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5.4. Química I (Obligatorio)

5.4.1. Justificación ↑ Volver arriba

La química proporciona una base para comprender la composición, estructura y propiedades de la materia, esencial para las disciplinas de ingeniería en áreas como la ciencia de materiales, la nanotecnología y los procesos industriales. Este curso introduce los principios básicos de la química general.

5.4.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Comprender la estructura de la materia a nivel atómico y molecular.
2. Aplicar los principios de la estequiometría para realizar cálculos químicos.
3. Comprender los diferentes tipos de enlaces químicos y su influencia en las propiedades de las sustancias.

5.4.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

AG-C07) Conocimientos de Computación: Aplica conocimientos de matemáticas, ciencias y computación. (Familiarity)

5.4.4. Contenido ↑ Volver arriba

5.4.4.1. Materia y Energía (8 horas) [Habilidades AG-C07] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Brown et al., 2017; Chang and Goldsby, 2016)

Temas

1. Clasificación de la materia: elementos, compuestos, mezclas homogéneas y heterogéneas
2. Propiedades físicas y químicas, y cambios físicos y químicos de la materia
3. Sistema Internacional de unidades, cifras significativas y análisis dimensional
4. Formas de energía, calor y temperatura; ley de conservación de la masa y la energía
5. El método científico aplicado a la química: observación, hipótesis y experimentación

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Clasificar una muestra de materia como elemento, compuesto o mezcla, y distinguir mezclas homogéneas de heterogéneas [Familiarizarse]
2. Aplicar el análisis dimensional y las reglas de cifras significativas en cálculos de mediciones químicas [Usar]
3. Relacionar los cambios de energía observados con procesos físicos y químicos específicos, aplicando la ley de conservación de la energía [Evaluar]

5.4.4.2. Estructura Atómica (10 horas) [Habilidades AG-C07] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Brown et al., 2017; Chang and Goldsby, 2016)

Temas

1. Evolución histórica del modelo atómico: Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr
2. Partículas subatómicas, número atómico, número de masa e isótopos
3. Configuración electrónica, números cuánticos y el principio de Aufbau
4. Organización de la tabla periódica: grupos, periodos y bloques
5. Tendencias periódicas: radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir la evolución histórica del modelo atómico y las contribuciones de cada modelo a la comprensión actual del átomo [Familiarizarse]
2. Determinar la configuración electrónica de un átomo o ion a partir de su posición en la tabla periódica [Usar]
3. Predecir tendencias periódicas (radio atómico, energía de ionización) para comparar dos o más elementos [Evaluar]

5.4.4.3. Enlace Químico (10 horas) [Habilidades AG-C07] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Brown et al., 2017; Chang and Goldsby, 2016)

Temas

1. Enlace iónico: formación, energía reticular y propiedades de los compuestos iónicos
2. Enlace covalente, estructuras de Lewis y el concepto de resonancia
3. Geometría molecular mediante la teoría de repulsión de pares de electrones de valencia (RPECV)
4. Electronegatividad, polaridad de enlaces y polaridad molecular
5. Fuerzas intermoleculares: dipolo-dipolo, puente de hidrógeno y fuerzas de dispersión de London

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Dibujar estructuras de Lewis correctas, incluyendo casos de resonancia, para moléculas e iones poliatómicos [Usar]
2. Predecir la geometría molecular y la polaridad de una molécula aplicando la teoría RPECV [Usar]
3. Relacionar el tipo de fuerza intermolecular presente en una sustancia con sus propiedades físicas observadas (punto de ebullición, solubilidad) [Evaluar]

5.4.4.4. Estequiometría (10 horas) [Habilidades AG-C07] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Brown et al., 2017; Chang and Goldsby, 2016)

Temas

1. Fórmulas químicas, masa molar y el concepto de mol
2. Balanceo de ecuaciones químicas y su interpretación cuantitativa
3. Cálculos estequiométricos mol-mol, masa-masa y masa-mol
4. Reactivo limitante, reactivo en exceso y rendimiento porcentual
5. Molaridad, preparación de disoluciones y estequiometría de disoluciones

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Balancear ecuaciones químicas por el método de tanteo, verificando la conservación de la masa [Familiarizarse]
2. Calcular las cantidades de reactivos y productos en una reacción química usando relaciones molares [Usar]
3. Determinar el reactivo limitante y el rendimiento porcentual de una reacción a partir de datos experimentales [Evaluar]

5.4.4.5. Estados de la Materia (10 horas) [Habilidades AG-C07] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Brown et al., 2017; Chang and Goldsby, 2016)

Temas

1. Leyes de los gases: Boyle, Charles, Avogadro y la ecuación del gas ideal
2. Teoría cinético-molecular de los gases y sus aplicaciones
3. Cambios de fase, curvas de calentamiento y diagramas de fase
4. Sólidos cristalinos y amorfos; tipos de sólidos cristalinos
5. Propiedades coligativas de las disoluciones: disminución de la presión de vapor, elevación ebulloscópica, descenso crioscópico y presión osmótica

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Aplicar la ecuación del gas ideal y las leyes de los gases para resolver problemas de presión, volumen y temperatura [Usar]
2. Interpretar un diagrama de fase para identificar los estados y transiciones de una sustancia a distintas condiciones [Familiarizarse]
3. Calcular las propiedades coligativas de una disolución (presión de vapor, punto de ebullición, punto de congelación) a partir de su concentración [Evaluar]

5.4.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Brown, T. L., Jr., H. E. L., Bursten, B. E., Murphy, C. J., and Woodward, P. M. (2017). Chemistry: The Central Science. Pearson.

Chang, R. and Goldsby, K. A. (2016). Chemistry. McGraw-Hill Education.