Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2003-04

3103100254 FONAMENTS DE QUÍMICA


Objectius  
El principal consisteix en comunicar les línies característiques dels raonaments que segueix la química, a fi d'aplicar-lo en casos diversos. Concretament, es tracta la relació entre les propietats macroscòpiques de la matèria i la seva interpretació mitjançant paràmetres i propietats microscòpics. En aquest marc, es presenta l'estructura dels àtoms i de les molècules i les forces que intervenen en els diferents estats d'agregació de la matèria. També s'introdueixen principis bàsics de la química de les dissolucions, la química inorgànica i la química orgànica, fonamentats en els arguments que s'han exposat en estudiar l'estructura, per poder fer el raonament aplicable de manera general. Es procura destacar la relació entre el temes exposats i els problemes de caràcter ambiental.
 
Prerrequisits  
 
Contingut (Programa)  
I. Els elements químics

1. Introducció. Conceptes previs. L'àtom. Estructura dels àtoms. Àtom d'hidrogen. Orbitals atòmics. Espectres atòmics. Espín electrònic. Àtoms polielectrònics. Principi de construcció: configuració electrònica. Regles de Hund. Influència de l'apantallament dels electrons interns.

2. Taula Periòdica. Àtoms i isòtops. Propietats periòdiques. Variació de les propietats periòdiques. Dimensions atòmiques i iòniques. Energia d'ionització. Afinitat electrònica. Electronegativitat. Estats d'oxidació i valències.

II. Enllaç Químic

3. Generalitats de l'enllaç químic: definició i tipus. Enllaç covalent. Energia, angle i longitud d'enllaç. Regla de l'octet. Fórmules de Lewis. Ressonància entre formes canòniques. Octets incomplets i expandits. Mancances del mètode de Lewis. Geometria de les molècules. Mètode VSEPR. Polaritat de l'enllaç. Cristalls covalents.

4. Enllaç iònic: característiques. Estructures cristal·lines. L'energia reticular. Cicle de Born-Haber. Característiques dels metalls i de l'enllaç metàl·lic.

5. Enllaços intermoleculars. Forces de van der Waals. Enllaç per pont d'hidrogen. Sòlids moleculars.

III. Química de l'ambient terrestre

6. Introducció a la química orgànica. Els hidrocarburs. Hidrocarburs insaturats. Hidrocarburs aromàtics. Els alcohols. Els aldehids i cetones. Els èters. Els àcids carboxílics. Els esters. Compostos de nitrogen. Polímers.

7. Introducció a la química inorgànica. Els elements del bloc s: l'hidrogen, metalls alcalins i alcalinterris. Els elements del bloc p. Els elements del bloc d. Química de coordinació.

8. Dissolucions. Solut i dissolvent. Propietats de les dissolucions. Pressió de vapor de les dissolucions. L'aigua com a dissolvent. Electròlits i no electròlits. Dissolucions iòniques. Conductivitat iònica.

9. Anàlisi química orgànica i inorgànica. Anàlisi elemental. Cromatografia. Tècniques espectroscòpiques i d'anàlisi estructural: raigs-X, espectroscòpia de masses, espectroscòpia UV, espectroscòpia IR, espectroscòpia microones i espectroscòpia de RMN. Efecte hivernacle.

Regularment, segons preveu el pla d'estudis, es dedicaran uns crèdits a la resolució de problemes i exercicis i es proposaran a l'estudiant exercicis complementaris perquè els pugui resoldre com a autoavaluació. Els exercicis estaran relacionats amb el programa de teoria i tenen per objectiu relacionar els coneixements teòrics adquirits amb la seva aplicació pràctica.

Pràctiques de laboratori:

1. Preparació de dissolucions.

2. Destil.lació simple i fraccionada.

3. Estudi d'una mostra natural. Conductivitat de l'aigua.

 
Bibliografia  

Atkins, P.W., 1989, General Chemistry, Scientific American Books.

Casabó, J., 1996, Estructura Atómica y Enlace Químico, Reverté, Barcelona.

Centellas, F; Brillas, E.; Domènech, X.; Bastida, R.M., 1992, Fonaments d'Estructura i Atòmica i de l'Enllaç Químic, Publicacions de la Universitat de Barcelona (Barcanova), Barcelona.

Costa, J.M.; Lluch, J.M.; Pérez, J.J., 1993, Química. Estructura de la matèria. Biblioteca Universitària. Enciclopedia catalana, Barcelona.

Dickson, T. R., 1992, Química. Enfoque ecológico, Limusa, México.

Domènech, X.; Centellas, F; Brillas, E.; Bastida, R.M., 1993, Bioelements i biomolècules, Publicacions de la Universitat de Barcelona (Barcanova), Barcelona.

Huheey, J.E., 1983, Inorganic Chemistry. Principles of Structure and Reactivity. 3ª Ed. Collins. Nova York.

Jackson, R. W.; Jakcson, J. M., 1996, Environmental Science. Longman. Singapore.

Manahan, S. E., 1991, Environmental Chemistry. 5ª Ed. Lewis Publishers. Chelsea.

O'Neill, P., 1993, Environmental Chemistry, 3ª Ed. Chapman & Hall. London.

Snoeyink, V. L.; Jenkins, D., 1990, Química del agua. Limusa. México.

Volhardt, K.P.C.; Schore, N.E., 1999, Organic Chemistry, 6 ed., W. H. Freeman and Co. New York.

 
 
Mètodes docents  
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  
El 90% de la nota s'obté mitjançant una prova escrita que consta de qüestions aplicades (problemes) i qüestions teòriques. El 10% restant s'obté mitjançant un treball de pràctiques al laboratori. L'avaluació es realitza mitjançant una prova escrita que consta de qüestions aplicades (problemes) i qüestions teòriques. L'objectiu principal és poder confrontar els objectius planificats en la programació de l'assignatura amb els coneixements assolits per l'estudiant. En el domini cognoscitiu i de l'aprenentatge es valoren: el coneixement de teories, aplicacions, mètodes i instruments, el grau de comprensió dels conceptes, la capacitat d'aplicació i de relació justificada pels objectius concrets del programa, el fet d'assolir un cert estil de raonament i pensament creatiu i de predicció, el domini de tècniques experimentals i de manipulació de dades empíriques, l'anàlisi de propietats i la capacitat de treballar amb problemes reals.
 
Informació addicional  
 
Llengua de les classes  
Català