Química orgánica general

PROGRAMA DE ESTUDIOS: QUÍMICA ORGÁNICA GENERAL
PROTOCOLO
Fechas
Mes/año
Clave
02 – 2007
Elaboración
Nivel
Licenciatura
Aprobación
Ciclo
Aplicación
Colegio
Plan de estudios del que forma parte:
Semestre
1-CT-SE-06
X
6to.
Maestría
Doctorado
Integración
Básico
Superior
H. y C.S.
C. y T.
X
X
C. y H.
Ingeniería en Sistemas Energéticos
Propósito(s) general(es): Que el estudiante comprenda la enorme variedad de conceptos, principios e ideas
fundamentales que forman la Química Orgánica, de manera que asuma la constante evolución de ésta, realizando el
estudio de una ciencia viva en desarrollo y no de conceptos anclados en el tiempo. Que nombre y formule
correctamente una amplia gama de compuestos orgánicos, realice representaciones espaciales de moléculas
orgánicas con ayuda de modelos moleculares y seleccione diferentes caminos posibles de síntesis, y entre ellos elegir
el más rápido, seguro y económico para preparar un compuesto a partir de otro.
Carácter
Indispensable X
Optativa *
Modalidad
Seminario
Taller
Curso
X Curso-taller
Laboratorio
X Clínica
Horas de estudio semestral (16 semanas)
Con
Teóricas
62 Autónomas Teóricas
62
Docente
Prácticas
10
Prácticas
10
Carga horaria semanal:
Carga horaria semestral:
4.5
72
Asignaturas Posteriores:
Asignaturas Previas
Procesos del petróleo.
Bioenergía de los desechos sólidos.
Balance de materia y energía.
Requerimientos
para cursar la
asignatura
Conocimientos: Química general y nomenclatura básica.
Habilidades: Conocer y resolver ecuaciones químicas, determinar y balancear ecuaciones
químicas y plantear problemas simples de Balance de Materia y Energía.
Perfil deseable
del profesor:
Que tenga una Licenciatura o Posgrado en alguna área relacionada con la química, tales como:
Químico o Ingeniero Químico de preferencia con experiencia docente.
Academia responsable del programa:
Programa de Energía
Diseñador (es):
Dr. Gerardo Canizal Jiménez, M. en I. Carlos Chávez
Baeza, Dr. Álvaro Eduardo Lentz Herrera, M. en I.
Fernando Gabriel Arroyo Cabañas
*Aquellas en las que se ofrece la posibilidad de cursar una de las asignaturas, para cubrir un requisito INDISPENSABLE
será considerada INDISPENSABLE.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Química orgánica general.
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PROGRAMA DE ESTUDIOS
QUÍMICA ORGÁNICA GENERAL
INTRODUCCIÓN
Este curso tiene por objetivo facilitar la comprensión de la Química Orgánica a los estudiantes de
licenciatura. Ya que esta rama de la química estudia al carbono, sus compuestos y reacciones. La
aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico
alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en
urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este
descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la
intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de
Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos
consideran compuestos orgánicos a aquéllos que contienen carbono y otros elementos (que pueden
ser uno o más), siendo los más comunes: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos. Por
ello, en la actualidad, la química orgánica tiende a denominarse química del carbono.
PROPÓSITOS GENERALES.
Que el estudiante comprenda la enorme variedad de conceptos, principios e ideas fundamentales
que forman la Química Orgánica, de manera que asuma la constante evolución de ésta, realizando el
estudio de una ciencia viva en desarrollo y no de conceptos anclados en el tiempo. Que nombre y
formule correctamente una amplia gama de compuestos orgánicos, realice representaciones
espaciales de moléculas orgánicas con ayuda de modelos moleculares y seleccione diferentes
caminos posibles de síntesis, y entre ellos elegir el más rápido, seguro y económico para preparar un
compuesto a partir de otro.
PLANEACIÓN ESPECÍFICA
UNIDAD 1. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca los conceptos fundamentales de la Química Orgánica, como la teoría
estructural, el enlace químico, la configuración electrónica y las propiedades físicas más
representativas. Además que aprenda la forma en que se une el carbono para formar cadenas,
usando la teoría de orbítales y los efectos que producen la estructura espacial de las moléculas
orgánicas.
Temas y subtemas
1.1
1.2
1.3
1.4
Que es la Química Orgánica.
Teoría Estructural.
Enlace Químico.
Mecánica Cuántica en Química Orgánica.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Química orgánica general.
2
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
Configuración Electrónica.
Enlace Covalente.
Orbítales Híbridos.
Energía de Disociación.
Estructura y Propiedades Físicas.
Efectos electrónicos y estéricos.
Isomería.
UNIDAD 2. HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS
Propósitos específicos
Que el estudiante comprenda en que consisten los hidrocarburos alifáticos, mediante el estudio de
sus propiedades para su uso como combustibles y que nombre correctamente las moléculas
orgánicas usando las reglas de la nomenclatura de la IUPAC.
Temas y subtemas
2.1.
Alcanos.
2.1.1. Nomenclatura.
2.1.2. Propiedades.
2.1.3. Isomerismo.
2.2. Alquenos.
2.2.1. Nomenclatura.
2.2.2. Propiedades.
2.2.3. Isomerismo.
2.3. Alquinos.
2.3.1. Nomenclatura.
2.3.2. Propiedades.
2.3.3. Isomerismo.
2.4. Dienos y Diacetilenos.
2.4.1. Nomenclatura.
2.4.2. Propiedades.
2.4.3. Isomerismo.
UNIDAD 3. HIDROCARBUROS CÍCLICOS Y AROMÁTICOS
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca cuales son los hidrocarburos cíclicos y aromáticos, así como sus
diferencias, mediante la visualización de la estructura en tercera dimensión, que le proporciona el
tipo de uso que pueda darles.
Temas y subtemas.
3.1.
3.2.
Alcanos Cíclicos.
Alquenos Cíclicos.
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3
3.3.
3.4.
3.5.
Benceno.
Regla de Hückel.
Sistemas de Anillos Condensados.
UNIDAD 4. HETEROCÍCLICOS
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca los compuestos orgánicos heterocíclicos, mediante el uso de
representaciones de estructuras espaciales y de diferentes propiedades para diversificar los usos de
estos compuestos.
Temas y subtemas
4.1
4.2
Heterocíclicos de un solo heteroátomo.
Heterocíclicos de más de un heteroátomo.
UNIDAD 5. ALCOHOLES, FENOLES Y ÉTERES
Propósitos específicos
Que el estudiante determine la diferencia entre los alcoholes, fenoles y éteres, mediante el uso de la
representación de las estructuras espaciales y de las diferentes propiedades que presentan para
determinar los usos finales de estos compuestos.
Temas y subtemas
5.1
Alcoholes.
5.1.1
Nomenclatura.
5.1.2
Propiedades.
5.2
Fenoles.
5.2.1
Nomenclatura.
5.2.2
Propiedades.
5.3
Éteres.
5.3.1
Nomenclatura.
5.3.2
Propiedades.
UNIDAD 6. ALDEHÍDOS Y CETONAS
Propósitos específicos
Que el estudiante comprenda la diferencia entre Aldehídos y Cetonas con el uso de
representaciones de estructuras en tercera dimensión y de las propiedades que presentan para
determinar el uso final, que estos compuestos tengan en sistemas energéticos.
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4
Temas y subtemas
6.1
6.2
6.3
Nomenclatura.
Propiedades.
Reacciones.
UNIDAD 7. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y ESTERES
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca los usos de Ácidos Carboxílicos y Esteres, por medio de la
representación espacial de sus estructuras y las propiedades que tiene cada compuesto, para que
entienda las aplicaciones en procesos industriales.
Temas y subtemas
7.1
7.2
7.3
Nomenclatura.
Propiedades.
Reacciones.
UNIDAD 8. COMPUESTOS ORGÁNICOS DEL NITRÓGENO
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca los diferentes compuestos orgánicos que se forman con el nitrógeno, sus
propiedades y las reacciones que llevan a cabo, que permite determinar las aplicaciones industriales.
Temas y subtemas
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
Aminas.
Nitrilos.
Amidas.
Nitrocompuestos.
Azocompuestos.
METODOLOGÍA PARA EL CURSO
Este programa se planeo para dictarse como un curso teórico-práctico. El aprendizaje de los temas
se debe llevar a cabo en dos niveles aquel que se imparten con docente y un nivel que debe ser de
aprendizaje autónomo. En los períodos de estudio con docente el estudiante asistirá a clases o al
laboratorio. Las clases serán mediante la interacción estudiante-profesor y estudiante-estudiante en
las que todos deberán participar activamente y el profesor tendrá la función de supervisor y
facilitador. Esta función será favorecida por el uso de material que suministre el entendimiento y la
comprensión de los temas, se podrán usar principalmente representaciones y modelos en
computadora con paquetería didáctica, algunos experimentos seguros, además de otro tipo de
ayudas didácticas. Puesto que la asignatura QUÍMICA ORGÁNICA GENERAL es parte de la ciencia
experimental. El laboratorio proporcionara a los estudiantes la oportunidad de conjugar la teoría vista
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en clases con los resultados experimentales obtenidos en las prácticas. La observación de los
fenómenos que se presentan a través de prácticas ayudará al estudiante a comprender mejor los
procesos con los cuales se enfrentara en su vida profesional, así también como a reforzar los
conocimientos teóricos adquiridos en clases.
EVALUACIONES
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Modalidad: Escrita.
Criterios: Comprensión de conceptos y resolución de problemas expresados en los requerimientos
para cursar la asignatura. Los criterios e indicadores a avaluar son: conceptos de Química,
Nomenclatura, Reacciones Químicas y Teoría Atómica.
EVALUACIÓN FORMATIVA
Modalidad: Las evaluaciones podrán ser de forma escrita, oral, o ambas y se aplicara tres
evaluaciones como mínimo durante el curso, debido a que así lo requiere el programa. La evaluación
escrita se realizara en el momento en que el profesor considere adecuado considerando para esto el
avance del programa y de las necesidades de integración de los contenidos del programa así como
el avance del grupo con respecto a este.
Criterios: Grado y comprensión de conocimientos, aplicación de conocimientos, análisis e
integración de los diversos contenidos a través de la resolución de problemas sobre nomenclatura,
ecuaciones químicas y determinación de estructura espacial.
Niveles descriptivos de evaluación para informar los resultados: Los resultados se darán a conocer a
los estudiantes de forma específica. Se harán las anotaciones necesarias sobre la evaluación para
que el estudiante equilibre los temas que debe fortalecer y el porque de las recomendaciones de
estudio que se le sugieren. El profesor podrá informar los resultados a los estudiantes de manera
grupal o personalizada.
EVALUACIÓN PARA LA CERTIFICACIÓN.
Modalidad: Esta evaluación podrá ser escrita, oral, o ambas.
Criterios: Conceptos de Química Orgánica, Nomenclatura, Estructura Espacial, Reacciones, Grupos
Funcionales y Teoría de Orbítales en Química Orgánica.
Indicadores. Que el estudiante conozca los diferentes conceptos que se usan en Química Orgánica.
Conozca la Nomenclatura que se usa por la Química, que es el Isomerismo. Conocer la estructura
espacial de las moléculas orgánicas, así como el tipo de reacciones que llevan a cabo los diferentes
grupos funcionales.
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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Morrison, R.T., Boyd, R.N. Química Orgánica, 5th ed. Addison Wesley Longman, 1999.
Hademenos, George J., Hademenos, George. Schaum's Outline of Organic Chemistry, 3th.
Ed. McGraw Hill, 1999.
Solomons, T. W. Graham, Fryhle, Craig B. Organic Chemistry, 8th ed. John Wiley & Son Inc.,
2004.
Hathaway, Bruce A. Organic Chemistry the Easy Way, Barron’s Educational Series Inc., 2005.
Hellwinkel, D. Systematic Nomenclature of Organic Chemistry: A Directory to Comprehension
and Application of its Basic Principles. Springer-Verlag, 2001.
RECURSOS DIDÁCTICOS
Equipo audiovisual, equipo de cómputo, paquetería didáctica para la enseñanza de la química.
Laboratorio virtual para la enseñanza de la Química Orgánica y modelos tridimensionales para la
representación de moléculas orgánicas.
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