CURSO:QUIMICA INORGANICA I TRADUCCION:INORGANIC CHEMISTRY I SIGLA:QIM106B CREDITOS:10 MODULOS 02 CARACTER:MINIMO TIPO:CATEDRA Y LABORATORIO CALIFICACION:ESTANDAR PALABRAS CLAVE:INORGANICA FUNDAMENTAL,TABLA PERIODICA, ELEMENTOS,FUNDAMENTOS INORGANICA NIVEL FORMATIVO:PREGRADO I.DESCRIPCIÓN DEL CURSO El curso profundiza los conocimientos basicos y aplicacion de las propiedades quimicas,que el estudiantado ha adquirido en los cursos previos de quimica.Este curso se desarrolla con una orientacion hacia las aplicaciones de elementos y compuestos inorganicos mas comunes y como algunos de estos han impactado en el desarrollo de la vida y la economia mundial.Asimismo, este curso analiza los principios fundamentales de la quimica y sus propiedades atomicas y moleculares y como estas definen las caracteristicas fisicas y quimicas macroscopicas de cualquier componente inorganico puro o mezcla de ellos. Cada unidad va acompa?ada por metodos de sintesis de elementos y compuestos mas comunes, reactividad, aplicaciones y fundamentalmente preguntas de estudio que permitan contribuir a analizar cada topico. II.RESULTADOS DE APRENDIZAJE 1.Aplicar el concepto de estructura atomica y aplicarlo en el desarrollo del enlace quimico en todas sus formas. 2.Aplicar el concepto de enlace quimico y aplicarlo en el entendimiento de los diferentes tipos de compuestos quimicos encontrados en la naturaleza o desarrollados por el hombre. 3.Relacionar el comportamiento quimico-reactividad, tama?o, propiedades de los elementos con su posicion en la tabla periodica, en funcion de su configuracion electronica, de los tipos de enlace que forma con cualquier otro elemento. 4.Predecir las caracteristicas basicas de un elemento o compuesto quimico sencillo en base a la ubicacion de cada elemento en la tabla periodica (elementos representativos, de transicion y de transicion interna). 5.Analizar los conceptos de acidez y basicidad, acidos duros y blandos, su relacion con la composicion de las especies, distinguir disolventes, sus propiedades y modo de accion, constantes dielectricas. 6.Relacionar algunos conceptos muy elementales de la asociacion geoquimica de los elementos, con su posicion en la tabla periodica y con su configuracion electronica. 7.Compartir activamente conceptos fundamentales de la quimica inorganica con sus pares, generando discusion de manera respetuosa y buscando una mejor comprension de estos conceptos. III.CONTENIDOS 1.Quimica inorganica: una parte del sistema en que vivimos. 1.1.?Que es la quimica inorganica? Sus inicios, ejemplos de sistemas inorganicos que han generado impacto en el desarrollo internacional y nacional, reactividad quimica de elementos y compuestos. Nuevos semiconductores a "alta temperatura", compuestos jaulas (clusters), moleculas inorganicas optimamente activas. 1.2.Breve rese?a del origen de los elementos y su abundancia natural en la tierra. 2.Propiedades periodicas. 2.1.Propiedades atomicas: numero atomico, masa atomica, radio atomico, radio ionico, energia de ionizacion, afinidad electronica, electronegatividad.Clasificacion de los elementos. 2.2.Parametros atomicos: radios atomicos y ionicos, energia de ionizacion, afinidad electronica, electronegatividad. Clasificacion de los elementos: metales y no metales (propiedades fisicas).La Tabla Periodica Moderna, estructura general de la tabla periodica; periodos, grupos, bloques, periodicidad del volumen al aumentar el numero atomico. 3.Enlace quimico 3.1.Concepcion clasica. Enlaces por par electronico: estructura de Lewis (revision: carga formal, numero de oxidacion, resonancia).Propiedades de los enlaces: fuerza de enlace, entalpia de disociacion de enlace. 3.2.Teoria de enlace valencia. Hibridacion. Estructura molecular y geometria. 3.3.Concepcion moderna. Teoria de Orbitales Moleculares: orbitales enlazantes y antienlazantes, moleculas diatomicas, homonucleares, orbitales HOMO y LUMO. Moleculas diatomicas heteronucleares (HF,CO,CIO-,etc.). 3.4.Moleculas poliatomicas en general. Orbitales moleculares para cadenas y anillos de atomos. 3.5.Teoria de Orbitales Moleculares en los solidos. Bandas de orbitales moleculares, nivel de Fermi, densidades de estado, aspectos especiales de los solidos unidimensionales, semi y super conductividad. 4.Estado solido 4.1.Tipos de solidos, energia reticular, imperfecciones en cristales,conductividad en solidos ionicos, solidos covalentes, teoria de enlace. 4.2.Redes cristalinas, empaquetamiento de esferas, elementos metalicos, aleaciones, desarrollo sobre aleaciones de Cu y sus aplicaciones como material anti-bactericida. 4.3.Solidos ionicos, propiedades de substancias ionicas, racionalizacion de la estructura,entalpias reticulares, consecuencias de las entalpias reticulares. Ciclo de Born-Haber, estabilidad termica de los solidos ionicos, factores que afectan el radio de los iones, solubilidad. 5.Quimica acido-base. 5.1.Concepto acido-base: definicion de acidos y bases de Lewis, reacciones. Acidos y bases duros y blandos. Consecuencia quimica de la dureza, aplicaciones, reacciones acido-base heterogeneas. Disolventes acuosos y no-acuosos utiles, interaccion de disolventes no polares. 6.Termodinamica y cinetica inorganica. 6.1.Parametros termodinamicos vs parametros cineticos en una reaccion quimica. 6.2.Cinetica Quimica: energia de activacion, temperatura y velocidad, leyes de velocidad y mecanismos, efecto de un catalizador. 6.3.Termodinamica: Reacciones espontaneas y no espontaneas. Propiedades de estado. Entalpia y entropia G y su relacion al equilibrio. 7.Elementos representativos (bloques s y p). 7.1.Estudio particular del elemento distintivo del grupo (bloque s y p). Estudio ampliado del elemento del grupo mas abundante en la naturaleza. Estudio complementario de los restantes elementos del grupo. 7.2.Tabla periodica: relacion de la configuracion electronica con las propiedades del elemento, compuestos mas comunes y aplicaciones. Ejemplo H2, Li (CH2)3-CH3, NaH, etc., enfasis en carbono, diamante y carbon, compuestos como parafinas, etc. Nitrogeno, oxigeno, fluor y gases nobles. 7.3.Topicos especificos. 8.Elementos del grupo I. 8.1.Hidrogeno, isotopos de hidrogeno, resonancia magnetica nuclear, propiedades del hidrogeno atomico y molecular, hidruros, agua y puentes de hidrogeno, diagrama de flujo de reacciones de los elementos. Tendencias del grupo. Caracteristicas comunes de los metales alcalinos, colores de flama, hidruros ionicos y covalentes (reactividad y uso de hidruros en sintesis de sales).Litio y la salud mental. Diagrama de flujo de reacciones de los elementos. 9.Elementos del grupo 2. 9.1.Be, diferencias con los demas elementos del grupo, estabilidad y usos. Tendencias del grupo, caracteristicas comunes de los metales alcalino-terreos, caracter ionico. Magnesio, cloruros, sulfatos, cementos. Diagrama de flujo de reacciones de los elementos. 10.Bloque p. 10.1.Grupo 13: Tendencias grupales, puntos de fusion y ebullicion de los elementos del grupo, boro, quimica de los hidruros de boro, BF3. Aluminio, propiedades quimicas y fisicas del aluminio, produccion de aluminio, compuestos halogenuros de aluminio, espinelas, aspectos biologicos. Diagrama de flujo de reacciones de los elementos. 10.2.Grupo 14: Grupo que contiene un no-metal (carbono), semi-metal (silicio y germanio) y dos metales (esta?o y plomo). Tendencias grupales, puntos de fusion y ebullicion de los elementos del grupo. Carbono, grafito, fulerenos, isotopos del carbono, carburos monoxidos de carbono, dioxido de carbono, cianuros, etc. El efecto invernadero. Silicio, propiedades y aplicaciones en celdas solares. Dioxido de silicio, vidrios (composicion). Zeolitas, siliconas, Esta?o y plomo, propiedades fisicas y quimicas, toxicidad. 10.3.Grupo 15: Tendencias grupales, propiedades de los elementos. Nitrogeno, perspectivas generales de la quimica del nitrogeno, explosivos, amoniaco, sintesis industrial del amoniaco, fertilizantes nitrogenados, oxidos de nitrogeno, nitratos. Perspectiva general de la quimica del fosforo, reactividad, alotropos del fosforo, extraccion industrial, aplicaciones. Acido fosforico, fosfatos, aspectos biologicos. Arsenico, perspectivas generales de la quimica del arsenico y su toxicidad. 10.4.Grupo 16: Tendencias grupales, propiedades de los elementos, comportamiento peculiar deloxigeno, ozono, peroxidos. Azufre, alotropos del azufre, extraccion industrial de azufre, usos, los enlaces disulfuros y en cabello, sulfuros de cobre, impacto en la mineria, acido sulfurico, sulfatos, quimica de la fotografia y selenio. 10.5.Grupo 17: Tendencias grupales, propiedades de los elementos, comportamiento peculiar de fluor, debilidad del enlace F-F, alta electronegatividad, naturaleza ionica. Fluoruro de hidrogeno (halogenuros), aspectos biologicos de los halogenuros, diagrama de flujo de reacciones de los elementos. 10.6.Grupo 18: Gases nobles. Tendencias grupales, comportamiento singular del helio, usos de los gases nobles, fluoruros de xenon. Diagrama de flujo de reacciones de los elementos. 11.Elementos de transicion (bloque d). 11.1.Introduccion. Caracteristicas electronicas. Aspectos descriptivos cualitativos. Asociacion y presencia del elemento en la naturaleza. Esteroquimica. Los elementos de la 2? y 3? serie (platinoides, oxidos naturales abundantes). Metales de transicion, presencia de los elementos en la naturaleza, extraccion, aplicaciones. Generalidades de los metales de transicion, tendencias grupales, estabilidad comparativa de los estados de oxidacion, complejos de metales de transicion, estereoquimica. IV.ESTRATEGIAS METODOLOGICAS -Clases expositivas. -Laboratorios. -Talleres. -Ayudantias. -Taller de Trabajo Colaborativo y Pensamiento Critico. V.ESTRATEGIAS EVALUATIVAS -Informes de Laboratorios. -Controles de Ayudantia. -Controles de entrada a laboratorio. VI.BIBLIOGRAFIA Minima Cotton, F.A. & G. Wilkinson Quimica inorganica basica. Mexico, Ed. Limusa, 1978. Huheey, James E., et al Inorganic Chemistry. Principles of Structure and Reactivity-Editorial Harper Collins,1993. Rayner-Canham, G. Quimica inorganica descriptiva. 2?Ed. Editorial Prentice Hall 2000. Shriver, D.F., et al Quimica inorganica. Vol.1. Editorial Reverte S.A., 1997. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE QUIMICA / SEPTIEMBRE 2022