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miércoles, 21 de mayo de 2008

3er Año - Programa de Física y Química

Programa a desarrollar

Unidad 1
Química: El estudio de la vida cotidiana

Contenidos conceptuales
El método científico. Clasificación de la materia: Sustancias y mezclas, elementos y compuestos. Sistemas materiales. Los estados de la materia. Características. Cambios de estado. Propiedades físicas y químicas de la materia. Mediciones. Unidades del SI. Masa, peso, volumen, densidad, temperatura. Notación científica. Cifras significativas. Nociones sobre fenómenos químicos sencillos presentes en la vida cotidiana.

Contenidos procedimentales
Elaboración de redes conceptuales. Trabajos con series de ejercicios de autocorrección y consulta. Elaboración de informe de laboratorio de química. Partes de un informe. Formulación de conclusiones. Presentación.

Objetivos específicos
· Lograr un primer acercamiento favorable a la disciplina química predisponiéndose de manera positiva y abierta a los contenidos de la asignatura
· Tomar conciencia de la química no como una ciencia reservada solo a un grupo selecto de investigadores profesionales sino una disciplina mediante la cual se pueden entender de manera sencilla los fenómenos apreciables en la vida cotidiana
· Alcanzar un conocimiento elemental sobre las nociones básicas de materia y sustancias, introduciéndose en el conocimiento de alguna de sus propiedades

Actividades
· Elaboración de una red conceptual, a modo de resumen, sobre la química y su campo de aplicación, las propiedades de la materia y los conceptos vistos en la unidad en general.
· Guía de ejercicios SERIE 1, referidos a:
o Sistemas materiales
o Métodos de separación de fases en sistemas heterogéneos
o Manejo de unidades del sistemas internacional
o Masa, peso, volumen, densidad y temperatura
o Notación científica
· Trabajo Práctico Nº 1: Separación de fases en un sistema heterogéneo. Presentación de informe.

Bibliografía obligatoria

· Chang, R. (1999): Química. México. McGraw Hill. Sexta edición. Capítulo 1
· Guía de Problemas – Serie 1 (Proporcionados por el docente)


Unidad 2
La estructura de la materia

Contenidos conceptuales
La teoría atómica: evolución. Modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr. Teoría cuántica y estructura electrónica de los átomos. Los números cuánticos. Orbitales atómicos. Configuración electrónica. Principio de exclusión de Pauli. Regla de Hund. Principio de Aufbau.

Contenidos procedimentales
Elaboración de ejes cronológicos descriptivos. Mecanismos de trabajo con hipótesis y teorías científicas.

Objetivos específicos
· Comprender, en general, la forma en que una teoría científica evoluciona, como se descartan hipótesis anteriores y se elaboran nuevas a medida que se realizan descubrimientos y, en particular, como se llega al modelo atómico actual
· Lograr un entendimiento elemental de la teoría cuántica en función de los principios estudiados
· Ser capaz de formular la configuración electrónica de los elementos de acuerdo al principio de construcción

Actividades
· Elaboración de una línea histórica que describa la evolución de la teoría atómica desde el modelo de Dalton hasta el actual de la mecánica cuántica
· Guía de ejercicios SERIE 2, referidos a :
o Números cuánticos
o Configuración electrónica

Bibliografía obligatoria

· Chang, R. (1999): Química. México. McGraw Hill. Sexta edición. Capítulo 2, págs. 38-44; Capítulo 7, págs. 243-274
· Guía de Problemas – Serie 2 (Proporcionados por el docente)


Unidad 3
La tabla periódica

Contenidos conceptuales
Desarrollo de la tabla periódica. Elementos, clasificación. Variación periódica de las propiedades físicas. Configuración electrónica de cationes y aniones. Propiedades periódicas de los elementos: Radio atómico, radio iónico, energía de ionización, afinidad electrónica. Los gases nobles o inertes. Número atómico y número másico. Isótopos.

Contenidos procedimentales
Reconocimiento y utilización de sistemas de referencia de doble entrada, en particular la tabla periódica. Construcción de un cuadro propio en el que se tengan en cuenta las propiedades analizadas.

Objetivos específicos
· Conocer la tabla periódica, su disposición, función y utilidad
· Entender la forma en que se distribuyen los elementos en la tabla y saber diferenciar su naturaleza
· Ser capaz de predecir algunas propiedades físicas y químicas de los elementos en función del lugar que ocupan en la tabla periódica

Actividades
· Guía de ejercicios SERIE 3, referidos a:
o Configuración electrónica de iones
o Radio atómico
o Energía de ionización
o Masa atómica e isótopos
· Construcción de una tabla periódica propia, utilizando solo veinte elementos, en función de sus propiedades físicas y químicas

Bibliografía obligatoria

· Chang, R. (1999): Química. México. McGraw Hill. Sexta edición. Capítulo 8, págs. 287-307
· Guía de Problemas – Serie 3 (Proporcionada por el docente)


Unidad 4
El enlace químico

Contenidos conceptuales
Concepto de enlace. Tipos de enlace. El enlace covalente. Uniones covalentes simples, dobles y triples. Estructura de Lewis. Regla del octeto. Excepciones. Electronegatividad y número de oxidación. Polaridad de los enlaces covalentes. El enlace iónico. Energía reticular de los compuestos iónicos. Enlace metálico. Propiedades físicas de las sustancias covalentes, iónicas y metálicas. Introducción a la geometría molecular.

Contenidos procedimentales
Elaboración de modelos que describan los enlaces químicos. Trabajo con software informático sobre uniones químicas, geometría molecular y polaridad de los enlaces.

Objetivos específicos
· Entender el concepto de enlace químico e integrar los conocimientos adquiridos en las unidades 2 y 3 en función de la relevancia de los electrones en los enlaces.
· Comprender cómo los distintos tipos de enlace determinan algunas de las propiedades físicas y químicas de las sustancias

Actividades
· Trabajo Práctico Nº 2: Comprobación de propiedades físicas de sustancias estabilizadas por enlaces de diferente naturaleza. Presentación de informe.
· Idear diferentes formas de representar un enlace químico, en las que pueda apreciarse las diferencias entre los distintos tipos de enlace.
· Guía de ejercicios SERIE 4, referidos a:
o Enlace químico: diferenciación
o Estructura de Lewis
o Geometría molecular
· Elaboración de una red conceptual relacionando los contenidos de la unidad

Bibliografía obligatoria

· Chang, R. (1999): Química. México. McGraw Hill. Sexta edición. Capítulo 9, págs. 328-333; 337-345
· Guía de Problemas – Serie 4 (Proporcionada por el docente)


Unidad 5
Magnitudes atómico-moleculares. Introducción a las reacciones químicas. Nomenclatura. Estado gaseoso.

Contenidos conceptuales
Masa atómica y masa molecular. Número de Avogadro. Concepto de Mol. Volumen molar y masa molar. Fórmula química. Fórmula empírica y fórmula molecular. Composición centesimal. Formación de óxidos, hidróxidos, ácidos y sales. Nomenclatura. Sustancias que existen como gases. Propiedades de los gases. Variables de estado: Presión, volumen, temperatura. Las leyes de los gases. Ley de Boyle. Leyes de Charles y Gay-Lussac. Ecuación del gas ideal. Ley de Dalton de las presiones parciales. Desviación del comportamiento ideal: gases reales. Correcciones de Van Der Waals.

Contenidos procedimentales
Análisis de gráficos de funciones. Interpretación de ecuaciones y aplicaciones prácticas de las mismas.

Objetivos específicos
· Integrar los conocimientos adquiridos sobre la estructura de la materia al aspecto cuantitativo de las magnitudes atómico-moleculares.
· Poder trabajar con situaciones problemáticas que involucren el pasaje de unidades y la determinación cuantitativa de la composición de una sustancia.
· Comprender el comportamiento de los gases y las leyes que rigen ese comportamiento.
· Ser capaz de discernir entre lo que implica un comportamiento ideal y uno real

Actividades
· Trabajo Práctico Nº 3: Gases. Estudio de las variables de estado. Reconocimiento de gases. Propiedades de los gases: Solubilidad en líquidos. Presentación de informe.
· Guía de ejercicios SERIE 5, referidos a:
o Magnitudes atómico-moleculares
o Composición centesimal
o Aplicaciones de las leyes de los gases

Bibliografía obligatoria

· Chang, R. (1999): Química. México. McGraw Hill. Sexta edición. Capítulo 3, págs. 70-82, 156-189.
· Guía de Problemas – Serie 5 (Proporcionada por el docente)


Unidad 6
Introducción a la mecánica clásica

Contenidos conceptuales
Cinemática del cuerpo puntual. Desplazamiento. Tiempo y velocidad media. Cálculo de la velocidad media en un sistema de referencia fijo. Concepto de velocidad instantánea. Unidades del SI. Desplazamientos en trayectorias rectilíneas. Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU). Concepto de aceleración. Cálculo de la aceleración media. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV). Encuentro. Casos de MRUV: Caída libre, tiro vertical.

Contenidos procedimentales
Utilización de sistemas de referencia. Trabajo con vectores. Elaboración de esquemas descriptivos de movimiento rectilíneo.

Objetivos específicos
· Lograr un primer acercamiento favorable a la física, predisponiéndose positivamente a su estudio
· Entender las nociones elementales de la mecánica clásica en cuanto a la descripción de los movimientos más sencillos de trayectorias rectilíneas para cuerpos puntuales en una sola dimensión

Actividades
· Guía de ejercicios SERIE 6, referidos a:
o Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
o Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
o Casos particulares de MRUV
§ Caída libre
§ Tiro vertical
· Búsqueda de casos de la vida cotidiana que puedan ser descriptos mediante las ecuaciones estudiadas.

Bibliografía obligatoria

· Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. (2004): Física Universitaria. México. Pearson Educación. Décimo primera edición. Capítulo 2, págs. 40-43, 47-49, 52-62
· Guía de Problemas – Serie 6 (Proporcionada por el docente)


Unidad 7
Introducción a la dinámica de Newton

Contenidos conceptuales
Leyes de Newton. Principio de inercia. Principio de masa. Principio de interacción. Aplicaciones. Masa y peso. Diagrama de cuerpo libre. Cálculo de fuerzas resultantes. Momento de una fuerza. Condiciones de equilibrio. Cálculos de aceleración y velocidad en función de fuerzas aplicadas. Centro de gravedad y centro de masa.

Contenidos procedimentales
Trabajo con álgebra de vectores. Proyecciones. Elaboración de diagramas de cuerpo libre. Determinación de centro de masa de cuerpos de densidad homogénea. Elaboración de un informe de laboratorio de física.

Objetivos específicos
· Comprender las causas que provocan los movimientos estudiados en la unidad 6
· Relacionar los conceptos de la dinámica de Newton con experiencias de la vida cotidiana y analizar la validez actual de principios postulados hace siglos
· Entender las condiciones que se deben dar para que un cuerpo esté en equilibrio
· Comprender los conceptos de centro de masa y gravedad y ser capaz de determinar dichos centros para un cuerpo homogéneo de forma irregular

Actividades
· Trabajo Práctico Nº 4: Determinación del centro de gravedad de un cuerpo. Presentación de informe.
· Guía de ejercicios SERIE 7, referidos a:
o Determinación de fuerzas resultantes
o Suma vectorial de fuerzas
o Movimientos rectilíneos generados por aplicación de fuerzas
o Relación entre fuerza y aceleración
o Interacción de fuerzas

Bibliografía obligatoria

· Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. (2004): Física Universitaria. México. Pearson Educación. Décimo primera edición. Capítulo 4, págs. 119-125, 128-144.
· Guía de Problemas – Serie 7 (Proporcionada por el docente)


Unidad 8
Trabajo mecánico e introducción a las leyes de la conservación

Contenidos conceptuales
Concepto de energía y trabajo. Cálculo del trabajo. Concepto de energía cinética. Cálculo de la velocidad. Teorema fundamental de la energía cinética. Energía potencial gravitatoria. Energía mecánica. Fuerzas conservativas y no conservativas. Potencia.

Contenidos procedimentales
Elaboración de esquemas y diagramas relacionando los conceptos de energía y trabajo con los contenidos estudiados en las unidades 6 y 7.

Objetivos específicos
· Comprender los conceptos de energía y trabajo. Relacionarlos con fenómenos de la vida cotidiana.
· Trabajar relacionando los contenidos de las unidades anteriores e integrando los conceptos de movimiento con sus causas y las implicaciones energéticas.
· Poder realizar cálculos sencillos utilizando las leyes de la conservación.

Actividades
· Guía de ejercicios SERIE 8, referidos a:
o Cálculo del trabajo de una fuerza, o de una resultante de fuerzas
o Energía cinética
o Energía potencial gravitatoria
o Energía mecánica
o Relación entre energía y velocidad

Bibliografía obligatoria

· Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. (2004): Física Universitaria. México. Pearson Educación. Décimo primera edición. Capítulo 6, págs. 207-216, 227-228; Capítulo 7, págs. 241-247, 260-262
· Guía de Problemas – Serie 8 (Proporcionada por el docente)

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