Transcripción

1 MODELO DE GUÍA DOCENTE PARA UNA ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA CÓDIGO: CENTRO: FACULTAD DE CIENCIAS DEL MEDIO AMBIENTE GRADO: BIOQUÍMICA TIPOLOGÍA: BÁSICA CRÉDITOS ECTS: 6 CURSO: PRIMERO LENGUA EN QUE SE IMPARTIRÁ: ESPAÑOL SEMESTRE: SEGUNDO USO DOCENTE DE OTRAS LENGUAS: INGLÉS PROFESORADO QUE LA IMPARTE NOMBRE/S: Francisco Javier Guzmán Bernardo María José Gómez-Escalonilla Romojaro Maria Jiménez Moreno DEPARTAMENTO: Química Analítica/Química Orgánica FcoJavier.Guzman@uclm.es MariaJose.Gomez@uclm.es Maria.Jimenez@uclm.es DESPACHO: Francisco Javier Guzmán (0.28 ICAM) María José Gómez-Escalonilla (0.5, Edificio Sabatini) Maria Jiménez Moreno (0.8, Edificio Sabatini) HORARIO DE TUTORÍA: L, M, X (15 a 17 horas) 2. REQUISITOS PREVIOS Es recomendable tener los conocimientos básicos de la asignatura de Química de Bachillerato y de la asignatura de Enlace y estructura de la 1

2 materia de primer cuatrimestre, además de una base matemática y física adecuada. 3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN Fundamentos de Química es la segunda asignatura de Química General del grado. En esta asignatura se estudian los equilibrios químicos en disolución, una introducción al análisis (bio)químico y, finalmente, una introducción a la Química Orgánica. Como asignatura básica, y conjuntamente con Enlace y Estructura y Termodinámica y Cinética, el alumno habrá de basarse en ella para estudiar y comprender la química y bioquímica del medio biológico. Esta asignatura le aporta al bioquímico conocimientos, habilidades y destrezas básicas en química para su faceta profesional. 4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR (consultar Proyecto de Título) Competencias transversales: T1: Dominio de una segunda lengua extranjera, preferentemente el inglés, en el nivel B1 del Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas. T3: Una correcta comunicación oral y escrita. T5: Capacidad de organización y planificación. T6: Capacidad de diseño, análisis y síntesis. T10: Capacidad de autoaprendizaje y de obtener y gestionar información bibliográfica, incluyendo recursos en Internet. Competencias generales: G2: Saber aplicar los conocimientos de Bioquímica y Biología Molecular a la práctica profesional y poseer las competencias y habilidades intelectuales necesarias para dicha práctica, incluyendo capacidad de: 5. OBJETIVOS O RESULTADOS ESPERADOS El alumno sabrá y/o será capaz de: - Reconocer y explicar los principales tipos de equilibrio químico y sus implicaciones en procesos bioquímicos. (T3, G2, E1, E3) - Describir correctamente las principales disoluciones reguladoras de importancia biológica y aplicar las de uso más frecuente en laboratorios de bioquímica. (E1, E3) - Tener la habilidad experimental necesaria para la correcta manipulación del material de laboratorio y reactivos químicos atendiendo a las normas de seguridad y eliminación de residuos (T1, T3, T5, E2) - Explicar el problema analítico y distinguir las etapas del proceso general de análisis. (T3, T6, G2, E1) - Aplicar las reglas básicas de la nomenclatura IUPAC de compuestos orgánicos sencillos y de dificultad media. (T3, T5) 2

3 gestión de la información, análisis y síntesis, resolución de problemas, organización y planificación y generación de nuevas ideas. G5: Desarrollar aquellas estrategias y habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en el área de Bioquímica y Biología Molecular y otras áreas afines con un alto grado de autonomía. - Entender y saber aplicar los aspectos estereoquímicos y conformacionales de los compuestos orgánicos y de sus representaciones tridimensionales. Apreciar la importancia de estos aspectos en los procesos bioquímicos (G2, G5, E1, E19). - Describir los mecanismos más básicos y generales de las reacciones orgánicas. (E1, E3, T3, T5) Competencias especficas: E1: Expresarse correctamente con términos biológicos, físicos, químicos matemáticos e informáticos básicos. E2: Trabajar de forma adecuada y motivado por la calidad en un laboratorio químico, biológico y bioquímico, incluyendo, seguridad, manipulación y eliminación de residuos y llevando registro anotado de actividades. E3: Entender y saber explicar las bases físicas y químicas de los procesos bioquímicos y de las técnicas utilizadas para investigarlos. E19: Comprender los principios que determinan la estructura tridimensional de las moléculas, macromoléculas y complejos supramoleculares biológicos y ser capaz de explicar las relaciones entre la estructura y la función. 6. TEMARIO / CONTENIDOS TEMA 1. Equilibrio químico. Reacciones reversibles e irreversibles. Características del estado de equilibrio. La energía libre y la constante de equilibrio. Concentración y constante de equilibrio. Relación entre las diferentes constantes del equilibrio químico para un sistema homogéneo gaseoso. Cociente de reacción. Factores que afectan a la posición de equilibrio (Temperatura, concentración, presión). Energía libre y constante de equilibrio. Equilibrio químico en disolución. Electrolitos débiles y fuertes. Ley de dilución de Ostwald. Actividad y coeficiente de actividad. Leyes límite y ampliada de Debye-Hückel. TEMA 2. Equilibrio ácido-base. Introducción histórica. Evolución de los conceptos de ácido y de base. Teoría de Arrhenius y de Bronsted y Lowry. Teoría de Lewis. Fuerza de los ácidos y las bases. Producto iónico del agua: ph. Cálculo de ph en disoluciones de ácidos y bases. Hidrólisis. 3

4 Grado de Hidrólisis. Cálculo del ph en disoluciones de sales. Cálculo de ph debido a la hidrólisis. Punto isoeléctrico: concepto y relación con el ph y el pk a /pk b. Disoluciones reguladoras: concepto, preparación y funcionamiento. TEMA 3. Equilibrios de precipitación. Introducción. Teoría del producto de solubilidad. Modificación de la solubilidad de los compuestos iónicos poso solubles: efecto ion común y efecto salino. Disolución de precipitados. TEMA 4. Equilibrios de formación de complejos. Teoría de Werner. Estructura de los complejos. Reacciones por formación de complejos. Estabilidad de los complejos. Aspectos cuantitativos de la relación precipitación-disolución de precipitados por formación de complejos. Complejos internos. Quelatos. Complexonas. TEMA 5. Equilibrio redox. Concepto de estado o índice de oxidación. Su cálculo. Ajuste de ecuaciones redox: cambio de valencia e ion-electrón. Pila Daniell. Potencial de electrodo. La ecuación de Nernst. Potenciales de celda y corriente de equilibrio. Procesos redox en sistemas biológicos. TEMA 6. Estructura de las moléculas Orgánicas. Propiedades generales de los compuestos orgánicos. Formulas estructurales y condensadas. Cadenas carbonadas. Conformación y rotación alrededor de los enlaces. Modelos y representación de las moléculas orgánicas. Concepto de grupo funcional. Principales grupos funcionales. Formulación y nomenclatura de quimica orgánica. TEMA 7. Isomería de los Compuestos Orgánicos. Concepto de isomería. Isomería estructura: isomería de cadena, isomería de función, isomería de posición. Estéreo isomería. Quiralidad y enantiómeros. Centros estereogénicos. Configuración y el convenio R-S. El convenio E-Z para los isómeros cis-trans. Diasteroisómeros. Compuestos meso. TEMA 8. Reacciones Orgánicas. Clasificación de las reacciones orgánicas. Mecanismos de reacción: reacciones iónicas y radicalicas, como se producen. Reacciones de sustitución nucleófilas. Reacciones de sustitución electrófila. Reacciones de adición: Adición electrófila. Adición nucleófila. Reacciones de eliminación. Reacciones de transposición. Concepto de electrófilo y nucleófilo. Diagramas de energía y estados de transición. Intermedios de reacción: Estructura de carbocationes, radicales libres, carbaniones y carbenos. Estabilidad de carbocationes. Estabilidad de radicales libres. Estabilidad de carbaniones. 4

5 7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA (Las que tengan un peso en la evaluación se relacionarán con los apartados 8 y 9) 8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 9. VALORACIONES (Sobre el total de la asignatura) - Clases magistrales teóricas, seminarios y clases de problemas: Se presentarán los aspectos más relevantes de los contenidos teóricos y se resolverán problemas prácticos aplicados. - Prácticas de laboratorio: Se realizará un trabajo experimental dirigido donde los alumnos aplicaran y comprobaran los conceptos teóricos estudiados. Además, adquirirán las habilidades necesarias para la correcta manipulación del material de laboratorio y reactivos químicos atendiendo a las normas de seguridad y eliminación de residuos. - Realización de cuestionarios y/o ejercicios propuestos: El alumno responderá en clase a una serie de cuestionarios y/o entregará los ejercicios propuestos por el profesor. Se tendrá en cuenta: - Adecuación de los planteamientos empleados en la resolución de ejercicios. - Corrección de las respuestas. - Identificación y explicación de los resultados. - Claridad y organización en la redacción de las respuestas. Las prácticas de laboratorio serán obligatorias. Se evaluará la habilidad y la actitud del alumno en las propias sesiones de prácticas, junto con la elaboración del cuaderno de prácticas y/o la presentación crítica de los resultados una vez finalizadas las mismas. Se evaluará la realización y calidad de los trabajos realizados y se valorará: - Resultados de los ejercicios. - Claridad y corrección de las respuestas. Examen final: 70 % Laboratorio: 15 % Actividades de seguimiento: 15 % En el examen final se exigirá una calificación mínima de 4 para poder sumar la calificación obtenida en el resto de las actividades. 5

6 10. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL SECUENCIA TEMÁTICA Y DE ACTIVIDADES (ordinarias y de evaluación) PERÍODOS TEMPORALES APROXIMADOS O FECHAS INVERSIÓN APROXIMADA DE TIEMPO DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE Temas 1-2, Clases teóricas y seminarios de problemas Semanas 1-4 Presenciales: 10 h No presenciales: 15 h Prueba de evaluación 1 Semana 5 Presencial: 0,25 h Temas 3-4, Clases teóricas y seminarios de problemas Semanas 4-6 Presenciales: 5,75 h No presenciales: 9 h Prueba de evaluación 2 Semana 7 Presencial: 0,25 h Tema 5. Clases teóricas y seminario de problemas Semanas 6-8 Presenciales: 5.75 h No presenciales: 9 h Prueba de evaluación 3 Semana 9 Presencial: 0,25 h Tema 6 Clases teóricas, seminarios de problemas y Seminario de Formulación Orgánica Semanas 8-10 Presenciales: 6 h No presenciales: 10.5 h Tema 7 Clases teóricas y seminarios de problemas Semanas Presenciales: 8 h No presenciales: 14 h 6

7 Prueba de evaluación 4 Semana 15 Presencial: 1 h Tema 8 Clases teóricas y seminarios de problemas Semanas Presenciales: 6 h No presenciales: 10.5 h Prueba de evaluación 5 Semana 16 Presencial: 1 h Prácticas de laboratorio: 3 h x 4 días Presencial: 12 h Semanas No presencial: 9 h Prueba de evaluación: examen final ordinario Prueba de evaluación: examen final extraordinario Semanas > 16 Semanas > 16 2 h 2 h 11. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS Bibliografía básica Petrucci-Harwood-Hearing, Química General ª Ed., Prentice Hall, R. Chang. Química (Edición breve 2002).7ª Ed. McGraw-Hill, Whitten-Davis-Peck Química General. 1998, 5 ª Ed. McGraw-Hill, López Cancio. Problemas de Química. Cuestiones y ejercicios Ed. Prentice-Hall, Vinagre-Vázquez de Miguel. Ed.ICE y Depto. Química General de U. Extremadura.Problemas y Fundamentos de Química., 1984 ( Ed. Revisada 1996, Ed. Alianza) Quiñoa, E. Y Riguera, R. Nomenclatura y representación de los compuestos orgánicos Ed. McGraw-Hill Interamericana, Soto J. L. Química Orgánica: Conceptos Básicos. Volumen I Editorial Síntesis. 7

8 Bibliografía complementaria Jones-Atkins.Chemistry: Molecules, Matter and Change Freeman and Company, Silberberg Química ª Ed. McGraw-Hill, Ebbing. Química General. Ebbing. 5ª Ed Ed. McGraw-Hill Jiménez Tebar.Formulación y Nomenclatura de Química Inorgánica Ed. Tebar-Flores,. McMurry, J.,Fay, R.C. Chemistry. Ed. Prentice Hall. Mahan, B.M., Myers, R.J. Química curso universitario. Ed. Addison Wesley Iberoamericana. Páginas web (Curso de Introducción de Química General (Universidad de Valladolid). En ella puedes encontrar un tutorial de estequiometria donde el alumno puede hacer autotest y encontrar apuntes sobre este tema. Acceso al profesor y al alumno de ejercicios, transparencias y demás material del libro de Química general (Petrucci). Dirección de formulación de química orgánica 8