características de los compuestos inorgánicos. Diferenciar los principales compuestos inorgánicos. Comprender los diferentes tipos de reacciones químicas. Conocer la utilidad de las reacciones químicas en diferentes procesos. Conocer las reacciones químicas que se requieren para atenuar el grado de contaminación que provocan los desechos de pilas, computadoras, calculadoras, diferentes dispositivos eléctricos y electrónicos. Buscar información en diferentes fuentes, sobre la definición de compuesto químico, los tipos de compuestos, su nomenclatura y reacciones; participar en un foro para discutir y comparar la información encontrada. Investigar la definición, clasificación formulación y nomenclatura de los principales compuestos inorgánicos (óxidos, hidróxidos, ácidos, sales e hidruros), interactuando en equipos de trabajo y construyendo una tabla comparativa con la información obtenida de forma colaborativa. Examinar diferentes fuentes de información sobre las reacciones químicas, su clasificación y su utilidad para construir un mapa conceptual en el salón de clases participando todos en una interacción dirigida por el profesor. Ejemplificar cada uno de los tipos de reacciones químicas y experimentarlas en el laboratorio, observando y concluyendo sobre este tema mediante los reportes de las prácticas efectuadas. Investigar las reacciones químicas de utilidad en procesos industriales, de control, de contaminación y aplicación analítica, presentarla por equipos al grupo. Hacer un foro de discusión sobre la contaminación que producen las pilas y los componentes de memoria de computadoras, celulares, palms, ipods, etc., así como las reacciones químicas que ocurren con ellas para atenuar el grado de contaminación que provocan.

10 Unidad 6: Estequiometría Conocer el concepto de estequiometría, sus unidades de medida y las leyes en que está fundamentada Conocer los diferentes tipos de balanceo en las reacciones químicas. Aprender a balancear reacciones químicas utilizando el tipo de balanceo adecuado para su solución. Diferenciar las relaciones que se utilizan para hacer cálculos estequiométricos. Saber hacer cálculos estequiométricos Comprender los efectos de la relación peso-peso sobre la conductividad en aleaciones. Buscar información en diferentes fuentes sobre el concepto de estequiometría, sus unidades de medida y las leyes en que se basa. Y construir un mapa conceptual en el salón de clases participando todos bajo la dirección del profesor. Investigar los tipos de balanceo de reacciones químicas, organizar la información y construir una tabla comparativa que incluyan ejemplos de cada tipo. Practicar el balanceo de las reacciones químicas en la clase de manera individual y extraclase en un grupo de trabajo. Investigar los diferentes tipos de relaciones que se utilizan para efectuar cálculos estequiométricos en las reacciones químicas. Realizar cálculos estequiométricos en el salón de clases. Hacer un foro de discusión de los efectos de la relación peso-peso sobre la conductividad eléctrica en aleaciones FUENTES DE INFORMACIÓN Fuentes impresas (libros) 1. Chang, R.; et al, Química, 9ª Edición, Ed. McGraw-Hill/Interamericana, México, Daub, G.W.; Seese, W.S., Química, 8ª Edición, Editorial Pearson Educación, México, Harris, Daniel C. Análisis químico cuantitativo, 3 Edición, Editorial Reverté, Barcelona, Harwood, W.S., Petrucci, R.H.,Herring,F.G, Química General, 8ª Edición, Ed. Prentice Hall, México, Martínez Riachi, Susana, Freites, Margarita A., Física y Química aplicadas a la Informática, 1 Edición, Editorial Cengage Learning, México, 2006.

11 6. Petrucci, R.H. et al, Química general: principios y aplicaciones modernas, 7ª Edición, Ed. Prentice Hall, México, Teijón Rivera, José María, García, J.A., La química en problemas, 2 Edición, Editorial Tébar, Madrid, 2006 Fuentes electrónicas en enero del nes.htm,consultado en enero del ias/quimica_2_bach/quimica_enlaces_u1.htm 3. consultado en enero del C%C3%A1lculos-con-f%C3%B3rmulas-y-ecuaciones-qu%C3%ADmicas consultado en enero del consultado en enero del consultado en enero del consultado en enero del PRÁCTICAS PROPUESTAS (aquí sólo describen brevemente, queda pendiente la descripción con detalle). Práctica 1 Práctica 2 Práctica3 Práctica 4 Práctica 5 Práctica 6 Práctica 7 Práctica 8 Práctica 9 Conocimiento integral del laboratorio incluye medidas de seguridad. Conocer y aplicar las técnicas de laboratorio. Conocer las características de los elementos de la tabla períodica. Conocer los estados de agregación de la materia y realizar cambios de estado a la materia. Observar el efecto fotoeléctrico y los espectros de emisión. Enlaces químicos. Formación de óxidos e hidróxidos. Reacciones químicas. Velocidad de reacción.