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Planilla de Actividades Curriculares
Código: U1903
Química Inorgánica
Última Actualización de la Asignatura: 05/12/2024
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Descargar Planilla N°2 [PDF]CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA
| Carrera | Plan | Carácter | Cantidad de Semanas | Año | Semestre |
|---|---|---|---|---|---|
| 03008 - Ingeniería Química | 2018 | Obligatoria |
Totales:
35
Clases:
30
Evaluaciones:
5
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1ro |
2º - |
CORRELATIVIDADES
INFORMACIÓN GENERAL
PLANTEL DOCENTE
OBJETIVOS
Avanzar en la formación básica iniciada en la asignatura de Química para Ingeniería. Se desarrollan los principios básicos de la Química Inorgánica, orientada a la necesidad de las carreras de Ingeniería Química y Metalúrgica. Se tratan los aspectos relevantes de las teorías atómicas, del enlace de compuestos covalente, de sólidos inorgánicos y de los complejos de metales de transición. Se describe los aspectos más importantes de la química de los elementos representativos y de los metales de transición,
haciendo hincapié en los métodos industriales de importancia. Se continúa con la formación experimental del alumno mediante la realización de trabajos prácticos de laboratorio con las adecuadas medidas de seguridad, de manera que adquieran el adiestramiento necesario para que puedan desenvolverse son soltura en el laboratorio.
PROGRAMA SINTÉTICO
La teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos. Relaciones periódicas entre los elementos.
Enlace químico. Geometría molecular y orbitales moleculares. Enlace iónico. Metalurgia y química de los metales. Elementos no metálicos y sus compuestos. La química de los metales de transición y los compuestos de coordinación.
PROGRAMA ANALÍTICO
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN: 2018 1. La teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos.
De la física clásica a la teoría cuántica. Radiaciones electromagnéticas. Cuantización de la energía.
Efecto fotoeléctrico. Espectros atómicos. Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno. Naturaleza dual del electrón. Principio de Incertidumbre. Mecánica cuántica. Ecuación de Schrodinger. Números cuánticos. Funciones de onda y orbitales atómicos. Distribución radial de la probabilidad y Superficies de Contorno. Átomos plurielectrónicos. Principio de Exclusión de Pauli. Configuraciones electrónicas.
Conceptos de penetración y apantallamiento. Carga nuclear efectiva.
2. Relaciones periódicas entre los elementos.
Desarrollo de la Tabla Periódica. Clasificación periódica de los elementos y relación con la configuración electrónica. Variaciones periódicas de las propiedades físicas. Radio atómico y radios
iónicos. Energía de ionización. Electronegatividad y Afinidad electrónica. Variación general de las propiedades químicas.
3. Enlace covalente.
Teoría del enlace de valencia. Estructuras de Lewis. Hibridación de orbitales atómicos. Geometría molecular. Resonancia y deslocalización electrónica. Momento dipolar. Orden de enlace.
Teoría de Orbitales Moleculares. Método CLOA. Orbitales sigma y pi. Orbitales moleculares ligantes y antiligantes. Llenado de orbitales moleculares. Orden de enlace y longitud de enlace.
4. Enlace iónico.
Solidos cristalinos y amorfos. Estructura cristalina. Difracción de rayos X. Tipos de cristales y sistemas cristalinos. Polimorfismo. Isomorfismo. Empaquetamientos compactos. Concepto de celda unidad y retículo cristalino. Huecos tetraédricos y octaédricos. Relación de radios. Cálculos de densidad de cristales. Efectos de polarización. Energía reticular. Ciclo de Born Haber. Solubilidad.
5. Elementos representativos y sus compuestos.
Propiedades químicas generales. Poder polarizante: efecto sobre las propiedades químicas de elementos del grupo 1 y 2. Efecto del par inerte, ejemplos. Propiedades diferenciales de los elementos cabeza de grupo.
Hidruros de elementos no-metálicos. Unión puente de hidrógeno. Puntos de ebullición de hidruros.
Fuerza ácida de hidruros. Oxoácidos. Comparación de sus fuerzas ácidas.
Elementos alcalinos y alcalino-térreos. Métodos de obtención. Obtención industrial de NaOH y Na2CO3 (método Solvay)
Elementos del grupo 13. Boro y Aluminio. Propiedades. Obtención industrial.
Elementos del grupo 14. Carbono y sus variantes alotrópicas. Silicio y Germanio. Variación de las propiedades metálicas a lo largo del grupo. Acumulador de plomo.
Elementos del grupo 15. Nitrógeno y fósforo: diferencias de reactividad. Amoníaco, proceso Haber-
Bosch. Oxidos de N y de P. Obtención industrial del ácido nítrico. Oxoácidos del P.
Elementos del grupo 16. Oxígeno y ozono. Obtención industrial del peróxido de hidrógeno. Azufre y oxoácidos del azufre. Ácido sulfúrico: método de contacto.
Elementos del grupo 17: Halógenos. Obtención industrial de halógenos y de sus hidruros.
6. Metalurgia y química de los metales. Metales de Transición.
Los metales en la naturaleza. Procesos metalúrgicos. Obtención de Ti, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn, Sn, Ag, Au y Hg. Radio atómico en los metales, variación a lo largo de la tabla periódica. Contracción de los lantánidos y sus consecuencias. El enlace metálico. Modelo del mar de electrones y teoría de bandas.
Propiedades de los metales: conducción eléctrica y brillo. Conductores, aislantes y semi-conductores.
Variación de los puntos de fusión.
7. Metales de transición y compuestos de coordinación.
Compuestos de coordinación. Nomenclatura. Geometría de los compuestos de coordinación. Isomería:
definición. Isomería de enlace, de coordinación, geométrica y óptica Complejos octaédricos,
tetraédricos y cuadrado-planos. El enlace en los compuestos de coordinación. Teoría del campo cristalino. Desdoblamiento de orbitales d. Complejos de alto y bajo spin. Propiedades magnéticas.
Colores de los compuestos de coordinación. Ley de Lambert-Beer. Espectroscopia: transiciones electrónicas en complejos y su relación con las bandas de absorción. Tránsitos d-d y de transferencia de carga.
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN: 2018 1. La teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos.
De la física clásica a la teoría cuántica. Radiaciones electromagnéticas. Cuantización de la energía.
Efecto fotoeléctrico. Espectros atómicos. Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno. Naturaleza dual del electrón. Principio de Incertidumbre. Mecánica cuántica. Ecuación de Schrodinger. Números cuánticos. Funciones de onda y orbitales atómicos. Distribución radial de la probabilidad y Superficies de Contorno. Átomos plurielectrónicos. Principio de Exclusión de Pauli. Configuraciones electrónicas.
Conceptos de penetración y apantallamiento. Carga nuclear efectiva.
2. Relaciones periódicas entre los elementos.
Desarrollo de la Tabla Periódica. Clasificación periódica de los elementos y relación con la configuración electrónica. Variaciones periódicas de las propiedades físicas. Radio atómico y radios
iónicos. Energía de ionización. Electronegatividad y Afinidad electrónica. Variación general de las propiedades químicas.
3. Enlace covalente.
Teoría del enlace de valencia. Estructuras de Lewis. Hibridación de orbitales atómicos. Geometría molecular. Resonancia y deslocalización electrónica. Momento dipolar. Orden de enlace.
Teoría de Orbitales Moleculares. Método CLOA. Orbitales sigma y pi. Orbitales moleculares ligantes y antiligantes. Llenado de orbitales moleculares. Orden de enlace y longitud de enlace.
4. Enlace iónico.
Solidos cristalinos y amorfos. Estructura cristalina. Difracción de rayos X. Tipos de cristales y sistemas cristalinos. Polimorfismo. Isomorfismo. Empaquetamientos compactos. Concepto de celda unidad y retículo cristalino. Huecos tetraédricos y octaédricos. Relación de radios. Cálculos de densidad de cristales. Efectos de polarización. Energía reticular. Ciclo de Born Haber. Solubilidad.
5. Elementos representativos y sus compuestos.
Propiedades químicas generales. Poder polarizante: efecto sobre las propiedades químicas de elementos del grupo 1 y 2. Efecto del par inerte, ejemplos. Propiedades diferenciales de los elementos cabeza de grupo.
Hidruros de elementos no-metálicos. Unión puente de hidrógeno. Puntos de ebullición de hidruros.
Fuerza ácida de hidruros. Oxoácidos. Comparación de sus fuerzas ácidas.
Elementos alcalinos y alcalino-térreos. Métodos de obtención. Obtención industrial de NaOH y Na2CO3 (método Solvay)
Elementos del grupo 13. Boro y Aluminio. Propiedades. Obtención industrial.
Elementos del grupo 14. Carbono y sus variantes alotrópicas. Silicio y Germanio. Variación de las propiedades metálicas a lo largo del grupo. Acumulador de plomo.
Elementos del grupo 15. Nitrógeno y fósforo: diferencias de reactividad. Amoníaco, proceso Haber-
Bosch. Oxidos de N y de P. Obtención industrial del ácido nítrico. Oxoácidos del P.
Elementos del grupo 16. Oxígeno y ozono. Obtención industrial del peróxido de hidrógeno. Azufre y oxoácidos del azufre. Ácido sulfúrico: método de contacto.
Elementos del grupo 17: Halógenos. Obtención industrial de halógenos y de sus hidruros.
6. Metalurgia y química de los metales. Metales de Transición.
Los metales en la naturaleza. Procesos metalúrgicos. Obtención de Ti, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn, Sn, Ag, Au y Hg. Radio atómico en los metales, variación a lo largo de la tabla periódica. Contracción de los lantánidos y sus consecuencias. El enlace metálico. Modelo del mar de electrones y teoría de bandas.
Propiedades de los metales: conducción eléctrica y brillo. Conductores, aislantes y semi-conductores.
Variación de los puntos de fusión.
7. Metales de transición y compuestos de coordinación.
Compuestos de coordinación. Nomenclatura. Geometría de los compuestos de coordinación. Isomería:
definición. Isomería de enlace, de coordinación, geométrica y óptica Complejos octaédricos,
tetraédricos y cuadrado-planos. El enlace en los compuestos de coordinación. Teoría del campo cristalino. Desdoblamiento de orbitales d. Complejos de alto y bajo spin. Propiedades magnéticas.
Colores de los compuestos de coordinación. Ley de Lambert-Beer. Espectroscopia: transiciones electrónicas en complejos y su relación con las bandas de absorción. Tránsitos d-d y de transferencia de carga.
BIBLIOGRAFÍA
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
BÁSICA:
1.- Química Inorgánica, C. E. Housecroft and A. G. Sharpe, 2da Edición, Editorial Pearson, 2006.
2. G.E. Rodgers, Química Inorgánica, Introducción a la química de coordinación, del estado sólido y descriptiva, Mc Graw Hill, Madrid, 1995.
3.- F.A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Básica, Limusa, México, 2001.
4.- F. Basolo y R. Johnson, Química de los compuestos de coordinación, Ed. Reverté, Barcelona, 1967.
5.- N.N. Greenwood, Cristales iónicos defectos reticulares y no estequiometría, Editorial Alhambra, Madrid, 1970.
6.- Química. La Ciencia Central, Pearson, Prentice Hall, T. L. Brown, H.E. Le May y B.E. Bursten, 9na. Edición, 2004.
7.- R. Chang, Química, Mc Graw Hill, México, 1992.
8.- D.F. Shriver, P.W. Atkins y C.H. Langford, Inorganic Chemistry, Second Edition, Oxford University Press, Oxford, 1994.
COMPLEMENTARIA:
1. F.A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Avanzada, Cuarta Edición, John Willey and Sons, New York, 1980.
2. G.F. Liptrot, Química Inorgánica Moderna, Compañía Editorial Continental S.A., México, 1978.
3. J.E. Huheey, Química Inorgánica, Principios de estructura y reactividad, segunda edición, Harla, México, 1981.
4. N.N. Greenwood and A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, 1985.
5. L.E. Orgel, Introducción a la Química de los metales de transición. Teoría del campo ligando. Editorial Reverté, Barcelona, 1975.
6. E. Cartmell y G.W.A. Fowles, Valencia y estructura molecular, Editorial Reverté, 1963.
7. G. Herzberg, Atomic spectra and atomic structure, Dover, New York, 1944.
8. Química Inorgánica, Ed. Reverté, tercera edición, 1973.
9. T. Moeller, B.J. Aylett y B.C. Arancibia, Problemas de Química Inorgánica, España, 1968.
10. E.J. Baran, Química Bio-Inorgánica, Mc Graw Hill, Madrid, 1995.
11. K.W. Whitten, K.D. Gailey, Química General, Mc. Graw-Hill, México 1989.
Nota: Los alumnos tienen acceso a la versión digital de la mayoría de las fuentes bibliográfica descriptas arriba. Prácticamente toda esta literatura está disponible en versión papel tanto en la biblioteca de la Facultad de Ingeniería como en la de Exactas.
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
BÁSICA:
1.- Química Inorgánica, C. E. Housecroft and A. G. Sharpe, 2da Edición, Editorial Pearson, 2006.
2. G.E. Rodgers, Química Inorgánica, Introducción a la química de coordinación, del estado sólido y descriptiva, Mc Graw Hill, Madrid, 1995.
3.- F.A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Básica, Limusa, México, 2001.
4.- F. Basolo y R. Johnson, Química de los compuestos de coordinación, Ed. Reverté, Barcelona, 1967.
5.- N.N. Greenwood, Cristales iónicos defectos reticulares y no estequiometría, Editorial Alhambra, Madrid, 1970.
6.- Química. La Ciencia Central, Pearson, Prentice Hall, T. L. Brown, H.E. Le May y B.E. Bursten, 9na. Edición, 2004.
7.- R. Chang, Química, Mc Graw Hill, México, 1992.
8.- D.F. Shriver, P.W. Atkins y C.H. Langford, Inorganic Chemistry, Second Edition, Oxford University Press, Oxford, 1994.
COMPLEMENTARIA:
1. F.A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Avanzada, Cuarta Edición, John Willey and Sons, New York, 1980.
2. G.F. Liptrot, Química Inorgánica Moderna, Compañía Editorial Continental S.A., México, 1978.
3. J.E. Huheey, Química Inorgánica, Principios de estructura y reactividad, segunda edición, Harla, México, 1981.
4. N.N. Greenwood and A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, 1985.
5. L.E. Orgel, Introducción a la Química de los metales de transición. Teoría del campo ligando. Editorial Reverté, Barcelona, 1975.
6. E. Cartmell y G.W.A. Fowles, Valencia y estructura molecular, Editorial Reverté, 1963.
7. G. Herzberg, Atomic spectra and atomic structure, Dover, New York, 1944.
8. Química Inorgánica, Ed. Reverté, tercera edición, 1973.
9. T. Moeller, B.J. Aylett y B.C. Arancibia, Problemas de Química Inorgánica, España, 1968.
10. E.J. Baran, Química Bio-Inorgánica, Mc Graw Hill, Madrid, 1995.
11. K.W. Whitten, K.D. Gailey, Química General, Mc. Graw-Hill, México 1989.
Nota: Los alumnos tienen acceso a la versión digital de la mayoría de las fuentes bibliográfica descriptas arriba. Prácticamente toda esta literatura está disponible en versión papel tanto en la biblioteca de la Facultad de Ingeniería como en la de Exactas.
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
Las clases de laboratorio están programadas para ser dictadas en tres horas cada una. En el transcurso de las mismas se incluye un interrogatorio previo sobre las ideas principales y objetivos del trabajo práctico;
el desarrollo del mismo, que incluye explicación previa sobre los detalles más importantes, medidas de seguridad y una reunión final de unos 15 minutos, con los docentes auxiliares, para analizar los resultados del mismo. La lista de trabajos prácticos es la siguiente: 1) Compuestos del nitrógeno. 2)
Compuestos del azufre.3) Halógenos.4) Elementos de transición 5) Espectros electrónicos y propiedades magnéticas de iones complejos. 6) Purificación de sulfato de cobre comercial. Además de los trabajos de laboratorios arriba indicados se realizan demostraciones especiales durante las clases teóricas con nitrógeno líquido sobre el paramagnetismo del oxígeno, óxidos de nitrógeno, cristales, espectroscopia atómica, paramagnetismo de complejos de metales de transición, propiedades del ácido sulfúrico, , etc.
el desarrollo del mismo, que incluye explicación previa sobre los detalles más importantes, medidas de seguridad y una reunión final de unos 15 minutos, con los docentes auxiliares, para analizar los resultados del mismo. La lista de trabajos prácticos es la siguiente: 1) Compuestos del nitrógeno. 2)
Compuestos del azufre.3) Halógenos.4) Elementos de transición 5) Espectros electrónicos y propiedades magnéticas de iones complejos. 6) Purificación de sulfato de cobre comercial. Además de los trabajos de laboratorios arriba indicados se realizan demostraciones especiales durante las clases teóricas con nitrógeno líquido sobre el paramagnetismo del oxígeno, óxidos de nitrógeno, cristales, espectroscopia atómica, paramagnetismo de complejos de metales de transición, propiedades del ácido sulfúrico, , etc.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Dado que la química es una disciplina experimental que difícilmente pueda integrarse en un único bloque horario, las activida des de la Cátedra están separadas en teóricos-seminarios (clases de problemas) y laboratorios. Las temáticas abordadas en las clases de teorías,
de seminario y laboratorio están articuladas e integradas temáticamente. A continuación del desarrollo de un tema en la clase teórica se continúa con la ejercitación correspondiente y se ubica adecuadamente en el cronograma la clase de laboratorio. La metodología aplicada tiene como objetivos, por un lado, que los alumnos alcancen los conocimientos específicos que le permitan avanzar en otras as ignaturas de años superiores de su carrera y por otro que se adquieran las habilidades y aptitudes que contribuyan a su formación profesional.
Aunque las clases son numerosas la relación docente-alumno están programadas de tal manera que se garantiza que el alumno pueda evacuar sus dudas adecuadamente.
Las clases teóricas quedan a cargo de uno de los profesores. En la guía de seminarios se han seleccionan algunos ejercicios c onceptuales o numéricos típicos que son explicados por algún docente auxiliar. Esas explicaciones ayudan al alumno adquirir una metodología que le permite resolver el resto de los ejercicios propuestos por sí mismos.
Los detalles más relevantes de cada trabajo de laboratorio, incluyendo los temas de seguridad correspondientes son explicados previamente a la realización del mismo. Para la realización de los laboratorios en cada comisión se dividen los alumnos en aproximadamente 6 grupos, cada uno supervisado por un auxiliar docente. Se pretende que cada alumno adquiera habilidad suficiente como para llevar a cabo la ejercitación. Cada reacción química puede repetirse para que todos los alumnos adquieran la habilidad suficiente.
de seminario y laboratorio están articuladas e integradas temáticamente. A continuación del desarrollo de un tema en la clase teórica se continúa con la ejercitación correspondiente y se ubica adecuadamente en el cronograma la clase de laboratorio. La metodología aplicada tiene como objetivos, por un lado, que los alumnos alcancen los conocimientos específicos que le permitan avanzar en otras as ignaturas de años superiores de su carrera y por otro que se adquieran las habilidades y aptitudes que contribuyan a su formación profesional.
Aunque las clases son numerosas la relación docente-alumno están programadas de tal manera que se garantiza que el alumno pueda evacuar sus dudas adecuadamente.
Las clases teóricas quedan a cargo de uno de los profesores. En la guía de seminarios se han seleccionan algunos ejercicios c onceptuales o numéricos típicos que son explicados por algún docente auxiliar. Esas explicaciones ayudan al alumno adquirir una metodología que le permite resolver el resto de los ejercicios propuestos por sí mismos.
Los detalles más relevantes de cada trabajo de laboratorio, incluyendo los temas de seguridad correspondientes son explicados previamente a la realización del mismo. Para la realización de los laboratorios en cada comisión se dividen los alumnos en aproximadamente 6 grupos, cada uno supervisado por un auxiliar docente. Se pretende que cada alumno adquiera habilidad suficiente como para llevar a cabo la ejercitación. Cada reacción química puede repetirse para que todos los alumnos adquieran la habilidad suficiente.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
La evaluación se realiza en conformidad con la ordenanza vigente en la Facultad, que establece el régimen de Promoción Directa y el de Promoción con Examen Final.
La asignatura está dividida en dos módulos. Cada módulo tiene una evaluación y su correspondiente recuperación. Para aquellos alumnos que tienen un módulo aprobado, existe además una única instancia extra de recuperación del módulo que no aprobaron.
La evaluación de los contenidos de los módulos se efectúa por escrito. Se evalúan tanto los conceptos teóricos como la ejercitació n de problemas propuesta en la guía y las clases de laboratorio. Para establecer la nota correspondiente a cada módulo se tiene en cuenta la nota de la evaluación escrita.
Promoción Directa: Se acredita la materia con la aprobación de los módulos y la realización del 80% de las prácticas de labor atorio. Los alumnos que al finalizar el curso han asistido a los trabajos de laboratorio (80%) y han alcanzado en cada evaluación de los módulos una nota mayor o igual a cuatro tendrán la cursada aprobada y los que tengan promedio mayor o igual a seis, promocionan la materi a con una nota final conformada por el promedio de las notas obtenidas en los exámenes de los módulos.
Promoción por Examen Final: Los alumnos que han aprobado los trabajos de laboratorio y no han aprobado por Promoción Directa, pero hayan obtenido una nota mayor o igual a cuatro en los aspectos teóricos-prácticos mínimos que establezca la Cátedra, obtendrá la aprobación de los Trabajos Prácticos y la habilitación para rendir el Examen Final.
La asignatura está dividida en dos módulos. Cada módulo tiene una evaluación y su correspondiente recuperación. Para aquellos alumnos que tienen un módulo aprobado, existe además una única instancia extra de recuperación del módulo que no aprobaron.
La evaluación de los contenidos de los módulos se efectúa por escrito. Se evalúan tanto los conceptos teóricos como la ejercitació n de problemas propuesta en la guía y las clases de laboratorio. Para establecer la nota correspondiente a cada módulo se tiene en cuenta la nota de la evaluación escrita.
Promoción Directa: Se acredita la materia con la aprobación de los módulos y la realización del 80% de las prácticas de labor atorio. Los alumnos que al finalizar el curso han asistido a los trabajos de laboratorio (80%) y han alcanzado en cada evaluación de los módulos una nota mayor o igual a cuatro tendrán la cursada aprobada y los que tengan promedio mayor o igual a seis, promocionan la materi a con una nota final conformada por el promedio de las notas obtenidas en los exámenes de los módulos.
Promoción por Examen Final: Los alumnos que han aprobado los trabajos de laboratorio y no han aprobado por Promoción Directa, pero hayan obtenido una nota mayor o igual a cuatro en los aspectos teóricos-prácticos mínimos que establezca la Cátedra, obtendrá la aprobación de los Trabajos Prácticos y la habilitación para rendir el Examen Final.
MATERIAL DIDÁCTICO
La Cátedra cuenta con un número importante de modelos, equipamiento de laboratorio que se utilizan tanto en las clases teóricas como en las prácticas. Este material fue adquirido principalmente mediante el programa PROMEI y están vigentes todavía. Parte del equipamiento disponible en el laboratorio está provisto por la Facultad de Ciencias Exactas,
UNLP.
UNLP.