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Tema 3. Magnitudes físicas y químicas. Sistema internacional de unidades. La medida. Métodos de estimación de la incertidumbre en la realización de medidas y en la determinación de resultados.
Magnitud, medición y unidad
Sistemas de unidades
Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas
Medida de algunas magnitudes fundamentales
Tipos de errores: sistemáticos o aleatorios
Errores en la determinación de medidas: exactitud (error relativo y absoluto), precisión (varianza y desviación estándar) y sensibilidad
Tema 4. Cinemática. Elementos para la descripción del movimiento. Movimientos de especial interés. Métodos para el estudio experimental del movimiento.
Definición
Elementos: sistemas de referencia, vector posición, vector velocidad, vector aceleración, componentes de la aceleración
MRU
MRUA. Caída libre y lanzamiento vertical
MCU
MCUA
Compuestos: barca y tiro parabólico.
Estudio experimental: laboratorio, sistemas informáticos
Tema 5. Evolución histórica de la relación fuerza-movimiento. Dinámica de la partícula. Leyes de Newton. Principio de conservación del momento lineal. Aplicaciones.
Relación histórica de fuerza y movimiento
Galileo y la aceleración
Newton y las fuerzas
Teorema de conservación lineal. Impulso
Aplicaciones. Poleas y planos inclinados
Tema 8: El problema de la posición de la Tierra en el universo. Sistemas geocéntrico y heliocéntrico. Teoría de la gravitación universal. Aplicaciones. Importancia histórica de la unificación de la gravitación terrestre y celeste.
La posición de la Tierra en el Universo: Ptolomeo, Copérnico, Galileo, Kepler.
Ley de Gravitación Universal. Newton y Cavendish
Campo Gravitatorio terrestre y en otros planetas
Energía potencial gravitatoria y potencial gravitatorio
Aplicaciones: el peso de los cuerpos, el período de revolución, la velocidad orbital y la velocidad de escape.
Importancia de la unificación
Tema 12: Gases ideales. Un modelo interpretativo para los gases, teoría cinética. Desviaciones respecto del comportamiento ideal: gases reales. Un modelo para toda la materia. Intercambios energéticos en los cambios de estado.
Gases ideales
Leyes de los gases: Boyle, Charles y Gay-Lussac.
Ecuación del gas ideal.
Teoría cinética
Desviaciones del comportamiento: gases reales
Modelo interpretativo para toda la materia
Intercambios energéticos en los cambios de estado: calor latente y ecuación de Clapeyron
Tema 13: Física de la atmósfera. Fenómenos atmosféricos. Observación meteorológica. Balance energético terrestre. Papel protector de la atmósfera. Alteraciones debidas a la contaminación. Medidas para su protección.
Composición de la atmósfera.
Capas de la atmósfera: troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera, exosfera y magnetosfera.
Energía en la atmósfera: energía lumínica, efecto invernadero y energía geotérmica.
Observación meteorológica:incremento de temperatura, frente frío y frente cálido.
Papel protector de la atmósfera: efecto invernadero y capa de ozono.
Contaminación: destrucción de la capa de ozono, lluvia ácida, aumento efecto invernadero y cambio climático.
Medidas de protección ambiental.
Tema 14: La energía y su transferencia. Relación trabajo-energía. Principio de conservación de la energía. Evolución en las necesidades energéticas de la sociedad. Repercusiones medioambientales. Energías alternativas.
Diferencia entre energía, trabajo y potencia
Energía: cinética, potencia, elástica, interna
Principio de conservación de la energía
Evolución de las necesidades energéticas
Repercusiones medioambientales. Combustibles fósiles: aumento efecto invernadero, lluvia ácida, agujero capa de ozono, calentamiento global
Tema 15: Energía interna. Calor y temperatura. Desarrollo histórico del concepto de calor. Equilibrio térmico. Propagación del calor. Efectos del calor sobre los cuerpos. Conductores y aislantes. Aplicaciones
Conceptos termodinámicos: temperatura, termómetro y calor
Medidas de la temperatura y del calor.
Equilibrio térmico.
Efectos del calor sobre los cuerpos: aumento de la temperatura, cambio de estado y dilatación
Propagación del calor: conducción, convección y radiación.
Aplicaciones: calorimetría
Tema 16: Calor y trabajo en los procesos termodinámicos. Primera ley de la termodinámica. Aplicación a las máquinas térmicas y a las reacciones químicas. Rendimiento energético.
Definición de termodinámica
Conceptos termodinámicos: sistema termodinámico, función de estado, variables extensivas e intensivas.
Diferencia entre calor y trabajo.
Principios 0 y 1 de la termodinámica.
Transformaciones termodinámicas: isocóricas, adiabáticas, isotérmicas e isobáricas.
Máquinas térmicas: ciclo de Carnot, máquina de vapor y motor de combustión interna.
Rendimiento en las máquinas térmicas.
Tema 17: Entropía. Segundo principio de la termodinámica. Cuestiones relacionadas con el segundo principio: orden y desorden, espontaneidad de las reacciones.
Definición de termodinámicas.
Principios 0, 1 y 2 de la termodinámica.
Entropía en las diferentes trasformaciones termodinámicas.
Espontaneidad y energía de Gibbs
Tema 19: Naturaleza eléctrica de la materia. Electrostática. Discontinuidad y conservación de la carga. Carácter conservativo del campo electrostático. Estudio energético de la interacción eléctrica
Evolución histórica
Electroestática. Ley de Coulomb
K
Principio de superposición
Campo eléctrico
Líneas de campo.
Discontinuidad y conservación de carga: potencial eléctrico.
Carácter conservativo del campo eléctrico: trabajo vs energía potencial
Teorema de Gauss
Tema 20: Corriente eléctrica. Circuitos de corriente continua. Conservación de la energía: ley de Ohm. Utilización de polímetros
Corriente eléctrica y diferencia entre continua y alterna
Teoría de bandas
Intensidad de corriente
Conductividad, resistividad y resistencia eléctrica
Conservación de la energía. Ley de Ohm
Circuitos. Potencia. Leyes de Kirchoff
Polímetro: medidas de I, R y V
Tema 21: Campo magnético. Carácter no conservativo del campo magnético. Generación de campos magnéticos y efectos sobre cargas en movimiento. Aplicación a dispositivos tecnológicos
Magnetismo y electricidad: experiencias de Faraday y de Oersted.
Campo magnético.
Carácter no conservativo
Ley de Lorentz. Aplicación a T, R, v...
Aplicación a hilos de corriente
Ley de Biot y Savart. Espira circular, solenoide y toroide
Dispositivos tecnológicos: selector de velocidades, espectrómetro de masas y ciclotrón
Tema 26: Óptica geométrica. Principio de Fermat. Formación de imágenes en espejos y lentes. Análisis y construcción de los instrumentos ópticos. El ojo y los defectos de la visión
Óptica: diferencia entre física, ondulatoria y geométrica
Postulados op geométrica: propagación rectilínea, leyes de reflexión y refracción.
Principio de Fermat y relación con los postulados.
Espejos planos y esféricos
Lentes delgadas
Instrumentos ópticos: cámara oscura, lupa, microscopio, anteojo de Galileo, telescopio de Kepler
Ojo: córnea, retina, iris y cristalino
Defectos del ojo: miopía, hipermetropía y astigmatismo
Tema 30: Teoría cuántica. Problemas precursores. Límites de la física clásica para resolverlos. Fenómenos que corroboran la teoría cuántica.
Teoría cuántica.
Radiación del cuerpo *****
Efecto fotoeléctrico
Efecto compton
Espectro atómicos
El átomo de bohr
Consecuencias: longitud de onda de De Broglie
Mecánica cuántica: Heisenberg y Schrodinger
Tema 32. Sistemas materiales. Mezclas, sustancias puras y elementos. Transformaciones físicas y químicas. Procedimientos de separación de los componentes de una mezcla y de un compuesto. Lenguaje químico: normas IUPAC.
Sustancias puras y mezclas.
Transformaciones físicas, químicas, fisicoquímicas y nucleares.
Filtración
Sedimentación
Cristalización
Destilación
Separación magnética
Extracción
Cromatografía
Reacciones químicas
Formulación inorgánica. Normas IUPAC
Tema 33. Teoría atómica de Dalton. Principio de conservación de la masa. Leyes ponderales y volumétricas. Hipótesis de Avogadro. Estequiometría.
Teoría atómica de Dalton
Conservación de la masa de Lavoisier
Leyes ponderales: proporciones recíprocas Ritcher, proporciones definidas Proust, proporciones múltiples de Dalton
Ley volúmetrica de Gay-Lussac
Hipótesis de Avogadro
Estequiometría
Tema 34: Modelos atómicos. Evolución histórica y justificaciones de cada modificación.
Introducción histórica
Modelo de Dalton
Modelo de Thompson
Modelo de Rutherford
Modelo de Bohr. Extensión de Sommerfeld
Evolución histórica de la mecánica cuántica.
Tema 35: El núcleo atómico. Modelos. Energía de enlace. Radiactividad natural. Radiactividad artificial. Aplicaciones de la radiactividad en diferentes campos. Medidas de seguridad.
Propiedades del núcleo atómico: defecto de masa, energía y energía por nucleón.
Fuerzas de interacción nuclear.
Modelo de la gota líquida.
Modelo de la partícula independiente.
Modelo colectivo.
Radioactividad natural: desintegración alfa, beta y gamma. Series radioactivas.
Radioactividad artificial.
Aplicaciones de la radioactividad.
Medidas de seguridad.
Tema 37: Energía nuclear. Principio de conservación masa-energía. Fisión y fusión nuclear. Su utilización. Situación actual. Problemática de los residuos nucleares.
Energía nuclear: número atómico, número másico, defecto de masa, incremento de energía e incremento de energía por nucleón.
Principio de conservación: del número de nucleones, de la carga, de la cantidad de movimiento y de la masa-energía
Desintegración alfa, beta y gamma.
Diferencias entre fusión y fisión nuclear.
Utilización.
La energía nuclear en la actualidad.
Los residuos nucleares.
Tema 40: Evolución histórica de la clasificación de los elementos químicos. Periodicidad de las propiedades y relación con la configuración electrónica. Estudio experimental de algunas de las propiedades periódicas.
Evolución histórica ((Dobereiner, Canizzaro, Meldeleiev, tabla actual)
Números cuánticos
Pauli, mínima energía y Hund
Radio, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad
Estudio experimental
Tema 41: El enlace químico. Aspectos energéticos. Clasificación de los enlaces según la electronegatividad de los átomos que los forman. Estudio del tipo de enlace de acuerdo con las propiedades de las sustancias.
Definición de enlace
Energías, curvas de Morse
Clasificación según electronegatividad
Iónico: definición, Born-Haber, Born-Landé, celdillas unidad.
Covalente: definición, Lewis (sin carga, con carga y resonancia), TRPECV
Metálico
Intermoleculares
Propiedades
Tema 42: Enlace covalente: orbitales moleculares. Diagramas de energía. Geometría molecular. Estructura y propiedades de las sustancias covalentes.
Enlace covalente
Lewis (con carga, sin carga, resonancia)
TEV: sigma y pi, híbridos sp3, sp2 y sp
TOM: CLOA, enlazantes y antienlazantes
TRPECV
Propiedades
Sólidos moleculares
Tema 43: Fuerzas intermoleculares. Aspectos energéticos. Sólidos moleculares. Justificación de las propiedades anómalas del agua y su importancia para la vida
Tipos: van der walls de orientación, van der walls de dispersión (London), puentes de hidrógeno.
Sólidos moleculares
Agua y sus propiedades
Tema 44: Sustancias iónicas. Aspectos energéticos en la formación de cristales iónicos. Reconocimiento y utilización de compuestos iónicos.
Enlace iónico. Propiedades periódicas
Born Haber
Born Landé
Curvas de Morse
Celdillas unidad: NaCl,CsCl, CaF2 y TiO2
Propiedades
Reconocimiento de compuestos iónicos
Utilización
Tema 46: Metales. Características de los diferentes grupos. Obtención y propiedades. Compuestos que originan y aplicaciones. Aleaciones. Interés económico de algunas de ellas.
Propiedades
Grupo a grupo
Aleaciones
Tema 47: Elementos no metálicos. Características de los diferentes grupos. Obtención y propiedades. Compuestos que originan y aplicaciones.
Propiedades
Grupo a grupo
Compuestos originados
Tema 49: Disoluciones. Leyes de las disoluciones diluidas. Propiedades coligativas. Disoluciones reales. Disoluciones de electrolitos. Estudio experimental del comportamiento eléctrico de un electrolito.
Disoluciones: que son dentro de la clasificación de la materia.
Tipos de disoluciones: según el estado de agregación, según la reacción entre soluto y disolvente, según el tamaño del soluto.
Características de las disoluciones: solubilidad y concentración (formas de medirla).
Leyes de las disoluciones diluidas: ley de Raoult, Henry, Dalton o de las presiones parciales.
Propiedades coligativas: presión osmótica, aumento de la temperatura de ebullición o de congelación, descenso de la presión de vapor. Determinación de masas moleculares.
Disoluciones de electrolitos (reales). Conductividad.
Tema 50: Cinética de las reacciones químicas. Teorías de choques moleculares y teoría del estado de transición. Velocidad de reacción y factores de los que depende. Métodos prácticos para su determinación.
Cinética química y diferencia con la espontaneidad.
Concepto de velocidad y de ecuación cinética (constante de velocidad y órdenes de reacción).
Teoría de choques moleculares
Teoría del estado de transición. Ecuación de Arrhenius
Factores que afectan a la velocidad de reacción (T, grado de división y superficie de contacto, concentración, catalizadores y naturaleza de los reactivos.
Estudio cinética de orden 0
Estudio cinética de orden 1
Estudio cinética de orden 2
Tiempo de vida media en reacciones de orden 0, 1 y 2
Tema 51: Características de los fenómenos catalíticos y efectos sobre la energía de activación. Aplicaciones en la industria. Naturaleza y propiedades catalíticas de las enzimas.
Repaso de cinética: velocidad de reacción, orden de reacciones, teorías de colisiones y del estado de transición, Arrhenius y factores que afectan a la velocidad de reacción.
Catalizadores: características
Catálisis homogénea y heterogénea
Inhibición.
Catálisis en la industria. Proceso Haber Bosh
Enzimas: qué son y sus partes. Características.
Tipos de enzimas
Cinética de Michaelis Menten
Tema 52: Energía y transformaciones químicas. Ecuaciones termoquímicas. Métodos para el cálculo de calores y reacción.
Termodinámica y termoquímica.
Sistema químico, variables termodinámicas y función de estado.
Primer principio de la termodinámica. Criterio de signos.
Trasformaciones isocóricas, isobáricas, adiabáticas e isotérmicas.
Entalpía y ecuaciones termoquímicas. Convenio de signos y diagramas entálpicos.
Entalpía de reacción a partir de entalpías de formación
Entalpía de reacción a partir de ley de Hess
Entalpía de reacción a partir de entalpías de enlace.
Entalpía de reacción a partir de una calorímetría.
Tema 53: Entropía de un sistema químico. Energía libre de Gibbs y espontaneidad de las reacciones químicas. Relación entre la variación de la energía libre y el equilibrio químico.
Concepto de entropía y relación con el orden.
Entropía en diferentes procesos.
Energía libre de Gibbs y espontaneidad. Estudio de casos.
Espontaneidad y cinética.
Cálculo de energías de Gibbs y entropías.
Relación Kp y Gibbs
Tema 59. Química del carbono. Estructura y enlaces del carbono. Nomenclatura. Isomería. Comprobación experimental de la actividad óptica.
Origen de la química orgánica
Átomo de carbono. Configuración electrónica. Hibridación. Estructura
Propiedades de los compuestos orgánicos.
Tipos de fórmulas: empírica, molecular, semidesarrollada, desarrollada y tridimensional.
Nomenclatura de los grupos funcionales.
Isomería: función, posición, cadena, geométrica y óptica
Actividad óptica
Tema 60. Tipos de reacciones orgánicas. Mecanismos de reacción. Análisis de casos característicos.
Electrofilia y nucleofilia
Intermedios de reacción: carbocatión, carboanión y radical.
Ruptura homolítica y heterolítica
Clasificación de las reacciones orgánicas: sustitución (Se, Sn1 y Sn2), eliminación (E1 y E2) y adicción (nucleófica y electrófila)
Análisis de casos característicos (estudio cinético, atrapando intermedios de reacción, utilizando isótopos, y comprobando el efecto isotópico)
Tema 62. Hidrocarburos. Características, nomenclatura, obtención y propiedades. Identificación en el laboratorio de alquenos y alquinos.
Alcanos
Alquenos
Alquinos
Ciclos
Identificación
Tema 64: Funciones oxigenadas y nitrogenadas. Características, nomenclatura, obtención y propiedades. Comprobación de sus principales propiedades en el laboratorio. Importancia industrial.
Alcoholes (7)
Éteres (2)
Aldehídos y cetonas (9)
Ácidos carboxílicos (5)
Ésteres (2)
Aminas (3)
Amidas, nitrilos y nitrocompuestos
Tema 65: Compuestos aromáticos. El benceno: estructura, obtención y propiedades. Otros compuestos aromáticos de interés industrial.
Benceno: estructura, enlaces, hibridación. Estructura de Kekulé.
Aromaticidad y antiaromaticidad.
Nomenclatura, propiedades y obtención.
Reactividad: activantes y desactivantes fuertes y débiles.
Compuestos aromáticos de interés industrial: naftaleno, antraceno, fenantreno, fenol, anilina, clorobenceno, trinitrotolueno, ácido benzoico y ácido salicílico
Tema 66. Compuestos orgánicos de importancia biológica. Composición química y función biológica. Los alimentos y la salud.
Aminoácidos y proteínas
Glúcidos e hidratos de carbono
Vitaminas
Nucleótidos y ácidos nucleicos
Lípidos: saponificables (acilglicéridos o grasas, céridos y fosfolípidos) y no saponificables (terpenos, esteroides y prostaglandinas)
Tema 67. Polímeros naturales. Propiedades y aplicaciones. Métodos de obtención de polímeros sintéticos. Utilización en el mundo actual y problemas de reciclado
Concepto de polímero
Polímeros naturales (proteínas, glúcidos, lípidos y nucleótidos)
Polímeros sintéticos (polietileno, poliestireno, nylon, poliésteres)
Uso de plásticos
Reciclaje y reutilización
Tema 75: El trabajo experimental en el área de ciencias. Utilización del laboratorio escolar. Normas de seguridad.
Ventajas del trabajo experimental en enseñanza obligatoria.
El informe de laboratorio: partes.
Utilización del laboratorio escolar: tipos de prácticas de laboratorio, características del laboratorio escolar.
Normas de seguridad: en el laboratorio, en el manejo de los productos y ante posibles accidentes.