El programa de Química IV área 1 se divide en 3 unidades 

Unidad 1. Litio: una fuente de energía alternativa

Contenidos conceptuales

1. 1  El litio, desde los salares hasta los aparatos tecnológicos

• El litio: elemento especial. Propiedades físicas y químicas

• Distribución de los yacimientos de litio en el mundo

• Conflictos geopolíticos, económicos y sociales derivados de la extracción y comercialización de este elemento

1. 2  Celdas electroquímicas: fuente de energía eléctrica

• Reacciones de oxidación-reducción: determinación del estado de oxidación, concepto de mol, balanceo redox, agente oxidante y reductor. Estequiometría masa - masa, mol - mol.

• Predicción de procesos redox: potencial estándar de reducción y fuerza electromotriz

• Celdas galvánicas y electrolíticas; sus aplicaciones

• Ventajas y desventajas del uso de las baterias

1.3  Nuevos materiales en la construcción de las baterías de ion litio

• Nanomateriales de carbono: aplicación como ánodos en baterías de ion-litio

• Funcionamiento y usos de las baterías de ion litio

1.4  Pilas y baterias, un problema global

• Pilas y baterías. Unidades de almacenamiento de energía y consumo doméstico

• Toxicidad de los metales presentes en pilas y baterias 

• Disposición y reciclaje de baterías: alternativa para disminuir el deterioro ambiental. Normatividad mexicana

Unidad 2. La nanotecnología en los vehículos eléctricos

Contenidos conceptuales

2.1 Autos eléctricos, nuevo estilo de vida ¿Solución viable? 

a) Importancia de los autos eléctricos para el desarrollo sostenible 

b) Tipos de vehículos eléctricos: de Batería (BEVs), Híbridos (HEV), Autonomía extendida (E-REV).    Características, ventajas y desventajas 

c) Costo−beneficio de los automóviles eléctricos vs los de combustión 

2.2 Nanociencia y nanotecnología: ciencia 

a) Nanomateriales en el transporte sostenible

b) Origen de la nanotecnología. Antecedentes históricos

c) Dimensiones en la nanotecnología. Tablas comparativas de los diámetros de las nanopartículas

d) Electrones en el plano nanoscópico

2. 3 Comprendiendo la naturaleza de la nanotecnología

a) Modelo atómico derivado de la ecuación de onda de Schrödinger 

b) Orbitales atómicos y modelos de hibridación, base de la estructura de los nanotubos de carbono y los fulerenos C60 (sp3, sp2, sp)

c) Configuraciones electrónicas, hibridación y geometría molecular de compuestos del carbono involucrados en los nanomateriales

d) Modelo de enlace (iónico, covalente y metálico), estructura y reactividad de sólidos iónicos y moleculares como base de los materiales nanoscópicos

e) Celdas de hidrógeno o de combustión (entalpía de combustión). Eficiencia energética

2.4 Beneficios y riesgos de la nanotecnología

a) El desarrollo de la nanociencia y nanotecnología en México 

b) Ética científica: Implicaciones positivas y negativas (el plasma gris)

Unidad 3. El impacto ambiental de los polímeros: el reciclado y surgimiento de los bioplásticos

Contenidos conceptuales

3.1 Los plásticos: un problema de mar y tierra

a)El séptimo continente (islas de basura en el mar). Impacto ambiental, social y económico

b)Producción y consumo de plásticos a nivel mundial

c) Reducción del uso de los plásticos y su proceso de reciclaje en México (códigos de identificación, reciclaje primario o re-extrusión, reciclaje secundario o mecánico, reciclaje terciario o químico, reciclaje cuaternario o valorización energética)

3. 2 La revolución de los plásticos. Polímeros derivados del petróleo

a) El petróleo, materia prima de los polímeros (destilación fraccionada y cracking)

b) El carbono, base de los monómeros: enlace covalente (polímero, monómero, estructura de los polímeros, clasificación de los polímeros, usos y sus propiedades químicas)

c) Grupos funcionales presentes en los monómeros (estructura y nomenclatura IUPAC): alquenos, halogenuros de alquilo, alcoholes, fenoles, aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres, amidas y nitrilos

d) Reacciones de polimerización por adición y condensación

3.3 Innovación en materiales: Biopolímeros

a) Biopolímeros renovables: una aplicación de los polímeros naturales ( almidón y celulosa).

b) Polímeros biodegradables sintéticos: estructura y propiedades físicas. Aplicaciones del äcido poliláctico (PLA) y poli ácido glicólico (PGA). 

c) Aspectos ambientales  de los polímeros biodegradables sintéticos y de los biopolímeros: tiempo de degradación, viabilidad para su comercialización y toxicidad. 

Fuentes básicas 

Águila, S., Antúnez, J., Cota, L., Maytorena, J., Morales, L. Pérez, M., Petranovski, I., Raymond, O. (2014). Preguntas y Respuestas Sobre el MUNDO NANO. México: Centro de Nanociencias y Nanotecnología, UNAM. 

Brown, T., LeMay, H., Bursten, B. y Burdge, J. (2014). Química. La ciencia central. (12ª ed.). México: Pearson Educación de México. Chang, R. (2013). Química. (11ª ed). China: McGraw Hill Education. 

Flores, T. y Ramírez, A. (2008). Química IV. La materia, sus reacciones y procesos. México: Esfinge. 

Flores, Y., et al. (2009). Libro de Texto Química IV Área I. México: UNAM. Kotz, J. C., Treichel, P. y 

Weaver, G. C. (2005). Química y reactividad química. (6a. Ed.). México, D.F.: International Thomson. Petrucci, R. (2011). Química General. (10a ed.). México: Prentice Hall. Poole C. P. y 

Owens, F. J. (2007). Introducción a la nanotecnología. España; México: Reverté. Seager, S. L. & 

Slabaugh, M. R. (2014). Organic and Biochemistry for Today. (8a. Ed.). USA: Cengage Learning. 

Whitten, K. W., Peck, M. L., Davis, R. E. y Stanley, G. G. (2015). Química. (10a. Ed.). México: Cengage Learning. 

Fuentes complementarias 

Berry, I., Khusid, M., Kasseris, M. & Mak, A. (2009). What´s the Deal with Hybrid and Electric Cars? Recuperado de http://web.mit.edu/evt/EVT2009_IAPClass_Day1.pdf Cameán, I. (2016) 

Nanomateriales de carbono: aplicaciones en baterías ion-litio. Boletín del Grupo Español del Carbón. 41, 15-18. Recuperado el 9 de noviembre del 2016, de: http://www.gecarbon.org/boletines/articulos/BoletinGEC_041_art5.pdf Conde, M. (2012). 

Presente Futuro de la Industria del Plástico en México. Ambiente Plástico. La revista con visión global. Recuperado el 7 de noviembre de 2016, de: http://www.ptq.pemex.com/productosyservicios/eventosdescargas/Documents/Foro%20 

PEMEX%20Petroqu%C3%ADmica/2012/03%20Mercado%20pl%C3%A1sticos%202012. pdf Crocco, E. (2015). Il futuro è l’auto elettrica? Torino; Italia. Recuperado el 28 de septiembre de 2017, de: http://www.fondazionetelios.it/documents/ReportDefinitivo.pdf