Física Biomédica (plan 2015) 2020-4

Primer Semestre, Introducción a la Física del Cuerpo Humano

En realidad, este curso corresponde a Química Biológica. Durante el intersemestral se impartirá en línea utilizando básicamente Google Classroom y Meet para las videoconferencias. Se enviarán notas, vídeos educativos que apoyen el tema revisado en curso, y se grabarán las clases para que el alumno pueda revisar los conceptos y dominarlos. Se utilizarán pizarras virtuales para los ejercicios que lo ameriten Las clases en línea serán los martes y jueves de 10 a 11:30 am, y los viernes estarán destinados a asesorías y dudas puntuales de tareas, ejercicios y material enviado.

Evaluación:

60% exámenes (3)
20% tareas (3)
20% actividades complementarias (análisis de casos, crucigramas químicos, cuestionarios, etc.)

Además de estos porcentajes de evaluación existe la posibilidad de otorgar 10% sobre la calificación final para los alumnos que decidan utilizarlo. Este 10% corresponde a la elaboración de un vídeo didáctico (15 min máximo y utilizando las herramientas digitales que mejor convengan al estudiante) que involucre un tema del curso.

TEMARIO

LA MATERIA Y SUS CAMBIOS
• Estados de agregación y sus cambios
• Propiedades fisicoquímicas del agua
• Soluciones acuosas
• Osmolaridad

ESTRUCTURA ATÓMICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS
• Estructura atómica y partículas subatómicas
• Tabla periódica y su organización
• Configuración electrónica. Orbitales atómicos
• Radio atómico, energía de ionización y afinidad electrónica.
• Valencia y estados de oxidación

ENLACE QUÍMICO E INTERACCIONES INTERMOLECULARES
• Enlace iónico, covalente y metálico. Energía de enlace.
• Nomenclatura de compuestos inorgánicos
• Electronegatividad
• Estructuras de Lewis y cargas formales
• Fuerzas intermoleculares y estados de agregación en función de tipos de enlace

TERMODINÁMICA BIOLÓGICA
• Variables y potenciales termodinámicos
• Entalpía, entropía, energía libre de Gibbs
• Reversibilidad
• Procesos microscópicos y macroscópicos
• Aplicaciones de la termodinámica a procesos biológicos
• Breve introducción a las ideas de la mecánica estadística

FUNDAMENTOS DE ESTEQUIOMETRÍA
• Concepto de mol, número de Avogadro y masa molar
• Expresión de la concentración de disoluciones en unidades químicas (molaridad y normalidad)
• Balanceo de ecuaciones químicas
• Interpretación molar de ecuaciones químicas
• Reactivo limitante y rendimiento de reacción

EQUILIBRIO QUÍMICO
• Concepto de equilibrio químico y constante de equilibrio
• Ley de acción de masas
• Cálculo de las constantes de equilibrio
• Principio de Le Chatelier. Factores que afectan el equilibrio químico.

EQUILIBRIO ÁCIDO - BASE
• Definición de ácidos y bases, conceptos de Arrhenius, Bronsted-Lowry y Lewis.
• Disociación del agua: concepto de pH y pKa
• Constantes Ka y Kw
• Disoluciones amortiguadoras (Buffers). Ecuación de Henderson-Hasselbach
• Amortiguadores fisiológicos. Sistema amortiguador en la sangre.

CINÉTICA QUÍMICA
• Ley de rapidez
• Orden de reacción
• Dependencia de la velocidad con la concentración
• Teoría de colisiones y estados de transición
• Ecuación de Arrhenius
• Nociones de catálisis enzimática

ELECTROQUÍMICA
• Conceptos de oxidación, reducción, agente oxidante, agente reductor
• Balanceo de reacciones redox por el método de ion electrón en medio ácido y básico
• Fuerza electromotriz. Ecuación de Nernst
• Electroquímica de procesos biológicos. Potencial de acción.

QUÍMICA ORGÁNICA
• Hibridación de orbitales sp3, sp2 y sp. Geometría molecular.
• Grupos funcionales y polaridad
• Nociones de nomenclatura de moléculas orgánicas.
• Estereoquímica: quiralidad, proyecciones de Fisher
• Introducción a la química de biomoléculas: Carbohidratos, lípidos, ácidos nucleicos y proteínas
• Nociones de la interacción de los metales en procesos biológicos. Caso de la hemoglobina

Bibliografía básica:

• Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. Química, la Ciencia Central, 12ª ed. Pearson Educación, México, 2013.
• Chang, Raymond. Química, 11ª ed McGraw-Hill, México, 2013.
• Wade, L.G. Jr., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, 204.
• Blanco A. Química Biológica, 9ª Edición, Ed. El Ateneo, 2012