Física (plan 2002) 2023-1

Optativas, Introducción a los Sistemas Químicos y Biológicos

Introducción a los Sistemas Químicos y Biológicos

Dr. David Morales Morales damor@unam.mx

Dr. Juan Manuel German Acacio jmga@cic.unam.mx

Fís. Marcela Angola Bañuelos Cedano margola@ciencias.unam.mx

M. en C. José Eduardo Jaimes Romano jaimeseduardo42@gmail.com

Metodología de Trabajo, Plataforma y Evaluacion

El curso estará basado en clases presenciales en el Instituto de Química, impartidas por los profesores asignados, éstas serán reforzadas en todo momento por sesiones de preguntas, que, por supuesto serán más útiles en la medida que el estudiante lea al respecto de la clase para generar dudas y discusiones. Este refuerzo también será complementado por sesiones de asesorías y canales abiertos por medio de correo electrónico y los medios de comunicación establecidos.

Las clases se verán complementadas con lecturas relevantes a cada tema, que estarán relacionadas con su posible aplicación o uso en las diferentes áreas de la ciencia con especial énfasis en Quimica, Física y Biológica y las ciencias derivas de la interrelación entre estas. De estas lecturas se solicitarán ensayos con un máximo de 3500 palabras, donde se pedirá que el alumno discuta de manera analítica dichos textos. Estos ensayos sumaran para la evaluación, que será complementada con exámenes parciales y series de problemas, así como un examen final. Los exámenes parciales tendrán un peso de 60% del total de la calificación, mientras que las tareas tendrán un porcentaje de 30% y la participación activa del estudiante será de 10%.

El miércoles 17 de agosto de 2022, a las 12:00 horas,se llevará a cabo la primera sesión, en la cual se presentará el curso y se aclararán dudas que haya con respecto al mismo. Dicha sesión será en el salón 3B, edificio B del Instituto de Química.

Libros de texto:

1) Chang, R. & Goldsby, K. 2016. Química Ed. 12. McGraw-Hill: China;

2) Jaume Casabo. Estructura Atómica y Enlace Químico. Reverte, España.

Bloque 1. Introducción a la química.
1.1 Conceptos fundamentales

· Tabla periódica, grupos y periodos.

· Átomo, elementos químicos (estables y radiactivos), isótopos y molécula.

· Número de Avogadro, masa, número atómico y masa molecular.

· Concepto de mol.

· Estequiometria de la reacción (reactivo limitante).

1.2 Periodicidad química

· Configuración electrónica.

· Apantallamiento, carga nuclear efectiva, número de oxidación, valencia.

· Propiedades electrónicas (energía de ionización y afinidad electrónica).
· El tamaño de los átomos (radio atómico, radio iónico, radio covalente, radio metálico).

· Electronegatividad.

1.3 Enlace químico

· Regla del octeto

· Enlace covalente y sus propiedades.

· Teoría de enlace valencia y orbitales moleculares.

· Enlace iónico y sus propiedades.

· Otras fuerzas químicas (puente de hidrógeno y de van der Waals).
PRIMER EXAMEN

Bloque 2. Reacciones ácido-base, termoquímica y equilibrio químico.
2.1 Aspectos energéticos en la reacción química

• Naturaleza y tipos de energía
• Introducción a la termodinámica
• Leyes de la termodinámica
• Termoquímica
• Entalpía estándar de reacción

2.2 Equilibrio químico

· Equilibrio químico y constante de equilibrio.

· Factores que afectan el equilibrio químico.

· Constante del producto de solubilidad.

2.3 Ácidos y bases

· Definición de ácido y base.

· Ionización del agua, hidrólisis.

· Soluciones tampón (buffer) e indicadores.

SEGUNDA EVALUACIÓN

Bloque 3. Reacciones óxido-reducción

3.1 Oxidantes y reductores

· Concepto de oxidante.

· Concepto de reductor.

3.2 Reacciones redox

· Número de oxidación.

· Semireacción de oxidación.

· Semireacción de oxidación.

· Reacciones redox.

· Balanceo de ecuaciones redox.

3.3 Fundamentos de electroquímica

· Celdas electroquímicas.

· Electrodos.

· Potencial normal estándar.

· Potencial de oxidación.

· Potencial de reducción.

· Espontaneidad en las reacciones redox.

· Relación del potencial redox con la energía libre de Gibbs.

· Ecuación de Nernst.

3.4 Aplicaciones

· Quimica supramolecular y biomoléculas

· Quimica de materiales

· Quimica verde

· Catálisis

EXAMEN FINAL