Dades generals

Curs acadèmic:
2009
Descripció:
Estudi sistemàtic dels elements i dels seus compostos.
Crèdits:
8
Idioma principal de les classes:
Català
S’utilitza oralment la llengua anglesa en l'assignatura:
Gens (0%)
S’utilitzen documents en llengua anglesa:
Poc (25%)

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:

Competències

  • Conèixer els aspectes més importants de la terminologia química: nomenclatura, convencions i unitats
  • Conèixer les reaccions químiques més importants i les seves característiques
  • Conèixer les propietats característiques de cadascun dels elements de la Taula Periòdica i els seus compostos, incloent les seves relacions i tendències dins la Taula Periòdica
  • Conèixer les característiques estructurals dels elements químics i dels seus compostos, incloent l’estereoquímica
  • Conèixer la relació entre les propietats macroscòpiques de les substàncies i les propietats individuals del àtoms i molècules que les formen, incloent macromolècules tant naturals com sintètiques
  • Capacitat de demostrar els coneixements adquirits i la comprensió dels seus fets essencials: conceptes, principis i teories
  • Capacitat d’aplicar els coneixements adquirits a la resolució de problemes comuns tant de naturalesa qualitativa com quantitativa
  • Capacitat de presentar, davant una audiència entesa, diferents tipus de material i d’arguments científics, tant per escrit com oralment
  • Capacitat d’anàlisi i resolució de problemes, tant de naturalesa qualitativa com quantitativa
  • Capacitat per obtenir informació utilitzant fonts d’informació primàries i secundaries, incloent la cerca “on-line” amb medis informàtics
  • Capacitat per utilitzar eines informàtiques com internet, processadors de text, fulls de càlcul, bases de dades i programes específics del camp de la Química
  • Capacitat per interaccionar amb altres persones i per formar equips de treball
  • Capacitat per aprendre, necessària per continuar el propi desenvolupament professional
  • Capacitat d’anàlisi i síntesi
  • Capacitat d’organització i planificació

Altres Competències

  • Que l'estudiant s'introdueixi en la química dels elements de la taula periòdica, fent especial èmfasi en els elements del bloc s i p.
  • Coneixement dels processos industrials més importants relacionats amb la química inorgànica.
  • Relacionar el comportament químic dels elements de la taula periòdica amb les aplicacions pràctiques dels propis elements i dels seus compostos.

Continguts

1. Introducció: els elements.

          1.1. Disposició dels elements a la taula periòdica. Origen dels elements

          1.2. Tendències de les propietats periòdiques: càrrega nuclear efectiva, radis atòmics, energies de ionització, afinitat electrònica, electronegativitat. Efecte diagonal. Principi de singularitat. Caràcter metàl·lic.

          1.3. Enllaç Químic: iònic, covalent i metàl.lic. Forces cohesives no de valència. Estructures de Lewis. Introducció a l'enllaç de coordinació.

          1.4. Reactivitat: Conceptes àcid-base. Conceptes redox.

2. L'hidrogen.

          2.1. Propietats generals. Estructura electrònica i formes en què es troba l'hidrogen. Posició en el sistema periòdic.

          2.2. Propietats de l'hidrogen molecular. Isòtops.

          2.3. Combinacions binàries de l'hidrogen (hidrurs): a) iònics o salins b) covalents o moleculars c) metàl·lics o intersticials. Enllaços per pont d'hidrogen.

          2.4. Abundància, obtenció i aplicacions. L'hidrogen com a font d'energia.

3. Grup 1. Els metalls alcalins: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

          3.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització. Forces de cohesió i duresa. Estructures dels metalls.

          3.2. Propietats químiques dels elements: reaccions.

          3.3. Propietats dels compostos: òxids, hidròxids, sals, hidrurs. Diferents combinacions amb oxigen. Halurs alcalins: energia reticular i estabilitat.

          3.4. Solubilitat de les sals, solvatació i hidratació.

          3.5. Solucions dels metalls en amoníac líquid.

          3.6. Compostos de coordinació i organometàl·lics. Singularitat del liti.

          3.7. Abundància dels elements. Fonts i processos d'obtenció. Aplicacions.

4. Grup 2. Els metalls alcalino-terris: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

          4.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització.

          4.2. Forces de cohesió: relació amb els punts de fusió i ebullició, i amb les energies d'hidratació. Comparació de les propietats amb els elements del Grup 1.

          4.3. Propietats químiques dels elements: reaccions.

          4.4. Propietats dels compostos: òxids, hidròxids, sals, hidrurs, nitrurs. Carbonats i la duresa de l'aigua. Estabilitat tèrmica de les oxosals.

          4.5. Solucions dels metalls en amoniac líquid.

          4.6. Compostos de coordinació i organometàl·lics. Singularitat del beril·li. Relacions diagonals amb els elements del Grup 1.

          4.7. Abundància, obtenció i aplicacions dels elements.

5. Grup 13: B, Al, Ga, In, Tl.

          5.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització, punts de fusió i d'ebullició.

          5.2. Estats d'oxidació en els elements del grup. Efecte del parell inert.

          5.3. Propietats químiques dels elements: reaccions. Compostos de bor i nitrogen.

          5.4. Compostos amb oxigen: òxids, hidròxids, oxoanions. Propietats àcid-base i caràcter amfòter.

          5.5. Trihalurs i acidesa de Lewis. Complexos que se'n deriven.

          5.6. Hidrurs de bor: borans. Tipus, nomenclatura, obtenció, propietats i reactivitat. Enllaç als borans: regles de Wade i formalisme STYX. Carborans. Hidrurs de la resta d'elements: hidrurs complexos.

          5.7. Altres compostos de coordinació. Compostos organometàl·lics.

          5.8. Obtenció i aplicacions dels elements.

6. Grup 14: C, Si, Ge, Sn, Pb.

          6.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització, punts de fusió i d'ebullició. Estats d'oxidació.

          6.2. Formes alotròpiques dels elements.

          6.3. Singularitat del carboni: formació d'enllaços múltiples i tendència a la concatenació.

          6.4. Reactivitat dels elements amb aigua, àcids, àlcalis i halògens.

          6.5. Compostos de grafit.

          6.6. Carburs: a) salins o iònics, b) intersticials o metàl·lics, c) covalents o moleculars. Cianurs.

          6.7. Compostos amb oxigen: òxids i silicats. Extracció de metalls amb compostos de carboni.

          6.8. Compostos organometàl·lics. Silicones.

          6.9. Complexos.

          6.10. Tetrahalurs. Freons i la problemàtica associada al seu ús.

          6.11. Obtenció i aplicacions dels elements.

7. Grup 15: N, P, As, Sb, Bi.

          7.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització, punts de fusió i d'ebullició, estats d'oxidació més habituals. Evolució del caràcter metàl·lic.

          7.2. Estructures dels elements.

          7.3. Hidrurs. El procés Haber-Bosch de síntesi de l'amoníac. Punts de fusió i ebullició. Azides.

          7.4. Trihalurs i pentahalurs.

          7.5. Òxids i oxoàcids de nitrogen. Estructures i propietats àcides.

          7.6. Fertilitzants nitrogenats i fosforats.

          7.7. Fosfazens i ciclofosfazens.

          7.8. Obtenció i altres aplicacions dels elements.

8. Grup 16: O, S, Se, Te, Po.

          8.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització, punts de fusió i d'ebullició.

          8.2. Estats d'oxidació dels elements i reactivitat.

          8.3. Estructures i formes alotròpiques. Paramagnetisme de la molècula d'oxigen.

          8.4. Òxids: classificació i caràcter àcid-base.

          8.5. Òxids de sofre. Usos industrials i pluja àcida. Oxoàcids de sofre. Àcid sulfúric.

          8.6. Hidrurs i peròxid d'hidrogen.

          8.7. Obtenció i aplicacions.

9. Grup 17. Els halògens: F, Cl, Br, I, At.

          9.1. Propietats generals dels elements: estructura electrònica, radis, densitats, electronegativitats, potencials d'ionització, punts de fusió i d'ebullició. Molècules diatòmiques dels elements i eneergies d'enllaç.

          9.2. Reactivitat dels halògens. Estats d'oxidació.

          9.3. Halurs d'hidrogen: preparació, estructures, acidesa, punts de fusió i ebullició.

          9.4. Halurs dels elements: iònics, covalents, halurs pont.

          9.5. Combinacions amb oxigen: òxids i oxoàcids. Estructures, propietats àcid-base i propietats redox.

          9.6. Compostos interhalogenats i polihalurs.

          9.7. Obtenció i aplicacions.

10. Grup 18. Gasos nobles: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

          10.1. Propietats dels elements: radis, densitats, punts de fusió i ebullició, entalpies de vaporització, energies de promoció electrònica, potencials d'ionització.

          10.2. Compostos dels gasos nobles: a) generalitats, b) fluorurs, c) combinacions amb oxigen. Clatrats.

          10.3. Obtenció i aplicacions dels elements

11. Els elements de transició i de transició interna.

          11.1. Generalitats dels elements de transició i transició interna: estructura electrònica, estats d'oxidació. Diferències entre la primera sèrie del bloc d i les dues restants.

          11.2. L'enllaç en els compostos dels elements d: número de coordinació i geometries més freqüents. Teoria del camp cristal·lí, complexos d'alt i baix spin. Teoria dels orbitals moleculars. Lligands pi-donors i pi-acceptors.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 45,5 72 117,5
Classes pràctiques 14 23 37
Exposició dels estudiants 5 5 10
Prova d'avaluació 7 20 27
Total 71,5 120 191,5

Bibliografia

  • Cotton, F. Albert, Wilkinson, Geoffrey (1978). Química inorgánica básica. México [etc.]: Limusa. Catàleg
  • Rayner-Canham, Geoff (2000). Química inorgánica descriptiva (2ª ed). México [etc.]: Addison Wesley Longman. Catàleg
  • Rochow, Eugene George (1981). Química inorgánica descriptiva. Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg
  • Lee, J. D (1996). Concise inorganic chemistry (5th ed). Oxford: Blackwell Science. Catàleg
  • Sharpe, Alan G (1988). Química inorgánica (2ª ed). Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
redacció i exposició, en grups, de part dels continguts descriptius de cadascun dels temes, durant mitja hora de classe, seguida d'unes qüestions curtes sobre l'exposició. Entrega d'un resum de l'exposició a mode d'apunts. - Pels estudiants que exposen: es valorarà, en un 60%, la correcció dels continguts exposats i del resum, i en un 40% les qüestions posteriors a l'exposició.

- Per la resta d'estudiants assistents a l'exposició: el resultat de les qüestions poden afegir punts a l'avaluació final, segons el barem següent:
* mitjana fins a 6: no modifica la nota
* mitjana entre 6 i 8: afegeix 0,25 punts a la
nota final
* mitjana entre 8 i 10: afegeix 0,5 punts a la
nota final
proves curtes d'avaluació continuada Es valorarà la correcta resolució de les qüestions plantejades.
examen global Es valorarà la correcta resolució de les qüestions plantejades.

Qualificació

La nota final engloba les qualificacions obtingudes en cadascun dels tres apartats avaluatius, segons els següents percentatges:

- exposició a classe i informe: 25%
- mitjana de les proves curtes d'avaluació continuada: 35%
- examen final: 40% (serà necessari obtenir com a mínim un 3'75 de l'examen final per a que faci mitjana)

Observacions

A la pàgina web de l'assignatura s'hi poden trobar entre d'altres informacions interessants, apunts de l'assignatura, així com presentacions realitzades per alumnes de cursos anteriors.
http://quimica.udg.edu/ciencies/quimica/inorganica/

Assignatures recomanades

  • Enllaç químic i estructura de la matèria I
  • Enllaç químic i estructura de la matèria II
  • Reaccions químiques