Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de Competencias Profesionales Periodo escolar: Enero - Junio 2018

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1 Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de s Profesionales Periodo escolar: Enero - Junio 2018 Nombre de la asignatura: Química Plan de estudios: ISIC Clave de la asignatura: AEC-1058 Horas teoría horas prácticas créditos: Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero los elementos necesarios de fenómenos químicos y eléctricos involucrados en el comportamiento de diferentes tipos de materiales, con los cuales pueda ayudar a tomar decisiones pertinentes ante las situaciones que se presenten en los diferentes procesos químicos dados en la industria; ayudando a fortalecer la seguridad e higiene, así como el cuidado al medio ambiente. Asimismo, le proporciona los elementos necesarios para predecir el comportamiento de las reacciones para poder optimizar los materiales obtenidos. Al abordar los contenidos de este programa, se pretende que el estudiante integre sus conocimientos con los de otras disciplinas, siendo las bases para la asignatura de tecnología de los materiales en ingeniería eléctrica y electromecánica; la asignatura de ciencia e ingeniería de materiales en ingeniería mecatrónica; así como la asignatura de ingeniería de materiales en ingeniería aeronáutica que se encuentran vinculadas estrechamente con su desempeño profesional capacitándole para hacer un uso sustentable de los recursos naturales. 2. Intención didáctica El programa de la asignatura de Química se organiza en cuatro temas, en los cuales se incluyen aspectos teóricos y de aplicación.

2 En el primer tema se estudia de qué está compuesta la materia haciendo énfasis en la estructura atómica y empleada como antecedente para el estudio de la tabla periódica. En el tema dos se estudian los elementos químicos y su clasificación, así como el impacto que estos tienen en el ambiente; haciendo énfasis en la estructura atómica como antecedente para el estudio de la tabla periódica. El tercer tema, enlaces químicos, se enfoca en los tipos de enlaces y las propiedades de los compuestos químicos para entender cómo se forman las moléculas y los compuestos. Se debe de poner especial interés en los elementos de interés industrial, así como a procesos eléctricos y electrónicos. En el cuarto tema se estudian las diversas reacciones químicas, así como los cálculos estequiométricos con reacciones químicas, para comprender la formación de compuestos y las diferentes aplicaciones de la electroquímica y nanoquímica. Es importante que el estudiante valore las actividades que realiza, para que desarrolle hábitos de estudio y de trabajo que le permitan adquirir aspectos formativos tales como: la curiosidad, puntualidad, flexibilidad, tenacidad, autonomía, el interés y entusiasmo. El docente de Química debe mostrar y objetivar su conocimiento y experiencia en el área para construir escenarios de aprendizaje significativo en los estudiantes que inician su formación profesional. El docente enfatiza el desarrollo de las actividades de aprendizaje de esta asignatura a fin de que ellas refuercen los aspectos formativos del estudiante a sus ideas y enfoques, así como el respeto y la tolerancia hacia sus compañeros y docentes, sin dejar de contemplar también la responsabilidad social y el respeto al medio ambiente.

3 3. de la asignatura Comprende la estructura de la materia y su relación con las propiedades físicas y químicas, enfocadas a sus aplicaciones a los dispositivos eléctricos y electrónicos, así como a las técnicas requeridas para la construcción de equipos o sistemas electrónicos.

4 4. Análisis por competencias específicas No.: 1 Descripción: Comprende la teoría atómica y cuántica basada en el concepto de la energía que posee toda partícula para obtener la configuración electrónica de los átomos. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Actividades de aprendizaje(que hace el alumno) Actividades de enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 0. Encuadre Participar en la dinámica de expectativas y el establecimiento de acuerdos. 1.1 El átomo y sus partículas subatómicas. Consultar en distintas fuentes el concepto de materia y Presentar el objetivo de la materia, aplicar una dinámica de expectativas, establecer acuerdos de trabajo para cada unidad. Presentar las técnicas de aprendizaje a utilizar y a evaluar: diaporamas, bitácoras, mapas conceptuales, reportes de practicas de laboratorio Propiciar de actividades búsqueda, Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Habilidades interpersonales. Comunicación oral y escrita. 2 2

5 Rayos catódicos y rayos anódicos Radiactividad. energía, su clasificación y su importancia. selección y análisis de información en distintas fuentes Base experimental de la teoría cuántica Teoría ondulatoria de la luz Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck Efecto fotoeléctrico Espectros de emisión y series espectrales. Comprender conceptos a través de ejercicios de determinación de la energía, longitud de onda y la frecuencia cuando un electrón salta o pasa de una órbita de número cuántico principal n (2) a otro más pequeño n (1), así como su relación con las líneas espectrales. Tomar nota de los ejercicios y resolver los propuestos por el docente. Por medio del uso del material didáctico del profesor, se hace una presentación con un diaporama, con los temas de la teoría cuántica y los espectros atómicos. El docente hace ejercicios para explicar el tema Teoría atómica de Bohr Teoría atómica de Analizar e interpretar las teorías cuánticas, así como los Con ayuda del diaporama se hace la presentación de los 1

6 Bohr-Sommerfeld. 1.4 Teoría cuántica Principio de dualidad. Postulado de De Broglie Principio de incertidumbre de Heisenberg Ecuación de onda de Schrödinger Significado físico de la función de onda ψ Números cuánticos y orbitales atómicos. 1.5 Distribución electrónica en sistemas poli electrónicos Principio de Aufbau o de construcción Principio de exclusión de Pauli Principio de máxima multiplicidad de Hund Configuración electrónica de los elementos y su ubicación en la clasificación periódica Principios de principios y postulados. Mediante el desarrollo de ejercicios comprender la relación de la ecuación de Schrodinger con los números cuánticos (n,l,m) y los orbitales atómicos, así mismo distinguir las formas probabilísticas de los orbitales (s, p, d y f) y su representación espacial. Diferenciar, determinar y resolver problemas sobre orbitales híbridos en diferentes compuestos. Elaborar las configuraciones electrónicas de los elementos solicitados y ubicarlos en la tabla periódica. Utilizar TIC s para obtener configuraciones poli electrónicas. Realizar la práctica de reconocimiento de material y modelos atómicos que se han desarrollado haciendo referencia a los experimentos realizados para lógralos. Coordinar la investigación y realizar la revisión de evidencias de evaluación. 5 5

7 Radiactividad. 1.6 Aplicaciones tecnológicas de la emisión electrónica de los átomos. equipo de laboratorio, ensayos a la flama y generar el reporte. Realizar bitácora de clase y de estudio. 2 Indicadores de alcance Valor del indicador A) Diaporama 40% B) Bitácora de estudio 30 % C) Reporte de práctica. 30%

8 4.1a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Entrega en tiempo y forma cada una de las siguientes actividades: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. alcanzada no alcanzada Notable Bueno Suficiente Insuficiente Entrega las siguientes actividades completas un día después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. Entrega las siguientes actividades dos días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. Entrega las siguientes actividades cinco días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. No realiza las siguientes actividades: investigación escrita, no resuelve ejercicios, no realiza diaporama utilizando las TIC s, no realiza práctica de laboratorio y no entrega reporte, no realiza bitácora de clase y estudio o menos.

9 4.1b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Diaporama. 40% 40% El docente revisará las actividades asignadas. Trabajo en equipo. 30% 30% El docente revisará cada una de las actividades complementarias para la evaluación de la unidad. Trabajo individual. 30% 30% El docente revisará las actividades resueltas por los alumnos y hará saber el resultado del mismo. Total 40% 30% 30%

10 No.: 2 Descripción: Analiza el comportamiento de los elementos químicos en la tabla periódica moderna para distinguir los beneficios y riesgos asociados en el ámbito ambiental y económico. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Elementos químicos y su clasificación 2.1 Características de la clasificación periódica Moderna de los elementos Tabla periódica larga y Tabla cuántica. 2.2 Propiedades atómicas y su variación periódica Carga nuclear efectiva Radio atómico, radio covalente, radio iónico Energía de ionización. Actividades de aprendizaje(que hace el alumno) Buscar información sobre las diferentes clasificaciones de los elementos hasta la tabla periódica moderna. Discernir grupalmente la evolución de la clasificación de los elementos. Definir los términos de las propiedades de la tabla periódica. Realizar ejercicios de propiedades periódicas. Utilizar TIC s para consultar las propiedades de los elementos. Actividades de enseñanza(que hace docente) Realizar la explicación del uso de la tabla periódica y las propiedades periódicas. De una serie de elementos presentados en forma de pares, indicar cuál es el que tiene mayor energía de ionización, la mayor afinidad electrónica y la mayor electronegatividad. Justificando en cada caso su elección. Explicar la reactividad de cada grupo de la tabla periódica con base en propiedades periódicas. Desarrollo de competencias genéricas Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. Comunicación oral y escrita. Horas teórico práctica Afinidad electrónica. Creatividad.

11 2.2.5 Número de oxidación Electronegatividad. 2.3 Aplicación: Impacto económico o ambiental de algunos elementos Abundancia de los elementos en la naturaleza Elementos de importancia económica Elementos contaminantes. Identificar las características de los elementos más importantes utilizados en la industria. Realizar práctica de laboratorio y generar reporte. Realiza bitácora de clase y de estudio. Coordinar la práctica propiedades periódicas. Coordinar la investigación del desarrollo de la tabla periódica.

12 Indicadores de alcance Valor del indicador A) Diaporama. 40% B) Bitácora de estudio. 30 % C) Reporte de práctica. 30% 4.2a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Entrega en tiempo y forma cada una de las siguientes actividades: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. alcanzada no alcanzada Notable Bueno Suficiente Insuficiente Entrega las siguientes actividades completas un día después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. Entrega las siguientes actividades dos días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. Entrega las siguientes actividades cinco días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve ejercicios, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte, realiza bitácora de clase y estudio. No realiza las siguientes actividades: Investigación escrita, no resuelve ejercicios, no realiza diaporama utilizando las TIC s, no realiza práctica de laboratorio y no entrega reporte, no realiza bitácora de clase y estudio o menos.

13 4.2b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Diaporama. 40% 40% El docente revisará las actividades asignadas. Trabajo en equipo. 30% 30% El docente revisará cada una de las actividades complementarias para la evaluación de la unidad. Trabajo individual. 30% 30% El docente revisará las actividades resueltas por los alumnos y hará saber el resultado del mismo. Total 40% 30% 30%

14 No.: 3 Descripción: Comprende la formación de los diferentes tipos de enlaces y su origen en las fuerzas que intervienen para que los elementos reaccionen y se mantengan unidos. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica 3.1 Introducción Concepto de enlace químico Clasificación de los enlaces químicos Aplicaciones y limitaciones de la Regla del Octeto. 3.2 Enlace Covalente Teorías para explicar el enlace Actividades de aprendizaje(que hace el alumno) Analizar los tipos de enlaces químicos y estructuras de Lewis a través de la solución de ejercicios. Aplicar la teoría de enlace de valencia para explicar la geometría en compuestos químicos. Realizar una búsqueda bibliográfica acerca de las propiedades los enlaces iónicos y covalentes. Mediante el desarrollo de ejercicios comprender las fuerzas que estabilizan a un enlace covalente, utilizando Actividades de enseñanza(que hace docente) Exponer las características y diferencias de los enlaces iónico y enlace metálico. Indicar las condiciones de formación que permiten predecir la formación de un enlace covalente, de un enlace iónico y de un enlace metálico. Explicar en base a la teoría de bandas el comportamiento de un sólido como: Aislante, conductor y Desarrollo de competencias genéricas Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Comunicación oral y escrita. Capacidad de organizar y planificar. Resolución de Horas teórico práctica 2 4

15 covalente y sus alcances Teorías del Enlace de Valencia Hibridación y Geometría molecular Teoría del Orbital Molecular. 3.3 Enlace iónico. la regla del octeto y las estructuras de Lewis para representar los enlaces en los compuestos. Desarrollar ejercicios para aplicar la teoría del enlace valencia para explicar la formación de enlaces químicos σ y π y la geometría molecular. semiconductor. Explicar la utilidad de los conceptos ácidos y bases duros y blandos. Clasificar como duros o blandos los iones de una lista y las interacciones preferentes entre ellos. problemas. Habilidades interpersonales Formación y propiedades de los compuestos iónicos Redes cristalinas Estructura Energía reticular.

16 Indicadores de alcance Valor del indicador A) Investigación escrita 30% B) Problemario 40% C) Reporte de práctica. 30% 4.3a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Entrega en tiempo y forma cada una de las siguientes actividades: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte. alcanzada no alcanzada Notable Bueno Suficiente Insuficiente Entrega las siguientes actividades completas un día después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte Entrega las siguientes actividades dos días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte. Entrega las siguientes actividades cinco días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza diaporama utilizando las TIC s, realiza práctica de laboratorio y entrega reporte. No realiza las siguientes actividades: investigación escrita, no resuelve problemario, no realiza diaporama utilizando las TIC s, no realiza práctica de laboratorio y no entrega reporte o menos.

17 4.3b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Diaporama. 40% 40% El docente revisará las actividades asignadas. Trabajo en equipo. 30% 30% El docente revisará cada una de las actividades complementarias para la evaluación de la unidad. Trabajo individual. 30% 30% El docente revisará las actividades resueltas por los alumnos y hará saber el resultado del mismo. Total 40% 30% 30%

18 No.: 4 Descripción: Aplica los conceptos básicos de estequiometria con base en la ley de la conservación de la masa para resolver problemas de reacciones químicas Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Actividades de aprendizaje(que hace el alumno) Actividades de enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 4.0 Reacciones quimicas. 4.1 Combinación. 4.2 Descomposición. 4.3 Sustitución (Simple y Doble) 4.4 Neutralización. 4.5 Óxido-Reducción. 4.6 Aplicaciones 4.7 Cálculos estequiométricos con reacciones químicas Consultar en las fuentes los diferentes conceptos básicos de estequiometria, átomogramo, mol-gramo, volumengramo molecular, numero de Avogadro, reactivo limitante, reactivo en exceso, rendimiento. Relacionar el enunciado de las leyes estequiométricas con el nombre correspondiente. Resolver ejercicios que impliquen cálculos estequiométricos aplicados a reacciones químicas. Realizar la exposición de los tipos de reacciones químicas. Explicar la predicción de las reacciones químicas. Explicar los cálculos estequiométricos y su aplicación. Retomar el tema Número de oxidación de la tabla periódica y electronegatividad para fundamentar como ocurre una reacción química. Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Comunicación oral y escrita. Capacidad de organizar y planificar Reacción óxido reducción en Toma de decisiones.

19 electroquímica Fuerza electromotriz (fem) en una celda electroquímica Calculo de la fem y potenciales de óxido reducción Electro depósito (cálculo de electro depósito) Aplicaciones de electroquímica en electrónica nano química (propiedades fisicoquímicas no convencionales de polímeros Catenanos y Rotaxanos) Comprender las propiedades físico-químicas no convencionales de polímeros, rotaxsanos y catenanos por medio de un ensayo. Coordinar una investigación para construir una batería y realizar los cálculos de la FEM y los fenómenos de oxido reducción. Realizar una exposición de las aplicaciones de la nanoquimica.

20 Indicadores de alcance Valor del indicador A) Investigación escrita 30% B) Problemario 40% C) Ensayo 30%

21 4.4a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Entrega en tiempo y forma cada una de las siguientes actividades: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza ensayo de enlaces químicos. alcanzada no alcanzada Notable Bueno Suficiente Insuficiente Entrega las siguientes actividades completas un día después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza ensayo de enlaces químicos. Entrega las siguientes actividades dos días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza ensayo de enlaces químicos. Entrega las siguientes actividades cinco días después de su solicitud: Realizar investigación escrita, resuelve problemario, realiza ensayo de enlaces químicos. No realiza las siguientes actividades: investigación escrita, no resuelve problemario, no realiza ensayo de enlaces químicos o menos.

22 4.4b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Exposición de batería. 40% 40% El docente revisará las actividades asignadas. Trabajo en equipo. 30% 30% El docente revisará cada una de las actividades complementarias para la evaluación de la unidad. Trabajo individual. 30% 30% El docente revisará las actividades resueltas por los alumnos y hará saber el resultado del mismo. Total 40% 30% 30% 5. Fuentes de información y apoyos didácticos Fuentes de información: 1. Quimica_general_petrucci_8th_edicion. 2. Chang, R. Química. Mc Graw Hill, Ebbing, D. Química General. McGraw Hill, Apoyos didácticos: Pintarron Cañón Computadora 4. Mortimer, C. Química. Grupo Editorial Iberoamericano, Daub, G. y Seese, S. Química. Pearson Educación, Séptima edición. 6. Sherman, A., Sherman, J. y Russikoff, L. Conceptos Básicos de Química. 7. CECSA, Primera edición, Phillips, J. S., Strozak y Wistrom. Química: Conceptos y Aplicaciones. McGraw-Hill. 9. Smoot, Price y Smith. Química un Curso Moderno. Merril Publishing. 10. Garritz, J. A Chamizo. Química. Addison Wesley Iberoamericana.

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