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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http://ocw.uma.es/ingenierias/ampliacion-de-fisica/archivos/Tema%204.%20Apuntes_Modelos_atomicos.pdf Efecto Compton (s.f). Recuperado de http://cerezo.pntic.mec.es/~jgrima/efectocompton.htm

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