ENLACE QUIMICO Y ESTRUCTURA DE LA MATERIA

Licenciatura en Química
1-5
Curso 2002-2003
ENLACE QUIMICO Y ESTRUCTURA DE LA MATERIA
CÓDIGO: B053/99/7424
CURSO 2002-2003
Carga docente:
7 créditos (5 teóricos + 2 prácticos)
Curso: 1º, Troncal
Primer cuatrimestre
Departamento:
Química Inorgánica
Profesor/es:
GA- Francisco Rodríguez Reinoso; GB- Juan Alcañiz Monge
OBJETIVOS
Obtener conocimientos sobre la composición de los átomos y las características de las
partículas subatómicas nucleares, las leyes que gobiernan las reacciones nucleares y los
efectos que producen dichas partículas. Analizar la ordenación de los electrones dentro
del átomo, clasificar los elementos en función de la ordenación de sus electrones y
deducir las propiedades atómicas en función de la ordenación periódica de los
elementos. Clasificar las sustancias según las propiedades que presentan. Describir las
teorias de enlace adecuadas para la justificación de las propiedades que muestran las
sustancias covalentes. Introducir al alumno en los conceptos de enlace metálico y enlace
iónico. Describir las estructuras cristalinas de los metales y de los sólidos cristalinos.
Justificar las propiedades de los metales, aleaciones y sólidos cristalinos en base a las
teorias del enlace metálico y del enlace electrostático, respectivamente. Introducir al
alumno en la descripción del enlace de coordinación para utilizarlo en la justificación de
propiedades físicas tales como el color que presentan los compuestos de los metales de
transición. Analizar los tipos y fortaleza de las interacciones que se producen entre
moléculas covalentes para interpretar y predecir sus Puntos de Fusión y Ebullición.
PROGRAMA
1. Estructura atómica. Núcleo: estructura nuclear; estabilidad nuclear; radiactividad;
ejemplos de aplicaciones. Corteza electrónica: modelos de la estructura
extranuclear de los átomos.
2. Clasificación periódica de los elementos. Propiedades periódicas y no
periódicas. Desarrollos significativos en la clasificación sistemática de los
elementos. La Tabla Periódica moderna. Propiedades fundamentales derivadas de la
estructura extranuclear: tamaño atómico; ganancia y pérdida de electrones en los
átomos; propiedades magnéticas. Variaciones de: Volumen atómico. Energías de
ionización. Afinidades electrónicas. Electronegatividades. Otras propiedades
físicas. Propiedades químicas.
3. El Enlace químico. El enlace por pares de electrones. Teoría de repulsión de los
pares electrónicos de la capa de valencia (T.R.P.E.V.). Teoría de enlace valencia:
hibridación. Teoría de orbitales moleculares: moléculas diatómicas homonucleares,
moléculas diatómicas heteronucleares, moléculas poliatómicas, Polaridad en los
enlaces covalentes: momento dipolar permanente, polarización o deformación de
iones.
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4. Estructuras, propiedades y enlace en sólidos metálicos. Empaquetamiento de
esferas de igual tamaño: de baja densidad: red cúbica simple, cúbica centrada en el
espacio. compactos: red cúbica centrada en las caras, red hexagonal compacta.
Estructura de los metales cristalinos: metales s, p y d. Propiedades físicas y teorías
de enlace en los sólidos metálicos: Teoría del "gas" electrónico; Teoría de bandas.
Energías de unión en los sólidos metálicos.
5. Estructuras, propiedades y enlace en sólidos iónicos. Huecos catiónicos entre
capas de aniones: números de coordinación (N.C.). Estructuras tipo derivadas de un
empaquetamiento de aniones: cúbico simple: CsCl; hexagonal compacto: wurtzita
(ZnS); NiAs; cúbico centrado en las caras: NaCl, blenda (ZnS); CaF2; Estructuras
derivadas de otras: TiO2; CdCl2; CdI2. Propiedades físicas y teorías de enlace en los
sólidos iónicos. Energía de unión en los sólidos iónicos: Energía reticular:
determinación mediante un ciclo de Born-Haber; ecuación de Born-Mayer;
ecuación de Kapustinskii. Consecuencias de la energía reticular: estabilidad térmica
de los sólidos iónicos; solubilidad.
6. Estructura, enlace y propiedades físicas en compuestos de coordinación del
bloque d. Estructuras y simetría: Indices de coordinación; ligandos representativos
y nomenclatura; isomería y quiralidad. Estereoquímica de los elementos del bloque
d en la formación de especies coordinadas. Estructura electrónica y enlace: Teoría
del Campo Cristalino (TCC); parámetro de desdoblamiento del campo cristalino
(∆); energía de estabilización del campo cristalino (EECC). Propiedades físicas:
Propiedades magnéticas; color.
7. Interacciones electrostáticas débiles. Fuerzas intermoleculares. Interacciones:
dipolo-dipolo, ión-dipolo, dipolo inducido-dipolo inducido, dipolo instantáneodipolo inducido. El enlace de hidrógeno: algunas características; tipos de enlace de
hidrógeno; consideraciones teóricas; deducción de la presencia de enlaces de
hidrógeno; enlace de hidrógeno en sistemas inorgánicos.
Prácticas
1. Modelos de las estructuras de metales:
- Apilamiento de láminas de esferas idénticas. Descripción de huecos octaédricos y
tetraédricos.
- Empaquetamiento CÚBICO CENTRADO EN EL ESPACIO (c.c.e.). Visualización de la
celdilla unidad. Relación entre el radio de la esfera y la arista de la celdilla.
- Empaquetamiento CÚBICO CENTRADO EN LAS CARAS (C.C.C.). Visualización de la
celdilla unidad. Relación entre el radio de la esfera y la arista de la celdilla.
- Empaquetamiento HEXAGONAL COMPACTO (h.c.). Visualización de la celdilla
unidad. Relación entre el radio de la esfera y las aristas de la celdilla.
2. Modelos de las estructuras de los compuestos iónicos:
- Redes iónicas: Descripción de las celdillas unidad de NaCl, CaF2 y K2O, ZnSblenda, AsNi, ZnS-wurtzita, CsCl, Rutilo y CdCl2 y CdI2 mediante el tipo de
empaquetamiento de esferas idénticas y la ocupación de huecos.
3. Propiedades relacionadas con el enlace y la estructura:
- Determinación de propiedades físicas: Punto de Fusión, Punto de Ebullición,
Solubilidad.
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4.
Propiedades físicas de los compuestos de coordinación:
- Preparación de algunos compuestos de coordinación sencillos y análisis del
significado del color que presentan.
OBSERVACIONES
Conocimientos previos: Formulación química, Tabla Periódica.
Prácticas: La asistencia a las prácticas de laboratorio es obligatoria.
Evaluación: Examen escrito al finalizar las clases que constará de un mínimo de 7 y un
máximo de 10 preguntas breves y en cada una de ellas se pedirá la
justificación de las propuestas en función de los principios básicos
tratados en el programa.
BIBLIOGRAFIA
- “Química General”. P.W. Atkins. Ediciones Omega, S.A. 1992.
- “Estructura atómica y enlace químico”. J. Cassabó i Gispert, Reverté, 1996.
- “Química”. R. Chang, McGrawHill, 6ª edicición, 1999
- "Química Inorgánica". T. Moeller. Ed. Reverté. 1988.
- "Química General. Principios y aplicaciones modernas". R.H. Petrucci, W.S.
Harwood. Séptima edición. Prentice Hall. 1999.
- “Química Inorgánica”. D.F. Shriver, P.W. Atkins y C.H. Langford, Reverté 1998.
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CÓDIGO: B053/99/7424
CURSO 2002-2003
Carga docente: 7 créditos (5 teóricos + 2 prácticos) (primer cuatrimestre)
Departamento: Química Inorgánica
Profesor/es: GA- Francisco Rodríguez Reinoso; GB- Juan Alcañiz Monge
OBJETIVOS
Obtener conocimientos sobre la composición de los átomos y las características de las
partículas subatómicas nucleares, las leyes que gobiernan las reacciones nucleares y los
efectos que producen dichas partículas. Analizar la ordenación de los electrones dentro
del átomo, clasificar los elementos en función de la ordenación de sus electrones y
deducir las propiedades atómicas en función de la ordenación periódica de los
elementos. Clasificar las sustancias según las propiedades que presentan. Describir las
teorias de enlace adecuadas para la justificación de las propiedades que muestran las
sustancias covalentes. Introducir al alumno en los conceptos de enlace metálico y enlace
iónico. Describir las estructuras cristalinas de los metales y de los sólidos cristalinos.
Justificar las propiedades de los metales, aleaciones y sólidos cristalinos en base a las
teorias del enlace metálico y del enlace electrostático, respectivamente. Introducir al
alumno en la descripción del enlace de coordinación para utilizarlo en la justificación de
propiedades físicas tales como el color que presentan los compuestos de los metales de
transición. Analizar los tipos y fortaleza de las interacciones que se producen entre
moléculas covalentes para interpretar y predecir sus Puntos de Fusión y Ebullición.
PROGRAMA
1. Estructura atómica.
2. Clasificación periódica de los elementos. Propiedades periódicas y no periódicas.
3. El Enlace químico.
4. Estructuras, propiedades y enlace en sólidos metálicos.
5. Estructuras, propiedades y enlace en sólidos iónicos.
6. Propiedades físicas, estructura y enlace en compuestos de coordinación del bloque
d.
7. Interacciones electrostáticas débiles. Fuerzas intermoleculares.
OBSERVACIONES
Conocimientos previos: Formulación química, Tabla Periódica.
Prácticas: La asistencia a las prácticas de laboratorio es obligatoria.
Evaluación: Examen escrito al finalizar las clases que constará de un mínimo de 7 y un
máximo de 10 preguntas breves y en cada una de ellas se pedirá la
justificación de las propuestas en función de los principios básicos
tratados en el programa.
BIBLIOGRAFIA
- “Química General”. P.W. Atkins. Ediciones Omega, S.A. 1992.
- “Estructura atómica y enlace químico”. J. Cassabó i Gispert, Reverté, 1996.
- “Química”. R. Chang, McGrawHill, 6ª edicición, 1999
- "Química Inorgánica". T. Moeller. Ed. Reverté. 1988.
- "Química General. Principios y aplicaciones modernas".R.H. Petrucci, W.S.
Harwood. Séptima edición. Prentice Hall. 1999.
- “Química Inorgánica”. D.F. Shriver, P.W. Atkins y C.H. Langford, Reverté 1998.
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CHEMICAL BONDING AND STRUCTURE OF THE MATTER
CODE: B053/99/7424
ACADEMIC YEAR 2002-2003
Credits: 7 credits (5 theoretical + 2 practical) (first term)
Department: Inorganic Chemistry
Lecturer/s: GA- Francisco Rodríguez Reinoso; GB- Juan Alcañiz Monge
OBJECTIVES
Obtain knowledge about the composition of the atoms and the characteristics of the
subatomic nuclear particles, the laws driving the nuclear reactions and the effects of
these particles when interacting with the matter. Analyze the electronic structure of the
atoms, classify the elements as a function of their electronic configuration, and deduce
the atomic properties from the periodic classification of the elements. Classify the
substances as a function of their properties. Describe the appropriate bonding theories to
justify the properties of covalent substances. Introduce the student to the metallic and
ionic bonding. Describe the metallic and ionic solids crystalline structures. Justify the
properties of metals, alloys and ionic solids by using the metallic and electrostatic
bonding theories, respectively. Introduce the student to the description of coordination
bonding in order to justify physical properties of transition metal compounds. Analyze
the type and strength of interactions occurring between covalent molecules to interpret
and predict melting and boiling points.
PROGRAMME
1. Atomic structure.
2. Periodic classification of the elements. Atomic parameters.
3. Chemical bonding.
4. Structure, properties and bonding in metallic solids.
5. Structure, properties and bonding in ionic solids.
6. Physical properties, structure and bonding in d-block coordination compounds.
7. Weak electrostatic interactions. Intermolecular forces.
OBSERVATIONS
Previous knowledge: Chemical nomenclature, Periodic Table.
Practice: Obligatory attendance.
Evaluation: Written examination containing a minimum of 7 and a maximum of 10
brief questions where their answers had to be justified by using the basis
in the programme.
BIBLIOGRAPHY
- “Química General”. P.W. Atkins. Ediciones Omega, S.A. 1992.
- “Estructura atómica y enlace químico”. J. Cassabó i Gispert, Reverté, 1996.
- “Química”. R. Chang, McGrawHill, 6ª edicición, 1999
- "Química Inorgánica". T. Moeller. Ed. Reverté. 1988.
- "Química General. Principios y aplicaciones modernas".R.H. Petrucci, W.S.
Harwood. Séptima edición. Prentice Hall. 1999.
- “Química Inorgánica”. D.F. Shriver, P.W. Atkins y C.H. Langford, Reverté 1998.