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FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO FÍSICO-MATEMÁTICO


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1 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO FÍSICO-MATEMÁTICO Nombre de la materia: QUÍMICA A Clave Facultad: Clave CACEI: CB Clave U.A.S.L.P.: No. de créditos: 8 Nivel del Plan de Estudios:... I Carrera: Ingeniería Ambiental Horas/Clase/Semana: 3 Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 2 Horas totales/semestre: 80 Trabajo extra-clase Horas/Semana: 3 Fecha última de Revisión Curricular: Materia(s) requisito: OBJETIVO DEL CURSO Al finalizar el curso Teórico- Práctico, el alumno será capaz de entender conceptos y leyes manejar fórmulas, hacer reacciones y efectuar experimentos de procesos conocidos y estar en aptitud de comprender los procesos naturales (fotosíntesis de las plantas, vida animal, vida del ser humano clima... etc.) y los procesos industriales como la fabricación de acero, producción de ácidos, fertilizantes, plásticos, resinas, Hules, medicinas y todo tipo de nuevos productos que ofrezcan un mejor nivel de vida al ser humano CONTENIDO TEMÁTICO Contenido temático y objetivos por unidad. 1. La naturaleza de la química. 3h Objetivo particular: a)entender las diferencias entre una hipótesis una teoría Y una ley b) Diferenciar entre observaciones cualitativas y cuantitativas c) Identificar las propiedades físicas y los cambios físicos de la materia d) Poder caracterizar los tres estados de la materia y apreciar las diferencias entre ellos e) Describir la teoría cinético molecular en la nanoescala f) Identificar la diferencia entre un elemento y un compuesto químico g) Identificar las propiedades químicas y los cambios químicos de la materia 1.1 Como se hace ciencia (Método científico) 1.2 Propiedades físicas de la materia 1.3 Estados de la materia y un modelo para explicarlos 1.4 Sustancias mezclas y separaciones 1.5 Elementos Químicos 1.6 Compuestos Químicos 1.7 Cambios Químicos y propiedades Químicas 1.8 Clasificación de la materia

2 será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 2. Elementos y átomos. 3h Objetivo particular: a) Poder explicar el desarrollo histórico de la teoría atómica e identificar a los cie los científicos que efectuaron las contribuciones importantes binarios, dar nombre y fórmula de los iones a) ppoliatómicos más importantes udi b) Aprender nombre y símbolo de los elementos c) Identificar las propiedades de los compuestos más importantes de cada grupo grupo o periodo iónicos (electrólitos y no electrólitos) de la tabla periódica pudiendo diferenciar a los d)explicar el concepto del mol, masa molar para un metales, no me no tales y metaloides c) Describir la estructura del átomo, masa y carga del protón neutrón y electrón compuesto determinado e) Usar la composición porcentual y la masa molar para determinar las fórmulas empírica y molecular d) Aprender y aplicar los conceptos de No. atómico No. de masa, isótopo, y pueda calcular el peso atómico de un elemento a partir de las abundancias isotópicas d) Relacionar el mol, No. de avogadro y la masa molar 2.1 Orígenes de la teoría atómica 2.2 La teoría atómica moderna 2.3 Los elementos Químicos 2.4 Estructura Atómica 2.5 Partículas Sub-Atómicas 2.6 El átomo nuclear 2.7 Isótopos 2.8 Isótopos y peso atómico 2.9 Cantidades de sustancias el Mol 2.10 Masa molar y resolución de problemas 2.11 La tabla periódica. 3. Compuestos químicos. 5h Objetivo particular: a ) Poder interpretar el significado de las fórmulas moleculares fórmulas semidesarrolladas y fórmulas estructurales b) Poder nombrar los compuestos moleculares 3.1 Nombres de los compuestos moleculares binarios 3.2 Iones y compuestos iónicos 3.3 Nombres de los compuestos iónicos 3.4 Propiedades de los compuestos iónicos 3.5 Compuestos iónicos en solución Acuosa: Electrolitos 3.6 Solubilidad de los compuestos iónicos en solución acuosa 3.7 La tabla periódica biológica 3.8 Moles de compuestos 3.9 Composición Porcentual 3.10 Determinación de fórmulas empíricas y moleculares será esencial en las y trabajos de instigación

3 recomendada, y ejercicios en clases. 4. Reacciones química. 3h Objetivo particular: a) Poder utilizar los factores estequiométricos para calcular el número de moles o número de gramos de un reactivo o de un producto en una ecuación química balanceada b) Determinar el reactivo limitante o el reactivo en exceso en un problema determinado. c) Explicar las diferencias entre rendimiento real, rendimiento teórico y rendimiento porcentual, y que pueda realizarlos en un problema específico d) Definir la molaridad y a partir de esta calcular las concentraciones de las soluciones 4.1 Ecuaciones Químicas 4.2 Balanceo de Ecuaciones Químicas 4.3 Patrones de reacciones químicas 4.4 Reacciones de Intercambio : Precipitación y ecuaciones ionicas netas 4.5 Ácidos, bases y reacciones de intercambio 4.6 Reacciones que forman gases 4.7 Reacciones de oxidación-reducción 4.8 Números de oxidación y reacciones Redox 4.9 Reacciones de desplazamiento Redox y la serie de actividad será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 5. Relaciones entre las cantidades de reactivos y productos 2.5h Objetivo particular: a) Poder utilizar los factores estequiométricos para calcular el número de moles o número de gramos de un reactivo o de un producto en una ecuación química balanceada b) Determinar el reactivo limitante o el reactivo en exceso en un problema determinado. c) Explicar las diferencias entre rendimiento real, rendimiento teórico y rendimiento porcentual, y que pueda realizarlos en un problema específico d) Definir la molaridad y a partir de esta calcular las concentraciones de las soluciones 5.1 El mol y las reacciones Químicas la conexión Macro-Nano 5.2 Reacciones en las que escasea un reactivo 5.3 Evaluación del éxito de una síntesis : Rendimiento Porcentual. 5.4 Una solución para las soluciones 5.5 Molaridad y reacciones en soluciones acuosas será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 6, Principios de reactividad, transferencia de energía y reacciones químicas 4.5h Objetivo particular: a) Describir las diversas formas de energía, la naturaleza del calentamiento y la transferencia de energía b) Utilizar la capacidad calorífica específica para la transferencia de la energía térmica

4 c) Reconocer y usar el lenguaje de la termodinámica : El sistema y su entorno reacciones exotérmicas d) Usar la energía de enlace para estimar el cambio de entalpía estándar de una reacción. e) Aplicar la ley de Hess para determinar el cambio de entalpía de una reacción. 6.1 Conservación de la energía 6.2 Unidades de energía 6.3 Capacidad calorífica y capacidad calorífica específica 6.4 Transferencia de energía y cambios de estado 6.5 Cambios de entalpía en reacciones Químicas 6.6 Uso de ecuaciones termoquímicas para reacciones químicas 6.7 Como medir los cambios de entalpía en las reacciones químicas 6.8 La ley de Hess 6.9 Entalpías molares estándar de formación será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 7. Configuraciones electrónicas, periodicidad y propiedades de los elementos. 4.5h Objetivo particular: a) Comprender la configuración electrónica de los átomos b) Usar la relación entre la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad de la luz para la radiación electromagnética c) En base a la teoría cuántica de Plank comprender la energía que se absor absorbe o se emite, cuando los electrones cambian de nivel energético d) Describir las tendencias de los radios atómicos y los radios Iónicos de los l os elementos estudiados por grupos y por periodos. 7.1 Radiación electromagnética y materia 7.2 Teoría cuántica de Plank 7.3 Modelos del átomo 7.4 Propiedades tipo espín de los electrones de los átomos 7.5 Configuraciones electrónicas de los átomos 7.6 Tendencias periódicas radio atómico 7.7 Tendencias periódicas radio iónico 7.8 Tendencias periódicas energía de ionización 7.9 Tendencias periódicas en las propiedades de elementos de los periodos 1 y 2 será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 8. Enlaces químicos. 4h Objetivo particular: a) Conozca las fuerzas de interacción que existen entre los átomos, moléculas o compuestos (fuerzas intermoleculares y fuerzas intramoleculares). b) Conocer los distintos tipos de enlace c) Utilizar las estructuras de Lewis para representar los diferentes tipos de enlaces d) Describir los enlaces covalentes múltiples e) Explicar la regla del octeto y las excepciones a la misma f) Utilizar las estructuras de resonancia para modelar enlaces múltiples en moléculas y iones poli atómicos g) Predecir la polaridad de un enlace en base en las tendencias de electronegatividad

5 8.1 Enlaces covalentes-enlaces iónicos 8.2 Enlaces covalentes sencillos-estructura de Lewis 8.3 Enlaces covalentes múltiples 8.4 Regla de octeto y excepciones 8.5 Propiedades de los enlaces 8.6 Estructura de Lewis resonancia 8.7 Polaridad de enlaces y electronegatividad 8.8 Enlace covalente coordinado será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 9. Gases 4.5h Objetivo particular: a) Describir los componentes de la atmósfera b) Explicar las propiedades de los gases c) Expresar los conceptos fundamentales de la teoría cinético molecular d) Resolver problemas matemáticos usando las Leyes de los gases e) Determinar densidades y presiones parciales de los gases f) Describir las principales sustancias y las reacciones que producen la contaminación industrial y la contaminación urbana. 9.1 Propiedades de los gases 9.2 La atmósfera 9.3 La teoría cinético molecular 9.4 Comportamiento de los gases, leyes de los gases 9.5 Gases en reacciones Químicas 9.6 Densidad y masa molecular de los gases 9.7 Presiones parciales de los gases 9.8 Comportamiento de los gases reales 9.9 Sustancias de la atmósfera 10. Estados sólido y líquido 4h Objetivo particular: a) Explicar las propiedades de tensión superficial, presión de vapor y punto de ebullición de los líquidos así como los procesos de vaporización y condensación, sublimación y depositación y describir como las fuerzas intermoleculares afectan estas propiedades y procesos. b) Describir los cambios de fase entre sólidos, líquidos y gases así como a la energía asociada a los cambios de estado. c) Conocer los diferentes tipos de sólidos y explicar los enlaces metálicos así como explicar las propiedades, de los metales semiconductores y superconductores 10.1 El estado líquido 10.2 Equilibrio líquido-vapor presión de vapor 10.3 Cambios de fase sólidos líquidos y gases 10.4 Agua un líquido importante con propiedades extraordinarias 10.5 Tipos de sólidos 10.6 Sólidos cristalinos 10.7 Exploración de sólidos cristalografía de rayos X 10.8 Metales, semiconductores y aislantes será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 11. El agua y la química de las soluciones 4.5h

6 Objetivo particular: a) Conocer las propiedades del agua como disolvente y explicar a que se deben b) Predecir la solubilidad conociendo el soluto y disolvente c) Predecir los efectos de la presión y la temperatura sobre la solubilidad de los gases en líquidos 11.1 Las singulares propiedades del agua como disolvente 11.2 Como se disuelven las sustancias 11.3 Temperatura y solubilidad 11.4 Composición de soluciones acuosas diluidas 11.5 Agua limpia y contaminada 11.6 Presiones de vapor. P de Ebullición y P de congelación de las soluciones 11.7 Presión osmótica de las soluciones 11.8 Coloides 11.9 Tensoactivos será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 12. Cinética química. 4h Objetivo particular: a) Poder definir la velocidad de reacción b) Describir el efecto de las concentraciones de los reactivos en la velocidad de reacción y determinar la Ley de velocidad y la constante de velocidad c) Poder determinar el orden de reacción a partir de las concentraciones y valores de velocidad d) Definir la energía de activación e) Definir y dar ejemplos de reacciones elementales unimoleculares y bimoleculares y poder deducir sus leyes f) Poder definir lo que es mecanismo de reacción g) Catalizadores, enzimas, clorofluorocarbonos 12.1 Velocidad de reacción 12.2 Efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción 12.3 Ley de velocidad y orden de reacción 12.4 Perspectiva en nanoescala de reacciones elementales 12.5 Temperatura y velocidad de reacción 12.6 Leyes de velocidad para reacciones elementales 12.7 Mecanismos de reacción 12.8 Catalizadores y velocidad de reacción será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. 13. Equilibrio químico 1.5h Objetivo particular: a) Reconocer un sistema en equilibrio y sus propiedades b) Describir la naturaleza dinámica del equilibrio y los cambios en las concentraciones de reactivos y productos cuando un sistema se acerca al equilibrio c) Poder escribir las expresiones de constante de equilibrio, dadas las reacio reacciones químicas d) Poder calcular la K para un sistema a partir de concentraciones iniciales e y en el equilibrio e) Poder hacer predicciones cualitativas de una reacción en base a valores de la constante de equilibrio Poder utilizar el principio de LE CHÁTELIER para mostrar, como cambios en la concentración presión, volumen o temperatura pueden afectar el equilibrio químico

7 13.1 El estado de equilibrio 13.2 La constante de equilibrio 13.3 Determinación de la constante de equilibrio 13.4 El significado de la constante de equilibrio 13.5 Calculo de concentraciones en equilibrio 13.6 Desplazamiento del equilibrio principio de Le Chatelier será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. Estrategias de enseñanza y aprendizaje será esencial en las y trabajos de instigación recomendada, y ejercicios en clases. EVALUACIÓN Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial departamental 20 sesiones Unidades 1,2 y 3 25 % Segundo examen parcial departamental 20 sesiones Unidades 4,5 y 6 25 % Tercer examen parcial departamental 20 sesiones Unidades 7,8 y 9 25 % Cuarto examen parcial departamental 20 sesiones Unidades 10,11, 25 % Otra actividad 1 Otra actividad 2 Examen ordinario 12 y 1 3 Promedio de los cuatro parciales TOTAL 100 %. Métodos será esencial en las y trabajos de investigación con la finalidad de completar los temas y tópicos. Prácticas Practica en el laboratorio una hora por semana Exámen ordinario Promedio de los cuatro exámenes parciales Exámen a título Examen departamental, en el que se evalúa todo el programa Examen de regularización Examen departamental, en el que se evalúa todo el programa

8 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía y recursos informáticos Textos básicos: Química de Raymond Chang Novena edición Textos complementarios: El mundo de la química de Stanitski Word Kotz, Química la ciencia central de Brown Lemay Bursten Sitios de Internet:

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