Facultad de Artes y Ci
rtamento de Química
QUIM 3041
Recinto Universitario de Mayagüez
encias, Depa
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1)
Tít
cuatro anales de conferencia y tres horas semanales de laboratorio.
otas de Clase, Houghton Mifflin, MA, 2007
6)
Criterios
tas.
ulo del curso:
Química General IEl curso de Química 3041 es el primer semestre de un curso de un año de química general para estudiantes de concentración en Química, Ingeniería Química y Biotecnología. Tiene un valor de
créditos. Consiste de tres horas sem 2)
Prerequisito:
Ninguno.3)
Correquisito:
Mate 3171 y (Mate 3005 o Mate 3143).4)
Libro de texto
: Tro, N., Chemistry: A Molecular Approach, 2nd Ed. Pearson, Prentice Hall, 2011. 5)Texto
suplementario
: Solís Trinta, L. N., Manual de Nde Evaluación y Asignación de No
Tres exámenes parciales (116 pts c/u) 348 puntos
Pruebas Cortas 60 puntos
Nota de laboratorio* 200 puntos
Examen final 200 puntos
ase al Prontuario de Laboratorio.
la clase se b curva sugerida:
800 puntos
*Para detalles de la puntuación del laboratorio, refiér
Las notas en asan en la siguiente
Promedio** Nota 100-90 A 59-0 F
s puntos acumulados por el estudiante y dividiendo esa cantidad por 8.
7)
De
acciones en solución acuosa, tica, termoquímica, enlaces iónico y covalente.
8)
89-80 B
79-70 C
69-60 D
**Se calcula sumando lo
scripción del Curso:
Aspectos cualitativos y cuantitativos fundamentales de los principios químicos. Se enfatizará la relación entre el comportamiento químico de la materia y su estructura atómica y molecular. Entre los tópicos a cubrirse están: cantidad de sustancia (concepto del mol), estequiometría, re
estado gaseoso, teoría cuán
rante las conferencias se resolverán problemas rep
ión de los conceptos importantes adquiridos en clases y 3) ediante el cual los estudiantes puedan generar preguntas para estudiar y, si es
l profesor. 9)
e ofrecerán en horario nocturno.
l parcial la puntuación correspondiente al examen final del curso.
ncia como al laboratorio es compulsoria.
En general, el contenido del curso será presentado en conferencias interactivas en las que los estudiantes podrán hacer y contestar preguntas. Du
resentativos con la participación de los estudiantes. Las conferencias serán complementadas con el uso de métodos audiovisuales y modelos moleculares.
Los estudiantes deberán trabajar asignaciones de problemas relacionados con los temas de cada capítulo. El propósito de estas asignaciones es 1) proveer una oportunidad para que los estudiantes repasen conceptos importantes y practiquen destrezas 2) proveer un mecanismo mediante el cual los estudiantes puedan autoevaluar su comprens
proveer un mecanismo m
necesario, para buscar la ayuda de
Exámenes parciales
: SNo hay reposición para los exámenes parciales. En caso de ausencia justificada se adjudicará a examen
10) Examen Final: La Oficina del Registrador anunciará la fecha, lugar y hora del examen final del curso. 11) Reglas:
a) La asistencia tanto a la confere En cada conferencia y laboratorio el estudiante debe firmar en la hoja de asistencia. En caso de ausencia justificada, el estudiante deberá traer una excusa oficial, (Servicios Médicos, Tribunal, etc.), no más de una semana después de su regreso a clases.
b) Los laboratorios comienzan la primera semana de clase. No habrá reposición para las ausencias al
laboratorio. Tres ausencias al laboratorio conlleva una nota de CERO en los informes de laboratorio.
on más de tres ausencias al laboratorio recibirá una calificación de F en el curso de Química 3041.
) Los teléfonos celulares, laptops y otros artefactos electrónicos que interfieran con su atención a la C
Para más información sobre el laboratorio deberá referirse al Prontuario de Laboratorio. Éste se distribuirá durante la primera semana de clase en el laboratorio.
c
clase, deberán mantenerse apagados durante las clases y exámenes. No se permitirá el uso de audífonos, salvo los que deban usarse debido a algún impedimento auditivo.
d) Durante los exámenes se requerirá identificación con foto. No se permitirá el uso de calculadoras
programables. Los celulares y los beepers deberán estar guardados y apagados.
e) Después de identificarse con el profesor y la institución, los estudiantes con impedimento recibirán acomodo razonable en sus cursos y evaluaciones. Para más información comuníquese con Servicios a
f) Cualquier estudiante que cometa fraude durante un examen, copiándose utilizando cualquier fuente, e cero en el examen. Estará sujeto a sanciones disciplinarias de acuerdo con el
ntes de la UPR.
12)
Ayuda al estudiante
:Estudiantes con Impedimentos en la oficina del Decano de Estudiantes, a los teléfonos 787-265-3862 ó 787-832-4040 x 3250 ó 3258.
recibirá calificación d
ante las horas de oficina, comuníquese con su profesor para itar una reunión fuera de horas de oficina.
res de laboratorio ofrecen sus horas de oficina. Se anima a los estudiantes utilizar la Sala de Recursos.
los exámenes parciales, ambios al prontuario (si alguno) o cualquier otra información que sea necesaria.
13)
el estudio de la química y su importancia fundamental con relación a las demás
didas están sujetas a errores experimentales y distinguir entre precisión y exactitud de
sar con claridad, las cifras que son
. unidades base para obtener las unidades derivadas al considerar propiedades como volumen y
dimensional al resolver problemas y desarrollar factores unitarios de conversión l) Definir o explicar los siguientes conceptos:
s)
ios físicos y químicos de la materia químicas de la materia
recisión científico: experimento, hipótesis, ley, teoría
masa ley de conservación de masa y energía
Horas de Oficina:
Su profesor de conferencia estará disponible en sus horas de oficina para aclarar cualquier duda relacionada al curso. Si no pueden venir dur
c
Sala de Recursos, Q-149: La Sala de Recursos de Química ofrece un programa de tutorías para
beneficio de los estudiantes. Además se prestan libros de química y otros recursos didácticos, y es el lugar donde los instructo
Cada estudiante tendrá acceso al Portal colegial, (Mi uprm.edu.) Deberá cotejar con frecuencia su correo electrónico en uprm.edu pues se enviarán mensajes acerca del contenido de
c
Objetivos específicos
:Capítulo 1: Materia, medición y solución a problemas. (4 horas)
a) Conocer en qué consiste ciencias y la tecnología.
b) Conocer ejemplos de las tareas que llevan a cabo los químicos.
c) Conocer la aportación del químico francés Antoine Lavoisier (1743-1797) a la química moderna. d) Reconocer que las me
una medida.
e) Al utilizar medidas, establecer su precisión usando cifras significativas. f) Utilizar notación científica y las reglas de redondeo para expre
significativas en una medida o en el resultado de un cálculo.
g) Conocer las unidades base del sistema internacional (SI) de medidas.
h) Utilizar los prefijos apropiados para convertir las unidades base en unidades más grandes o más pequeñas i) Utilizar las
densidad.
j) Conocer las escalas de temperatura Celsius, Fahrenheit y Kelvin y poder intercambiar entre ellas. k) Utilizar la técnica de análisis
para intercambiar unidades.
química sustancia
materia propiedades extensivas e intensivas
estados de la materia (sólido, líquido y ga mezcla (homogénea o heterogénea)
camb propiedades físicas y
fase exactitud y p
método destilación
Capítulo 2: Átomos y elementos. (4 horas)
a) Citar los postulados de la teoría atómica de Dalton. b) Conocer nombres y símbolos de elementos comunes.
c) Describir la estructura del átomo en términos de electrones, protones y neutrones. d) Describir el experimento de J. J. Thomson que descubre y caracteriza al electrón. e) Describir el experimento de R. Millikan que permite calcular la carga del electrón.
lecer el modelo nuclear del átomo.
ro de oatómico.
mo funciona.
ia, calcular el peso atómico de un elemento.
m) periódica y obtener info de ella.
n) es concep
de masa oporciones definidas
gadro e proporciones múltiples
tómica
asa atómica (uma)
metal no metal
cula.
partículas (átomos, moléculas,
empírica
cular, obtener la fórmula molecular del compuesto.
es de partículas o de gramos de sustancia.
p) s conce
osición por masa pírica
ecuación química ecuación química balanceada productos reactivos f) Describir el experimento de E. Rutherford que permite estab
g) Relacionar los experimentos de J. Chadwick con la caracterización del neutrón. h) Distinguir entre número atómico (Z) y número de masa (A).
i) Determinar el número atómico (Z) y el número de masa (A) de un núcleo en específico, dado el núme protones, electrones y neutrones y viceversa para un átomo neutro o un ión mon
j) Conocer en qué se basa la escala para expresar pesos atómicos y la unidad que se utiliza. k) Conocer para qué se usa el espectrómetro de masa y describir có
l) Dada la masa de cada isótopo y su abundanc
Describir la tabla rmación básica Definir y/o explicar los siguient tos:
rayos catódicos semiconductor
ley de conservación ley de pr
número de Avo ley d
ion (catión y anión) isótopo
masa a mol
unidad de m masa molar
metaloide elementos de transición
Capítulo 3: Moléculas, compuestos y ecuaciones químicas. (4 horas)
a) Distinguir entre varios tipos de fórmulas de compuestos químicos y saber interpretarlas. b) Distinguir entre compuestos moleculares o covalentes y compuestos iónicos.
Conocer información básica con relación a los com
c) puestos orgánicos.
d) Dadas las fórmulas de los reactivos y productos de una reacción química, obtener los coeficientes apropiados para balancear o ajustar la ecuación.
e) Dado el símbolo o fórmula de una sustancia y una tabla de pesos atómicos, calcular el peso fórmula y la masa molar.
Dado el símbolo o fórmula de una sustancia, calcul
f) ar la masa en gramos de un átomo o molé
g) Dado el símbolo o fórmula y la masa de una sustancia, calcular el número de fórmulas unitarias o iones) que contiene.
h) Dado el símbolo o fórmula y los gramos de una sustancia, calcular los moles. i) Dado el símbolo o fórmula y los moles de una sustancia, calcular los gramos.
Dada una f
j) órmula, calcular el % por masa de cada elemento en el compuesto.
k) Dada la masa de un compuesto y su fórmula o % de composición, calcular los gramos o moles de algún elemento.
l) Dadas las masas de un compuesto y de sus elementos o el % de composición, obtener la fórmula del compuesto.
m) Obtener la fórmula empírica de un compuesto mediante el análisis de una combustión. n) Conociendo la fórmula empírica y el peso mole
o) Interpretar la ecuación química en términos de partículas, de mol Definir o explicar los siguiente ptos:
peso fórmula reacción química
% de comp formula em
lo
Capítu ades químicas y reacciones en solución acuosa. (8 horas)
a) Dada una ecuación química y la cantidad de una sustancia, calcular la cantidad de otra sustancia envuelta en la reacción.
4: Cantid
b) Dada una ecuación química y las cantidades de dos reactivos, investigar cuál es el reactivo limitante para poder determinar la cantidad de producto que se forma.
de rendimiento del producto.
ula de un compuesto iónico, utilizar las reglas de solubilidad para predecir su solubilidad en agua. r medio de la ecuación molecular, la ecuación iónica total o
os, se formará un . il.
ntre ellos. nsidad y el volumen de solución.
métrico: Dada una ecuación química, calcular el volumen de una solución de molaridad n reactivo, que e para que ju ccione con una dada de otro reactivo.
r) roceso de tit ra una reacci antida activo, que
e co en dado de u ción de molaridad con activo.
s
oluto re ctivo limitante oxidación punto de equivalencia solvente
reducción ácido ion espectador
a otra.
cambia usando la ley de Charles.
gún la ley de Avogadro.
usando la ley del gas ideal.
nvuelven volúmenes de gases usando la ley del gas ideal para
i) ley de presion lton para u s.
j) masas de gase ezcla, calcular la p rcial o la fracción molar de algún o la presión t
k) explicar los sigui
fusión ifusión
presión Ley del Gas Ideal gas real
de Dalton ecuación de van der Waals
c) Dada una ecuación química, la cantidad del reactivo limitante y el rendimiento experimental de un producto, calcular el rendimiento teórico y el %
d) Distinguir entre electrolitos fuertes y débiles y no electrolitos. e) Dada la fórm
f) Representar reacciones que envuelven iones, po completa y la ecuación iónica neta.
g) Distinguir entre los tipos principales de reacciones: precipitación, ácido-base, formación de gas y oxidación-reducción.
h) Establecer el número de oxidación de átomos.
i) Usar las reglas de solubilidad para predecir si al mezclar dos soluciones de compuestos iónic
precipitado. Si se forma un precipitado, poder escribir las ecuaciones molecular, iónica total e iónica neta j) Dada la fórmula de un ácido o una base, clasificarlo como electrolito fuerte o déb
k) Dados un ácido y una base, escribir la ecuación para la reacción de neutralización que ocurre e l) Dadas la masa del soluto y el volumen de una solución, calcular la molaridad de la solución. m) Calcular la molaridad de una solución dado el porciento por peso, la de
n) Dados la molaridad y el volumen de una solución, calcular los moles de soluto.
o) Dados los moles del soluto y la molaridad de una solución, calcular el volumen de la solución.
p) Para diluir soluciones: Calcular el volumen de una solución de molaridad conocida, que se requiere para preparar un volumen específico de una solución de menor molaridad.
q) En un análisis volu
conocida de u se requier stamente rea cantidad
Por medio del p ulación: Pa ón química, calcular la c d de un re
reacciona completament n un volum na solu ocida del otro re
) Definir o explicar:
estequiometría molaridad titulación s
a
rendimiento experimental
rendimiento teórico agente oxidante base % de rendimiento agente reductor solución Capitulo 5: Gases (4 horas)
a) Conocer las unidades en que se mide presión y poder convertir de una unidad
b) Dado el volumen inicial que ocupa una cantidad definida de un gas, calcular el volumen final cuando cambia la presión y se mantiene la temperatura constante, usando la ley de Boyle.
c) Dado el volumen inicial que ocupa una cantidad definida de un gas, calcular el volumen final cuando la temperatura y se mantiene la presión constante,
d) Dado el volumen inicial que ocupa una cantidad definida de un gas, calcular el volumen final cuando cambia tanto la presión como la temperatura, usando la ley combinada de gases.
e) Relacionar la cantidad de gas contenido en volúmenes iguales de gases que se encuentran a igual temperatura y presión, se
f) Dadas tres de las variables: V, P, T y n para un gas, calcular la cuarta variable
g) Conocer la relación entre la densidad de un gas y su peso molecular a base de la ley del gas ideal. h) Resolver problemas de estequiometría que e
hallar los moles de gas.
Conocer la es parciales de Da na mezcla de gase
Dadas las s en una m resión pa
componente otal de la mezcla. Definir o entes términos:
atmósfera Ley Combinada volumen molar
barómetro gas ideal e
manómetro condiciones STP d
Ley de Boyle Ley
Ley de Charles fracción molar Ley de Avogadro presión parcial Capítulo 6: Termoquímica. (5 horas)
basado en la cantidad de energía transferida y el trabajo e las sustancias y la energía transferida, escribir la ecuación
de la
tequiometría).
Cs, m o Δt, calcular la cuarta.
g varias ecuaciones ter lcular el ΔH para la re ue se obtiene al sumar las
viduales usan s.
h e entalpías dar, calcular el va un cambio de fase o el
una reacción química
i) inir o explicar los siguien ptos:
l a interna
alor específico caloría ley de conservación de energía calorímetro
ándar
ncia o longitud de onda, calcular la energía (E) asociada a un fotón o un mol de fotones. tein, Bohr, de Broglie, Heisenberg y Schrödinger en el desarrollo el átomo.
d) úmeros cuántico si es un conjunto permisible para un electrón.
e) ia de la lu asociada a una transición electrónica en el átomo
f) ientes concep d de onda (λ) ética gnético ) senberg rincipal (n) número cuántico magnético (m )
a de orbitales, decidir si es posible o no de acuerdo al principio uerdo
ónica.
e) ctrónica para el esta ribir el diagrama de orbitales,
ultiplicidad máxima de
f) tendencias co ie de elementos, en orden de radio
de ionización, afinidad elect
g) tes conceptos:
a) Dada la masa y la velocidad de un objeto, calcular su energía cinética. b) Determinar la energía interna de un sistema
realizado.
c) Dada una reacción química, el estado físico d termoquímica.
d) Dada una ecuación termoquímica, calcular la energía que corresponda a múltiplos de los coeficientes ecuación ajustada o a la reacción inversa.
e) Dado el ΔH para de una ecuación termoquímica, calcular la energía de reacción para una masa dada de reactivo o producto (aplicar es
f) Dadas cualesquiera tres de las variables q,
) Dadas moquímicas, ca acción q
reacciones indi do la ley de Hes
) Dada una tabla d de formación están lor de energía de
ΔH de .
Def tes conce
energía energía terma trabajo
energía cinética energí capacidad de calor
energía potencial función de estado c
julio sistema ley de Hess
entalpía alrededores estado est
entalpía de reacción calor entalpía de formación estándar
energía química equilibrio termal
Capítulo 7: Modelo cuántico del átomo. (5 horas)
a) Dada la frecuencia de luz (ν), calcular la longitud de onda (λ) o viceversa. b) Dada la frecue
c) Describir las contribuciones de Planck, Eins de la teoría cuántica d
Dado un conjunto de n s, n, l, ml, y ms, decidir
Calcular la energía, frecuenc z o longitud de onda de hidrógeno.
Definir o explicar los sigu tos:
longitu niveles de energía
frecuencia de luz (ν) relación de de Broglie radiación electromagn mecánica cuántica espectro electroma
constante de Planck (h
orbital atómico
principio de incertidumbre de Hei
fotón número cuántico p
efecto fotoeléctrico número cuántico de momento angular (l)
espectro continuo l
espectro de línea número cuántico de espín (ms)
Capítulo 8: Propiedades periódicas de los elementos. (5 horas) a) Dada una configuración electrónica o diagram
de exclusión de Pauli.
b) Dado el número atómico de un átomo, escribir su configuración electrónica para el estado raso, de ac al principio Aufbau.
c) Dado el período y el grupo al que pertenece un elemento, escribir su configuración terminal o de valencia para el estado raso o algún estado excitado.
d) Dado un ion, escribir su configuración electr
Dada la configuración ele do raso de un átomo, esc
aplicando la regla de m Hund.
Usando la tabla periódica y las nocidas, colocar una ser
atómico, energía rónica o radio iónico.
a
xclusión de Pauli arga nuclear efectiva
principio Aufbau energía de ionización
dad electrónica d
lemento representativo.
ticos (Ciclo de Born-Haber) ad. simple o de un ion, escribir su fórmula de Lewis.
f) E an a o ión poliató
g) D mulas de L pto de carga que describe
m electró
h) C re e ngitud de en
i) D ímica enlaces, n entalpía.
j) D os siguien
zantes
valente enlace covalente coordinado ticular enlace covalente polar radio covalente
pares enlazantes especies isoelectrónicas
momento dipolar carga formal
14)
configuración electrónic sustancia diamagnética diagrama de orbitales ley periódica
principio de e c
configuración de gas noble afini
configuración de seudo gas noble regla de Hun
electrones de valencia efecto de apantallamiento sustancia paramagnética penetración de orbitales estado raso
Capítulo 9: Enlace químico I: Teoría de Lewis. (5 horas)
a) Representar el enlace iónico usando símbolos de Lewis. b) Escribir el símbolo de Lewis para el ion de un e
c) Describir la formación de un compuesto iónico en términos energé
d) Dadas las electronegatividades de los átomos colocar una serie de enlaces en orden de polarid e) Dada la fórmula molecular de un compuesto
scribir las formas reson tes de una molécul mico.
adas varias fór ewis, usar el conce formal para determinar la fórmula ejor la distribución nica de la especie.
onocer la relación ent nergía de enlace y lo lace.
ada una reacción qu y datos de energías de determinar el cambio e efinir o explicar l tes conceptos:
símbolos de Lewis enlaces múltiples pares no enla enlace iónico enlace co
energía re
ciclo de Born-Haber electronegatividad regla del octeto energía de enlace enlace deslocalizados híbrido de resonancia enlace sencillo
fórmulas de Lewis
Observaciones:
Capítulo 1: Sección 1.7 -Se cubrirá en el laboratorio. El estudiante es responsable de este material para los xámenes de la conferencia.
apítulo 2 e
C : Se cubre completo.
Capítulo 3: Secciones 3.5 y 3.6 - Se cubrirán en el laboratorio. El estudiante es responsable de este material para los exámenes de la conferencia. Se elimina la sección 3.11.
Capítulo 4: Se cubre completo.
Capítulo 5: El estudiante será responsable de leer la sección 5.11. Capítulo 6: El estudiante será responsable de leer la sección 6.9. Capítulo 7: Se cubre completo.
Capítulo 8: El estudiante será responsable de leer la sección 8.9. Capítulo 9: Se cubre completo.
15) Problema
udia tulo
bajo “Rev ons”. En adición debe practicar los siguientes ejercicios. s recomendados.
El est nte debe poder contestar la mayoría de las preguntas que aparecen al final del capí iew Questi
Capítulo 1: 53, 55, 57, 67, 69, 73, 75, 77, 81, 83, 87, 89, 91, 93, 95, 97, 99, 103, 111, 113, 119, 132,138 Capítulo 3: , 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 59, 61, 63, 65, 67, 75, 77, 79, 85, 87, 89, 93, 97, 99, 101, 111, 113, 5, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 81, 83, 85, 87, 89, 97, 99, 87, 89, 91, 93, 95, 99, 101, 105, 107, 125 Capítulo 6: 33, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 93, 101, 121 Capítulo 7: 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 53, 55, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75 Capítulo 8: 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 81, 83, 85, 87, 91, 93, 99, 103 Capítulo 9: 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 55, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 87, 99 33, 37, 41, 43, 47, 49, 51, Capítulo 2: 29, 31, 33, 37, 39, 41, 47, 49, 51, 53, 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 75, 79, 81, 83, 85, 89, 93, 101, 111 23, 29, 33,35, 37 117, 127, 129 Capítulo 4: 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 45, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 6 101, 105, 107, 109, 111 Capítulo 5: 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 45, 53, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85,