Mi experiencia estudiando química en la universidad fue difícil ya que no tenia esta materia en mi secundario. Por ello me esforcé mucho y leía las bibliografías recomendadas para aprender en mayor profundidad los temas. Para química general leí el libro "Chang", ¡super recomendado ya que su explicación es completa y clara para un principiante en la química como yo! . Para química orgánica leí el...
Mi experiencia estudiando química en la universidad fue difícil ya que no tenia esta materia en mi secundario. Por ello me esforcé mucho y leía las bibliografías recomendadas para aprender en mayor profundidad los temas. Para química general leí el libro "Chang", ¡super recomendado ya que su explicación es completa y clara para un principiante en la química como yo! . Para química orgánica leí el "wade", muy completo y didáctico.
En cuanto a la dinámica de las clases, serán virtuales con explicación en pizarra y grabadas para que el estudiante pueda recurrir a las grabaciones ante una duda. Se resolverán ejercicios y se marcaran las definiciones mas importantes para poder entender cada tema. Se harán clases de consulta en caso de necesitarlas. La intensidad de clases dependerá de las necesidades y disponibilidad de cada estudiante.
Los contenidos son varios, entre ellos para química general :
CAPÍTULO I: ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
La estructura del átomo. Estructura básica. Experimento de Thompson y experimento de Millikan. Modelo nuclear del átomo. Descubrimiento de la radioactividad. Partículas elementales. Dispersión de partículas alfa. La estructura del núcleo. La espectrometría de masa y los pesos atómicos. Los electrones en los átomos. La naturaleza ondulatoria de la luz. La cuantización de la energía y los fotones.
La teoría de Bohr para el átomo de hidrógeno: Los espectros de líneas y los postulados de Bohr. La mecánica cuántica: La relación de De Broglie. El Principio de incertidumbre. Los números cuánticos y los orbitales atómicos.
CAPÍTULO II: LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA
La estructura electrónica de los átomos y la periodicidad de los elementos. El spin del electrón y el principio de exclusión de Pauli. La configuración electrónica de los átomos y la tabla periódica. Diagrama de orbitales atómicos. La regla de Hund. Las propiedades magnéticas de los átomos. Algunas propiedades periódicas: los radios atómicos, la energía de ionización y la afinidad electrónica, otras propiedades.
CAPÍTULO III: ENLACE QUÍMICO
Conceptos fundamentales del enlace químico. Descripción del enlace iónico. Energías involucradas. Configuraciones electrónicas de los iones. Radio iónico. Enlace covalente, descripción. Enlace covalente coordinado. Regla del octeto. Enlace deslocalizado. Resonancia. Energía de enlace, polaridad y electronegatividad.
La geometría molecular y la teoría del enlace químico: los enlaces dirigidos. Modelo de la repulsión de los pares de electrones de valencia. Momento dipolar y geometría molecular. Teoría del enlace de valencia. Orbitales híbridos. Enlaces múltiples. Enlaces deslocalizados.
CAPÍTULO IV: EL ESTADO GASEOSO
El estado gaseoso. Propiedades de los gases. La ecuación de estado de los gases ideales. Mezcla de gases y presiones parciales. Aplicaciones a cálculos de reacciones químicas. La teoría cinético-molecular de los gases y la interpretación cualitativa de las leyes de los gases ideales. Velocidades moleculares. Difusión y efusión. Desviaciones del comportamiento ideal. Ecuación de van der Waals.
CAPÍTULO V: FASE CONDENSADA. EL ESTADO LÍQUIDO
El estado líquido. Descripción cinético-molecular de los líquidos. Las fuerzas intermoleculares para expresar las propiedades de los líquidos. Fuerzas de dispersión de London, fuerzas dipolo-dipolo y puente hidrógeno. Fuerzas ion-dipolo.
CAPÍTULO VI: FASE CONDENSADA. EL ESTADO SÓLIDO
El estado sólido. Propiedades de los sólidos, comparación con los líquidos y gases. Distintos tipos de fuerzas de atracción. Estructuras de los sólidos. Sólidos: redes y celda unidad de algunos sólidos cristalinos, moleculares e iónicos. Sólidos covalentes.
Los materiales modernos como ejemplos de materiales con propiedades que dependen de los diferentes tipos de enlaces: cristales líquidos, polímeros, productos cerámicos y películas delgadas.
CAPÍTULO VII: TERMOQUÍMICA
Termoquímica. Energía. Unidades. Energía cinética, potencial y energía interna. Ley de la conservación de la materia. Calor de reacción: definición. Procesos exotérmicos y endotérmicos. Concepto de entalpía. Cambios de entalpía. Ecuaciones termoquímicas. Medición de los calores de reacción. Uso de los calores de reacción: Ley de Hess. Entalpías estándar de formación. Cambio de entalpía de las reacciones químicas a partir de las energías de enlace. Las reacciones químicas como recursos energéticos: combustibles, alimentos etc.
CAPÍTULO VIII: EQUILIBRIO FÍSICO
Cambios de estado: cambios de energía que acompañan a los cambios de estado. Presión de vapor. Principio de Le Chatelier. Punto de congelación y punto de ebullición. Curvas de calentamiento. Diagrama de fases.
Propiedades de las soluciones. Proceso de disolución. Distintos tipos de soluciones. Soluciones saturadas y solubilidad. Factores que afectan la solubilidad. Ley de Henry.
Propiedades coligativas: Ley de Raoult, descenso de la presión de vapor, ascenso del punto de ebullición y descenso del punto de congelación. Desviaciones. Osmosis. Determinación de pesos moleculares.
Coloides: propiedades generales.
CAPÍTULO IX: TERMODINÁMICA
Primera ley. Cambios de energía interna. Relación de DeltaU con el calor y el trabajo. Entalpía y cambio de entalpía. Procesos espontáneos. Espontaneidad, entalpía y entropía. Segunda ley de la Termodinámica. Entropías estándar. Energía libre de Gibbs. Cambios en la energía libre estándar. Energía libre y temperatura.
CAPÍTULO X: CINÉTICA QUÍMICA
Velocidad de reacción. Dependencia de la velocidad con la concentración. Cambio de la concentración con el tiempo: reacciones de primer. Vida media. Dependencia de la velocidad con la temperatura: Energía de activación. Ecuación de Arrhenius. Mecanismos de reacción: Reacciones elementales.
CAPÍTULO XI: EQUILIBRIO QUÍMICO
Naturaleza del estado de equilibrio. Constante de equilibrio. Interpretación. Constante de equilibrio y energía libre. Efectos externos sobre los equilibrios. Efecto de la concentración y de la temperatura. Principio de Le Chatelier. Utilización de la constante de equilibrio. Cálculos numéricos.
CAPÍTULO XII:EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE
Ácidos y bases. Teoría de Arrhenius y de Brönsted Lowry. Autoionización del agua. Ácidos y bases fuertes. Escala de pH. Ácidos y bases débiles, cálculos de pH. Soluciones reguladoras, cálculos de pH.
CAPÍTULO XIII: EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD
Electrolitos poco solubles. Constante del producto de solubilidad. Efecto de ion común. Predicción de precipitación y disolución de precipitados. Cálculos numéricos.
CAPÍTULO XIV:REACCIONES REDOX
Oxidación y reducción, concepto. Número de oxidación. La hemi-reacción. Balance de reacciones de oxidación-reducción: el método del ion-electrón. Ejemplos en medio ácido y alcalino. Tabla de potenciales estándar. Agentes oxidantes y reductores.
CAPÍTULO XV:ELECTROQUÍMICA
Celdas galvánicas. Celdas electrolíticas. Leyes de Faraday. Espontaneidad y grado en que se llevan a cabo las reacciones redox. Potencial de celda y cambio de la energía libre. Potencial estándar de celda y constante de equilibrio.
Para Química Orgánica
Tema 1: Alcanos, nomenclatura, propiedades. Cicloalcanos. Energía de tensión. Relación estructura - propiedades de alcanos y cicloalcanos. Intermediarios de reacción: iones carbonios, radicales y carbaniones. Pirólisis. Combustión. Calor de combustión. Energía de enlace.
Tema 2: Halogenación de alcanos. Reacciones radicalarias.
Tema 3: Estereoisomería: quiralidad y enantiómeros. Actividad óptica. Regla R y S. Diastereoisómeros.
Tema 4: Halogenuros de alquilo, nomenclatura, propiedades físicas y químicas. Relación estructura - propiedades. Análisis conformacional, barreras de rotación, SN alifática. Mecanismos de reacción: SN1, SN2. Nucleofilicidad. Grupos salientes.
Tema 5: Reacciones de eliminación. Alquenos, nomenclatura y propiedades. Estabilidad relativa de los alquenos. Calores de formación. Preparación. Reacciones de adición. Alquinos, nomenclatura y propiedades. Relación estructura - propiedades de alquenos y alquinos. Reactividad. Acidez de los alquinos.
Tema 6: Conjugación y aromaticidad: Sistema alílico, análisis por uniones de valencia (concepto de híbrido de resonancia), análisis por la teoría de Hückel de Orbitales Moleculares. Catión, radical y anión alilo. Dienos Conjugados: análisis por OM. Adiciones 1,2 y 1,4. Control cinético y termodinámico. Concepto de aromaticidad. Análisis termoquímico del anillo bencénico (calores de hidrogenación)
Tema 7: Alcanos con un sustituyente: alcoholes, tioles, éteres, sulfuros, compuestos organometálicos, aminas. Nomenclatura, propiedades físicas y químicas. Relación estructura - propiedades. Análisis conformacional.
Tema 8: Aldehídos y Cetonas. Nomenclatura y propiedades. Relación estructura - propiedades. Síntesis. Enolización. Reacciones de adición. Oxidación y reducción.
Tema 9: Acidos carboxílicos y derivados. Nomenclatura y propiedades. Relación estructura - propiedades.
TEMA 10: CONJUGACIÓN, BENCENO y AROMATICIDAD.
Sistema alílico: análisis por uniones de valencia (concepto de híbrido de resonancia), análisis por la teoría de Hückel de Orbitales Moleculares. Catión, radical y anión alilo. Dienos Conjugados: análisis por OM. Adiciones 1,2 y 1,4. Control cinético y termodinámico. Concepto de aromaticidad. Análisis termoquímico del anillo bencénico (calores de hidrogenación). Estructura de Kekulé. Análisis por OM. Nemotecnia de los polígonos regulares inscriptos en una circunferencia. Regla de Hückel (4n + 2). Carácter aromático de diversos ciclos hidrocarbonados. Nomenclatura. Compuestos aromáticos policíclicos.
TEMA 11: REACCIONES DE SUSTITUCIÓN AROMÁTICA. Sustitución Electrofílica Aromática (SEAr). Concepto de electrófilo. Mecanismo general de la SEAr. Intermediario de Wheland. Nitración. Halogenación. Sulfonación. Alquilación y arilación de Friedel y Crafts. Efecto de los sustituyentes ±I y ±R. Efecto orientador de los sustituyentes. Polisustitución. Sustitución Nucleofílica Aromática (SNAr): mecanismo general, mecanismo bencino. Sustitución radical nucleofílica unimolecular (SRN1).
TEMA 12: DERIVADOS DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS. Estructura y propiedades. Acidez. Síntesis. Ésteres, amidas y nitrilos. Hidróerconversión entre derivados. Mecanismo de adición-eliminación de sustitución nucleofílica.
TEMA 13: AMINOÁCIDOS y CARBOHIDRATOS.
Estructura, nomenclatura, propiedades de loa aminoácidos. Síntesis. Reacciones. Aminoácidos como unidades estructurales de péptidos y proteínas. Protección de grupos funcionales.
Glúcidos: estereoquímica, hemicetales cíclicos: anomerismo. Conformación. Reacciones de los monosacáridos. Estereoquímica relativa de los monosacáridos. Monosacáridos como unidades estructurales de oligosacáridos y polisacáridos.
TEMA 14: AMINAS AROMÁTICAS y HETEROCICLOS.
Diazocompuestos. Sales de Diazonio. Reacciones con retención y eliminación de nitrógeno. Aplicación a la síntesis de compuestos aromáticos polisustituidos y azoderivados. Heterociclos Aromáticos y no Aromáticos: nomenclatura y reacciones. Anillos aromáticos con un heteroátomo: furano, tiofeno, pirrol y piridina. Anillos aromáticos con dos heteroátomos: pirazol e imidazol. Anillos condensados.
TEMA 15: REACCIONES DE ?-SUSTITUCIÓN y CONDENSACIÓN DE COMPUESTOS CARBONÍLICOS. Enolatos. Acidez de los H?. Alquilación de enolatos. Alquilación y acilación de enaminas (reacción de Stork). Halogenación. Condensación aldólica. Reacción de Cannizaro. Iluros de fósforo (reacción de Wittig) y azufre. Reacciones de adición 1,2 y 1,4 (adición de Michael). Anelación de Robinson. Condensación aldólica de ésteres (condensación de Calisen y de Dieckman). Alquilación del éster malónico. Alquilación del éster acetoacético. Diseño y planificación de síntesis.
TEMA 16: PRODUCTOS NATURALES: LÍPIDOS, ESTEROIDES, ALCALOIDES y FLAVONOIDES. Terpenos: la regla del isopreno. Pirofosfato de isopentenilo: la unidad biológica del isopreno. Formación de enlaces carbono-carbono en la biosíntesis de terpeno. Esteroides: estereoquímica, biosíntesis. Clasificación. Alcaloides: definición, clasificación y propiedades generales. Distribución en la naturaleza. Núcleos fundamentales y ejemplos representativos. Flavonoides: clasificación en distintos núcleos. Métodos espectroscópicos de determinación de estructuras. Propiedades antioxidantes.
TEMA 17: POLÍMEROS SINTÉTICOS y NATURALES. Homo y copolímeros. Clasificación. Síntesis por adición radicalaria, catiónica y aniónica. Síntesis por condensación. Síntesis de Ziegler-Natta. Tacticidad. Fibras. Elastómeros (cauchos). Polímeros amorfos y cristalinos. Termoplásticos y termorrígidos. Temperatura de transición vítrea. Polímeros y química sustentable. Nucleósidos, Nucleótidos y Ácidos Nucleicos. Definición. Propiedades químicas. Síntesis. Bases púricas y pirimidínicas, complementariedad. Fosfatos orgánicos. ATP, estabilidad y reactividad. Estructura del ADN y ARN.
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