INORGANICA II

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Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Química Programa de la Asignatura QUIMICA INORGANICA II Tipo de asignatura:

Obligatoria, Teórica-Práctica

Código:

3442

Unidades de crédito:

4

Requisitos:

3440 Química Inorgánica I

Horas semana:

5 h/sem (4 horas teóricas y 1 hora práctica)

Vigencia:

DESDE 1990 HASTA LA FECHA

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El campo de la química inorgánica es muy extenso, por lo que se trata de sistematizar el estudio, siempre que sea posible, centrándose en el enlace, las estructuras y las propiedades de los elementos y los distintos tipos de compuestos en relación con su posición en la tabla periódica. El curso de Química Inorgánica II es complementario del curso de Química Inorgánica I, y ambos cursos son fundamentales en la carrera de Química, constituyéndose en una herramienta para los laboratorios y base para la Química Inorgánica Avanzada (asignatura del Postgrado en Química). En la Química Inorgánica II se proporcionarán las bases para la comprensión de la química de coordinación y se introducirá al estudiante en la química de elementos de la primera serie de transición, la de los compuestos organometálicos, como también la base fundamental de conocimientos, comprensión, análisis y relación de las principales características, propiedades y aplicaciones de los elementos y compuestos inorgánicos más utilizados y estudiados a nivel mundial. Que al final del curso el alumno sea capaz de comprender los conceptos de la química de los metales de transición, los aspectos estructurales, isomería y mecanismos de reacción. Comprender las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas que caracterizan a un compuesto de coordinación. Comprender las teorías del enlace químico aplicadas a los compuestos de coordinación. Identificar los diferentes tipos de isomería en los compuestos de coordinación y su aplicación en síntesis enantioselectiva. Conocer y aplicar los mecanismos de reacción en la síntesis de compuestos de coordinación.

CONTENIDO PROGRAMÁTICO TEÓRICO TEMA 1 (18 horas) Introducción al estudio de los Metales de Transición Definición y características generales de los elementos de transición. Posición en la Tabla Periódica Configuraciones electrónicas de los átomos y de los iones. Factores que determinan las configuraciones electrónicas de los átomos y de los iones de los metales de transición: a) Efecto de penetración. b) Efecto de apantallamiento. e) Interacciones directas entre los electrones (acoplamiento LS, reglas de Russel-Saaunders) y otros factores. TEMA 2 (18 horas) Propiedades Magnéticas de las Especies Químicas Importancia del magnetismo en la química de los elementos de transición. Origen de los momentos magnéticos. Diamagnetismo. Susceptibilidad magnética. Momentos magnéticos a partir de la susceptibilidades magnéticas: ley de Curie, ley de Curie-Weiss. Ferromagnetismo y antiferronagnetismo. TEMA 3 (20 horas) Compuestos de Coordinación Introducción. Desarrollo inicial de la química de los compuestos de coordinación: teoría de Werner y hechos experimentales que la avalan. Número de coordinación y Simetría. Tipos de ligandos. Nomenclatura. Estereoquímica. Geometría de los compuestos de coordinación. Isomería de los complejos metálicos: isomería geométrica, isomería óptica y otros tipos de isomería.

TEMA 4 (20 horas) Estructura Electrónica de los Complejos de los Metales de transición Generalidades de las diversas teorías de enlace. Teoría de Enlace relación entre momentos magnéticos y estereoquímica. Teoría Electrostática del Campo Cristalino. Separaciones de los orbítales d por acción de campos cristalinos. Consecuencias y aplicaciones de la separación de orbítales. Propiedades magnéticas de los complejos octaédricos, tetraédricos, octaédrico; con distorsión tetragonal. Espectros de absorción: sistema: d y iones d (diagramas de Orgel). Serie espectroquímica. Efectos estructuras de las separaciones producidas por el campo cristalino: radios iónicos, efecto Jahn Teller, efectos termodinámicos, energía de hidratación y energía reticular de complejos. Otras aplicaciones del desdoblamiento de orbítales. Teoría del orbital molecular. Complejos con enlaces σ. Complejos con enlace σ y π. Comparaci ón de las teorías. TEMA 5 (8 horas) Preparación y Reacciones de los Compuestos de Coordinación Reacciones de sustitución en disolución acuosa. Reacciones de sustitución en disolventes no acuosos. Reacciones de sustitución en ausencia de disolventes. Disociación térmica de complejos sólidos. Reacciones de oxidación Efecto Trans. Síntesis de isómeros cis trans. Preparación de compuestos ópticamente activos. TEMA 6 (4 horas) Elemento de la Primera Serie de Transición Consideraciones generales. Elementos de la segunda y tercera serie de transición; comparación, general con los elementos de la primera serie de transición. TITANIO: EL elemento: ocurrencia, obtención y propiedades. Estados de oxidación más importantes. Estudio de los compuestos más representativos. CIRCONIO Y HAFNIO: Los elementos: ocurrencia, obtención y propiedades Estados de oxidación y compuestos más importantes. VANADIO: El elemento: ocurrencia, obtención y propiedades. Estados de oxidación más importantes Estudio de los compuestos más representativos. NIOBIO Y TANTALO: Los elementos, ocurrencia, obtención y propiedades. Estados de oxidación, compuestos y reacciones más importantes. TEMA 7 (4 horas) Química del Cr, Mo, Mn, W, Tc y Re El elemento: ocurrencia, obtención y propiedades. Estados de oxidación más importantes. Estudio de los compuestos más representativos. MOLIBDENO T TUGNSTENO: Los elementos: ocurrencia, obtención y propiedades Estados de oxidación, compuestos y reacciones más importantes. MANGANESO: El elemento: ocurrencia, obtención y propiedades. Estados de oxidación más importantes. Estudio de los compuestos más representativos. TECNECIO Y RENIO: Los elementos: ocurrencia, obtención y propiedades. Estados de oxidación, compuestos y reacciones más importantes. TEMA 8 Elementos y Principales compuestos del Grupo 8

(2 horas)

TEMA 9 Química de los Lantánidos y Actínidos

(2 horas)

CONTENIDO PROGRAMÁTICO PRÁCTICO TEMA 1 Guía de ejercicios N° 1, sobre las características generales de los elementos de transición. Posición en la Tabla Periódica Configuraciones electrónicas de los átomos y de los iones estructura electrónica de los átomos y de los iones. Guía de ejercicios N° 2, sobre los factores que determinan las configuraciones electrónicas de los átomos y de los iones de los metales de transición: a) Efecto de penetración. b) Efecto de apantallamiento. e) Interacciones directas entre los electrones (acoplamiento LS, reglas de Russel-Saaunders) y otros factores. TEMA 2 Guía de ejercicios N° 3, sobre las propiedades magnéticas de las especies Químicas, momentos magnéticos. Diamagnetismo. Susceptibilidad magnética. Momentos magnéticos a partir de la susceptibilidades magnéticas: ley de Curie, ley de Curie-Weiss. Ferromagnetismo y antiferronagnetismo. TEMA 3 Guía de ejercicios N° 4, sobre la química de los compuestos de coordinación: teoría de Werner, número de coordinación y simetría. Guía de ejercicios N° 5, sobre los tipos de ligandos. Nomenclatura. Estereoquímica. Guía de ejercicios N° 6, sobre geometría de los compuestos de coordinación. Isomería de los complejos metálicos: isomería geométrica, isomería óptica y otros tipos de isomería. TEMA 4

TEMA 5

Guía de ejercicios N° 7, sobre la estructura electrónica de los complejos de los metales de transición, sobre de las diversas teorías de enlace. Teoría de Enlace relación entre momentos magnéticos y estereoquímica. Guía de ejercicios N° 8, sobre la teoría electrostática del campo cristalino. Guía de ejercicios N° 9, sobre el manejo de espectros de absorción: sistema: d y iones d (diagramas de Orgel) y serie espectroquímica. Guía de ejercicios N° 10, sobre los efectos estructuras de las separaciones producidas por el campo cristalino: radios iónicos, efecto Jahn Teller, efectos termodinámicos, energía de hidratación y energía reticular de complejos. Otras aplicaciones del desdoblamiento de orbítales. Guía de ejercicios N° 11, sobre teoría del orbital molecular. Complejos con enlaces σ. Complejos con enlace σ y π. Comparación de las teorías.

Guía de ejercicios N° 12, sobre las reacciones de sustitución en disolución acuosa. Reacciones de sustitución en disolventes no acuosos. Reacciones de sustitución en ausencia de disolventes. Disociación térmica de complejos sólidos. Reacciones de oxidación Efecto Trans. Síntesis de isómeros cis - trans. Preparación de compuestos ópticamente activos. TEMA 6 Manejo de ejercicios, sobre descriptiva de elementos de la primera serie de transición, Ti, Zr, Hf, V, Nb y Ta. TEMA 7 Manejo de ejercicios, sobre descriptiva de elementos Cr, Mo, Mn, W, Tc y Re TEMA 8 Manejo de ejercicios, sobre descriptiva de elementos Fe, Ru y Os TEMA 9 Manejo de ejercicios, sobre descriptiva de los Lantánidos y Actínidos

ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Entre las estrategias de enseñanza se incluyen técnicas audiovisuales. Manejo de artículos referentes al tema. Sesiones de práctica (desarrollo de la guías de trabajo propuestas) orientadas por el docente, que incluyen los objetivos y el desarrollo de los contenidos de cada unidad. Clase interactiva (profesor-estudiante) con preguntas intercaladas y resúmenes que en conjunto, permiten la formación de mapas conceptuales por parte de los alumnos.

ESTRATEGIAS DE EVALUACION Tema 1. Aplicación de exámenes cortos presenciales. Desarrollo de guías de trabajo con la participación evaluada de los estudiantes. Intervención evaluada en clase por parte de los estudiantes. Tema 2. Aplicación de exámenes cortos presenciales. Desarrollo de guías de trabajo con la participación evaluada de los estudiantes. Intervención evaluada en clase por parte de los estudiantes. Tema 3. Aplicación de exámenes cortos presenciales. Desarrollo de guías de trabajo con la participación evaluada de los estudiantes. Aplicación del primer examen teórico práctico (parcial 1) que contenga los temas 1 y 2. Intervención evaluada en clase por parte de los estudiantes. Tema 4. Aplicación de exámenes cortos presenciales. Desarrollo de guías de trabajo con la participación evaluada de los estudiantes. Aplicación del segundo examen teórico práctico (parcial 2). Intervención evaluada en clase por parte de los estudiantes. Tema 5 y 6. Aplicación de exámenes cortos presenciales. Desarrollo de guías de trabajo con la participación evaluada de los estudiantes. Intervención evaluada en clase por parte de los estudiantes. Tema 7 al 9. Aplicación de exámenes cortos presenciales. Desarrollo de problemas de trabajo con la participación evaluada de los estudiantes. Aplicación del tercer examen teórico práctico (parcial 3). Aplicación del examen final, teórico práctico con todos los temas vistos en el curso.

BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 1.

F.A. Cotton, G. Wilkinson, C.A. Murillo y M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, ed. WileyInterscience, 6ª edición, (1999). Existe una traducción al español de la 4ª edición, F.A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Avanzada, ed. Limusa, (1987).

2. C.E. Housecroft, A.G. Sharpe, Inorganic Chemistry. 3ª Ed. Pearson, (2008) Traducida la 2ª Ed., Pearson, (2006). 3. J.E. Huheey, Inorganic Chemistry. Principles of Structure and Reactivity, 4ª ed., Harper Collins, Traducción: Química Inorgánica. Principios de Estructura y Reactividad. Oxford Universtity Press (2001) (incluye ejercicios). 4. J. G. Ribas, Coordination Chemistry, Wiley-VCH, (2008).

5. J. G. Ribas, Química de Coordinación, Ediciones Omega, (2000).

8. 9.

D.F. Shriver, P.W. Atkins, C.H. Langford, Inorganic Chemistry. 5ª Ed. Oxford University Press. (2010). Traducida la 2ª Ed., Ed. Reverté, (1998). P. W. Atkins, T. L. Overton, J.P. Rourke, M.T. Weller, F. A. Armstrong, Shriver & Atkins, Inorganic Chemistry, ed. Oxford, 4ª edición, (2006). Existe una traducción al español de esta cuarta edición de Ed. McGraw-Hill, (2008).

10. LS. Buttler, J.F. Ardo, Química Inorgánica. Principios y aplicaciones; Adinsson Wesley Iberoamericana (1992). 11. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, ed. Elsevier Science, 2ª edición, (1997), corregida reimpresiones en (2001) y (2002).

en (1998), con

12. K.F. Purcell, J.C. Kotz, Quimica Inorganica, Editorial Reverté S.A (1979). 13. G. Rayner-Canham, T. Overton, Descriptive Inorganic Chemistry y Student solutions manual for descriptive inorganic chemistry, Ed. W.H. 14. 15.

Freeman, 4ª Edición (2006). Existe una traducción al español de la 2ª edición de G. Rayner-Canham, Química Inorgánica Descriptiva, ed. Prentice Hall, (2000). G.L. Miessler, D.A. Tarr, Inorganic Chemistry, 4ª edición, Ed. Pearson/Prentice Hall, (2011). A. F. Wells, Química Inorgánica Estructural, 4ª ed. Reverté, Barcelona, (1994).