TEMA 1: Introducción a la Química. Reacción química: leyes. Mol y Número de Avogadro. Estequiometría y disoluciones.

1. Introducción: sustancias puras (elementos y compuestos); transformaciones de la materia (físicas y químicas). 2. Las transformaciones químicas: tipos de reacciones químicas. 3. Leyes de la combinación química: leyes ponderales, teoría atómica de Dalton, leyes volumétricas. 4. El mol como unidad de la cantidad de materia. Número de Avogadro. 5. Masas atómicas y moleculares. Composición centesimal. Fórmula empírica y molecular. 6. Disoluciones. Concentración y propiedades.

TEMA 2: Estructura de la materia. Modelos atómicos. Sistema Periódico y propiedades periódicas.

1. Partículas fundamentales. Modelo de Rutherford.

2. Aparición de hechos experimentales: espectros atómicos, hipótesis de Planck, crítica del modelo anterior. 3. Modelo atómico de Böhr. 4. Números cuánticos. Introducción al modelo cuántico para el átomo de hidrógeno. 5. Dualidad onda-corpúsculo. Principio de incertidumbre de Heisemberg. 6. Orbitales: orientación espacial y relación con los subniveles de energía y números cuánticos. 7. Estructura electrónica y su importancia en la reactividad de los elementos. 7.1. Principio de exclusión de Pauli. 7.2. Principio de mínima energía. 7.3. Principio de máxima multiplicidad de Hund.

8. Ordenación de los elementos en el sistema periódico. Propiedades periódicas: su variación. 8.1.Radios atómicos e iónicos. 8.2. Energía o potencial de ionización. 8.3.Afinidad electrónica. 8.4. Electronegatividad.

TEMA 3: El enlace químico: iónico, covalente, metálico. Fuerzas intermoleculares. Relación entre el tipo de enlace y las propiedades de las sustancias.

1.- Introducción. 2.- Enlace covalente. 2.1. Teoría de Lewis y Langmuir. Regla del octeto: limitaciones. 2.2. Teoría de la Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia (T.R.P.E.C.V. o V.S.E.P.R.). 2.3. Polaridad en las moléculas. 2.4. Teoría del Enlace por Valencia (T.E.V): enlaces sigma (σ) y enlaces pi (π). 2.5. Hibridación. 2.6. Enlace covalente y geometría molecular: ejemplos.

3.- Enlace iónico. 3.1.- Generalidades. 3.2.- Fuerza y energía entre iones: ciclo de Born-Haber.

4.- Enlace metálico. Modelo del gas electrónico. 5.- Interacción entre moléculas. 5.1.- Fuerzas de Van der Waals. 5.2.- Interacción por puentes de hidrógeno.

6.- Enlace y propiedades de los sólidos. 6.1.- Sólidos covalentes. 6.2.- Sólidos iónicos. 6.3.- Sólidos metálicos.

TEMA 4: Termodinámica. Introducción a la Cinética Química.

1.- Introducción a la Termodinámica. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7.

Sistemas, variables y funciones de estado. Primer principio de la termodinámica: Energía interna. Transformaciones químicas a volumen constante. Transformaciones químicas a presión constante: entalpía. Entalpía de reacción. Entalpía de enlace. Ecuaciones termoquímicas: Ley de Hess. Segundo principio: entropía. Espontaneidad de las reacciones químicas: energía libre de Gibbs.

2.- Introducción a la cinética química: velocidad de reacción. 2.1. Ecuación de la velocidad: orden de reacción. 2.2. Factores que influyen en la velocidad de reacción. .

TEMA 5: Equilibrio químico. Equilibrio heterogéneo: solubilidad y precipitación.

1. Consideraciones generales sobre el equilibrio químico: aspecto dinámico. 2. Ley de Acción de Masas (L.A.M.): constantes de equilibrio. 3. Aplicación de la constante de equilibrio: grado de disociación. 4. Aspecto termodinámico del equilibrio. 5. Factores que afectan al equilibrio: Ley de Le Chatelier. 6.

Estudio de un equilibrio heterogéneo: solubilidad y precipitación. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5.

El equilibrio de solubilidad. Curvas de solubilidad. Constante de equilibrio: Producto de solubilidad. Reacciones de precipitación. Relación entre la solubilidad y el producto de solubilidad. Aplicación de la ley de le Chatelier al equilibrio de solubilidad (disminución de la solubilidad y solubilización de precipitados).

TEMA 6: Reacciones de transferencia de protones.

1. Desarrollo histórico del concepto de ácido y base. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Caracteres empíricos. Concepto iónico: teoría de Arrhenius. Limitaciones. Teoría de Bönsted-Lowry. Teoría de Lewis.

2. Equilibrios ácido-base en medio acuoso. Grado de disociación. Constantes de ácidos y bases. 3. El equilibrio de disociación del agua: concepto de pH, escala y cálculo de pH. 4. Fuerza relativa de ácidos y bases en medio acuoso. 5. Volumetrías ácido-base: estudio experimental. Indicadores. 6. Estudio cualitativo de la hidrólisis. 7. Disoluciones reguladoras o tampón. 8. Importancia de algunos ácidos y bases.

TEMA 7: Reacciones de transferencia de electrones.

1. Conceptos de oxidación y de reducción. Simultaneidad del proceso redox: transferencia de electrones. 2. Reacciones de óxido-reducción. Sustancias oxidantes y reductoras. Número de oxidación o índice redox. 3. Ajuste de ecuaciones redox por el método del ion-electrón. 4. Equivalente redox. Aplicación a cálculos estequiométricos con reacciones redox. 5. Un proceso reversible: pilas y cubas electrolíticas. 6. Potenciales normales de reducción. Electrodo de referencia. 7. Serie electroquímica. Predicción de la espontaneidad en reacciones redox. F.e.m. de un pila. 8. Electrólisis. Leyes de Faraday. Aplicaciones.

TEMA 8: La química de los compuestos del carbono. Isomería. Tipos de reacciones orgánicas: ejemplos.

1. Introducción a la química de los compuestos del carbono. 2. El átomo de carbono: peculiaridades, enlace e hibridación. 3. Grupo funcional y serie homóloga. Principales grupos funcionales de la química del carbono. 4. Formulación y Nomenclatura: repaso de las consideraciones generales y aplicación a distintos compuestos. 5. Isomería en los compuestos del carbono: tipos y ejemplos. 6. Efecto inductivo y efecto mesómero. 7. Ruptura de enlaces (homolítica y heterolítica). Reactivos intermedios: características y grado de estabilidad. 8. Estudio de los tipos de reacciones orgánicas (sustitución, adición y eliminación) aplicadas a compuestos en que son características: 8.1. Sustitución radicalaria en hidrocarburos saturados. 8.2. Sustitución nucleofílica en haluros de alquilo. 8.3. Eliminación en haluros de alquilo: regla de Saytzeff. 8.4. Adición electrofílica en alquenos y alquinos: regla de Markownikoff. 8.5. El benceno y los compuestos aromáticos. 8.6. Sustitución electrofílica en el núcleo aromático. 8.7. Sustitución y eliminación en alcoholes.

TEMA 9: QUÍMICA DESCRIPTIVA E INDUSTRIAL

Abordamos este tema mediante la realización de trabajos bibliográficos sobre una serie de sustancias químicas que, por su importancia, uso frecuente y aplicaciones, han sido utilizadas a lo largo del curso, como ejemplos en los distintos temas tratados. Se trata, por tanto, de hacer un estudio de cada sustancia desde distintos puntos de vista, así como sus procesos industriales e implicaciones medioambientales. A modo de “guía” para la organización del trabajo, se indican algunos aspectos que deben ser tratados: ♦ Un poco de Historia. ♦ Estructura. ♦ Procesos químicos en que intervienen las sustancias (métodos de obtención a escala de laboratorio y a escala industrial, reacciones características, etc.). ♦ Propiedades. ♦ Aplicaciones. Los distintos apartados serán organizados y estructurados por los alumnos, debiendo aplicarse los conceptos estudiados en el temario de Química (configuración electrónica, Sistema Periódico y propiedades periódicas, enlace químico, aspectos termodinámicos y cinéticos, equilibrio químico, características ácido-base y redox, etc.).

SUSTANCIAS QUÍMICAS DE INTERÉS CO2

SO2

NH3

H2SO4

CH3-COOH

Cu