início - Plano de Curso

Fundamentos de Química

Código: 43575
2.º ano, 1.º semestre
Carga horária/semana: 3 horas teóricas, 1,5 horas teórico/práticas, 1,5 horas práticas
Créditos: 4,5
Coeficiente de Ponderação: 4,5
ECTS: 8
Departamento responsável: Química e Bioquímica
Regente: Maria Manuela Rocha

Objectivos

Programa
O programa consiste em três blocos, cobrindo tópicos nas áreas da Química-Física (cerca de 20% das aulas), Química Inorgânica (40%) e Química Orgânica (40%).
Introdução ao equilíbrio químico (entalpia, entropia e energia de Gibbs; constante de equilíbrio). A velocidade das reacções químicas (lei de velocidade; mecanismo e reacções elementares; diagramas de energia de reacções; catálise).
Estrutura e ligação química nas moléculas dos elementos s e p (estruturas de Lewis; regra do octeto; percentagem de carácter iónico, electronegatividade e momentos dipolares; formas canónicas e ressonância; a forma das moléculas e a Teoria da Repulsão dos Pares Electrónicos da Camada de Valência; modelos de ligação química, em moléculas diatómicas - teoria do Enlace de Valência e das Orbitais Moleculares - e em moléculas poliatómicas - ligação localizada e deslocalizada). Propriedades nucleares (radioactividade, fissão e fusão; isótopos e sua separação; aplicações; espectroscopia de RMN). Introdução à simetria molecular. Introdução às forças intermoleculares (forças de van der Waals e ligações de hidrogénio).
Ácidos e bases em solução aquosa (definição de Bronsted-Lowry e de Lewis; acidez, basicidade e pKa: constante de acidez Ka; relação entre estrutura, acidez e basicidade). Ácidos e bases em soluções não aquosas (previsão do resultado de reacções ácido-base através do pKa dos reagentes; exemplos). Complexação e complexos (as orbitais d).
O hidrogénio e os hidretos. Os elementos dos grupos 1,2 e 13.
O carbono e a química orgânica. Grupos funcionais (classes de compostos orgânicos: estrutura, nomenclatura, propriedades físicas e forças intermoleculares). Introdução às reacções orgânicas (tipos de reacções orgânicas: substituição, adição, eliminação e rearranjo; cisões homolíticas e heterolíticas; reacções ácido-base: carbocatiões e carboaniões; representação esquemática de reacções orgânicas; efeito indutivo, efeito de hibridização, efeito de ressonância; efeito do solvente). Estereoquímica (conceitos básicos de estereoquímica: definição e classificação geral dos isómeros; enanteomeria e moléculas quirais: nomenclatura de enanteómeros, configuração absoluta R e S e regras de sequência; projecções de Fischer, propriedades dos enantiómeros, moléculas com vários centros quirais; compostos meso-, estereoisomeria em compostos cíclicos, separação de enantiómeros, compostos com estereocentros distintos de carbono, exemplos de quiralidade em compostos saturados; isomeria conformacional tomando como exemplo os alcanos: análise conformacional em sistemas acíclicos, análise conformacional em sistemas cíclicos; conformações do ciclohexano, ciclohexanos substituídos, cicloalcanos disubstituídos; análise conformacional em heterociclos; isomeria geométrica). Cisões homolíticas (reacções de halogenação de alcanos).
Os elementos dos grupos 15, 16, 17 e 18.
Quando os semestres não tiverem 15 semanas (1º semestre do 1ºano), reduzir-se-á o conteúdo de química descritiva.

Bibliografia
Química-Física: Notas elaboradas pelo docente. Química Inorgânica: C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic Chemistry, Prentice Hall, London, 2001. Química Orgânica: T. W. G. Solomons, G. B. Fryhle, Organic Chemistry (7th ed.), Wiley, New York, 2000; K. P. C. Volhardt, N. E. Schore, Organic Chemistry (3rd ed.), Freeman, New York, 1998.
Nota: As obras recomendadas para os blocos de Química Inorgânica e Química Orgânica, são também as recomendadas nas disciplinas de Química Inorgânica (I e II) e de Química Orgânica (I e II), respectivamente.

Avaliação
A nota final será a média das notas do exame final (2/3) e da informação prática (1/3).