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Pontificia Universidad Católica del Ecuador


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1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador Escuela de Ciencias Químicas 1.- DATOS INFORMATIVOS: MATERIA: Química General I (Teoría y Laboratorio) CODIGO: CARRERA: Ciencias Químicas, mención Química Analítica NIVEL: Primero NO. CREDITOS: 5 CRÉDITOS TEORIA: 3 CRÉDITOS PRÁCTICA: 2 SEMESTRE/ AÑO ACADEMICO: Primero PROFESOR: Sandra Faieta, PhD (Ciencia de materiales) Ciencia de materiales cerámicos, materias primas cerámicas, análisis térmico Atención estudiantes: Martes 10h00 a 12h ext DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA: Este curso es una introducción a la Química para los estudiantes de la carrera de Química Analítica. Está diseñado con el fin de iniciar al estudiante en temas fundamentales, tales como la estructura atómica de la materia, la periodicidad química, la nomenclatura inorgánica, el enlace químico y las reacciones químicas. Las prácticas de laboratorio, además de complementar los conocimientos teóricos adquiridos por el estudiante, entrenarán al estudiante en el método del trabajo científico, tanto durante su ejecución, como en la elaboración de los informes. 3.- OBJETIVO GENERAL: Sentar las bases para que el estudiante aprenda a razonar en Química, es decir, pueda comprender los procesos químicos, se pregunte su porqué y sea capaz de predecir algunos de ellos. 4.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS: El estudiante al término del semestre estará en capacidad de: 1. Describir la estructura atómica de la materia. 2. Representar las configuraciones electrónicas de los diversos átomos. 3. Utilizar adecuadamente la tabla periódica, como una herramienta para predecir el comportamiento de los distintos elementos químicos.

2 4. Explicar el mecanismo de los enlaces químicos. 5. Nombrar exactamente elementos y compuestos inorgánicos. 6. Escribir ecuaciones químicas correctamente balanceadas. 5.- CONTENIDO 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 Sustancias puras y mezclas Separación de mezclas Elementos y compuestos 1.5 Propiedades de la materia Cambios físicos y químicos 1.6 Mediciones en Química Longitud y masa Temperatura Volumen Densidad Incertidumbre al medir Precisión y exactitud 2. Estructura atómica de la materia 2.1 Teoría atómica de la materia 2.2 Descubrimiento de la estructura atómica Teoría atómica de Dalton Rayos catódicos y electrones. Modelo atómico de Thomson Radiactividad Modelo atómico de Rutherford 2.3 Visión moderna de la estructura atómica Isótopos, números atómicos, números de masa 2.4 Estructura electrónica de los átomos La naturaleza ondulatoria de la luz Energía cuántica y fotones El efecto fotoeléctrico Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno El comportamiento ondulatorio de la materia Mecánica cuántica y orbitales atómicos Representación de orbitales Orbitales s Orbitales p Orbitales d y f Orbitales en átomos de muchos orbitales Espín de los orbitales y principio de exclusión de Pauli Configuraciones electrónicas 3. Propiedades periódicas de los elementos 3.1 Desarrollo de la tabla periódica 3.2 Configuraciones electrónicas y la tabla periódica

3 3.3 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 Tendencias de grupo de metales activos Grupo 1A Grupo 2ª Tendencias de grupo de no-metales seleccionados Hidrógeno Grupo 6A Grupo 7A Grupo 8A 4. Enlaces químicos 4.1 Símbolos de Lewis y la regla del octeto Cómo dibujar estructuras de Lewis 4.2 Enlaces iónicos Tamaño de los iones 4.3 Enlaces covalentes Polaridad de los enlaces y electronegatividad Estructuras de resonancia Excepciones a la regla del octeto 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 Reacciones de combustión Reacciones de combinación y descomposición Reacciones de desplazamiento Reacciones de óxido-reducción 6.3 Métodos para balancear ecuaciones DESARROLLO CURRICULAR DE CADA SESIÓN FECHA Lu 18/08/08 Mi 20/08/08 Vi 21/08/08 Lu 25/08/08 Mi 27/08/08 Vi 29/08/08 Lu 01/09/08 TEMA A TRATAR Lectio brevis. Por qué estudiar Química? Breve historia de la Química. El método científico. Clasificación de la materia. Clasificación de la materia. Propiedades de la materia. Propiedades de la materia. Mediciones en Química. Mediciones en Química. Volumen. Densidad. Incertidumbre al medir. Precisión y exactitud. Cifras significativas.

4 Mi 03/09/08 Vi 04/09/08 Lu 08/09/08 Mi 10/08/08 Vi 12/09/08 Lu 15/09/08 Mi 17/09/08 Vi 19/09/08 Lu 22/09/08 Mi 24/09/08 Vi 26/09/08 Lu 29/09/08 Mi 01/10/08 Vi 03/10/08 Lu 06/10/08 Mi 08/10/08 Vi 10/10/08 Lu 13/10/08 Mi 15/10/08 Vi 17/10/08 Lu 20/10/08 Mi 22/10/08 Vi 24/10/08 Lu 27/10/08 Mi 29/10/08 Vi 31/10/08 Mi 05/11/08 Vi 07/11/08 Lu 10/11/08 Mi 12/11/08 Vi 14/11/08 Lu 17/11/08 Mi 19/11/08 Vi 21/11/08 Lu 24/11/08 Mi 26/11/08 Vi 28/11/08 Lu 01/12/08 Mi 03/12/08 Vi 05/12/08 Lu 08/01/09 Mi 10/01/09 Vi 11/01/08 Teoría atómica de la materia. Teoría atómica de Dalton. Rayos catódicos y electrones. Modelo atómico de Thomson. Radiactividad. Modelo atómico de Rutherford. Isótopos, números atómicos, números de masa. Estructura electrónica de los átomos. Estructura electrónica de los átomos. La naturaleza ondulatoria de la luz. Energía cuántica y fotones. Energía cuántica y fotones. Efecto fotoeléctrico. Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno. El comportamiento ondulatorio de la materia. Principio de incertidumbre de Heisenberg. Mecánica cuántica y orbitales atómicos. Representación de orbitales. Orbitales en átomos de muchos orbitales. Espín de los orbitales y principio de exclusión de Pauli. Configuraciones electrónicas. Desarrollo de la tabla periódica. Configuraciones electrónicas y la tabla periódica. Primer examen parcial. Revisión del examen. Capas de electrones y tamaño de los átomos. Energía de ionización. Afinidades electrónicas. Electronegatividad Metales, no metales y metaloides. Tendencias de grupo de metales activos. Tendencias de grupo de no-metales seleccionados. Enlaces químicos. Símbolos de Lewis y la regla del octeto. Cómo dibujar estructuras de Lewis. Enlaces iónicos. Enlaces iónicos. Tamaño de los iones. Enlaces covalentes. Polaridad de los enlaces y electronegatividad. Segundo examen parcial. Revisión del examen. Estructuras de resonancia. Estructuras de resonancia. Excepciones a la regla del octeto. Fuerza de los enlaces covalentes. Números de oxidación. Números de oxidación y nomenclatura inorgánica. Números de oxidación y nomenclatura inorgánica. Nombre y fórmula de compuestos iónicos. Nombre y fórmula de ácidos. Nombre y fórmula de compuestos moleculares binarios Reacciones y ecuaciones químicas. Patrones de reactividad química: tipos de reacciones. Reacciones de combinación y descomposición. Reacciones de desplazamiento. Tercer examen parcial. Revisión del examen. Métodos para balancear ecuaciones. Reacciones de óxido-reducción. Reacciones de óxido-reducción.

5 PRÁCTICAS DE LABORATORIO Fecha Agosto 18,.22 25, 29 Septiembre 1, 5 8, 12 15, 19 22, 26 29, 3 Octubre 6, 10 13, 17 20, 24 27, 31 Noviembre 10, 14 17, 21 24, 28 Diciembre 1 8, 12 Laboratorio Entrega de material e indicaciones generales. Normas de seguridad. Uso del mechero. Trabajo en vidrio. Propiedades físicas y químicas de los elementos y compuestos. Uso de la balanza. Determinación de densidad de sólidos y líquidos. Métodos físicos de separación de muestras. Purificación del agua por destilación simple. Propiedades del agua. Una serie de cambios químicos. Obtención de oxígeno y formación de óxidos. Obtención de hidrógeno y determinación de sus propiedades. Obtención de cloro, monóxido de carbono y dióxido de carbono. Química del nitrógeno y amoníaco. Determinación de las propiedades químicas de metales y nometales: espectros a la llama. Determinación de fórmula empírica. Determinación de agua de hidratación. Reacciones de óxido-reducción. Entrega de canceles y Examen Final. 6.- METODOLOGÍA: Los temas del curso se desarrollarán mediante exposiciones teóricas por parte de la profesora, complementadas por la participación de los alumnos. El aprendizaje se reforzará mediante la resolución dirigida de problemas y la lectura por parte de los estudiantes de textos cortos escogidos por la profesora. El método de la parte práctica del curso es estrictamente experimental, utiliza una guía para los experimentos, la misma que será entregada por parte de la profesora previo a la realización de la práctica. Cada experimento requiere de los conocimientos teóricos a fin de interpretar los datos experimentales obtenidos en el laboratorio, de ahí que es obligación del estudiante revisar previamente la teoría correspondiente a cada sesión de laboratorio

6 7.- EVALUACIÓN: En la parte teórica de la materia, los estudiantes serán evaluados durante el semestre mediante tres exámenes parciales, cada uno sobre cinco puntos. Adicionalmente, se enviarán a los estudiantes tres conjuntos de ejercicios y problemas a resolver en la casa, de manera individual, y que deberán ser entregados a la profesora en fechas a convenir, antes de cada examen parcial. Cada conjunto de ejercicios se evaluará sobre un punto, el cual se sumará a la nota de cada examen parcial, de tal manera que se entregará a Secretaría tres calificaciones parciales sobre seis puntos cada una. Las calificaciones parciales sumarán 18 puntos y el examen final será sobre 12 puntos. El total de la nota de teoría será sobre 30 puntos. En la parte práctica de la materia, los estudiantes serán evaluados mediante la presentación de informes de laboratorio. Se pasarán a Secretaría tres notas parciales sobre seis puntos cada una. Cada nota parcial será el promedio de cuatro o cinco informes de laboratorio. Las calificaciones parciales sumarán 12 puntos y el examen final será sobre 8 puntos. El total de la nota de laboratorio será sobre 20 puntos. 7.1 Cronograma de evaluaciones: Teoría: 1º Examen parcial viernes 3 de octubre del º Examen parcial miércoles 5 de noviembre del º Examen parcial miércoles 3 de diciembre del Sistema de calificación: Teoría: 1º Examen parcial 5 puntos 1º Conjunto de problemas resueltos 1 punto 2º Examen parcial 5 puntos 2º Conjunto de problemas resueltos 1 punto 3º Examen parcial 5 puntos 3º Conjunto de problemas resueltos 1 punto 7.3 Fecha de entrega de calificaciones en Secretaría: Teoría: 1º Examen parcial viernes 10 de octubre del º Conjunto de problemas resueltos viernes 10 de octubre del º Examen parcial miércoles 12 de noviembre del º Conjunto de problemas resueltos miércoles 12 de noviembre del º Examen parcial miércoles 10 de diciembre del º Conjunto de problemas resueltos miércoles 10 de diciembre del 2008 Laboratorio: 1ª Nota parcial: viernes 10 de octubre del ª Nota parcial: miércoles 12 de noviembre del ª Nota parcial: miércoles 10 de diciembre del 2008

7 8.- BIBLIOGRAFÍA: Textos de referencia: Brown, T. et al., (2002), Química: la ciencia central, 9 ed., Prentice Hall, México. Moore, J. et al., (2004), Chemistry: the Molecular Science, 2 ed., Brooks Cole, New York. Whitten, K., (2003), General Chemistry, 7 ed., Brooks Cole, New York. Textos recomendados: American Chemical Society, (2005), Química, un proyecto de la ACS, Editorial Reverte, Barcelona. Atkins, P. y Jones, L. (2006), Principios de Química: los caminos del descubrimiento, 3 ed., Médica Panamericana, Buenos Aires. Guch, I., (2005), The Complete Idiot s Guide to Chemistry, 2 ed., Penguin Group, New York. Aprobado: Por el Consejo de Escuela f) Director de Escuela fecha: Por el Consejo de Facultad f) Decano fecha:

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