Física Biomédica (plan 2015) 2023-1

Primer Semestre, Introducción a la Física del Cuerpo Humano

PRESENTACIÓN DEL CURSO

Introducción a la Física del Cuerpo Humano (IFCH)

DINÁMICA DEL CURSO

En realidad, este curso corresponde a Química Biológica. Durante el semestre 2023-1, se impartirá de forma PRESENCIAL, pero se creará un espacio en Google Classroom en donde se enviarán las tareas, notas, vídeos educativos, etc., que apoyen el tema revisado.

Al ser esta materia de primer semestre, es muy importante que los alumnos de nuevo ingreso comiencen a utilizar su correo de la Facultad de Ciencias, pues será en ese correo donde recibirán una invitación para ingresar al Classroom.

RECURSOS DIDÁCTICOS

1. Notas y ejercicios para casa
2. Cuestionarios y crucigramas
3. Vídeos educativos
4. Carpeta de Google Drive con libros en pdf

EVALUACIÓN

50% exámenes. 4 exámenes parciales.

50% tareas (7-8 tareas dependiendo del ritmo del curso). Las tareas pueden ser escritas a mano o a computadora y pueden enviarse en formato pdf a través del Classroom o ser entregadas en físico.

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 (12 min máximo y utilizando las herramientas digitales que mejor convengan al estudiante) que involucre un tema del curso.

Los alumnos que deseen mejorar su promedio final tienen derecho a un examen de reposición dentro de las fechas establecidas para ello, así como al examen final para aquellos que no consigan una calificación aprobatoria al final del curso.

TEMARIO

1. La materia y sus cambios

• Estados de agregación y sus cambios
• Propiedades fisicoquímicas del agua
• Soluciones acuosas
• Osmolaridad

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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.

7. 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.

8. 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

9. 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.

10. 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