DES: INGENIERÍA INGENIERIA CIVIL BÁSICA. Programa(s) Educativo(s):

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD INGENIERÍA Clave: PROGRAMA DEL CURSO: QUÍMICA GENERAL DES: Programa(s) Educativo(s): Tipo de materia: Clave de la materia: Semestre: Área en plan de estudios: Créditos Total de horas por semana: 3 Teoría: 3 Práctica Taller: Laboratorio: Prácticas complementarias: Trabajo extra clase: Total de horas semestre: 48 INGENIERÍA INGENIERIA CIVIL BÁSICA TERCERO BÁSICA Fecha de actualización: Junio 2013 Clave y Materia requisito: PROPÓSITO DEL CURSO: La Química forma parte en todos los aspectos de nuestras vidas, nos proporciona respuestas para la comprensión del entorno al dar explicación científica de la estructura, composición y transformaciones observadas en el mundo material, para que dichas transformaciones adquieran un mayor sentido. Al final del curso el estudiante: Ubica a la química como la ciencia central que estudia la materia a partir de sus características y propiedades, considerando los cambios en su composición y los principios que le dan fundamento. Identifica la contribución de la química en su formación integral, aportándole las herramientaza para introducirlo a la investigación por sus características de ciencia experimental. Valora el conocimiento químico por su contribución al desarrollo de tecnologías y a la mejora en la calidad de vida por sus aplicaciones en diversos ámbitos y el impacto que un manejo inadecuado causa a los seres vivos y a su medio ambiente. Desarrolla habilidades y Destrezas, relativas a la observación, cuantificación e interpretación de fenómenos químicos. Manifiestas valores y actitudes, como el respeto a las ideas de otros, responsabilidad de su aprendizaje, disciplina en el aula y laboratorio, cooperación, criticidad y creatividad con carácter científico a través del trabajo en equipo. Comunica en forma oral y escrita sus ideas e interpretaciones, respecto a los fenómenos estudiados, así como exponer sus juicios de valor respecto a la relación que estos guardan con su vida y el mundo que le rodea. 1

2 COMPETENCIAS Este curso promueve las siguientes competencias: Básicas: Comunicación Sociocultural Trabajo en equipo Resolución de problemas Profesionales: Ciencias fundamentales de la Ingeniería. CONTENIDOS (Unidades, Temas y Subtemas) I. CONCEPTOS FUNDAMENTALES. 1.1 Evolución histórica en la concepción de la Química 1.2 Propiedades y Clasificación de la materia Propiedades físicas y químicas Cambios físicos y químicos Sustancias puras Elementos y compuestos: Moléculas e iones 1.3 Propiedades medibles de la materia Longitud, volumen, masa, densidad, temperatura, propiedades intensivas y extensivas. 1.4 Incertidumbre en la medición Precisión y exactitud Cifras significativas en los cálculos Análisis dimensional. II. ESTRUCTURA ATÓMICA 2.1 Descubrimiento de la Estructura del átomo. 2.2 Teoría atómica de Dalton Descubrimiento de las partículas del Átomo Rayos catódicos y electrones 2.3 Visión moderna de la estructura del átomo Partículas subatómicas: protón, neutrón y electrón Número atómico, número de masa, isótopos e isótopos radiactivos. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analiza los acontecimientos y aportaciones de diversas culturas que dieron origen al concepto de materia y a la química como ciencia. Establece las diferencias entre algunas propiedades y cambios que sufre la materia a partir de su clasificación y concepción. Aplica escalas de medición de la materia. Representa una cifra significativa identificando las reglas para su establecimiento. Aplica el análisis dimensional en la conversión de una escala de medición de la materia a otra. Evalúa las aportaciones de las diversas teorías antecedentes a la visión moderna del átomo. Aplica las bases de la química moderna en la descripción de la estructura atómica: núcleo, orbitales y distribución de las partículas subatómicas. III. PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS 3.1 Desarrollo de la Tabla Periódica Predice el comportamiento de los elementos según su ubicación en la clasificación periódica moderna. 2

3 3.1.1 Capas electrónicas de los átomos Tamaño de los átomos Energías de Ionización Tendencias periódicas Afinidades electrónicas Metales, no metales y metaloides Tendencias en el carácter metálico Define los términos: carga nuclear efectiva, tamaño atómico, energía de ionización, afinidad electrónica Tendencias de Grupo Comparación de los grupos A y B Metales Activos No Metales 3.2 Funciones químicas inorgánicas Ácidos, hidróxidos, óxidos y sales IV. ESTRUCTURAS ELECTRÓNICAS DE LOS ÁTOMOS. 4.1 Energía Radiante 4.2 Teoría Cuántica Teoría de Planck Efecto Fotoeléctrico Espectros Continuos y Lineales 4.3 Ondas de Materia Principio de Incertidumbre. 4.4 Mecánica Cuántica y Ecuación de Schrodinger Números Cuánticos Orbítales: s, p, d y f Distingue entre metales no metales y semimetales por la tendencia en carácter metálico. Compara los Grupos A y B en términos de configuración electrónica. Distingue los compuestos químicos inorgánicos por el tipo de elemento que forma a la molécula. Compara los Grupos A y B en términos de Utiliza los fundamentos de la visión moderna del átomo, en la descripción de las funciones de los orbitales. Relaciona la Ecuación de Schrodinger con los números cuánticos. Explica el comportamiento de los electrones alrededor del núcleo 4.5 Configuración Electrónica El espín Electrónico. 3

4 V. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL ENLACE QUÍMICO. 5.1 Símbolos de Lewis y Regla del octeto. 5.2 Enlace Iónico, covalente y metálico 5.3 Tamaño de los Iones 5.4 Formas de resonancia 5.5 Polaridad de los enlaces y electonegatividad 5.6 Valencia y número de oxidación 5.7 Cinética molecular Fuerzas Intermoleculares (atracción-repulsión) Fuerzas ión-dipolo, dipolodipolo, dispersión de London y puente de Hidrógeno. VI. CINÉTICA QUÍMICA 6.1 Ecuación química Tipos de reacciones químicas Balanceo Información cuantitativa de una ecuación balanceada: mol, masa atómica, peso formula y molecular, composición porcentual, fórmula empírica. 6.3 Velocidad de reacción Factores que determinan la velocidad de una reacción: concentración de reactivos, temperatura, catalizadores y área superficial de los reactivos Ecuación de velocidad: forma general 6.2 Dependencia de la velocidad de la reacción Concentración Tiempo Temperatura 6.3 Mecanismos de reacción Etapas elementales Catálisis: homogénea y heterogénea Convertidores catalíticos VII. EQUILIBRIO QUÍMICO 7.1 Concepto de Constante y equilibrio Químico Ley de Acción de Masa Magnitud de las Constantes de Equilibrio Representa el enlace químico por medio de símbolos. Identifica entre los diferentes tipos de enlaces de acuerdo con los elementos que integran las moléculas. Distingue entre enlace y fuerza por sus efectos sobre la estructura de una molécula. Clasifica una reacción de acuerdo al tipo de reacción al que pertenece. Balancea ecuaciones por tanteo y oxidación reducción (REDOX) Realiza cálculos estequiométricos en átomos, compuestos y reacciones químicas. Obtiene la velocidad de una reacción aplicando la ecuación de forma general. Interpreta gráficas de velocidad en función del tiempo, concentración y temperatura. Identifica el orden de una reacción. Analiza la catálisis en los efectos de los convertidores catalíticos Aplica los principios del equilibrio químico en la resolución de problemas: calcula la constante de equilibrio y predice la dirección de una reacción. 4

5 7.2 Aplicación de las Constantes de Equilibrio Predicción de la dirección de una reacción Cálculo de las Concentraciones en Equilibrio. 7.3 Factores que afectan el equilibrio Principio de Le Chatelier Cambio en las concentraciones de reactivos y productos Efecto del Cambio de Presión, Volumen, Temperatura y Catalizadores. VIII. ph: ÁCIDOS Y BASES 8.1 Concepto de ácido y base, según Bronsted Lowry y Lewis. 8.2 Disociación del Agua Concepto y Escala de ph Medición del ph Concepto de electrolito fuerte y débil por su comportamiento en solución. Representa el cálculo de la constante de equilibrio de una reacción Identifica los factores que afectan el equilibrio químico. Explica como se afecta el equilibrio químico. Evalúa el valor de la constante de equilibrio de una reacción Establece la asociación entre la disociación del agua con el concepto de ph. Distingue entre ácido y base por su estructura química y comportamiento en soluciones acuosas, además de su importancia en numerosos procesos químicos llevados a cabo en nuestro alrededor. 5

6 OBJETO DE ESTUDIO I. Conceptos Fundamentales. II. Estructura Atómica III Propiedades Periódicas de los Elementos IV Estructuras Electrónicas de los Átomos. V Conceptos Fundamentales del Enlace Químico. VI Cinética Química VII Equilibrio Químico VIII ph: Ácidos, Bases METODOLOGIA (Estrategias, secuencias, recursos didácticos) MÉTODO: APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS (ABP), APLICANDO EL MÉTODO CIENTÍFICO 1. Se realiza el planteamiento del problema a través de una pregunta de investigación 2. Se construyen las hipótesis de trabajo 3. Se revisa la literatura 4. Se analiza la información teórica en equipo 5. En plenaria se discuten los diversos planteamientos 6. Se afirman o descartan la o las hipótesis de trabajo 7. Se concluye 8. Se entregan copia de los productos como evidencias de aprendizaje Métodos Complementarios: Centrado en la tarea. Trabajo de equipo en la elaboración de tareas, planeación, organización, cooperación en la obtención de un producto para presentar en clase. Inductivo Observación Comparación Experimentación Deductivo Aplicación Comprobación Demostración Sintético Recapitulación Definición Resumen Esquemas EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE. Se entrega por escrito: 1. Ejercicios realizados en clase o extractase 2. Resúmenes de lecturas y contenidos temáticos estudiados previamente 3. Cuestionarios. 4. Consultas bibliográficas 5. Contenidos de exposiciones. 6. Trabajos por escrito con estructura IDC (Introducción, desarrollo conclusión). 7. Exámenes escritos. 8. Reportes de prácticas de laboratorio. Criterios de desempeño: Resúmenes: abarcar la totalidad del contenido a aprender. Cuestionarios: no debe haber preguntas sin responder Exposición: presentadas en orden lógico: 1. Introducción resaltando el objetivo a alcanzar 2. Desarrollo temático, responder preguntas y aclarar dudas 3. Concluir. 4. Entregar actividad al grupo para evaluar el contenido expuesto a través de un instrumento diseñado para tal efecto. Los trabajos extracurriculares que traten un contenido temático como 6

7 Modelos matemáticos Conclusión. Material de Apoyo didáctico: Recursos Manual de Instrucción Prácticas de laboratorio Materiales gráficos: artículos, libros, diccionarios, etc. Cañón Rota folio Pizarrón, pintarrones Proyector de acetatos Modelos tridimensionales complemento al curso se podrán llevar a cabo en forma individual o por equipo según amerite el tema. Estos se reciben únicamente en tiempo y forma previamente establecidos. La estructura sugerida: Introducción, desarrollo, discusión y conclusión y podrá incluir comentarios personales adicionales. Referencias bibliográficas al final en estilo APA u otros estilos formales. Prácticas de Laboratorio: ajustarse al formato que se utiliza en el laboratorio: número y titulo de la práctica, introducción, fundamento, método (material, equipo y reactivos, técnicas a seguir para cada experimento, Hipótesis, experimentación. Resultados y análisis. Conclusión. Referencias bibliográficas. Exámenes escritos: se realizan 3 exámenes escritos durante el semestre y las fechas se establecen por la secretaría académica. 7

8 FUENTES DE INFORMACIÓN (Bibliografía/Lecturas por unidad) EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES (Criterios e instrumentos) 1. Brown T. (1993). Química la Ciencia Central. Prentice Hill Hispanoamericana S.A. México. Se toma en cuenta para integrar calificaciones parciales: Todas las actividades que se entregan como evidencias de desempeño se califican en escala de 1 a 10. Se suman y se calcula un Promedio. Se les otorga un valor entre 40 y 60%. Cada examen parcial se califica en escala de 1 a 10 y tiene un valor entre 40 y 60% La calificación de cada parcial final se integra con la suma proporcional de las actividades cubiertas en cada ciclo y la proporción del examen parcial correspondiente al ciclo. La acreditación del curso: Promedio de Calificaciones parciales: 70% Prácticas de laboratorio: 30% LAS ACTIVIDADES NO REALIZADAS EN TIEMPO Y FORMA SE CALIFICAN CON CERO. Nota: para acreditar el curso se deberá tener calificación aprobatoria tanto en la teoría como en las prácticas. La calificación mínima aprobatoria será de 6.0 Cronograma del Avance Programático S e m a n a s Unidades de aprendizaje I. Conceptos Fundamentales. II. Estructura Atómica III Propiedades Periódicas de los Elementos IV Estructuras Electrónicas de los Átomos. V Conceptos Fundamentales del Enlace Químico. VI Cinética Química VII Equilibrio Químico VIII ph: Ácidos y bases 8