Llicenciatura en Biologia (3361)
Química(12314)
IDENTIFICACIÓ DE L'ASSIGNATURA
L’assignatura Química (Inorgànica i Orgànica) és una matèria troncal del currículum de Biologia que s’imparteix en un trimestre del primer curs. Consta de 3 crèdits teòrics i 2 de pràctics.
COORDINACIÓ I PROFESSORAT
El coordinador de l’assignatura és el Dr. Jordi Segura. A més, formen part de l’equip docent el Dr. Josep Antoni Pascual, la Dra. Rosa Ventura, la Dra. Rosa Bergés, la Dra. Mireia Segura i la Sra. Cíntia Jiménez.
OBJECTIUS GENERALS
Els objectius principals d’aquesta assignatura són:
1. Donar a conèixer els aspectes fonamentals relacionats amb
l’estructura atòmica i molecular; la importància de la
isomeria, amb atenció especial per l’estereoquímica; la
reactivitat, i els equilibris químics.
2. Presentar una visió global de la química orgànica en
aspectes fonamentals, i especialment, en aquells més relacionats
amb molècules d’interès biològic.
3. Introduir la química bioinorgànica per completar el
coneixement de les bases químiques de processos d’interès
biològic.
OBJECTIUS ESPECÍFICS
1. Aprofundir en el coneixement de la nomenclatura química i en la
resolució de problemes pràctics associats amb el treball de
laboratori i relacionats amb els càlculs estequiomètrics i amb la
comprensió de la reactivitat.
2. Conèixer i practicar operacions químiques fonamentals de
laboratori.
Els coneixements adquirits en aquest primer curs seran
fonamentals per a l’aprofundiment i la complementarietat amb
l’assignatura FBA: Química Analítica i Farmacèutica, de quart
curs.
AVALUACIÓ DE L'APRENENTATGE
L’avaluació es realitzarà tenint en compte tots els aspectes
de coneixement i actituds treballats a l’assignatura. Així,
per a la qualificació se seguirà l’esquema següent:
- El 60% de la puntuació correspondrà a la part teòrica de
l’assignatura i el 40% a la part pràctica.
- El total de la puntuació s’aconseguirà d’acord
a les següents parts (percentatges sobre el total de
l’assignatura):
De la part teòrica, la puntuació s’aconseguirà a
través de preguntes d’elecció múltiple, preguntes de
desenvolupament de conceptes i a la valoració de l'aprenentatge
basat en problemes.
De la part pràctica, s’avaluarà la resolució de
problemes numèrics; preguntes relacionades amb les pràctiques de
laboratori, i avaluació de la llibreta de laboratori.
L’assistència a les pràctiques de laboratori és obligatòria
així com l’entrega de la corresponent llibreta de laboratori
abans de l’examen final.
Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats
d’avaluació implica la no superació de l’assignatura.
TEMARI TEÒRIC
Tema 1. Estructura atòmica i molecular
(4 hores)
La quantització de la matèria i l’energia.
L’estructura atòmica segons el model Bohr-Sommerfeld. La
funció d’ona de Schrödinger i els orbitals atòmics.
Classificació periòdica dels elements i les seves propietats.
L’enllaç químic: Teoria de Lewis. Enllaç iònic. Enllaç
covalent, orbitals molecular i hibridació. Enllaços de l'àtom de
carboni. Química de la Coordinació: l’enllaç covalent datiu i
la formació de complexes. Nomenclatura. Enllaços febles:
interaccions dipolars, enllaços de Van der Waals i enllaços
d’hidrogen.
Tema 2. Reactivitat química
(3 hores)
Principis de la termodinàmica. Entalpia, entropia i energia
lliure. Constants d’equilibri. Cinètica química. Ordres i
mecanismes de reacció. Factors que afecten la velocitat de reacció.
Catalitzadors.
Tema 3. Equilibris químics en el medi biològic
(4 hores)
Llei d’acció de masses. Constant d’equilibri.
Desplaçament de l’equilibri. Propietats de l’aigua com
a dissolvent. Equilibri de solubilitat. Efecte d’ió comú.
Formació de complexes. Equilibri red-ox. Sèrie electroquímica. Nº
d’oxidació. Semireaccions. Potencial d’elèctrode.
Concepte de pila. Equació de Nernst. Ionització de l'aigua.
Concepte de pH. Equilibri àcid-base. pH de solucions de sals.
Dissolucions amortidores. Neutralizació. Indicadors.
Tema 4. Introducció a la química orgànica i estereoquímica
(3 hores)
Compostos orgànics. Grups funcionals. Isomeria i tipus
d’isomeria. Isomeria estructural. Isomeria geomètrica.
Isomeria òptica: centre quiral, mescla racèmica, activitat òptica.
Nomenclatura dels isòmers òptics. Molècules amb diversos centres
quirals. Importància química i biològica de la isomeria òptica.
Tema 5. Bioorgànica I. Carboni unit a hidrogen
(2 hores)
Els hidrocarburs i la seva classificació: Alcans, alquens i
alquins, nomenclatura i isomeria. Anàlisi conformacional. Reaccions
d’addició. Conjugació de dobles enllaços i aromaticitat.
Benzè i sistemes aromàtics policíclics. Mecanismes i velocitat de
reacció. L'estat de transició i intermediaris de reacció.
Carbocations, carbanions i radicals. Reaccions de substitució
electròfila. Propietats rellevants en la seva interacció en el medi
biològic.
Tema 6. Bioorgànica II. Carboni unit a oxigen (i)
(3 hores)
Enllaç carboni-oxigen. Estructura. Nomenclatura. Alcohols,
èters, aldèhids i cetones. Propietats químiques. Tautomeria
ceto-enòlica. Generalitats sobre la seva reactivitat.
Tema 7. Bioorgànica III. Carboni unit a oxigen (ii)
(2 hores)
Àcids carboxílics. Propietats químiques. Formació i
propietats de sals, esters i amides, halurs d'acil i anhídrids.
Tema 8. Bioorgànica IV. Carboni unit a nitrogen
(2 hores)
Química de l’àtom de nitrogen. Grups funcionals amb
nitrogen. Nomenclatura. Amines: estructura molecular, propietats
físiques i químiques, i i reactivitat. Compostos heterocíclics amb
nitrogen. Aminoàcids: estereoquímica, propietats àcid-base,
propietats de les cadenes laterals. Enllaç peptídic. Determinació
de l'estructura primària de pèptids.
Tema 9. Bioorgànica V. Carboni unit a d’altres elements
(1 hores)
Química de l’enllaç C-S i S-S. Enllaç disulfur:
importància en l'estructura de les proteïnes. Halurs
d’alquil: química dels àtoms d'halògens, nomenclatura,
propietats físiques, reactivitat, aplicacions i importància
biològica.
Tema 10. Bioinorgànica
(2 hores)
Abundància dels elements bioinorgànics. Essencialitat.
Elements majoritaris: Metalls alcalins i alcalinoterris. Ferro,
zinc i els elements traça. El Molibdè i els elements ultratraça.
TOTAL 30 hores
APRENENTAGE BASAT EN PROBLEMES
Treballs en grups de 12 persones sobre un problema multidisciplinar per aprofundir en les causes i coneixements necessaris que permeten resoldre les qüestions que planteja. Està previst de treballar sobre tres problemes diferents durant el període acadèmic.
TEMARI PRÀCTIC
PRÀCTIQUES DE PROBLEMES
Seminaris d’una hora per a grups de la meitat dels
estudiants (5 hores).
ENSENYAMENT ASSISTIT PER ORDINADOR
Repàs de conceptes a través de programes interactius de
simulació per ordinador. Seminaris d’una hora per a grups de
la meitat dels estudiants (2 hores).
PRÀCTIQUES DE LABORATORI
Seminari d’una hora, per a la meitat dels estudiants,
d’introducció al treball al laboratori (1 hora). Pràctiques
per a grups de la meitat dels alumnes. (3 hores per dia, durant
quatre dies).
L’estudiant haurà de fer les quatre pràctiques que
s’indiquen a continuació, que són combinació de coneixements
en operacions bàsiques de laboratori i aplicacions pràctiques dels
coneixements químics adquirits (12 hores).
TOTAL 20 hores
RELACIÓ DE PRÀCTIQUES DE LABORATORI
1.- Reaccions en tub d’assaig
- velocitat de reacció
- calor de dissolució/dilució
- reaccions àcid-base
- reaccions red-ox
- reaccions de formació de complexos
- reaccions de precipitació
- separacions: filtració i dissolució
- reconeixement de cations i anions.
- potenciometria d’un àcid polipròtic
- volumetria d’òxido-reducció: l’aigua oxigenada.
- complexometria: duresa de l’aigua
- muntatge d’un destil·lador. Comprensió de les seves parts
- separació de dos líquids amb i sense columna de fraccionament
- filtració al buit
- dessecació al buit
- purificació per recristalització
- determinació del punt de fusió
Bibliografia
Llibres de text
HOLUM, John R.
Fundamentos de Química General, Orgánica y Bioquímica para
Ciencias de la Salud. México, D.F.: Limusa-Wiley, 1999.
PETRUCCI, Ralph.
Química general. Madrid: Prentice Hall, 2003.
Llibres complementaris
ATKINS, P.W.
Química General. Barcelona: Ediciones Omega, 1992.
BARÁN, Enrique J.
Química Bioinorgánica. Madrid: McGraw-Hill. 1994.
CRC.
Handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of
chemical and physical data: 2003-2004. Editor-inchief: David
R. Lide. Boca Raton: CRC press, cap. 2003.
GARRIDO PERTIERRA, Amando.
Fundamentos de Química Biológica. Madrid: McGrawHill,
1991.
THE MERCK INDEX.
An encyclopedia fo chemicals, drugs and biologicals.
Editor staff: Maryadele J. O'Neil. Whitehouse Station. Merck, 2001.
SAÑA VILASECA, Josep.
Química per a les ciències de la naturalesa i de
l'alimentació. Barcelona: Vicens-Vives, 1993.
Ensenyament assistit per ordinador
SMITH, S. i d'altres.
Comprehensive Chemistry. Wellesley (EUA): Falcon
Software.[CD-ROM].