1. DATOS INFORMATIVOS: MATERIA: QUÍMICA I CÓDIGO: CARRERA: CIENCIAS BIOLÓGICAS NIVEL: PRIMERO No. CREDITOS: 5 CRÉDITOS TEORÍA: 3 CREDITOS PRÁCTICA: 2 SEMESTRE/AÑO ACADÉMICO: Primer semestre 2010-2011. PROFESOR: Wendy Heredia Rojas, M.Sc. (Máster en Ciencias Químicas) Química del Medio Ambiente y de los Recursos Naturales. Análisis de Matrices Ambientales. Horario de atención: Lunes a Viernes 15h00 a 17h00 wherediar@puce.edu.ec (593) (2) (2991712) 2. DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA: El curso de Química I, comprende el estudio de los principales conceptos en el área de las ciencias químicas, con la finalidad de comprender la estructura atómica y molecular de diferentes elementos y compuestos (orgánicos e inorgánicos). 3. OBJETIVO GENERAL: Desarrollar un aprendizaje eficaz a fin de comprender el comportamiento químico de la materia y los principales conceptos de la química y aplicarlos a las ciencias de la vida. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 4.1. Interpretar los procesos químicos que ocurren a nivel atómico y molecular. 4.2. Aplicar los conocimientos teóricos en la comprensión de las ciencias de la vida. 5. CONTENIDOS 1. Introducción: Química, método científico, materia y medición 1.1 Por qué estudiar Química? 1.2 Breve historia de la Química 1.3 El método científico 1.4 Clasificación de la materia 1.4.1 Sustancias puras y mezclas 1.4.2 Separación de mezclas 1.4.3 Elementos y compuestos 1.5 Propiedades de la materia 1.5.1 Cambios físicos y químicos 1.6 Mediciones en Química 1.6.1 Longitud y masa 1.6.2 Temperatura 1.6.3 Volumen 1.6.4 Densidad 1.6.5 Incertidumbre al medir 1
1.6.6 Precisión y exactitud 2. Estructura atómica de la materia 2.1 Teoría atómica de la materia 2.2 Descubrimiento de la estructura atómica 2.2.1 Teoría atómica de Dalton 2.2.2 Rayos catódicos y electrones. Modelo atómico de Thomson 2.2.3 Radiactividad 2.2.4 Modelo atómico de Rutherford 2.3 Visión moderna de la estructura atómica 2.3.1 Isótopos, números atómicos, números de masa 2.4 Estructura electrónica de los átomos 2.4.1 La naturaleza ondulatoria de la luz 2.4.2 Energía cuántica y fotones 2.4.2.1 El efecto fotoeléctrico 2.4.3 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno 2.4.4 El comportamiento ondulatorio de la materia 2.4.5 Mecánica cuántica y orbitales atómicos 2.4.6 Representación de orbitales 2.4.6.1 Orbitales s 2.4.6.2 Orbitales p 2.4.6.3 Orbitales d y f 2.4.7 Orbitales en átomos de muchos orbitales 2.4.7.1. Espín de los orbitales y principio de exclusión de Pauli 2.4.8 Configuraciones electrónicas 3. Propiedades periódicas de los elementos 3.1 Desarrollo de la tabla periódica 3.2 Configuraciones electrónicas y la tabla periódica 3.3 Capas de electrones y tamaño de los átomos 3.4 Energía de ionización 3.5 Afinidades electrónicas 3.6 Electronegatividad 3.7 Metales, no metales y metaloides 3.7.1 Tendencias de grupo de metales activos 3.7.1.1 Grupo 1A 3.7.1.2 Grupo 2ª 3.7.2 Tendencias de grupo de no-metales seleccionados 3.7.2.1 Hidrógeno 3.7.2.2 Grupo 6A 3.7.2.3 Grupo 7A 3.7.2.4 Grupo 8A 4. Enlaces químicos 4.1 Símbolos de Lewis y la regla del octeto 4.1.1 Cómo dibujar estructuras de Lewis 4.2 Enlaces iónicos 4.2.1 Tamaño de los iones 2
4.3 Enlaces covalentes 4.3.1 Polaridad de los enlaces y electronegatividad 4.3.2 Estructuras de resonancia 4.3.3 Excepciones a la regla del octeto 4.3.4 Fuerza de los enlaces covalentes 4.4 Números de oxidación 5. Nomenclatura inorgánica 5.1 Números de oxidación y nomenclatura inorgánica 5.2 Nombre y fórmula de compuestos iónicos 5.3 Nombre y fórmula de ácidos 5.4 Nombre y fórmula de compuestos moleculares binarios 6. Reacciones y ecuaciones químicas 6.1 Ecuaciones químicas 6.2 Patrones de reactividad química: tipos de reacciones 6.2.1 Reacciones de combustión 6.2.2 Reacciones de combinación y descomposición 6.2.3 Reacciones de desplazamiento 6.2.4 Reacciones de óxido-reducción 6.3 Métodos para balancear ecuaciones N Clase Tema Actividades Evaluación Documento y/o 1 Lectio brevis. Por qué estudiar Química? 2 Revisión del programa de estudios y comparación con bibliografía existente. Indicaciones Generales Búsqueda de bibliografía (biblioteca, revistas IUPAC, hemeroteca y biblioteca virtual) 3 El método científico. Revisión del método científico, a partir de investigaciones actuales (preparación de documentos). 4 Clasificación y propiedades de la materia. Mediciones en Química. Volumen y Densidad. 1 Material de laboratorio y Normas de Seguridad 5 Importancia del manejo del cálculo de medidas. Cifras significativas. (exactitud y precisión). 6 Aplicación del cálculo de medidas. Simulación Taller N.-1 Referencias bibliográficas Rúbrica de trabajo Presentación Oral. Elaboración de nuevo programa Referencias bibliográficas / resumen Resumen de una investigación Lectura y análisis de Presentación oral. documentos Resumen. Visión General Estudio de casos Rubrica trabajo Presentación del caso. 3
2 Elaboración de reportes e informes de 7 Aplicación del cálculo de medidas. 8 Aplicación del cálculo de medidas. 3 Uso y calibración de la balanza. 9 Teoría atómica de la materia. Teoría atómica de Dalton. 10 Rayos catódicos y electrones. Modelo atómico de Thomson. Radiactividad. Modelo atómico de Rutherford. 4 Determinación de densidad de sólidos y líquidos 11 Isótopos, números atómicos, números de masa. Estructura electrónica de los átomos. 12 Isótopos, números atómicos, números de masa. Estructura electrónica de los átomos. 5 Determinación de densidad de sólidos y líquidos Elaboración de reportes e informes de Estudio de casos Estudio de casos Calibración de la balanza. Uso correcto de la balanza. Breve explicación. Análisis y Discusión. Breve explicación. Análisis y Discusión. Uso correcto de la balanza analítica y semianalítica.. 13 Estructura electrónica de los átomos. 14 La naturaleza ondulatoria de la luz. Energía cuántica y fotones. Energía cuántica y fotones. Efecto fotoeléctrico. 6 Determinación de temperatura. Uso correcto del termómetro. Tipos de termómetros. 15 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno. 16 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno. 7 Uso del mechero. Uso correcto del mechero. Tipos de mechero y llamas. 17 El comportamiento ondulatorio de la materia. 18 Principio de incertidumbre de Heisenberg. Mecánica cuántica y orbitales atómicos. Elaboración de reportes e informes de Rubrica trabajo Rubrica trabajo 8 El átomo El átomo El átomo El átomo 19 Representación de orbitales. Lectura y análisis de documentos. 20 Representación de orbitales. Lectura y análisis de documentos. 9 El átomo El átomo El átomo El átomo 21 Espín de los orbitales y principio de exclusión de Pauli. Configuraciones electrónicas. 22 Desarrollo de la tabla periódica. 10 Elementos químicos. Propiedades de los elementos químicos. Elaboración de reportes e informes de Presentación del caso. Presentación del caso. Los isótopos y sus aplicaciones. Los isótopos y sus aplicaciones....... Presentación oral. Presentación oral... 4
23 Configuraciones electrónicas y la tabla periódica. 24 Configuraciones electrónicas y la tabla periódica. 11 Elementos químicos. Propiedades de los elementos químicos. 25 Configuraciones electrónicas y la tabla periódica. 26 EXAMEN PARCIAL EXAMEN PARCIAL EVALUACIÓN COGNITIVA 12 Configuración electrónica Configuración electrónica 27 Capas de electrones y tamaño de los átomos. 13 Determinación de cationes. Determinación de cationes. Fotometría de llama. Fotometría de llama. 28 Energía de ionización. 29 Afinidades electrónicas. Electronegatividad 14 Reactividad química Reactividad química 30 Metales, no metales y Lectura y análisis de metaloides. Tendencias de documentos. grupo de metales activos. Tendencias de grupo de nometales seleccionados. 15 Actividad química de los Actividad química. metales y no metales. 31 Metales, no metales y metaloides. Tendencias de grupo de metales activos. Tendencias de grupo de nometales seleccionados. Lectura y análisis de documentos. 32 Enlaces químicos. 16 Formación de compuestos Diferentes tipos de compuestos (iónicos y covalentes). 33 Enlaces iónicos. Tamaño de los iones. 17 Separación de mezclas. Diferencia entre mezcla y compuesto.... EVALUACIÓN COGNITIVA... Diferencia entre metales, no metales y metaloides. Presentación de las tendencias de grupo.. 6. METODOLOGÍA, RECURSOS: ESTRATEGIA DOCENTE: Aprendizaje colaborativo: se proporciona la guía para trabajar en talleres grupales en que se abordarán trabajos dirigidos, los cuales se evaluarán de forma grupal e individual. Al inicio de cada taller, el profesora expondrá los conceptos y criterios que debe dominar el estudiante, para que pueda desarrollar correctamente el taller. 5
Asignatura: ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL SEMANA (1-16) ACTIVIDADES DE INTERACCIÓN DOCENTE - ESTUDIANTES N de horas de clases teóricas (HORAS PRESENCIALES) N de horas de clases prácticas, laboratorios, talleres N de horas de tutorías especializadas TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE (HORAS NO PRESENCIALES) ACTIVIDADES (Descripción) N de horas EVALUACIONES TEMAS A TRATAR (N del tema, unidad, o capítulo descritos en Contenidos) 1 semana 3 4 Revisión Bibliográfica. 4 Taller 1 Unidad 1, 2 y 3. 2 semana 3 4 Publicaciones científicas 4 Taller 2 Unidad 1 1.1 1.2 3 semana 3 4 Estudio de conceptos. 4 Unidad 1 1.2 1.3 4 semana 3 4 Estudio de casos. 4 Taller 3 Unidad 1 1.3 1.4 5 semana 3 4 Lectura de documentos. 4 Taller 4 Unidad 1 1.5 1.6 6 semana 3 4 Lectura de documentos. 4 Taller 5 Unidad 2 2.1 2.2 7 semana 3 4 Ejercicios y aplicaciones. 4 Taller 6 Unidad 2 2.3 2.4 8 semana 3 4 Lectura de información. 4 Prueba Parcial Unidad 2 2.4 9 semana 3 4 Estudio de conceptos. 4 Taller 7 Unidad 2 2.4 10 semana 3 4 Estudio de conceptos. 4 Unidad 3 3.1 3.2 11 semana 3 4 Estudio de conceptos. 4 Taller 8 Unidad 3 3.3 3.4 3.5 12 semana 3 4 Estudio de conceptos. 4 Prueba Parcial Unidad 3 3.6 3.7 13 semana 3 4 Revisión de información. 4 Taller 9 Unidad 4 4.1 4.2 14 semana 3 4 Revisión de información. 4 Taller 10 Unidad 4 4.3 4.4 15 semana 3 4 Lectura de documentos. 4 Unidad 5 5.1 5.2 5.3 5.4 17 semana Unidad 6 6.1 6.2 6.3 3 4 Lectura de documentos. 4 18 semana EXÁMENES 6
7. EVALUACIÓN: 7.1 Cronograma de evaluaciones: Prueba Parcial N 1: 29/09/10 Prueba Parcial N 2: 21/10/10 Prueba Parcial N 3: 2/12/10 7.2 Sistema de Calificación Se aplicará una prueba parcial cada vez que se termine un capítulo, considerándose así aplicar tres pruebas parciales sobre diez puntos. De acuerdo a ésta modalidad se evaluará el aspecto cognitivo. Además, la participación en cada taller será evaluada de manera grupal e individual (sobre 10 puntos), para ello se utilizará como herramienta de evaluación: rúbricas, previamente establecidas por el profesor y entendidas por el estudiante. También, se evaluará los informes de cada sesión de Así, se tendrá, en la primera y última sección siete notas por capítulo, y la segunda sección se tendrá tres notas que permitirá realizar un promedio para la presentación de las notas como se establece en el numeral 6.3. El examen final es sobre 20 puntos. El éxito que alcance, el estudiante, con la finalidad de aprender y comprender los contenidos antes detallados, depende de la frecuencia con que prepare el material de apoyo. 7.3 Fecha de entrega de calificaciones en secretaría: Prueba Parcial N 1: 6/10/10 Prueba Parcial N 2: 28/10/10 Prueba Parcial N 3: 9/12/10 8.- BIBLIOGRAFIA Textos de Referencia: Comisión Nacional del Medio Ambiente, (1996) Metodologías para la caracterización de la Calidad Ambiental, CONAMA, Santiago, Chile. Droste, Ronald, (1997), Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley and Sons, New York, United States. Sposito, Garrison, (1989), The chemistry of soils, Oxford University Press, Californy, United States. Vega de Kuyper, Juan Carlos, (2002), Química del medio ambiente y de los Recursos Naturales, Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile. 7
Textos Recomendados: ALLOWAY, B.J., AYRES, D.C.B,., (1997), Chemical Principles of Environmental Pollution, Blackie, Londres. FIGUERUELO, J.E., MARINO DAVILA,M., (2001), M., Química Física del Medio Ambiente, Publicaciones de la BUAP-Reverté, Puebla, México. HOWARD, A.G., (1998), Aquatic Environmental Chemistry, Oxford University Press, Oxford. Aprobado: Por Consejo de Escuela f) Director de Escuela Fecha: Por el Consejo de Facultad f) Decano Fecha: 8