Programa de Química General e Inorgánica.

PROGRAMA DE:	QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
CODIGO DE LA CARRERA 129		PLAN DE LA CARRERA 15N		CODIGO ASIGNATURA 2142 /15N
AÑO 1º		CUATRIMESTRE 1º		VIGENCIA 2017
CARRERA:	LICENCIATURA EN NANOTECNOLOGÍA
Nº DE RESOLUCIÓN MINISTERIAL 856/16			Nº DE RESOLUCIÓN INTERNA

OBJETIVOS

Que los alumnos logren:

Comprender la estructura de la materia y las trasformaciones obtenidas mediante las combinaciones de átomos y moléculas.

Analizar las propiedades y los fenómenos físicos y químicos que ocurren en los gases, líquidos, sólidos y en el plasma.

Clasificar la materia por la estructura y las propiedades de los elementos.

Utilizar correctamente la terminología específica de la asignatura.

Desarrollar las capacidades de observación;  análisis, pensamiento lógico y  creatividad.

Adquirir habilidades para: la búsqueda de información actualizada, el trabajo experimental,  y la redacción de informes sobre lo realizado.

Desarrollar las habilidades para el manejo, montaje, desmontaje de aparatos y la utilización  correcta y  segura de  materiales y equipos.

Exponer sus conocimientos y cuestionamientos de manera oral y escrita.

Desarrollar métodos, hábitos y técnicas de trabajo para planificar una experiencia, dar uso adecuado de los materiales, seguir un orden lógico en los procesos, evaluar el trabajo propio en el proceso y en el resultado, utilizar técnicas de trabajo grupal, aportar ideas personales, escuchar a los demás, seleccionar las mejores ideas, participar en la búsqueda de soluciones, ejecutar las tareas asignadas y participar en debates.

CONTENIDOS MINIMOS

Sistemas materiales. Estados de la materia. Clasificación periódica. Estructura atómica. Enlaces químicos. Fuerzas intermoleculares de atracción. Fluidos: gases y líquidos. Acidos y bases. Metales y no metales. Estructura molecular. Elementos y compuestos inorgánicos de importancia biológica. Concepto de estructura y unión química. Gases Nobles. Termodinámica y termoquímica. Cinética química. Fundamentos de química nuclear. Radioquímica. Equilibrio químico. Reacciones Redox. Concepto de pH.

PROGRAMA ANALÍTICO

Módulo I. Estructura de la Materia.

1. Los sistemas materiales.

Definición. Propiedades extensivas e intensivas. Clasificación. Sistemas homogéneos y heterogéneos. Elementos químicos. Clasificación. Propiedades físicas y químicas. Estados de agregación de la materia. Características de cada estado. Cambios de estado de agregación. Vaporización, condensación, fusión, congelación, solidificación, sublimación.

2. El modelo atómico.

Experiencias conducentes al conocimiento de la estructura de la materia. Modelo atómico de Rutherford. Espectro de las radiaciones electromagnéticas. Max Planck y la física cuántica. Modelo atómico de Bohr. Principio de incertidumbre de W. Haisenberg. Modelo atómico probabilístico. Configuración electrónica. Clasificación de los elementos. Propiedades atómicas.

3. El enlace atómico.

Enlace electrovalente y el enlace covalente. Enlace covalente simple y múltiple. Hibridización de orbitales. Desplazamiento de los electrones. Compuestos polares, electronegatividad y carácter iónico, enlace por puente de hidrógeno. Resonancia. Interpretación microscópica de los cambios de agregación en la materia.

4. El átomo como unidad de combinación Química.

Leyes de conservación. Teoría atómica de J. Dalton. Teoría atómico-molecular de A. Avogadro. Masas de átomos y moléculas. Concepto de mol. Nomenclatura y fórmulas químicas. Oxidos, hidruros, oxoácidos, hidróxidos. Disociación de ácidos y de bases. Ecuaciones de neutralización. Tipos de sales. Ecuaciones químicas. Igualación. Estequiometría. Rendimiento. Composición.

Módulo 2. Los sistemas gaseosos.

5. Propiedades de los sistemas gaseosos.

Características generales del estado gaseoso. Sistemas. Variables de estado. Gases ideales y gases reales. Leyes de los gases ideales. Teoría cinética de los gases. Ecuaciones de los gases reales. Ecuación de J. D. van der Waals.

6. Espontaneidad y equilibrio.

Calor y trabajo. Funciones de estado.  Primer principio de la termodinámica. Intercambio de energía asociada a las reacciones químicas. Termoquímica. Variación de Entalpía. Segundo y tercer principio de la termodinámica. Entropía. Energía libre de Gibbs. Criterio de espontaneidad y equilibrio en sistemas gaseosos. Kp.

7. Rapidez de las reacciones químicas.

Cinética química. Orden de reacción. Reacciones de orden cero, de primer y segundo orden.  Determinación experimental de orden de una reacción. Velocidad específica.Tiempo de vida mitad. Influencia de la temperatura sobre la velocidad de una reacción.  Teoría de los choques. Energía de Activación. Catalizadores.

Módulo 3. Los sistemas líquidos.

8. Propiedades de los sistemas líquidos.

Características generales del estado líquido. Densidad absoluta y relativa. Viscosidad. Determinación de la viscosidad. Tensión superficial. Determinación de la tensión superficial. Concepto de fase. Equilibrio entre fases para una sustancia pura. Presión de vapor. Efecto del agregado de un soluto. Propiedades coligativas.

9. Soluciones

Constituyentes de las soluciones. Soluto y solvente. El proceso de disolución. Saturación y sobresaturación. Concentración porcentual, en fracción molar, molar y molal. Soluciones de electrolitos. La presión osmótica. Osmolaridad. Solubilidad ideal. Soluciones de líquidos. Destilación. Distintos tipos.

10. Equilibrio químico en soluciones de electrolitos.

Electrolitos fuertes y débiles. Equivalente químico en ácido base. Normalidad. Concepto de pH. Equilibrio ácido- base. Kw, Ka y Kb.  Efecto ion común. Hidrólisis de sales. Soluciones reguladoras. Indicadores ácido-base. Equilibrios en sistemas heterogéneos. Producto de solubilidad. Efecto ion común.

11. Equilibrios de óxido-reducción.

Concepto de oxidación y reducción. Ajuste de ecuaciones. Termodinámica de la óxido-reducción. Potencial de electrodo. Ecuación de W. Nerst. Pilas. Electrólisis. Equivalente químico en óxido-reducción. Normalidad.

12.  Equilibrio de iones complejos.

Constitución de iones complejos. Formulación y nomenclatura. Constantes de equilibrio de los iones complejos. Estructura de los iones complejos. Complejos con número de coordinación 2, 4 y 6. Importancia práctica de los iones complejos.

Módulo 4. Los sistemas sólidos.

13. Propiedades de los sistemas sólidos.

Clasificación de los sólidos. Enlaces en los sólidos.  Redes especiales y estructuras cristalinas. Indice de Miller. Difracción por rayos X.  Defectos en las estructuras cristalinas. Vacancias. Alotropía y polimorfismo.  Conductores, semiconductores e aisladores.

14. Aspectos fisicoquímicos de la solidificación.

Soluciones sólidas. Solidificación de los metales. Diagramas de equilibrio de aleaciones binarias. Solubilidad completa en el estado sólido.  Soluciones sólidas obtenidas por inserción y sustitución. Ninguna solubilidad en el estado sólido. Aleación eutéctica, hipo e hipereutéctica. 

15. Aspectos fisicoquímicos de las aleaciones.

Clasificación de las aleaciones. Aleaciones ferrosas. Aplicaciones de los diagramas de equilibrio. Diagrama Fe-C. Metalografía de las aleaciones ferrosas. Estructuras metalográficas. Estructura metalográfica y dureza. Clasificación de las aleaciones ferrosas. Influencia de los aleantes y la velocidad de enfriamiento en las aleaciones ferrosas. Tratamientos térmicos. Normalizado y temple.  Aleaciones no ferrosas.

16. Los sólidos y su relación con los demás estados de la materia.

Adsorción. Adsorbentes. Adsorción de gases. Adsorción física y adsorción química o quimisorción. Isotermas de adsorción. Adsorción por sólidos en soluciones. Cromatografía de adsorción. El estado coloidal. Soles. Propiedades de los soles. Emulsiones, clasificación y propiedades. Geles, clasificación y propiedades.

Módulo 5. El cuarto estado de la materia.

17. El plasma.

Introducción y concepto de plasma. Aspectos históricos. Distribución en el universo. Procesos más importantes en el interior del plasma. Distribución de carga eléctrica libre. Temperatura electrónica. Plasmas en la naturaleza. Aplicaciones tecnológicas de los plasmas. Iluminación por plasma. Pantallas de plasma. Esterilización por plasma. La nanotecnología y el efecto plasmódico. Motores iónicos para propulsión espacial.

Módulo 6. Clasificación química de la materia.

18. Química Inorgánica: no metales.

Gases inertes. Hidrógeno. La familia de los halógenos. La familia del nitrógeno. La familia del oxígeno. Propiedades de cada elemento. Preparación y producción de los elementos y de los compuestos característicos de cada familia.

19. Química Inorgánica: metales y semimetales.

Los metales  alcalinos. Metales alcalinos térreos. La familia del carbono. La familia del boro. Los elementos de transición y de transición interna.  Características generales de los elementos. Preparación y producción de los elementos y de los compuestos característicos de cada grupo. Proceso industrial de obtención de metales.

20.  Química nuclear.

El núcleo atómico. Inestabilidad del neutrón. Desintegración beta (β). El neutrino. Las cuatro fuerzas de la naturaleza. La interacción débil y la interacción fuerte. La cohesión del núcleo. Partículas virtuales y la interacción fuerte. El mesón Pi (pion o pión). Leptones y Hadrones. Los quarks. Radiactividad artificial. Radiactividad natural. Aceleradores de partículas. Aplicaciones de la química nuclear en medicina y en generación de energía.

BIBLIOGRAFIA BásicA

R. Chang, K.  Química.  Ed. Mc Graw Hill, 2009-1004 páginas.

P. W. Atkins, L. Jones. Principios de química: los caminos del descubrimiento. Ed. Médica Panamericana, 2006 - 990 páginas

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

P. W. Atkins, L. Jones y L. Laverman. Chemical principles. Ed.: Macmillan Higher Education Houndmills. England. 2013.

T. Engel, P. Reid, W. Hehre.  Fisicoquímica. Ed.: Pearson. Addison Wesley. 2006

T. Moeller. Química Inorgánica.  Ed.: Reverté, S. A. Barcelona. 1988.

G. C. Pimentel y R. D. Spratley. Química Razonada. Ed.: Reverté, S. A. Barcelona. 1978.

G. M. Barrow. Química General.  Ed.: Reverté, S. A. Barcelona. 1974

METODOLOGÍA

Clases teóricas 40%

Actividades prácticas 60% (cuestionarios, problemas y trabajo de laboratorio).

APROBACIÓN DEL CURSADO DE LA ASIGNATURA

Cumplimiento del 75% de asistencia a clase.

Aprobación del 100% de las prácticas de laboratorio.

EVALUACIÓN: REGIMEN DE APROBACIÓN DE LA MATERIA

Examen final escrito y oral individual.