Química I

Código:

EQ0004

Sigla:

Q I

Ocorrência: 2007/2008 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LEQ	0	Plano de estudos de transição para 2006/07	1	8,5	8,5	-
MIEQ	123	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	1	-	8,5	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Módulo de Química Geral
- Estudo da ligação química e da geometria molecular e sua relação com o comportamento macroscópico das diferentes formas de matéria (gases, líquidos e sólidos).
- Introdução à química dos metais de transição e dos compostos de coordenação.
- Aquisição de conhecimentos básicos de química nuclear.

Módulo de Química Orgânica
Pretende-se que o aluno adquira as seguintes competências:
-saiba reconhecer e representar as molécula orgânicas;
-conheça a reactividade dos compostos orgânicos;
-consiga elaborar estratégias de síntese de compostos orgânicos mais complexos partindo de compostos mais simples;

São, ainda, objectivos gerais da disciplina desenvolver hábitos de raciocínio científico e estimular o espírito crítico dos alunos.

Programa

Módulo de Química Geral
1. Ligação Química
Notação de Lewis; ligação iónica; energia reticular de compostos iónicos; ligação covalente; escrita de estruturas de Lewis; carga formal e estrutura de Lewis; conceito de ressonância; excepções à regra do octeto; electronegatividade; polarizabilidade; ácidos e bases de Lewis; força e comprimento da ligação covalente
2. Forma e estrutura das moléculas
Geometria e estrutura molecular; a forma das moléculas e dos iões; modelo de repulsão dos pares electrónicos da camada de valência (RPECV); momentos dipolares e polaridade das moléculas; teoria do enlace de valência; ligação sigma; ligação pi; hibridação de orbitais atómicas: hibridação sp3, sp2, sp, sp3d e sp3d2; características das ligações duplas e triplas; teoria das orbitais moleculares; configuração electrónica de moléculas diatómicas homonucleares e heteronucleares; ordem de ligação; orbitais moleculares em moléculas poliatómicas; orbitais moleculares deslocalizadas, teoria das bandas dos sólidos; condutores, semicondutores e isolantes; supercondutores.
3. Propriedades da Matéria
Forças intermoleculares.
Gases: leis dos gases; estequiometria envolvendo gases; difusão e efusão; teoria cinética dos gases; gases reais.
Líquidos: estrutura dos líquidos; viscosidade; tensão superficial. Estrutura e propriedades da água.
Sólidos: classificação do sólidos. Sólidos metálicos, células unitárias. Estruturas iónicas. Sólidos moleculares. Sólidos covalentes. Propriedades dos sólidos. Ligas metálicas. Cristais líquidos.
4. Noções de cinética química .
Velocidade de Reacção. Evolução Temporal da Concentração. Modelos Reaccionais. Mecanismos reaccionais. Aumento da Velocidade das Reacções
5. Química dos metais de transição e dos compostos de coordenação
Propriedades dos metais de transição.Compostos de coordenação. Estrutura e forma dos complexos: teoria do campo cristalino. Cor dos complexos. Propriedades magnéticas dos complexos.Introdução à química organometálica.
6. Química nuclear
Decaimento nuclear.Decaimento nuclear espontâneo. Reacções nucleares. Estabilidade nuclear.

Módulo de Química Orgânica
1. Estrutura das moléculas orgânicas: fórmulas moleculares e de estrutura.
2. Grupos funcionais e as famílias de compostos orgânicos. Nomenclatura de compostos orgânicos.
3. Estrutura dos grupos funcionais e propriedades físicas dos compostos orgânicos: pontos de fusão e de ebulição; solubilidade.
4. Introdução à espectroscopia de infravermelho. Identificação de grupos funcionais.
5. Estereoquímica. Análise conformacional. Isomeria cis-trans. Quiralidade e actividade óptica.
6. Reactividade química. Reacções dos compostos orgânicos. Intermediários da reacção (carbocatiões, carbaniões e radicais livres): estrutura e estabilidade relativa.
7. Reacções dos alcanos. Combustão. Substituição homolítica. Halogenação: regiosselectividade da bromação.
8. Reacções de substituição nucleofila em carbono saturado. Dualidade de mecanismo: reacções de SN2 e SN1. Cinética. Factores que afectam a velocidade das reacções de SN2 e SN1.
9. Reacções de eliminação. Mecanismos da eliminação: E2 e E1. Eliminação contra substituição. Estereoquímica: eliminação anti e syn. Formação de alcenos e de alcinos.
10. Reacções de adição electrófila a ligações múltiplas carbono-carbono. Mecanismos da adição. Orientação e reactividade. Regra de Markovnikov. Adições a alcenos e alcinos.Oxidação de alcenos. Polimerização de alcenos.

Bibliografia Obrigatória

Atkins, Peter; Chemical principles. ISBN: 0-7167-5701-X
Solomons, T. W. Graham; Organic Chemistry. ISBN: 0-471-19095-0

Bibliografia Complementar

Pine, Stanley H.; Organic Chemistry. ISBN: 0-07-100242-1
Chang, Raymond; Química. ISBN: 972-9241-68-6
Carey, Francis A; Organic chemistry. ISBN: 0-07-115148-6
Morrison, R.; Química orgânica. ISBN: 972-31-0513-6

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas gerais de exposição da matéria teórica, suportada por meios audiovisuais, com resolução de problemas exemplo.

Aulas teórico-práticas das turmas dedicadas principalmente à resolução de problemas de aplicação da matéria leccionada nas aulas teórico-práticas gerais. É dada particular atenção à análise crítica dos resultados e à pesquisa de dados em tabelas fornecidas aos alunos.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Obtenção de frequência

Será dada frequência na disciplina aos alunos que não excederem 3 faltas não-justificadas a qualquer um dos módulos nas aulas teórico-práticas das turmas (2 faltas não-justificadas, no caso dos alunos admitidos na 2ª fase);

Os alunos repetentes que já tenham anteriormente obtido frequência na disciplina estão dispensados da frequência das aulas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final (CF) dos alunos, desde que obtenham frequência, será calculada pela fórmula seguinte:

CF = [3 * CF(QG) + 2 * CF( QO)]/5

em que:

CF(QG) é a classificação do módulo de Química Geral

e CF(QO) é a classificação do módulo de Química Orgânica, calculada pela seguinte fórmula:

CF(QO) = (0.1*t1 + 0.1*t2 + 0.8*E2)

sendo E2 a melhor nota obtida no exame final/recurso de Química Orgânica, e t1 e t2 as notas obtidas nos mini-testes obrigatórios de Química Orgânica, todas arredondadas às unidades.

Os alunos poderão fazer exame de recurso apenas a um dos módulos, ou a ambos.

Note-se, porém, que a classificação final CF será limitada superiormente a 9 valores se não for atingida a nota mínima de 6 valores em cada um dos dois módulos da disciplina.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Mediante exame nas épocas apropriadas.

Melhoria de classificação

Se um aluno já aprovado decidir fazer exame para melhoria de classificação a qualquer um dos módulos, as notas obtidas nos mini-testes desse módulo serão descartadas no cálculo da classificação final.

Observações

As aulas começarão 10 minutos após a hora marcada no horário.