Química Inorgánica

2º curso del Grado en QuímicasCurso 2015-2016

Mª José Illán Gómez (Grupo 1), Coordinadora Javier García Martínez (Grupo 2)

“El autor/La autora se acoge al artículo 32 de la Ley de Propiedad Intelectual vigente respecto al uso parcial de obras ajenas, como imágenes, gráficos u otro materialcontenido en las diferentes diapositivas, dado el carácter y la finalidad exclusivamente docente y eminentemente ilustrativa de las explicaciones en clase de estapresentación”

Tema 1. Introducción a la Química Inorgánica

Presentación de la asignatura: objetivos, temario,actividades y criterios de evaluación, horarios y bibliografía.

Contenidos de la Química Inorgánica: evoluciónhistórica y campos de actividad.

Definición de Química Inorgánica

■ 1860, comienzo formal

■ 1982, definición de Moeller:“La Química Inorgánica es la investigación experimental y lainterpretación teórica de las propiedades y las reacciones de todos loselementos y todos sus compuestos, con excepción de loshidrocarburos y la mayoría de sus derivados”.

Contenidos de la Química Inorgánica

■ Elementos químicos > 100■ Combinaciones de los elementos■ Química de la Coordinación

Compuestos de Werner Compuestos Organometálicos Compuestos Bioinorgánicos

■ Química del Estado Sólido

Silicio

Rh

-P(Ph)3

Cl

Superconductor

Fe

C5H5

NaCl

NH3

Co

NH3

:NH3

H3N: :NH3

H3N:

3+

3Cl-

Sistema organizativo: Tabla Periódica

HHe

Li Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Ac Rf Db

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm YbTh Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No

LuLr

Elementos transición

Grupos principales Grupos principales

Elementos representativos

Bloque s Bloque p

Bloque d

Bloque f

Elementos transición interna

Evolución histórica Siglo XIX:

Siglo XX:

Siglo XXI:

Compuestos de CoordinaciónNuevos elementos y Compuestos simples

Compuestos OrganometálicosSe completó la Tabla Periódica

?????Entidades Supramoleculares

NanomaterialesBiomateriales

Avances siglos XX y XXI (premios Nobel)

Descubrimiento de los gases nobles (1904) Desarrollo de la química del flúor (1906) Química de Coordinación (1913, 1954) Mecanismo de reacciones inorgánicas (1956, 1981, 1983, 1992,

1999) Catálisis Homogénea (1963, 2001) Química Organometálica (1973) Compuestos con deficiencia de electrones (1976) Química Bioinorgánica (1982, 1993, 1997, 2008) Química del Estado Sólido (1984, 1985, 2007, 2011) Síntesis de nuevos materiales (1988, 1996, 2000, 2010)

Avances siglos XX y XXI (premios Nobel) (cont.)

2007 Gerhard Ertl “estudios sobre procesos químicos en la superficie de sólidos”

Shimomura, Chalfie, Tsien “descubrimiento y desarrollo de una proteína para rastrear procesos de propagación del cáncer”

2010 (Física) Andre Geim y Konstantin Novoselov ”estudios sobre grafeno”

2011 Daniel Shechtman “ estudios sobre cuasicristales” 2012 Robert J. Lefkowitz, Brian K. Kobilka “estudio de los

receptores acoplados a la proteina G” 2013 Martin Karplus , Michael Levitt y Arieh Warshel “desarrollo

de modelos multiescala de sistemas químicos complejos”

Campos de actividad Vidrio y materiales cerámicos Metales Catalizadores Baterías Pilas de combustible

Semiconductores Superconductores Cerámicas avanzadas Productos farmacéuticos

Objetivos formativos de la asignatura

Conocer el enlace, la estructura, las propiedades, los métodos deobtención, aplicaciones y reacciones químicas más importantesde los elementos químicos y sus compuestos.

Estar capacitado para analizar e interpretar las propiedades y lasreacciones de los elementos químicos y de sus compuestos,utilizando conceptos y modelos teóricos, en base a las relacionesentre grupos de la Tabla Periódica, aplicando los métodosinductivo y deductivo.

Objetivos formativos de la asignatura

Interpretar los resultados de ensayos cualitativos de reaccionesde elementos inorgánicos y sus compuestos.

Aplicar los conceptos de la Termodinámica a las reacciones de loselementos químicos y sus compuestos.

Ser capaz de explicar, de manera comprensible, aspectosconcretos de la Química Inorgánica, de reconocer su importanciadentro de la Ciencia y su impacto en la sociedad industrial y latecnología actual.

Temario

BLOQUE I: INTRODUCCIÓN 1. Introducción a la Química Inorgánica (1h). Contenidos de la Química Inorgánica.

Presentación de la asignatura.

BLOQUE II: ELEMENTOS s Y p Y SUS COMPUESTOS. 2. Hidrógeno (4h). Isótopos. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Métodos de

obtención y aplicaciones. Hidruros: clasificación y propiedades.

3. Elementos del grupo 1 (2h). Estado natural. Propiedades físicas. Propiedadesquímicas. Compuestos: hidruros, haluros, óxidos y compuestos relacionados. Métodos deobtención y aplicaciones.

4 . Elementos del grupo 2 (2h). Estado natural. Propiedades físicas. Propiedadesquímicas. Compuestos: hidruros, haluros, óxidos y compuestos relacionados. Métodos deobtención y aplicaciones.

5. Elementos del grupo 13 (8h). Estado natural. Estructuras. Propiedades físicas.Propiedades químicas. Métodos de obtención y aplicaciones. Compuestos: hidrurossimples, haluros, óxidos, oxoácidos y oxosales. Boranos

Temario 6. Elementos del grupo 14 (6h). Estado natural. Estructura y formas alotrópicas. Otros

materiales de carbono. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Métodos de obtencióny aplicaciones. Compuestos: hidruros, haluros, óxidos, oxoácidos y oxosales.

7. Elementos del grupo 15 (6h). Estado natural. Nitrógeno: propiedades físicas,propiedades químicas, métodos de obtención y aplicaciones. P, As, Sb, Bi: formasalotrópicas, propiedades físicas, propiedades químicas, métodos de obtención yaplicaciones. Compuestos: hidruros, haluros, óxidos, oxoácidos y oxosales.

8. Elementos del grupo 16 (6h). Estado natural. Oxígeno: isótopos, formas moleculares,propiedades físicas, propiedades químicas, métodos de obtención y aplicaciones. Azufre,selenio y teluro: formas alotrópicas, propiedades físicas, propiedades químicas, métodos deobtención y aplicaciones. Compuestos: hidruros, haluros, óxidos, oxoácidos y oxosales.

9. Elementos del grupo 17 (4h). Estado natural. Propiedades físicas. Propiedadesquímicas. Métodos de obtención y aplicaciones. Compuestos: haluros de hidrógeno,interhalógenos, óxidos, oxoácidos y oxosales.

10. Elementos del grupo 18 (2h). Estado natural. Propiedades físicas. Propiedadesquímicas. Métodos de obtención y aplicaciones. Compuestos: fluoruros y óxidos.

Temario

BLOQUE III: ELEMENTOS d Y f Y SUS COMPUESTOS. 11. Metales de la serie 3d (6h) Estado natural. Propiedades físicas. Estados de

oxidación y química en disolución acuosa. Propiedades químicas. Métodos de obtención y aplicaciones . Compuestos: haluros y óxidos.

12. Metales de las series 4d y 5d (6h). Estado natural. Propiedades físicas. Propiedades químicas. Estados de oxidación y química en disolución acuosa. Métodos de obtención y aplicaciones . Compuestos: haluros y óxidos.

13. Elementos de la serie 4f y 5f: lantánidos y actínidos (2h). Estado natural. Propiedades físicas. Propiedades químicas.Métodos de obtención y aplicaciones.

Clases de problemas (9h)

Seminario: diagrama de Latimer Seminario: diagrama de Frost Cuestionario: temas 2-4 Cuestionario: temas 5 y 6 Cuestionario: tema 7 Cuestionario: tema 8 Cuestionario: temas 9 y 10 Seminario: diagrama de Pourbaix Cuestionario: temas 11-13

Clases de prácticas de laboratorio (18h)

6 sesiones de tres horas en las que realizará el trabajo experimentalpara la: Obtención de elementos del bloque p. Obtención de elementos del bloque p. Obtención de elementos de las series d. Síntesis y propiedades de compuestos del bloque s. Síntesis y propiedades de compuestos del bloque p. Síntesis y propiedades de compuestos de metales de las series d.

Tutorías (6h)

El alumnado presentará apartados concretos de los temas,previamente preparados utilizando la bibliografíarecomendada.

Tutoría 1: información sobre la elaboración de los trabajos ypreparación de la presentación oral.

Tutorías 2-6: exposición oral de los trabajos.

Evaluación Evaluación continua (60%):

Entrega periódica de cuestiones y problemas: 10% Participación activa en las clases expositivas: 5% Participación en las clases prácticas de laboratorio: 10% Participación en las tutorías (preparación y presentación oral):

10% Controles periódicos (dos controles): 25%

Examen final (40%): Examen escrito sobre los contenidos teóricos y prácticos. La nota mínima del examen final requerida para aprobar la

asignatura será de 4 sobre 10.

Fechas de los controles/examen final

Controles: 3 de noviembre (Temas 2-7) 23 de diciembre (Temas 8-13)

Examen final: 21 de enero de 2016

Bibliografía recomendada

“Química Inorgánica”, C.E. Housecroft, A.G. Sharpe. Pearson Educación S.A., 4ª ed. (2008).

“Química Inorgánica”, P. Atkins, T. Overton,J. Rourke, M.Weller, F. Armstrong. Mc Graw Hill (2006).

Bibliografía de consulta

Chemistry of the elements”, N.N. Greenwood, A. Earnshaw, 2ª ed. Elsevier (1997).

“Descriptive Inorganic Chemistry”, G. Rayner- Canham, T. Overtone, Freeman, 3ª ed. (2002). (2ª edición está traducida al castellano)

“Química Inorgánica”, L. Beyer, V. Fernández Herrero, Ariel, (2000).