GUÍA DOCENTE CURSO: 2017-18 DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Asignatura: Química General Código de asignatura: 49151103 Plan: Grado en Biotecnología (Plan 2015) Año académico: 2017-18 Ciclo formativo: Grado Curso de la Titulación: 1 Tipo: Básica Duración: Primer Cuatrimestre DISTRIBUCIÓN HORARIA DE LA ASIGNATURA SEGÚN NORMATIVA Créditos: 6 Horas totales de la asignatura: 150 UTILIZACIÓN DE LA PLATAFORMA VIRTUAL: Apoyo a la docencia DATOS DEL PROFESORADO Nombre Flores Céspedes, Francisco Departamento Dpto. de Química y Física Edificio Edificio Científico Técnico de Químicas (CITE I) 1 Despacho 050 Teléfono +34 950 214420 E-mail (institucional) frflores@ual.es Recursos Web personales Web de Flores Céspedes, Francisco Nombre Aguilera del Real, Ana María Departamento Dpto. de Química y Física Edificio Edificio Científico Técnico de Químicas (CITE I) 1 Despacho 040 Teléfono +34 950 015611 E-mail (institucional) aaguiler@ual.es Recursos Web personales Web de Aguilera del Real, Ana María Nombre Socías Viciana, María del Mar Departamento Dpto. de Química y Física Edificio Edificio Científico Técnico de Químicas (CITE I) 2 Despacho 100 Teléfono +34 950 015962 E-mail (institucional) msocias@ual.es Recursos Web personales Web de Socías Viciana, María del Mar
ELEMENTOS DE INTERÉS PARA EL APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Justificación de los contenidos La asignatura Química General forma parte del módulo básico que se imparte en el primer curso, primer cuatrimestre del grado de Biotecnología. En el plan de estudios consta de un total de 6 créditos ECTS. Con esta asignatura se pretende que el alumno profundice en aquellos conocimientos de Química adquiridos en los cursos de Bachillerato y que, en ciertos aspectos, los complete. Al estar la asignatura integrada en el grado de Biotecnología, los profesores de la misma entienden que el enfoque de los fenómenos químicos en estudio debe orientarse específicamente hacia los aspectos que sean de mayor utilidad a los alumnos. La asignatura tiene un carácter mixto teórico/experimental, por lo que a los componentes teóricos se le añaden los de carácter práctico, tanto de resolución de cuestiones numéricas como la realización de trabajos de laboratorio en los que se ejercitarán los conceptos y técnicas estudiados, familiarizando al alumno con el trabajo en el laboratorio. Las líneas básicas contenidas en el programa de la asignatura se articulan alrededor de los conceptos fundamentales en química y que suelen conocerse como Química General. En particular se pretende que el alumno conozca los principios que regulan los aspectos cinéticos y termodinámicos de una transformación química, que domine el concepto de equilibrio químico, profundizando en aquellos en disolución más relevantes como los equilibrios ácido-base y oxidación-reducción, y que conozca y domine aquellos aspectos relativos a la estructura, enlace, propiedades y reactividad. Materia con la que se relaciona en el Plan de Estudios Los conocimientos de Química que el estudiante adquiere en esta asignatura serán fundamentales en el estudio y comprensión de las asignaturas del grado tales como Química Orgánica, Termodinámica y Cinética Química Aplicada, Técnicas Instrumentales Básicas y Técnicas Instrumentales Avanzadas. También mantiene relación con asignaturas optativas y otras materias obligatorias del plan de estudio (Bioquímica, Ingeniería, Procesos, etc...) Es importante destacar que esta asignatura proporciona al estudiante una serie de conocimientos en ciencias y un bagaje experimental que le son necesarios para entender muchos mecanismos químicos de importancia tanto en el ámbito de la industria y la tecnología relacionadas con la biología, como en el estudio de procesos relacionados con la biotecnológica. Conocimientos necesarios para abordar la Asignatura Se recomienda haber cursado la asignatura Química en el Bachillerato. En este sentido, se debería conocer y saber emplear adecuadamente: la nomenclatura de compuestos inorgánicos y orgánicos, según las reglas de la IUPAC; las formulaciones tradicionales más comunes; y los fundamentos matemáticos y físicos necesarios para estudiar los aspectos conceptuales de la química y para la deducción de ecuaciones. Requisitos previos recogidos en la memoria de la Titulación Ninguno COMPETENCIAS Competencias Generales Competencias Trasversales de la Universidad de Almería Conocimientos básicos de la profesión Habilidad en el uso de las TIC Competencias Básicas Aplicación de conocimientos Competencias Específicas desarrolladas CB1.- Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio CEB08.- Formular cualquier compuesto inorgánico u orgánico de relevancia biológica e identificar sus grupos funcionales y su comportamiento en soluciones acuosas. CEB09.- Predecir las propiedades químicas y la reactividad de compuestos inorgánicos y orgánicos relevantes en biología en base a la estructura atómica y/o molecular. CEB10.- Realizar ajustes estequiométricos de reacciones químicas. CEB11.- Aplicar el concepto de equilibrio químico, valorar los factores que lo afectan y calcular constante de equilibrio. CEB12.- Preparar disoluciones ajustadas en volumen, concentración y con ph determinados. OBJETIVOS/RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Una vez superada la asignatura se habrá conseguido saber formular cualquier compuesto inorgánico de relevancia biológica e identificar sus grupos funcionales y su comportamiento en soluciones acuosas; predecir las propiedades químicas y la reactividad de compuestos inorgánicos relevantes en biología en base a la estructura atómica y/o molecular; realizar ajustes estequiométricos de reacciones químicas; aplicar el concepto de equilibrio químico, valorar los factores que lo afectan y calcular constante de equilibrio; preparar disoluciones ajustadas en volumen, concentración y con ph determinados; conocer las normas básicas de seguridad en un laboratorio; conocer el material básico de un laboratorio químico y manejar las operaciones básicas de uso habitual.
PLANIFICACIÓN Temario TEMA 1.- LA QUÍMICA EN BIOTECNOLOGÍA TEMA 2.- ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO 1. Antecedentes de la mecánica cuántica 1.1. Teoría de Bohr para el átomo de hidrógeno 2. Fundamentos de mecánica cuántica 2.1. Cuantización de la energía 2.2. Dualidad onda-partícula 2.3. Principio de incertidumbre de Heisemberg 2.4. Ecuación de Shrödinger 3. Modelo mecanocuántico del átomo de hidrógeno 3.1. Números cuánticos 3.2. Función de onda radial y angular: Orbitales atómicos 4. Átomos polielectrónicos 5. Configuraciones electrónicas 6. Calculo de la carga nuclear efectiva TEMA 3.- TABLA PERIÓDICA Y ALGUNAS PROPIEDADES ATÓMICAS 1. Desarrollo histórico 2. Tabla periódica moderna 3. El tamaño de los átomos 3.1. Concepto de radio atómico 3.2. Variación de los radios atómicos 4. Energías de ionización 4.1. Definición, determinación y unidades. 4.2. Variación de la primera energía de ionización. 4.3. Energías de ionización sucesivas y variación. 4.4. Carácter metálico de los elementos. 5. Afinidad electrónica 5.1. Definición, criterio de signos, determinación y unidades. 5.2. Variación de la afinidad electrónica 6. Propiedades magnéticas de los átomos TEMA 4.- ENLACE QUÍMICO I. CONCEPTOS BÁSICOS 1. Introducción 2. Teoría de Lewis 2.1. Símbolos y estructura de Lewis 3. Enlace covalente 3.1. Regla del octeto 3.2. Enlaces covalentes polares 4. Escritura de las estructuras de Lewis 4.1. Carga formal 5. Estructuras resonantes 6. Excepciones a la regla del octeto 7. Forma de las moléculas: TRPECV 7.1. Momentos dipolares TEMA 5.- ENLACE QUÍMICO II. TEORÍA DE ENLACE DE VALENCIA Y TEORÍA DE ORBITALES MOLECULARES 1. Introducción 2. Teoría de Enlace de Valencia (TEV) 3. Hibridación de orbitales atómicos 4. Enlaces covalentes múltiples 5. Teoría de Orbitales Moleculares (TOM) TEMA 6.- FUERZAS INTERMOLECULARES: LÍQUIDOS Y SÓLIDOS 1. Comparación molecular de los gases, líquidos y sólidos 2. Fuerzas intermoleculares 2.1. Fuerzas de Van der Waals 2.2. Enlace de hidrógeno 3. Algunas propiedades de los líquidos 3.1. Tensión superficial 3.2. Viscosidad 3.3. Presión de vapor 3.4. Punto crítico 4. Algunas propiedades de los sólidos 4.1. Fusión 4.2. Sublimación 5. Diagramas de fases TEMA 7.- DISOLUCIONES 1. Tipos de disoluciones. Terminología 2. Formas de expresar la concentración 3. El proceso de disolución 3.1. Entalpía de disolución 3.2. Fuerzas intermoleculares en mezclas 3.3. Formación de disoluciones iónicas 4. Efecto de la temperatura y la presión sobre la solubilidad 5. Propiedades coligativas de las disoluciones 5.1. Disminución de la presión de vapor. Ley de Raoult 5.1.1. Disoluciones ideales 5.1.2. Disoluciones no ideales 5.2. Descenso del punto de congelación y ascenso del punto de ebullición 5.3. Osmosis. Presión osmótica 5.4. Propiedades coligativas de las disoluciones de electrolitos
6. Dispersiones coloidales TEMA 8.- ASPECTOS GENERALES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS 1. Introducción: reacciones y ecuaciones químicas 1.1. Tipos de reacciones 2. Aspectos termodinámicos de las reacciones químicas 2.1. Conceptos básicos de termodinámica 2.2. Primer Principio de Termodinámica 2.3. Entalpía 2.4. Espontaneidad. Significado de un cambio espontáneo 2.5. Entropía 2.6. Energía de Gibss 3. Aspectos cinéticos de las reacciones químicas 3.1. Velocidad de una reacción 3.2. Medida de velocidades de reacción 3.3. Ley de velocidad 3.4. Relación entre la concentración de reactivos y el tiempo 3.4.1. Reacciones de orden cero 3.4.2. Reacciones de primer orden 3.4.3. Reacciones de segundo orden 3.5. Constantes de velocidad y su dependencia de la energía de activación y de la temperatura 3.6. Mecanismos de reacción 3.7. Catálisis TEMA 9.- ÁCIDOS Y BASES 1. Breve revisión de la teoría de Arrhenius 2. Teoría de ácidos y bases de Bronsted-Lowry 3. La autodisociación del agua y la escala de ph 4. Ácidos fuertes y bases fuertes 5. Ácidos débiles y bases débiles 6. Ácidos polipróticos 7. Los iones como ácidos y como bases: hidrólisis 8. Estructura molecular y carácter ácido-base 9. Ácidos y bases de Lewis 10. Disoluciones reguladoras 11. Reacciones de neutralización y curvas de valoración TEMA 10.- REACCIONES REDOX 1. Introducción 2. Estado de oxidación 3. Las reacciones de oxidación-reducción 4. Celdas electroquímicas 5. Potenciales de electrodo 6. Relaciones Ecel-G-Keq 7. Efecto de las concentraciones sobre los potenciales 8. Baterías y pilas 9. Corrosión 10. Electrolisis Metodología y Actividades Formativas Clase magistral participativa.- Resolución de problemas.- Realización de ejercicios.- Tareas de laboratorio.- Seminarios y actividades académicamente dirigidas.- Sesiones de evaluación Actividades de Innovación Docente
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE LAS COMPETENCIAS Criterios e Instrumentos de Evaluación A) De los conocimientos teóricos Se evaluarán mediante pruebas realizadas a lo largo del curso los conocimientos teóricos de los contenidos de la asignatura y la capacidad de su aplicación en la resolución de cuestiones relacionadas con ellos. Se tendrá en cuenta el grado de comprensión de los conceptos básicos y se valorará el dominio de aquellos aspectos relativos a la estructura, enlace, propiedades y reactividad. B) De las actividades complementarias Se evaluará la resolución de problemas en clase. La asistencia y participación activa en seminarios y tutorías. Así como la realización y exposición de trabajos. Procedimientos de Evaluación Se distinguen dos sistemas de evaluación, continua o por examen final. Los alumnos que no realicen alguna de las actividades obligatorias del sistema de evaluación continua se entenderá que optan por evaluación mediante examen final. Los alumnos que opten por el sistema de evaluación contínua deberan asistir como mímimo al 80% de las actividades presenciales (grupo docente, grupo reducido), superar las pruebas parciales de evaluación, así como obtener la evaluación positiva de las diferentes actividades que se conceptuen como obligatorias a lo largo del curso (ejercicios, problemas, informes). La calificación final será otorgada en función de la nota numérica obtenida en el curso modulada por las siguientes contribuciones: Exámenes teóricos: 70 % Participación y actividades: 30 % Los alumnos que opten por el sistema de evaluación por examen final deberán obtener una calificación de cinco puntos para obtener la evaluación positiva. En las convocatorias extraordinarias el 100% de la calificación se corresponderá con la nota obtenida en el correspondiente examen. Mecanismos de seguimiento Asistencia y participación en seminarios Alta y acceso al aula virtual Entrega de actividades en clase
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía recomendada Básica Atkins, P.; Jones, L.. Principios de Química: Los caminos del descubrimiento. Editorial Médica Panamericana. 2012. PETRUCCI, R. H.; HARWOOD, W. S; HERRING, F.G.. Química general. Prentice Hall. 2002. Complementaria Otra Bibliografía Chang, R.. Química General. Mac-Graw Hill Interamericana. 2010. Reboiras, M. D.. Química: La ciencia básica. Paraninfo. 2006. Bibliografía existente en el Sistema de Información de la Biblioteca de la UAL Puede ver la bibliografía existente en la actualidad en el Sistema de Gestión de Biblioteca consultando en la siguiente dirección: http://almirez.ual.es/search/e?search=quimica GENERAL DIRECCIONES WEB