Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica
Prerrequisitos:
Ninguno.
Antecedentes Recomendadas:
Ninguna
Consecuentes Recomendadas:
Química Orgánica 1
Fisicoquímica
Bioquímica
Química Orgánica 2
Presentación de la unidad de aprendizaje:
Esta unidad de aprendizaje, presenta de forma general los conocimientos fundamentales de la estructura y reactividad de los compuestos químicos. Estos conceptos son la base para la comprensión de fenómenos químicos y biológicos que se abordan en los cursos superiores de la carrera de Licenciatura en Ciencias Área terminal en Bioquímica y Biología Molecular. El enfoque fenomenológico y cuantitativo permitirá al estudiante adquirir, reforzar y comprender los fundamentos de la química y sus interrelaciones con otras ciencias.
Propósito de la unidad de aprendizaje:
Analizar los principios básicos de la química, adquirir los conceptos fundamentales y describir a nivel molecular lo que ocurre en una reacción química.
Competencias profesionales:
Reconoce las propiedades físicas y químicas de los compuestos bioactivos.Analiza críticamente la literatura científica y técnica que utiliza modelos teóricos para analizar el comportamiento y propiedades de sistemas moleculares diversos.
Contribución al perfil de egreso:
La UA aporta al perfil del egresado la capacidad para continuar con su preparación para desarrollarse en la investigación científica como actividad profesional.
Secuencia temática:
I Fundamentos.
1.1 Materia y energía.
1.1.1 Propiedades físicas de la materia: masa, volumen, densidad.
1.1.2 Energía y fuerza.
1.1.3 El sistema internacional de unidades (SI).
1.2 Descubrimiento de los elementos químicos.
1.2.1 La alquimia y la química en el siglo XIX.
1.2.2 La tabla periódica y la ley de Mendelief.
1.2.3 Átomos: descubrimiento del electrón.
1.2.4 Átomos: descubrimiento del núcleo y el primer modelo atómico (Kelvin-Thomson).
1.2.5 Neutrones e isótopos.
1.2.6 Los elementos químicos modernos (la era post-atómica y los elementos transuránicos).
1.2.7 Estructura atómica y el comportamiento periódico de los elementos.
II Formalismos químicos.
2.1 Compuestos.
2.1.1 ¿Qué son los compuestos?
2.1.2 Moléculas y fórmulas moleculares.
2.1.3 Iones y compuestos iónicos.
2.2 Nomenclatura química.
2.2.1 Cationes.
2.2.2 Aniones.
2.2.3 Compuestos iónicos.
2.2.4 Compuestos moleculares inorgánicos.
2.2.5 Compuestos molecurales inorgánicos.
2.3 Concepto de mol.
2.3.1 Definición de mol.
2.3.2 Masa molar.
2.4 Determinación de fórmulas químicas.
2.4.1 Composición porcentual en masa.
2.4.2 Determinación de fórmulas empíricas.
2.4.3 Determinación de fórmulas moleculares.
2.5 Nomenclatura química.
2.5.1 Clasificación de mezclas.
2.5.2 Técnicas de separación.
2.5.3 Molaridad.
2.5.4 Dilución.
III Estequiometría y reactividad.
3.1 Concepto de mol.
3.1.1 Simbología de las reacciones químicas.
3.1.2 Balance de las reacciones químicas.
3.2 Nomenclatura química.
3.2.1 Electrolitos.
3.2.2 Reacciones de precipitación.
3.2.3 Ecuaciones iónicas.
3.2.4 Análisis gravimétrico.
3.3 Ácidos y bases.
3.3.1 Definiciones de ácidos y bases.
3.3.2 Ácidos y bases fuertes y débiles.
3.3.3 Concepto de pH.
3.3.4 Neutralización.
3.4 Reacciones redox.
3.4.1 Reducción y oxidación.
3.4.2 Números de oxidación.
3.4.3 Agentes oxidantes y reductores.
3.4.4 Balance de reacciones redox simples.
3.5 Reacciones redox.
3.5.1 Problemas basados en reacciones químicas (en mol y en masa).
3.5.2 Reactivo limitante.
3.5.3 Reacciones en solución (análisis volumétrico).
3.6 Reacciones redox.
3.6.1 Constante de equilibrio.
3.6.2 Principio de Le Chatelier.
3.6.3 Factores que afectan el equilibrio.
3.6.4 Cálculo de constantes de equilibrio expresadas en términos de concentración.
IV Átomos: el mundo cuántico.
4.1 Átomos.
4.1.1 Características de la radiación electromagnética.
4.1.2 Radiación, cuantos y fotones.
4.1.3 Dualidad onda-partícula de la materia.
4.1.4 Principio de incertidumbre.
4.1.5 Funciones de onda y niveles de energía.
4.1.6 Espectro atómico y niveles de energía.
4.2 Modelos de átomos.
4.2.1 Número cuántico principal.
4.2.2 Orbitales atómicos.
4.2.3 Espín electrónico.
4.2.4 Estructura electrónica del átomo de hidrógeno.
4.3 Estructura de átomos con muchos electrones.
4.3.1 Energía de los orbitales.
4.3.2 Principio de construcción progresiva (Aufbau).
4.3.3 Estructura electrónica y la tabla periódica.
4.4 Periodicidad de las propiedades atómicas.
4.4.1 Radio atómico.
4.4.2 Radio iónico.
4.4.3 Energía de ionización.
4.4.4 Afinidad electrónica.
V Enlaces químicos.
5.1 Enlaces iónicos.
5.1.1 Formación de enlaces iónicos.
5.1.2 Interacciones entre iones.
5.1.3 Configuraciones electrónicas de los iones.
5.1.4 Símbolos de Lewis.
5.2 Enlaces covalentes.
5.2.1 Naturaleza de los enlaces covalentes.
5.2.2 Estructura de Lewis.
5.2.3 Estructura de Lewis para especies poliatómicas.
5.2.4 Resonancia.
5.2.5 Carga formal.
5.3 Excepciones a la regla del octeto.
5.3.1 Radicales y biradicales.
5.3.2 Capas de valencia expandidas.
5.3.3 Las estructuras inusuales de algunos compuestos del Grupo 13/III.
5.4 Enlaces iónicos versus covalentes.
5.4.1 Correcciones al modelo covalente: electronegatividad.
5.4.2 Correcciones al modelo iónico: polarizabilidad.
5.5 Fuerzas y longitudes de los enlaces covalentes.
5.5.1 Fuerza de enlace.
5.5.2 Variación en la fuerza de enlace.
5.5.3 Longitud de enlace.
VI Forma molecular y estructura.
6.1 El modelo VSEPR.
6.1.1 El modelo VSEPR básico.
6.1.2 Moléculas con pares solitarios sobre el átomo central.
6.1.3 Moléculas polares.
6.2 Teoría del enlace de valencia.
6.2.1 Enlaces sigma y pi.
6.2.2 Hibridación de orbitales.
6.2.3 Hibridación en moléculas más complejas.
6.2.4 Enlaces en hidrocarburos.
6.2.5 Características de los enlaces dobles.
6.3 Teoría de los orbitales moleculares.
6.3.1 Limitaciones de la teoría de Lewis.
6.3.2 Orbitales moleculares.
6.3.3 Moléculas diatómicas.
6.3.4 Moléculas diatómicas heteronucleares.
VII Introducción a la química orgánica
7.1 Los hidrocarburos alifáticos: isómeros estructurales y nomenclatura.
7.2 Los hidrocarburos alifáticos: propiedades y reactividad.