Departamento de Química

Para que nuestros estudiantes logren desempeñarse con éxito una vez finalizado su bachillerato, la facultad de nuestro Departamento se compromete a: 1. mantener el currículo actualizado de tal forma que cumpla con los requisitos de calidad de enseñanza y agencias acreditadoras. En adición, se incorporarán actividades extracurriculares que enriquezcan la formación de nuestros estudiantes. 2. utilizar estrategias y técnicas de enseñanza efectivas para la mejor consecución de los objetivos en cada curso. 3. mantener como meta la calidad de la formación del estudiante durante su estadía en el Departamento a través de un programa de avalúo constante.
Al finalizar el programa, cada estudiante deberá demostrar:

1. Conocimiento amplio de la Química en sus aspectos teóricos, experimentales y aplicados.
2. Habilidad de pensamiento reflexivo, creativo y crítico.
3. Habilidad para llevar a cabo aprendizaje independiente y continuo.
4. Habilidad de trabajo multidisciplinario y de trabajo en equipo.
5. Habilidad del manejo de la informática.
6. Habilidad de comunicación efectiva.
7. Un comportamiento ético en sus acciones como profesional de la química.

C. Objetivos del Programa BS en Química:

Los objetivos del departamento están alineados con la misión y metas institucionales, con el propósito de satisfacer las necesidades de nuestros estudiantes.

En la parte VI de este informe: Plan de Avalúo del Departamento de Química de la UPR-Cayey Programa BS en Química, se presenta un análisis detallado de los objetivos del departamento.
Meta: 1. Conocimiento amplio de la Química en sus aspectos teóricos, experimentales y aplicados.

Objetivos:
1. Explicar conceptos fundamentales, principios y teorías de las siguientes áreas

• Química general
• Química orgánica
• Química analítica
• Química física
• Química inorgánica
• Bioquímica

2. Utilizar adecuadamente las técnicas de laboratorio e instrumentación química moderna.
3. Llevar a cabo análisis químico cuantitativo.
4. Levar a cabo trabajo de laboratorio siguiendo las reglas de seguridad que apliquen.
5. Completar proyectos de investigación.

Meta 2: Habilidad de pensamiento reflexivo y crítico.

Objetivos:
1. Identificar problemas de naturaleza química.
2. Utilizar el método científico para solucionar problemas relacionados
a su disciplina.
3. Evaluar críticamente la solución a un problema de naturaleza química incluyendo otras ideas, vertientes o soluciones al mismo.

Meta 3: Habilidad para llevar a cabo aprendizaje independiente y continuo.

Objetivos:
1. Participar en actividades (talleres, conferencias, cursos cortos, jueces en feria científica) que promuevan el desarrollo profesional en la disciplina.
2. Explicar conceptos y técnicas químicas no incluidas en los cursos medulares.
3. Valorar el aprendizaje independiente y continúo.

Meta 4: Habilidad de trabajo en equipo.

Objetivos:
1. Colaborar en los procesos de organización y planificación del trabajo en equipo.
2. Cumplir con el trabajo asignado.
3. Conciliar diferencias.
4. Confiar en la capacidad de los demás.
5. Lograr la meta del trabajo en equipo (producto final)

Meta 5: Habilidad del manejo de la informática

Objetivos:
1. Utilizar tecnología computacional para comunicación, análisis e interpretación de datos.
2. Localizar y recopilar información utilizando adecuadamente de los medios electrónicos.
3. Evaluar críticamente la información recuperada.

Meta 6: Habilidad de comunicación efectiva.

Objetivos:
1. Comunicar en forma escrita información científica de manera clara y coherente, haciendo uso de un vocabulario adecuado y con la sintaxis correcta.
2. Comunicar oralmente información científica en forma clara y coherente, y haciendo uso de un vocabulario adecuado.

Meta 7: Demostrar un comportamiento ético en sus acciones como profesional de la química

Objetivos:
1. Aplicar los estándares de la profesión2, en su trabajo de laboratorio, investigación y cursos.
2. Analizar situaciones en sus experiencias académicas que pudieran representar dilemas éticos.

Se hace un repaso a los conceptos fundamentales de Química General relacionados con Química Analítica y una introducción a los problemas asociados a la evaluación de los datos experimentales. Se tratan las cuestiones generales del análisis gravimétrico del análisis volumétrico. Se considerarán los métodos electroanalíticos y ópticos y los métodos básicos de cromatografía. Se enfatiza la importancia de los métodos de laboratorio y se consideran experimentos suficientes para el curso semestral. Se incluyen 198 métodos volumétricos, gravimétricos, ópticos y electroquímicos de análisis. También se consideran algunos métodos cromatográficos.

QUIM 3121: Química Orgánica I
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3132, QUIM 3134; Correquisito: QUIM 3123
Introducción a la Química de los compuestos de carbono en la que se estudia la estructura, estereoquímica, nomenclatura y grupos funcionales de los compuestos orgánicos. Se hace énfasis en la relación entre estructura y reactividad, estudio de mecanismos de reacciones de grupo funcionales y los aspectos termodinámicos y cinéticos que afectan cada tipo de reacción.

QUIM 3122: Química Orgánica II
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM3131 y QUIM3133. Correquisitos: QUIM 3134.
Estudio de las técnicas de espectroscopia más usadas en la determinación de la estructura de compuestos orgánicos. Estudio de reacciones, mecanismos y síntesis orgánica de compuestos de carbonilo, nitrilos y compuestos aromáticos. Aplicación del conocimiento de la química de grupos funcionales y lípidos.

QUIM 3123: Laboratorio de Química Orgánica I
1 crédito, 4 horas
Prerrequisitos: QUIM 3132 y QUIM 3134. Correquisito: QUIM 3121
Práctica y teoría de las principales técnicas de purificación, separación y aislamiento de sólidos y líquidos orgánicos. Análisis cualitativo utilizando métodos cromatográficos.

QUIM 3124: Laboratorio de Química Orgánica II
1 crédito, 4 horas
Prerrequisitos: QUIM3121 y QUIM 3123 Correquisitos: QUIM 3122
Síntesis en multipasos, separación, purificación e identificación de compuestos orgánicos estudiados en clase aplicados al desarrollo de proyectos con enfoque investigativo. Análisis de datos espectroscópicos (IR, RMN-1H, RMN- 13C y MS) para la determinación de estructura de compuestos orgánicos.

QUIM 3131: Química General I
3 créditos, 3 horas
Correquisitos: MATE 3171 y QUIM 3133
Introducción a los principios fundamentales de la química. Cifras significativas, análisis dimensional, teoría atómica, y propiedades químicas. Estequiometría, nomenclatura, propiedades de los gases, termoquímica, teoría cuántica, estructura atómica, y periodicidad. Enlaces iónicos y covalentes, estructura molecular, geometría molecular, polaridad e hibridación.

QUIM 3132: Química General II
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3131, QUIM 3133, MATE 3171; Correquisitos: MATE 3172, QUIM 3134
Se estudiarán las fuerzas intermoleculares de líquidos y sólidos, los cambios de estado, las propiedades físicas de soluciones, cinética y equilibrio químico, ácido-base, equilibrio de ácidobase y de solubilidad, reacciones de oxidación-reducción, electroquímica y termodinámica.

QUIM 3133: Laboratorio de Química General I
1 crédito, 3 horas
Correquisitos: QUIM3131, MATE3171
Desarrollo de técnicas y destrezas básicas de laboratorio de Química General y aplicación y/o demostración de algunos de los conceptos estudiados en el curso de Quim 3131.

QUIM 3134: Laboratorio de Química General II
1 crédito, 3 horas
Correquisito: QUIM 3132
Desarrollo de destrezas básicas de laboratorio y aplicación de los principios estudiados en el curso de QUIM 3132.

QUIM 3151: Química Orgánica I (curso para estudiantes de concentración en Química)
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3132 y QUIM 3134. Correquisitos: Quim 3153.
Estudio de la estructura, estereoquímica, nomenclatura y factores que determinan las propiedades físicas de los compuestos orgánicos. Se hace énfasis en la relación entre estructura y reactividad, estudio de mecanismos de reacciones (ácido-base, adición, sustitución y eliminación) de grupos funcionales (alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, halogenuros de alquilo) y los aspectos termodinámicos y cinéticos que afectan cada tipo de reacción. Este curso es para estudiantes de concentración en Química. Los temas presentados tienen la profundidad y alcance requeridos para desempeñar una carrera en el campo de la investigación, enseñanza, trabajo en la industria y gubernamental entre otros.

QUIM 3152: Química Orgánica II (curso para estudiantes de concentración en Química)
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3151 y QUIM 3153. Correquisitos: QUIM 3154
Curso para estudiantes de concentración en Química con énfasis en el estudio de la reactividad y análisis espectroscópico de compuestos orgánicos. Este curso integra el estudio de reacciones (sustitución aromática, adición nucleofílica, sustitución Cα, oxidaciones, reducciones y condensaciones), mecanismos y síntesis orgánica de compuestos carbonílicos, nitrilos y compuestos aromáticos. Determinación de la estructura de compuestos orgánicos mediante el análisis de los espectros de masa (MS), infrarrojo (IR), resonancia magnética nuclear (RMN) y ultravioleta (UV). Aplicación del conocimiento de la química de grupos funcionales al estudio de polímeros sintéticos y biomoléculas tales como proteínas y polisacáridos.

QUIM 3153: Laboratorio de Química Orgánica I (curso para estudiantes de concentración en Química)
1 crédito, 3 horas
Prerequisitos QUIM 3132 y QUIM 3134, correquisitos QUIM 3151
Práctica y teoría de las principales técnicas de identificación, separación, purificación, y aislamiento de sólidos y líquidos orgánicos. Análisis cualitativo utilizando métodos cromatográficos.

QUIM 3154: Laboratorio de Química Orgánica II (curso para estudiantes de concentración en Química)
1 crédito, 3 horas
Prerrequisitos QUIM 3151 y QUIM 3153, correquisitos QUIM 3152
Curso basado en proyectos de síntesis en multipasos, que incluyen reacciones estudiadas en la clase, y en los que se aplican las técnicas y procedimientos de preparación, separación, purificación e identificación de compuestos orgánicos. Un aspecto distintivo de este curso es que incluye el desarrollo de un proyecto de investigación en temas seleccionados donde el estudiante trabajando en equipo, hace una búsqueda en la literatura, presenta una propuesta de investigación, lleva a cabo el proyecto y presenta los resultados en forma oral y escrita. En adición, se enfatiza el análisis de datos espectroscópicos (IR, RMN- 1 H, RMN – 13 C y MS) para la determinación de la estructura de compuestos orgánicos.

QUIM 4000: Química Inorgánica
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3152, QUIM 3154
Discusión de la química inorgánica moderna con base en: estructura atómica, simetría, teorías de enlace, estructuras, estado sólido, fuerzas químicas, concepto ácido-base, concepto reducción-oxidación, compuestos de coordinación y química descriptiva. En adición se presentarán diferentes técnicas para elucidar formas estructurales de compuestos inorgánicos.

QUIM 4015: Química Analítica Instrumental
4 créditos, 3 horas de conferencia y 6 de laboratorio
Prerrequisitos: QUIM3006, FISI 3012 y FISI3014.
En este curso los estudiantes aplican los métodos y técnicas instrumentales al análisis químico cualitativo y cuantitativo. Los experimentos hacen énfasis en las aplicaciones prácticas de varios métodos instrumentales y en los criterios utilizados para escoger dichos métodos. Se resaltan las semejanzas y diferencias entre los análisis que se realizan en los laboratorios académicos y en los laboratorios de control de calidad e investigación. En el laboratorio se desarrollan experimentos que utilizan las técnicas analíticas que se discuten en clase. Las experiencias de laboratorio permiten al estudiante aplicar los métodos aprendidos en el 199 desarrollo de un proyecto de investigación. Este proyecto de investigación incluye: propuesta de investigación, selección del método, validación del método, muestreo, obtención y análisis de datos y la redacción de un artículo científico en donde presentará los resultados de su investigación.

QUIM 4017: Práctica en la Industria
2 créditos, 120 horas (100 en la industria); 3 créditos. 180 horas (150 en la industria)
Prerrequisitos: Ser estudiante de concentración en Química tener como mínimo 2.00 de promedio en los cursos de Química y haber aprobado Química Analítica (QUIM 3025) e Instrumental (QUIM 4015). El estudiante deberá tener un mínimo de un día laborable completo, disponible a la semana.
El curso consiste de una práctica supervisada de los procedimientos que se llevan a cabo en un laboratorio químico industrial aplicando la teoría envuelta en los mismos.

QUIM 4025: Métodos Espectrométricos aplicados a la Química Orgánica
3 créditos, 3 horas
Prerequisitos: QUIM 3152, QUIM 3154
Estudio de los métodos espectroscópicos, infrarrojo (IR), resonancia magnética nuclear (1HRMN, 13CRMN y RMN dos dimensiones), ultravioleta-visible (UV-VIS) y espectrometría de masa (MS). Identificación y determinación de estructuras de compuestos químicos utilizando estas técnicas espectroscópicas.

QUIM 4041: Química Física I
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3025, QUIM 3151-3153 o QUIM 3121-3123, FISI 3012-3014. Correquisitos: MATE 3054.
Se ofrece una vez al año, primer semestre. En este curso se estudian las Leyes de la Termodinámica, sus aplicaciones y el comportamiento de la materia. Se enfatiza el estudio de funciones termodinámicas, equilibrio químico, equilibrio de fases, soluciones ideales y reales y diagramas de fases de sustancias puras y de mezclas.

QUIM 4042: Química Física II
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3025, QUIM 3151-3153 o QUIM 3121-3123, FISI 3012-3014 y MATE 3054.
Se ofrece una vez al año, segundo semestre. Se estudian las áreas de Mecánica Cuántica, Teoría cinético molecular de los gases y Cinética Química. En Mecánica Cuántica se hace énfasis en sus Postulados, la Ecuación de Schrödinger y se discuten los siguientes modelos: partícula en la caja, oscilador armónico, rotor rígido, átomo de hidrógeno, átomo de helio. Se cubre la espectroscopía rotacional y vibro-rotacional de moléculas diatómicas e introduce la estructura molecular electrónica. En Cinética Química se enfatiza la integración de leyes de rapidez, los Métodos para determinar ley de rapidez, la derivación de la ley de rapidez a partir del mecanismo de reacción, la Teoría del Estado de Transición y la Teoría de Colisiones.

QUIM 4065: Bioquímica
3 créditos, 3 horas
Pre-requisites: QUIM 3151-3153 or QUIM 3121-3123, BIOL 3031-3033. Co-requisites: QUIM 4066
Introducción a la química y bioquímica de los carbohidratos, lípídos, proteínas y compuestos relacionados. Se estudia la base molecular de la estructura y el metabolismo en las plantas, animales, y microorganismos, con especial énfasis en los trayectos metabólicos envueltos en las funciones celulares, su interrelación y los mecanismos de control.

QUIM 4066: Laboratorio de Bioquímica
1 crédito, 4 horas
Pre-requisites: QUIM 3151-3153 or QUIM 3121-3123, BIOL 3031-3033. Co-requisites: QUIM 4065
Estudio experimental en términos cualitativos y cuantitativos de la composición de la materia viviente, su organización molecular y las rutas metabólicas envueltas en las funciones celulares con énfasis en el ser humano.

QUIM 4101: Laboratorio de Química Física I
1 crédito, 4 horas
Prerrequisitos: QUIM 4041 o QUIM 4041 concurrente.Correquisito: QUIM 4041
Se ofrece una vez al año, primer semestre. Se realiza una aplicación práctica de los principios químico-físicos estudiados en la conferencia (Química 4041). Se enfatiza el uso de las técnicas, destrezas e instrumentación para la determinación de las propiedades termodinámicas y físicas de la materia. Se determinarán propiedades 200 termodinámicas y físicas utilizando instrumentos propios de la disciplina termodinámica.

QUIM 4102: Laboratorio de Química Física II
1 crédito, 4 horas
Prerrequisitos: Química 4101, Química 4042 o Química 4042 concurrente.Correquisito: QUIM 4042
Se ofrece una vez al año, segundo semestre. Se realiza una aplicación práctica de los principios químico-físicos estudiados en la conferencia (Química 4042). Se estudian las técnicas e instrumentación utilizadas en la determinación de los parámetros cinéticas y cuánticas de la materia.

QUIM 4170: Química Ambiental
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3015, QUIM 3152, QUIM 3154, QUIM 4015
Este curso cubre la química de algunos de los procesos ambientales. En este contexto el ambiente está dividido en tres matrices: agua, aire y suelo. Se enfatiza en el estudio de las fuentes, reacciones y efectos de las especies químicas en el agua, suelo y aire, así como también en el análisis químico de los principales contaminantes ambientales en las matrices de aire, suelo, agua y en las fuentes antropogénicas de contaminación ambiental. Se interpretarán los resultados de acuerdo con los valores normales en sistemas naturales y con los de la reglamentación vigente, así como también la discusión de estudio de casos de contaminación ambiental. Se incluyen conceptos sobre el manejo de desperdicios sólidos. Se introduce el concepto de química verde (“Green Chemistry”) como alternativa para disminuir los contaminantes de origen antropogénico. Este curso integra conceptos químicos, biológicos y de reglamentación, entre otros.

QUIM 4999: Investigación Subgraduada
2 o 3 créditos, 6 o 9 horas; Cada crédito equivale a un mínimo de tres horas semanales de trabajo de investigación. El número de créditos lo deciden el estudiante, profesor(a) y Director(a) del Departamento.
Prerrequisitos: QUIM 3025, QUIM 3122, QUIM 3124. Correquisitos: QUIM 3025 y QUIM 3006. Requerimientos: Permiso del profesor y del director del departamento de química.
Investigación teórica y/o experimental supervisada en el área de Química, donde se proporciona al estudiante experiencia y entrenamiento en la investigación científica. El estudiante hará una presentación oral o en afiche de su trabajo de investigación en seminarios departamentales, del área de ciencias o en congresos. Además, entregará un informe escrito de la investigación. Si la investigación no procede más allá de la búsqueda de datos bibliográficos, no se otorgará crédito por el curso.

QUIM 4166: Temas especiales en Química: Química Medicinal
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3152 y QUIM 3154
En este curso se discute una selección de temas de química medicinal y farmacéutica Se enfatiza el estudio de la relación entre propiedades físico-químicas y la estructura de las drogas, la acción y el efecto farmacológico en el organismo vivo. Además, se integran conocimientos de las ciencias básicas y biomédicas para el análisis de grupos funcionales y farmacóforos que expliquen la acción farmacológica de las drogas. El estudiante aplicará fundamentos químicos y aprenderá las relaciones entre las diversas estructuras que
se encuentran en las drogas. Se discute el diseño y la síntesis de drogas seleccionadas.

QUIM 4166: Temas especiales en Química: Química de superficies sólidas
3 créditos, 3 horas
Prerequisitos QUIM 3152 y QUIM 3154
En este curso se discutirán temas relacionados a la química de superficies sólidas. Se estudiará la estructura geométrica de superficies y los cambios causados por reconstrucción y adsorción de átomos y moléculas. Las técnicas comúnmente empleadas en el estudio de superficies sólidas, tales como microscopia de barrido, difracción de electrones y espectroscopia, serán introducidas con un énfasis en los fundamentos físicos y la información que éstas pueden proveer. El curso le proveerá al estudiante las herramientas necesarias para poder estudiar y profundizar en las transformaciones químicas que ocurren en la catálisis de superficie, en la fabricación de los dispositivos que integran los aparatos electrónicos de uso cotidiano entre otras áreas en la Química de superficies.

QUIM 4166: Temas especiales en Química: Química Verde
3 créditos, 3 horas
Prerequisitos QUIM 3152 y QUIM 3154
En este curso se introduce el concepto y la disciplina de Química Verde desde un contexto histórico. Se presentan los doce principios de la Química Verde con ejemplos de aplicaciones en la academia y la industria. Además, se discuten algunas de las aplicaciones y avances recientes de la disciplina prestando especial atención a la aplicación de tecnologías innovadoras en el
desarrollo de procedimientos seguros y eficientes para preparar productos eco-amigables, reducir desperdicios, conservar energía y remplazar el uso de sustancias dañinas al planeta tierra y sus habitantes.

QUIM 4166: Temas especiales en Química: Electroquímica
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos: QUIM 3025
En este curso se discutirán los principios y técnicas básicas en electroquímica, así como algunas de sus aplicaciones más importantes en la actualidad.Se enfatiza en el fundamento teórico y el análisis en la resolución de problemas de índole cuantitativo y cualitativo. El curso hace énfasis también en la preparación de electrodos de trabajo con distintas morfologías y composiciones para el análisis de diferentes procesos electroquímicos.El curso se ofrecerá en modalidad presencial, híbrida o en línea.

QUIM 4166: Temas especiales en Química: Investigación en la Enseñanza y el Aprendizaje de la Química
3 créditos, 3 horas
Prerrequisitos:QUIM 3152, QUIM 3154, QUIM 3025.
En este curso se introducen las estrategias, métodos y técnicas utilizadas para la investigación de la Enseñanza y el Aprendizaje de la Química. Se introducen, de manera general, aspectos fundamentales de la Psicología, Neurociencia y Multiculturalismo de la educación; además, se discuten los métodos básicos de evaluación del aprendizaje. Se introducen los métodos modernos de enseñanza de la Química, al igual que los métodos cualitativos y cuantitativos usados en la investigación de la Enseñanza y el Aprendizaje. Con las estrategias, métodos y técnicas estudiadas, el estudiante diseñará y realizará una investigación sobre factores que afectan la Enseñanza y el Aprendizaje de la Química en la Universidad de Puerto Rico en Cayey. Este curso se puede ofrecer en formato presencial, híbrido o en línea.