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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA SYLLABUS ESTRUCTURA MOLECULAR
SYLLABUS CURSO ESTRUCTURA MOLECULAR
1. INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO
ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería
SIGLA: ECBTI
NIVEL:
Profesional
CAMPO DE FORMACIÓN:
Formación Disciplinar: Disciplinar Específico
CURSO: Estructura Molecular (Química Básica II)
CODIGO: 401582
TIPO DE CURSO: Metodológico
N° DE CREDITOS: 3 créditos N° DE SEMANAS: 16 semanas
CONOCIMIENTOS PREVIOS:
Este curso es básico en el programa de Química ubicado en el tercer semestre y en el programa de ingeniería electrónica en el cuarto periodo. Los conocimientos previos para este curso son:
Partículas subatómicas
Propiedades de la materia
Magnitudes y sistemas de medida
Historia de la consolidación de la química como ciencia
Materia y Energía
Fuerzas intermoleculares
Tabla periódica
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Propiedades periódicas
DIRECTOR DEL CURSO:
Dolffi Rodríguez Campos
FECHA DE ELABORACIÓN: Diciembre de 2016
DESCRIPCIÓN DEL CURSO:
Este curso hace parte del campo disciplinar específico del programa de química, el cual se dirige también a programas de ingeniería. Incluye aspectos relacionados con el estudio de la constitución y estructura de la materia, de manera que se comprenda como se ha modificado la mirada que el hombre hace de la naturaleza. Se revisan aportes, controversias y debates permanentes de las comunidades científicas en torno a la teoría atómica y diferentes contribuciones que se han realizado desde la física para enriquecer y consolidar ese conocimiento en la química. Es un curso que se desarrolla a través de la estrategia didáctica conocida como Aprendizaje Basado en problemas (ABP) y se articula con núcleo problémico del programa de ingeniería eléctrica denominado Proceso de pensamiento científico, donde el estudiante buscará argumentar cómo la teoría atómica y las teorías de enlace explican las formas geométricas moleculares. El estudiante genera estrategias de forma que dé solución al interrogante planteado con su equipo de trabajo.
El curso es teórico-práctico de tres créditos, dividido en tres unidades, el cual se desarrolla en un tiempo de 16 semanas. En la primera unidad se estudian los diferentes modelos atómicos y los principios de mecánica cuántica. La segunda unidad permite el análisis de aspectos de simetría molecular y geometría molecular a través de la comprensión de los postulados de las teorías de enlace. La tercera unidad da razón de la manera cómo se forman orbitales atómicos y moleculares y su intervención en los enlaces químicos.
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2. INTENCIONALIDADES FORMATIVAS
PROPÓSITO:
El estudiante debe establecer los fundamentos involucrados en las transformaciones de la teoría atómica y las diferentes teorías de enlace a través del estudio los fundamentos que explican la simetría molecular, teoría de grupo, enlaces químicos y formas geométricas moleculares.
COMPETENCIAS GENERALES DEL CURSO
El estudiante construye explicaciones de la estructura del átomo a través de la comparación de diferentes principios que rigen los modelos atómicos para presentar justificaciones precisas sobre el comportamiento de la materia.
El estudiante predice formas geométricas moleculares con los fundamentos de la simetría molecular y teorías de enlace para
emplearse en la argumentación de la naturaleza y propiedades de los enlaces químicos.
El estudiante establece las ideas básicas de los orbitales atómicos a través de la relación de formas y solapamiento de orbitales para determinar su participación en la forma y energía de los orbitales moleculares que proporcionaran elementos de explicación a la geometría molecular.
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3. CONTENIDOS DEL CURSO
Esquema del contenido del curso:
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Nombre de la unidad
Competencias Contenidos de aprendizaje Referencias bibliográficas
(curaduría de contenidos*)
Unidad 1. DEL ÁTOMO A LOS ENLACES
QUÍMICOS EN EL SIGLO XX
Identifica las características del átomo y su concepción a lo
largo de la historia.
Relaciona las características del efecto fotoeléctrico, efecto Compton con las propiedades
de la luz.
1. El surgimiento de la teoría atómica
El inicio de la teoría atómica
Las concepciones de J.J. Thomson acerca del átomo y el átomo nuclear de Rutherford
Carga eléctrica, ley de coulomb y el campo eléctrico
Espectros de emisión atómica y radiación electromagnética
Espectros atómicos y modelo atómico de Bohr
2. Cuantización de la luz
Dualidad onda- partícula
Efecto fotoeléctrico
Efecto Compton
Cuerpo negro 3. Introducción a la Mecánica cuántica
La física relativista y cuántica
Modelo estándar
http://site.ebrary.com/lib/colecciones/docDetail.action?docID=10360805
http://diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/
19546/1/186903.pdf
http://www.scielo.cl/pdf/ingeniare/v16nespecial/art03.pdf
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1678-
31662013000100009&lng=es&nrm=iso&tlng=en
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1678-31662012000400002
Aguado Bernal, Rafael. (2013). Evolución histórica mecánica ondulatoria. Repositorio Institucional Universidad de Burgos. Recuperado de http://riubu.ubu.es/bitstream/10259.3/83/4/1.2.4%20%281%29%20-%20Evolución%20Histórica%20-%20Mecánica%20Ondulatoria.pdf http://riubu.ubu.es/handle/10259.3/83 Azaola , R. & Olmedo , I. (2000). Sincronías: Niels Bohr y Ezra Pound. Ciencia Ergo Sum, 7(2) Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=10401814 Criado Aldenueva, F., Aguiar, J y Gómez Merino, A (2011). Estructura Atómica. Universidad de Málaga. Recuperado de
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Franco García, Angel. El efecto Compton. Universidad del País Vasco. University Laboratory Experiments. Physics. Recuperado de http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/compton/Compton.htm Lincond. L (2013). (El modelo estándar. U.S Departam of energy. Recuperado de http://www.youtube.com/watch?v=I3jtzXr69GY Martínez Martínez, Roberto. ( 1998). La teoría de la radiación del cuerpo negro. Momento-Revista de Física Universidad Nacional. v.19 fasc. p.59 - 75 Recuperado de http://www.revistas.unal.edu.co/index.php/momento/article/view/35301/35605 Rodríguez-Meza, M. A. & Cervantes-Cota, J. L. (2006). El efecto fotoeléctrico. Ciencia Ergo Sum, 13(3) 303-311. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=10413309
Unidad 2. FORMACIÓN DE COMPUESTOS
Identifica las características de las diferentes simetrías moleculares existentes.
4. simetría molecular
Moléculas e Iones
Introducción a la simetría
Identidad
Rotación
Reflexión
Inversión
Eje impropio de rotación
Introducción a la teoría de grupo
El enlace covalente: teorías de enlace. (s.f) Textos científicos.com. Recuperado de http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/enlace-covalente-teorias Enlace químico. (s.f) Encured. Recuperado de http://www.ecured.cu/index.php/
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Reconoce los diferentes tipos enlaces que se generan en los compuestos Representa las estructuras de Lewis y Langmuir para moléculas inorgánicas sencillas. Reconoce las características de las teorías de enlaces y las diferentes formas geométricas moleculares existentes.
Moléculas polares 5. Enlaces químicos
Enlace iónico y covalente
Polaridad de los enlaces y electronegatividad
Estructuras de Lewis y Langmuir
Cargas formales
La fuerza de los enlaces covalentes
Momento dipolar 6. Teorías de enlaces
Teoría de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia
Teoría del enlace de valencia
Formas geométricas
Moléculas en las que el átomo central no tiene pares de electrones
Moléculas en las que el átomo central tiene uno o más pares de electrones libres.
Enlace_qu%C3%ADmico Las sustancias moleculares. (s.f). 100cia química.net. Recuperado de http://www.100ciaquimica.net/temas/tema4/punto3.htm Medina Valtierra, J. & Frausto Reyes, C. (2005). La Simetría Molecular. Conciencia Tecnológica, (27-30) Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=94403012 Química General. (2011). Pontifica Universidad del Perú. Recuperado de http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/unidades/unidad-3-enlace-qu%C3%ADmico.html Química –simetría. (s.f.) Universidad Nacional de Colombia. Recuperado de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000189_2/ Symmetry otterbein. (2013) Symmetry Resources at Otterbein University. Recuperado de http://symmetry.otterbein.edu/tutorial/index.html
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Unidad 3. TEORÍA DEL ORBITAL ATÓMICO Y MOLECULAR
El estudiante interpreta la conformación de los orbitales atómicos (OA) y orbitales moleculares (OM) de manera que pueda presentar argumentos válidos sobre la estructura de las moléculas.
1. Orbitales atómicos
Concepto de orbitales atómicos
Configuración electrónica
2. Orbitales moleculares I
Concepto de orbitales moleculares
Representación de niveles de energía de los orbitales moleculares
Configuración de orbitales moleculares 3. Orbitales moleculares II
Moléculas diatómicas homonucleares y diatómicas heteronucleares
Propiedades de las moléculas
Cedrón, Juan Carlos, Landa, Victoria y Robles, Juana (2011). Química General. Material de enseñanza. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú. Recuperado http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/unidades/unidad-3-enlace-químico.html
Formas moleculares. (2014).University of Colorado Boulder. Recuperado de http://phet.colorado.edu/en/simulation/molecule-shapes Hibridación de orbitales. (s.f). E-ducatica. Recuperado de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4844/html/3_hibridacin_de_orbitales.html J. P. Diego,. (2008) El enlace químico. Universidad Carlos III de Madrid. Recuperado de : http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-los-materiales/Material-de-clase/tema-3.-el-enlace-quimico La teoría de orbitales atómicos.
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(s.f). Departamento Estrella Campo. Recuperado de http://dec.fq.edu.uy/catedra_inorganica/general1/covalente/toa/toa.html Las sustancias moleculares. ( s.f). 100cia qimica.net. Recuperado de http://www.100ciaquimica.net/temas/tema4/punto3.htm Orbitales cuánticos. (s.f). Universidad Pontifica Católica de Chile. Recuperado de http://www7.uc.cl/sw_educ/qda1106/CAP2/2C/2C2/ Química. Superposición de orbitales atómicos (s.f.) Universidad Nacional de Colombia. Recuperado de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/medellin/nivelacion/uv00007/lecciones/unidad%2014/geometria_pagina1b.swf Téllez, Armando. (2009). La mecánica cuántica. La mecánica cuántica. Recuperado de http://la-mecanica-cuantica.blogspot.com/2009/08/la
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-teoria-de-los-orbitales-moleculares.html
4. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Unidad Contenido de Aprendizaje
Competencia Indicadores de
desempeño
Estrategia de
Aprendizaje
N° de Sem
Evaluación Propósito Criterios
de evaluación
Ponderación
UNIDAD 1
Del átomo a los enlaces químicos en el siglo xx
1.El surgimiento de la teoría atómica. 2.Cuantización de la Luz 3. Introducción a la Mecánica cuántica
El estudiante indaga y confronta los fundamentos de los modelos atómicos y principios científicos que le permiten argumentar acerca de la estructura de la materia a diferentes escalas.
Establece el aporte de diferentes disciplinas a la consolidación de las teorías atómicas. Analiza los fundamentos de experimentos que aportan en la teoría atómica.
La estrategia didáctica en la cual se apoya este curso es la conocida como Aprendizaje Basado en problemas (ABP), donde el estudiante buscará argumentar cómo la teoría atómica y las teorías de enlace explican las formas geométricas moleculares. La estrategia empleada se desarrolla a través de los siguientes pasos:
PASO 1 Leer y analizar el escenario del problema -En forma individual se obtiene información que le
5
El estudiante Define
los aspectos
más relevante
s que explican
la formación
de las estructur
as y formas de
Aprendizaje colaborativo:
75 puntos
Aprendizaje práctico: 40
puntos
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Relaciona como la mecánica cuántica explica la estructura de la materia.
permita reconstruir determinar cuáles sucesos, experimentos y modelos contribuyeron a consolidar los fundamentos de la teoría atómica actual?
-El estudiante escuchará e interpretará los planteamientos expuestos en un video sugerido sobre el tema.
PASO 2
Realizar una línea de tiempo -El estudiante presentará en el foro una línea de tiempo que recopile la información individual que aporte a la solución de la situación planteada: Cuáles sucesos, experimentos y modelos contribuyeron a consolidar los fundamentos de la teoría atómica actual?
PASO 3 Hacer un documento en Word donde se exponga todo aquello que el equipo
una molécula
con fundame
ntos apoyados
en la teoría
atómica y las teoría de enlace.
Entrega de la
realización del
trabajo práctico propuesto como
componente
virtual de laboratori
o.
Revisión de información. Participación en el foro y elaboración de línea del tiempo. Elaboración de documento en word Realización del componente práctico. (Link rúbrica de evaluación) http://datateca.unad.edu.co/contenidos/401582/DOCUMENTOS_2016/RU
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conoce acerca de sucesos, experimentos y modelos que contribuyeron a consolidar los fundamentos de la teoría atómica actual. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/401582/DOCUMENTOS_2016/GUIA_INTEGRADA_DE_ACTIVIDADES_ACADEMICAS_2016-I.pdf
BRICA_DE_EVALUACION_1_2016-I.pdf
UNIDAD 2
Formación De compuestos
1.Simetría molecular 2.Enlaces químicos 3.Teorías de enlaces
El estudiante interpreta las teorías de enlace, sus propiedades y elementos de simetría que le permiten predecir diferentes formas geométricas de las moléculas
Establece los elementos de simetría y grupos puntuales de moléculas dadas. Conoce y compara mecanismos que permiten la formación de enlaces. Representa adecuadamente
PASO 4 Elaboración de una tabla tal como aparece a continuación, donde se presentan tres temas básicos de la unidad 2. Por cada tema, de forma individual presentarán una lista mínimo de 10 palabras o conceptos (no definiciones) que indiquen propiedades o características de cada tema.
ENLACES QUÍMIC
OS
SIMETRÍA
MOLECULAR
TEORÍA DE
ENLACE
PASO 5
5
Construye listado de caracteristicas y/o propiedades de los temas solicitados. Hace una buena revisión bibliográfica.
Aprendizaje colaborativo: 75 puntos Aprendizaje práctico: 45 puntos
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estructuras de Lewis y Langmuir, de acuerdo a las diferentes teorías de enlace.
Construcción de un mapa conceptual utilizando los conceptos y/o características en listadas en la tabla, donde se integre los tres temas de forma coherente. Para la elaboración del mapa es importante utilizar imágenes.
PASO 6 Definir el problema Documento en Word con la explicación de los temas de la unidad 2, el cual debe incluir la consolidación de los ejemplos dados por cada integrante del grupo
Elabora lista de aspectos que intervienen en la geometría molecular. Construye documento en word
UNIDAD 3 Teoría del orbital molecular
1.Orbitales atómicos 2. Orbitales moleculares
El estudiante interpreta la conformación de los orbitales atómicos (OA) y orbitales moleculares (OM) de manera que pueda presentar argumentos válidos sobre la estructura de
Representa orbitales atómicos moleculares e identifica propiedades de formación. Sustenta de manera válida los aspectos
PASO 7 Obtener nueva información Revisión de nueva información y descripción de manera comparativa de la representación de orbitales atómicos y moleculares. Acopio y organización de toda la información recolectada en los pasos
4
Recolección de información. Realiza comparación de información solicitada.
Aprendizaje colaborativo: 75 puntos Aprendizaje práctico: 40 puntos
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las moléculas.
que explican las formas geométricas moleculares.
anteriores.
PASO 8 Presentar resultados Entrega de una presentación donde se indique cómo las formas geométricas y moleculares se explican a partir de la teoría atómica y teorías de enlace Debe contener 3 mapas conceptuales.
Organización de información. Presentación de resultados.
5. ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN DEL CURSO
Las actividades del curso se evalúan a través de tres tipos de evaluación, las cuales se centran en dos formas de ponderación. Dentro de la ponderación formativa se encuentran: la autoevaluación y co-evaluación, aquí se encontraran todas las actividades que dan cuenta del proceso formativo de cada estudiante, en este caso se emplean encuesta planteadas por cada unidad de trabajo para determinar dificultades o avances en el proceso de formación; por otro lado la ponderación sumativa permite hacer el seguimiento del proceso de aprendizaje de los estudiantes a través de actividades evaluativas como por ejemplo: trabajos, talleres, conferencias virtuales y laboratorios virtuales.
Tipo de evaluación Ponderación1 Puntaje Máximo
12
Refiere al peso que se concede a cada tipo de evaluación para la calificación del curso, establecido por el Director de Curso en consenso con la Red de
Tutores.
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Autoevaluación Formativa Sin ponderación
Coevaluación Formativa Sin ponderación
Heteroevaluación
Reconocimiento del curso 25
Unidad 1 75
Unidad 2 75
Unidad 3 75
Componente práctico 125
Evaluación Nacional 125
Total 500