Presentación del grupo 5097 - 2007-1.

Horario

Teoría: Mie y Viernes 3:30 a 5 pm; Laboratorio: Martes 2-5 pm

ProfesorasDra. Hortensia Parra Delgado (Teoría)cDra. Ibeth Oviedo Chávez (Laboratorio)

Distribución

Teoría 45%

Laboratorio 45%

Examen departamental 10%

TEORÍA________________________________________

HORAS POR CLASE: 1.5

CLASES A LA SEMANA: 2

CLASES AL SEMESTRE: 30 (4 sesiones extra para reposiciones y dudas)

ObjetivosQue el estudiante comprenda los principios que rigen el comportamiento de la materia-energía, mediante el estudio de fenómenos con diferente nivel de complejidad, a través de los cuales el estudiante aplique los conocimientos y habilidades adquiridos a fenómenos biológicos.

Metodología de la enseñanza

1. Exposición de temas teóricos por el maestro, con demostración en cátedra.

2. Trabajo de equipo de 2 ó 3 alumnos para presentar exposiciones.

3. Mesa Redonda sobre temas selectos.

Evaluación del curso

1. Participación en clase mediante discusión de temas. (5%)

2. Tareas y/o Resolución de ejercicios a casa (cortos). (20%)

3. Un examen después de cada unidad (sólo se podrá efectuar una reposición de examen con calificación menor a 6). (60%)

4. Exposiciones de temas selectos (15%)

Temario

Clase 1. Establecimiento de las reglas de la clase.

Clase 2. Resolución de ejercicios de unidades de medición.

Clase 3. Repaso General de los modelos atómicos

I. MECANICA CUANTICA

I.1. Mecánica ondulatoria y su impacto en el desarrollo moderno de la química, efecto fotoeléctrico. I.1.1. Naturaleza ondulatoria del electrón. Su función de onda. I.1.2. Densidad de onda en volumen determinado y probabilidad de encontrar ahí al electrón. I.1.3. Concepto de órbita.I.2. Interacciones no covalentes. I.2.1. Fuerzas intermoleculares Van der Waals, de London. I.2.2. Atracciones dipolares, enlace de hidrógeno. I.2.3. Configuración electrónica: Principios de Pauling, Regla de Hund, Principio de Aufbau.

II. PERIODICIDAD

II.1. Concepto de periodicidad.II.2. Tabla periódica: Propiedades periódicas.II.3. Afinidad electrónica.II.4. Potencial de Ionización.II.5. Radio atómico.II.6. Electronegatividad.

III. ENLACE QUÍMICO

III.1. Teorías de enlace atómico: Teorías de Lewis. Enlace Valencia.III.2. Tipos de enlace: iónicos, covalente (puro, polar y coordinado) metálico. Propiedades de cada uno.III.3. Clasificación y nomenclatura de compuestos químicos: Formulación.III.4. Enlaces intermoleculares.

IV. DISOLUCIÓNES Y SU CONCENTRACIÓN

IV.1. Tipo de soluciones, definición y características.IV.2. Concentración de soluciones en relación de número de partículas.IV.3. Concentración de soluciones en unidades químicas (actividad biológica).IV.4. Fracción mol y su importancia para los sistemas biológicos.

V. ESTEQUIOMETRÍA

V.1.Fórmulas moleculares. Peso molecular y peso equivalente.V.2.Reacciones químicas y sus ecuaciones. Conceptos básicos.V.3.Relaciones estequiométricas. V.4.Concepto de equilibrio en una reacción reversible. V.4.1. Constante equilibrio.V.5.Ley de acción de masas.

VI. COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

VI.1. Leyes de los gases ideales.VI.2. Solubilidad de los gases líquidos.VI.3. Gases reales.VI.4. Método manométrico para medir el consumo o producción de gas por sistemas biológicos.

VII. TERMOQUÍMICA

VII.1. Conceptos que maneja la termodinámica y en donde tienen aplicación. VII.1.2. Ley científica, leyes de termodinámica y de que se ocupa de cada una.VII.2. Primera Ley: Conservación de la energía. VII.2.1. Mecanismo de la conservación de la energía. VII.2.2. Transformación en sus distintas formas. VII.2.3. Variables de estado en un sistema. VII.2.4. Concepto de entalpía en un sistema.VII.2.5. Reacciones químicas como la forma más importante de cambios en un sistema. _E y _H. Cálculos. VII.2.6. Entalpía de formación. VII.2.7. Energía de enlace. Experimentos que lo demuestren.VII.3. Segunda Ley: Proceso espontáneo. VII.3.1.Cambio de entropía de un sistema. VII.3.2. Medida de la entropía en una reacción química.VII.4. Tercera Ley: Entropía de un sistema ordenado.VII.4.1. Dependencia de la entropía de la temperatura y de la presión. VII.4.2. Reacciones químicas espontáneas y su relación con la entropía.VII.4.3. Energía libre de Gibbs (_G) como criterio de espontaneidad de una reacción. VII.4.4. Equilibrios químicos. VII.4.5. Energía libre y equilibrio en una reacción. VII.4.6. Principio de Le Chatelier. VII.4.7. Cambios de la energía libre. VII.4.8. Constante de equilibrio y _Go. Su dependencia de la concentración y temperatura y su importancia en procesos biológicos.VII.4.9. Equilibrio físico: Energía libre de transferencia entre fases. VII.4.9.1. Equilibrio en diálisis y su importancia en biología. VII.4.9.2. Membranas y tensión superficial.VII.4.9.3. Agentes tensoactivos. VII.4.9.9. Membranas biológicas. VII.4.10. Transporte activo y pasivo.VII.4.10.1. Propiedades coligativas de soluciones ideales.VII.4.10.2. Presión de vapor, punto de ebullición, punto de congelación, presión osmótica. VII.4.10.3. Presión osmótica y membranas celulares. Cálculo de la presión osmótica.VII.4.10.4. Actividad iónica. Fuerza iónica, coeficiente de actividad iónica, ecuación de Debye Hukel.

VIII. CINETICA QUIMICA

VIII.1. Velocidad de reacción. VIII.1.1. Concepto y formas de medición. VIII.1.2. Experimento de Wilhelmy para medir la velocidad de hidrólisis de la sacarosa.VIII.2. Orden de una reacción. VIII.2.1. Influencia de la concentración de los componentes sobre la velocidad de reacción. VIII.2.2. Orden de una reacción. Métodos para determinar el orden de una reacción. VIII.2.3. Constante de la velocidad de reacción.VIII.3. Mecanismos de reacción. VIII.3.1. Etapa determinante de la velocidad como control cinético de un proceso. VIII.3.2. Velocidad de reacción y temperatura, energía de activación. VIII.3.3. Teoría del estado de transición. VIII.3.4. Posibilidad de deducción de un mecanismo de datos cinéticos.VIII.4. Catálisis.VIII.4.1. Características de los catalizadores. Su comportamiento frente al equilibrio de una reacción, sus funCIÓNes termodinámicas de estado (_G, _H, _S) y estequeometría.VIII.4.2. Mecanismo de una reacción catalizada.

IX. EQUILIBRIO IONICO

IX.1. SoluCIÓNes acuosas y concentración de iones H. IX.1.1. Producto iónico del agua. pH, pOH y pK.IX.2. Acidos y bases. IX.2.1. Definición de los diferentes conceptos. IX.2.2. Fuerza de ácidos y bases. IX.2.3. Equilibrio ácido-base. IX.2.4. Constantes de acidez y basicidad. IX.2.5. Cálculos de pH de soluCIÓNes acuosas de ácidos y bases fuertes y débiles.IX.3. SoluCIÓNes amortiguadoras. Sus propiedades. IX.3.1. Cálculo del pH en estas soluCIÓNes mediante la ecuación de Henderson-Hasselbach. IX.3.2. Intervalos de pH y capacidad de amortiguación.

X. EQUILIBRIO REDOX

X.1. ReacCIÓNes de óxido-reducción. X.1.1. Par redox. X.1.2. Transferencia de electrones y generación de fuerza electromotriz.X.2.Medición de un _G en una reacción redox. X.2.1. Potencial de electrodo de un par de redox.X.3.Potenciales redox estándar. X.3.1. Relación de la fuerza electromotriz estándar con los cambios _G y la constate de equilibrio termodinámico de una reacción redox. X.3.2. Influencia del pH sobre el potencial redox.

XI. ELECTROQUIMICA

XI.1. Potencial de membrana.XI.2. Ecuación de Nerst.

Bibliografía básicaAtkins, P.W. y M.J. Clungston. 1986. Principios de fisicoquímica. Addison-Wesley Iberoamericana. Wilmington.Benson, S. 1972. Cálculos químicos. Limusa. Wiley. México.**Brown TL, LeMay HE, Burnsten BE. 1993. Química, la ciencia central. Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana S.A. México.Cordova, F.J.L. 1990. La química y la cocina. Ed. FCE. México.Chang, W. 1986. Fisicoquímica con aplicación a sistemas biológicos. CECSA. México.Chow, P.S. 1989. Petroquímica y sociedad. Ed. FCE. México.Dickson, T.R. 1990. Introducción a la química. Publicaciones culturales. México.Garritz, R.A. y J.A. Chamizo. 1990. Del tequesquite al ADN. Ed. FCE. México.Goldwhite, H. y J.R. Spielman. Química universitaria. Ed. SITESA. México.Hein, M. 1992. Fundamentos de química. Ed. Iberoamericana. México.Holum, J.R. 1980. Principios de fisicoquímica, química orgánica y bioquímica. Limusa. México.**Kotz JC, Treichel PM, Weaver GC. 2005. Química y reactividad química. Ed. Thomson.Morris, F.G. Fisicoquímica para biólogos. Ed. Reverté.Tinoco, I. 1980. Fisicoquímica. Principios y aplicaciones en las ciencias biológicas. Ed. Dossat. Madrid.

Bibliografía complementaria:Ander, P. 1982. Principios de química. Introducción a los conceptos teóricos. Ed. LIMUSA. México.Asimov, I. 1985. Breve historia de la química. Ed. Alianza. México.García, F.H. 1990. El químico de las profecías: Dimitri I. Mendeleiev. Rd. Pangea. México.García, F.H. 1991. El investigador del fuego: Antoine Laurent Lavoisier. Rd. Pangea. México.Masterton, W.L. 1984. Química general superior. Ed. Interamericana. México.2

LABORATORIO________________________________________

2Exámenes50% (1^er Examen25%2^oExamen25% )

8Prácticas50% (4Prácticas25%4Prácticas25% )

ØSe formaran equipos de trabajo de 3-4 personasØLos reportes se entregarán individualmente y en la siguiente clase después de haber realizado la práctica.ØNo se recibirán reportes extemporáneos.ØSe otorgarán puntos adicionales en cumplimiento con tareas, participaciones, asistencia y trabajo de laboratorio

ØInicio de curso 14 de agosto