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TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA PARA LA FORMACIÓN Y DESARROLLO DE COMPETENCIAS Nombre de la asignatura: QUÍMICA Carrera: INGENIERÍA MECATRÓNICA Clave de la asignatura: AB11 A Horas teoría - Horas práctica - Créditos: 2 - 2 - 4 1. Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perl del Ingeniero los elementos necesarios de fenómenos químicos y eléctricos involucrados en el comportamiento de diferentes tipos de materiales, con los cuales pueda ayudar a tomar decisiones pertinentes ante las situaciones que se presenten en los diferentes procesos químicos dados en la industria; ayudando a fortalecer la seguridad e higiene, así como el cuidado al medio ambiente. Asimismo, le proporciona los elementos necesarios para predecir el comportamiento de las reacciones para poder optimizar los materiales obtenidos. Al abordar los contenidos de este programa, se pretende que el estudiante integre sus conocimientos con los de otras disciplinas, siendo las bases para la asignatura de tecnología de los materiales en ingeniería eléctrica y electromecánica; la asignatura de ciencia e ingeniería de materiales en ingeniería mecatrónica; así como la asignatura de ingeniería de materiales en ingeniería aeronáutica que se encuentran vinculadas estrechamente con su desempeño profesional capacitándole para hacer un uso sustentable de los recursos naturales. 2. Objetivo(s) general(es) del curso. (Competencias especícas a desarrollar) Comprender la estructura de la materia y su relación con las propiedades químicas, para su aplicación a los dispositivos eléctricos y electrónicos, para la construcción de equipos o sistemas electrónicos. 3. Análisis por competencia Competencia: 1 Descripción de la competencia: • Comprende la teoría atómica y cuántica basadas en el concepto de la energía que posee toda partícula para obtener la conguración electrónica de los átomos. Temas para desarrollar la Competencia especíca Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico- prácticas TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 1.1. El átomo y sus partículas subatómicas. 1.1.1. Rayos catódicos y rayos anódicos. 1.1.2. Radiactividad. 1.2. Base experimental de la teoría cuántica. 1.2.1. Teoría ondulatoria de la luz. 1.2.2. Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck. 1.2.3. Efecto fotoeléctrico. 1.2.4. Espectros de emisión y series espectrales. 1.3. Teoría atómica de Bohr. 1.3.1. Teoría atómica de Bohr-Sommerfeld. 1.4. Teoría cuántica. 1.4.1. Principio de dualidad. Postulado de De Broglie. 1.4.2. Principio de incertidumbre de Heisenberg. 1.4.3. Ecuación de onda de Schrödinger. 1.4.3.1. Signicado físico de la función de onda ψ2. 1.4.3.2. Números cuánticos y orbitales atómicos. 1.5. Distribución electrónica en sistemas polielectrónicos. 1.5.1. Principio de Aufbau o de construcción. 1.5.2. Principio de exclusión de Pauli. 1.5.3. Principio de máxima multiplicidad de Hund. 1.5.4. Conguración electrónica de los elementos y su ubicación en la clasicación periódica. 1.5.5. Principios de radiactividad. 1.6. Aplicaciones tecnológicas de la emisión electrónica de los átomos. • 1 Atender, compartir, analizar y discutir los temas de: modelos atómicos, materia, energía, radiación electromagnética, teoría cuántica, espectros de emisión, átomo de Bohr, dualidad onda partícula, conguración electrónica, etc., para construir su conocimiento. • 2 Resolver y analizar ejercicios y problemas en los que se apliquen los subtemas de: radiación electromagnética, energía, efecto fotoeléctrico, Teoría de Bohr, dualidad onda partícula, números cuánticos y conguración electrónica. • 3 Observar y analizar el desarrollo de la práctica virtual y responder el cuestionario al respecto. • 4 Aplicar los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 5 Realizar actividades para evidenciar el aprendizaje logrado de los conceptos y procedimientos de la competencia. • 2 Resolver y proporcionar ejercicios y problemas de aplicación que incluyan: radiación electromagnética, teoría cuántica, efecto fotoeléctrico, Teoría de Bohr, dualidad onda partícula, conguración electrónica, etc. • 5 Diseñar, aplicar, revisar y retroalimentar la evaluación del alcance logrado por los estudiantes en la competencia. • 3 Apoyar la comprensión de los experimentos de la práctica virtual y propiciar que los estudiantes refuercen los conocimientos de la competencia. • 4 Propiciar la aplicación de los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 1 Exponer verbal y grácamente (ejemplos, ejercicios, vídeos, etc.) los temas modelos atómicos, materia, energía, radiación electromagnética, teoría cuántica, espectros de emisión, átomo de Bohr, dualidad onda partícula, conguración electrónica, etc., llevando a los estudiantes a construir su conocimiento. • Capacidad de análisis y síntesis • Comunicación oral y escrita en su propia lengua • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Solución de problemas • Trabajo en equipo • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 8 - 8 Indicadores No. Indicador Descripción Porcentaje 1 Conocer y comprender los conceptos de la competencia: frecuencia, longitud de onda, radiación electromagnética, espectros de emisión, dualidad, espectros de emisión, etc. 40 2 Realizar ejercicios que involucran: cálculo de energías, conguracioneselectrónicas, números cuánticos, etc. 30 TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 3 Integrar los conocimientos de la competencia y aplicarlos a situacionesde la vida real. 20 4 Integrar los conocimientos adquiridos al responder el cuestionario de lapráctica virtual. 10 Niveles de desempeño INDICADORES DESEMPEÑO NIVEL DE DESEMPEÑO 1 2 3 4 VALORACIÓN NUMÉRICA Competencia Alcanzada Excelente X X X X de 90 a 100 Bueno X X X de 80 a 89 Suciente X X de 70 a 79 Competencia no alcanzada Insuciente X de 0 a 69 Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje Indicadores Evaluación 1 [40%] 2 [30%] 3 [20%] 4 [10%] Examen 20 15 10 5 Rúbrica (50%) Evaluación conceptual 4 3 2 1 Cuestionario (10%) Problemario 12 9 6 3 Rúbrica (30%) Práctica virtual de laboratorio 4 3 2 1 Lista de Cotejo (10%) Portafolio de evidencias 0 0 0 0 Lista de Cotejo Competencia: 2 Descripción de lacompetencia: • Analiza el comportamiento de los elementos químicos en la tabla periódica moderna para distinguir los benecios y riesgos asociados en el ámbito ambiental y económico. Temas para desarrollar la Competencia especíca Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico- prácticas TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 Periodicidad. Elementos químicos, clasicación periódica, propiedades atómicas e impacto económico y ambiental. 2.1 Características de la clasicación periódica moderna de los elementos. 2.1.1 Tabla periódica larga y Tabla cuántica. 2.2 Propiedades atómicas y su variación periódica. 2.2.1 Carga nuclear efectiva. 2.2.2 Radio atómico, radio covalente, radio iónico. 2.2.3 Energía de ionización. 2.2.4 Anidad electrónica. 2.2.5 Número de oxidación. 2.2.6 Electronegatividad. 2.3 Aplicación: Impacto económico o ambiental de algunos elementos. 2.3.1 Abundancia de los elementos en la naturaleza. 2.3.2 Elementos de importancia económica. 2.3.3 Elementos contaminantes. • 1 Atender, compartir, analizar y discutir la evolución de la tabla periódica y los conceptos de: carga nuclear, radio atómico, radio iónico, energía de ionización, anidad electrónica, electronegatividad, número de oxidación etc., para construir su conocimiento. • 2 Resolver ejercicios para identicar las propiedades periódicas de los elementos en la tabla periódica y comprender la variación de las mismas. • 3 Observar y analizar el desarrollo de la práctica virtual y responder el cuestionario al respecto. • 4 Aplicar los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 5 Realizar actividadespara evidenciar el aprendizaje logrado de los conceptos y procedimientos de la competencia. • 5 Diseñar, aplicar, revisar y retroalimentar la evaluación del alcance logrado por los estudiantes en la competencia. • 2 Proporcionar ejemplos y ejercicios para propiciar la identicación de las propiedades periódicas de los elementos en la tabla periódica y comprender la variación de las mismas. • 4 Propiciar la aplicación de los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 3 Apoyar la comprensión de los experimentos de la práctica virtual y propiciar que los estudiantes refuercen los conocimientos de la competencia. • 1 Exponer verbal y grácamente con el n analizar y discutir la evolución de la tabla periódica y los conceptos de: carga nuclear, radio atómico, radio iónico, energía de ionización, anidad electrónica, electronegatividad, número de oxidación etc., para propiciar la construcción del conocimiento. • Capacidad de análisis y síntesis • Comunicación oral y escrita en su propia lengua • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Solución de problemas • Trabajo en equipo • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 8 - 8 Indicadores No. Indicador Descripción Porcentaje 1 Conocer y comprender los conceptos de la competencia: carga nuclear, radio atómico, radio iónico, energía de ionización, anidad electrónica, electronegatividad, número de oxidación etc 40 2 Realizar ejercicios que involucran identicar diferentes propiedadesperiódicas y su variación. 30 3 Integrar los conocimientos de la competencia y aplicarlos a situacionesde la vida real. 20 4 Integrar los conocimientos adquiridos al responder el cuestionario de lapráctica virtual. 10 TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 Niveles de desempeño INDICADORES DESEMPEÑO NIVEL DE DESEMPEÑO 1 2 3 4 VALORACIÓN NUMÉRICA Competencia Alcanzada Excelente X X X X de 90 a 100 Bueno X X X de 80 a 89 Suciente X X de 70 a 79 Competencia no alcanzada Insuciente X de 0 a 69 Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje Indicadores Evaluación 1 [40%] 2 [30%] 3 [20%] 4 [10%] Examen 20 15 10 5 Rúbrica (50%) Evaluación conceptual 4 3 2 1 Cuestionario (10%) Problemario 12 9 6 3 Rúbrica (30%) Práctica virtual de laboratorio 4 3 2 1 Lista de Cotejo (10%) Portafolio de evidencias 0 0 0 0 Lista de Cotejo Competencia: 3 Descripción de lacompetencia: Comprende la formación de los diferentes tipos de enlaces y su origen en las fuerzas que intervienen para que los elementos reaccionen y se mantengan unidos. Temas para desarrollar la Competencia especíca Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico- prácticas TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 Enlaces químicos 3.1 Introducción. 3.1.1 Concepto de enlace químico. 3.1.2 Clasicación de los enlaces químicos. 3.1.3 Aplicaciones y limitaciones de la Regla del Octeto. 3.2 Enlace Covalente. 3.2.1 Teorías para explicar el enlace covalente y sus alcances. 3.2.1.1 Teorías del Enlace de Valencia. 3.2.1.2 Hibridación y Geometría molecular. 3.2.1.3 Teoría del Orbital Molecular. 3.3 Enlace iónico. 3.3.1 Formación y propiedades de los compuestos iónicos. 3.3.2 Redes cristalinas. 3.3.2.1 Estructura. 3.3.2.2 Energía reticular. • 1 Atender, compartir, analizar y discutir conocimiento de los temas de la competencia y participar en el intercambio de ideas, conocimiento, reexión e integración de conceptos respecto a los diferentes tipos de enlace, identicando diferencias de electronegatividades y propiedades de los compuestos formados. • 2 Resolver y analizar ejercicios y problemas en los que se apliquen los subtemas de: estructura de Lewis, formación de enlaces, σ y π y la geometría molecular, redes cristalinas, hibridación de orbitales, etc. • 3 Observar y analizar el desarrollo de la práctica virtual y responder el cuestionario al respecto. • 4 Aplicar los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 5 Realizar actividades para evidenciar el aprendizaje logrado de los conceptos y procedimientos de la competencia. • 5 Diseñar, aplicar, revisar y retroalimentar la evaluación del alcance logrado por los estudiantes en la competencia. • 3 Apoyar la comprensión de los experimentos de la práctica virtual y propiciar que los estudiantes refuercen los conocimientos de la competencia. • 4 Propiciar la aplicación de los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 1 Exponer verbal y grácamente los diferentes tipos de enlace, propiciando la identicar las diferencias de electronegatividades y propiedades de los compuestos formados al proporcionar ejemplos y ejercicios. • 2 Resolver y proporcionar ejemplos y ejercicios para que el alumno aplique los subtemas de: estructura de Lewis, formación de enlaces, σ y π y la geometría molecular, redes cristalinas, hibridación de orbitales, etc. • Capacidad de análisis y síntesis • Comunicación oral y escrita en su propia lengua • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Solución de problemas • Trabajo en equipo • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 8 - 8 Indicadores No. Indicador Descripción Porcentaje 1 Conoce y comprende los conceptos de: enlace químico, tipos de enlaces y su inuencia en las propiedades, carga formal, teorías del enlace, hibridación, redes cristalinas, energía reticular. 40 2 Realizar ejercicios que involucran procedimientos: diferencia deelectronegatividades, regla del octeto, carga formal, hibridación, etc. 30 3 Integrar los conocimientos de la competencia y aplicarlos a situacionesde la vida real. 20 4 Integrar los conocimientos adquiridos al responder el cuestionario de lapráctica virtual. 10 Niveles de desempeño INDICADORES DESEMPEÑO NIVEL DE DESEMPEÑO 1 2 3 4 VALORACIÓN NUMÉRICA Competencia Alcanzada Excelente X X X X de 90 a 100 Bueno X X X de 80 a 89 Suciente X X de 70 a 79 Competencia no alcanzada Insuciente X de 0 a 69 TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje Indicadores Evaluación 1 [40%] 2 [30%] 3 [20%] 4 [10%] Examen 20 15 10 5 Rúbrica (50%) Evaluación conceptual 4 3 2 1 Cuestionario (10%) Problemario 12 9 6 3 Rúbrica (30%) Práctica virtual de laboratorio 4 3 2 1 Lista de Cotejo (10%) Portafolio de evidencias 0 0 0 0 Lista de Cotejo Competencia: 4 Descripción de lacompetencia: Aplica los conceptos básicos de estequiometria con base en la ley de la conservación de la masa para resolver problemas de reacciones químicas. Temas para desarrollar la Competencia especíca Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico- prácticas Reacciones químicas 4.1 Combinación. 4.2 Descomposición. 4.3 Sustitución (Simple y Doble) 4.4 Neutralización. 4.5 Óxido-Reducción. 4.6 Aplicaciones 4.7 Cálculos estequiométricos con reacciones químicas. 4.7.1 Reacción óxido reducción en electroquímica. 4.7.2 Fuerza electromotriz (fem) en una celda electroquímica. 4.7.3 Calculo de la fem y potenciales de óxido reducción 4.7.4 Electro depósito (cálculo de electro depósito) 4.7.5 Aplicaciones de electroquímica en electrónica. 4.7.6 Nano química (propiedades sicoquímicas no convencionales de polímeros Catenanos y Rotaxanos) • 3 Observar y analizar el desarrollo de la práctica virtual y responder el cuestionario al respecto. • 4 Aplicar los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 5 Realizar actividades para evidenciar el aprendizaje logrado de los conceptos y procedimientos de la competencia. • 1 Atender, compartir, analizar y discutir conocimiento de los temas y participar en el intercambio de ideas, conocimiento, reexión e integración de conocimientos respecto a los conceptos de: tipos de reacciones químicas, aplicación de las mismas y nanoquímica. • 2 Resolver y analizar ejercicios y problemas en los que se aplique la clasicación de las reacciones químicas y el balanceo de las mismas, cálculos de fem y electrodepósito. • 2 Resolver y proporcionar ejerciciospara que el alumno aplique los subtemas de: balanceo de reacciones químicas, identicación de las leyes estequiométricas, cálculos estequiométricos aplicados a reacciones químicas, etc. • 3 Apoyar la comprensión de los experimentos de la práctica virtual y propiciar que los estudiantes refuercen los conocimientos de la competencia. • 4 Propiciar la aplicación de los conocimientos de la competencia a situaciones de la vida real. • 5 Diseñar, aplicar, revisar y retroalimentar la evaluación del alcance logrado por los estudiantes en la competencia. • 1 Exponer verbal y grácamente los conceptos de átomogramo, mol- gramo, volumen-gramo, peso molecular y formular, número de Avogadro, reactivo limitante, reactivo en exceso, rendimiento, etc. • Capacidad de análisis y síntesis • Comunicación oral y escrita en su propia lengua • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Solución de problemas • Trabajo en equipo • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 8 - 8 Indicadores No. Indicador Descripción Porcentaje TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 1 Conoce y comprende los conceptos: reacción química, tipos de reacciones químicas, estequiometria, oxido reducción, fem, potencial de óxido reducción, electrodeposición, nanoquímica, etc. 40 2 Realiza ejercicios que involucran procedimientos: balanceo de reacciones químicas, cálculos estequiométricos, cálculo de fuerza electromotriz, etc. 30 3 Integrar los conocimientos de la competencia y aplicarlos a situacionesde la vida real. 20 4 Integrar los conocimientos adquiridos al responder el cuestionario de lapráctica virtual. 10 Niveles de desempeño INDICADORES DESEMPEÑO NIVEL DE DESEMPEÑO 1 2 3 4 VALORACIÓN NUMÉRICA Competencia Alcanzada Excelente X X X X de 90 a 100 Bueno X X X de 80 a 89 Suciente X X de 70 a 79 Competencia no alcanzada Insuciente X de 0 a 69 Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje Indicadores Evaluación 1 [40%] 2 [30%] 3 [20%] 4 [10%] Examen 20 15 10 5 Rúbrica (50%) Evaluación conceptual 4 3 2 1 Cuestionario (10%) Problemario 12 9 6 3 Rúbrica (30%) Práctica virtual de laboratorio 4 3 2 1 Lista de Cotejo (10%) Portafolio de evidencias 0 0 0 0 Lista de Cotejo Fuentes de información: Apoyos didácticos: 1. Brown, T., LeMay, H. E., y Bursten, B. E., Murphy C. J., Woodward P. M. (2014). Química: La ciencia central. Décimosegunda edición. México: Pearson Educación. 2. Chang, R. (2011). Fundamentos de química. México: McGraw Hill 3. Chang, R. (2013) Química. (11ª ed.). México:McGraw Hill. 4. Mortimer, C. E. (2005) Química. México: Grupo Editorial Iberoamérica. 5. Phillips J. S. (2007) Química conceptos y Aplicaciones. (2ª ed.). México.: McGrawHill. 6. Whitten K. (2014) Química. (10ª ed.). Cengage Learning. Libro de texto: Brown T. L. (2014). Química, La Ciencia Central. México: Pearson. Prácticas: Prácticas virtuales de laboratorio. TecNM en Celaya, Departamento de Ciencias Básicas. Equipo y materiales audiovisuales. Simuladores y Apps. Plataforma: Moodle (Milaulas) Calendarización de evaluación (semanas): Semanas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T.P ED EF EF ES EF EF EF ES EF EF EF ES EF EF EF ES T.R TNMC-AC-PO-004-01 Revisión 1 ED= Evaluación diagnóstica. EF = Evaluación formativa. ES = Evaluación sumativa. ESC = Evaluación sumativa de complementación. TP = Tiempo planeado. TR =Tiempo real. MELENDEZ AGUILAR MARTHA PATRICIA Nombre y Firma del Docente Vo. Bo. Jefe del Departamento
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