FB1S-QUIM1

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2 PRELIMINARES

Esta publicación se terminó de imprimir durante el mes de junio de 2010.Diseñada en Dirección Académica del Colegio de Bachilleres del Estado de SonoraBlvd. Agustín de Vildósola; Sector Sur. Hermosillo, Sonora, MéxicoLa edición consta de 11,736 ejemplares.

COLEGIO DE BACHILLERESDEL ESTADO DE SONORA

Director GeneralMtro. Jorge Luis Ibarra Mendívil

Director AcadémicoProfr. Julio Alfonso Martínez Romero Director de Administración y FinanzasC.P. Jesús Urbano Limón Tapia

Director de PlaneaciónMtro. Pedro Hernández Peña

QUÍMICA 1Módulo de Aprendizaje.Copyright ©, 2009 por Colegio de Bachilleresdel Estado de Sonoratodos los derechos reservados.Segunda edición 2010. Impreso en México.

DIRECCIÓN ACADÉMICADepartamento de Desarrollo CurricularBlvd. Agustín de Vildósola, Sector SurHermosillo, Sonora. México. C.P. 83280

Registro ISBN, en trámite.

COMISIÓN ELABORADORA:

EQUIPO TÉCNICOEQUIPO TÉCNICOEQUIPO TÉCNICOEQUIPO TÉCNICO

CoordinaciónCoordinaciónCoordinaciónCoordinación general:general:general:general:Luz María Grijalva Díaz

Elaboradores disciplinares:Elaboradores disciplinares:Elaboradores disciplinares:Elaboradores disciplinares: Alma Lorenia Valenzuela Chávez Matemáticas 1

Nydia Gabriela Estrella Química 1Luz María Grijalva Díaz Introducción a las Ciencias Sociales

Diego Navarro Gil Taller de Lectura y Redacción 1María del Socorro Salas Meneses Ética y Valores 1María Enedina Duarte Camacho Informática 1

Moisés Galaz Duarte Lengua Adicional al Español 1Gabriela Rivera Ramos Orientación Educativa 1

Revisión Disciplinaria:Ramón Marcos Peralta Barreras

Corrección de Estilo: Alejandro Ernesto Rivas Santoyo Antonia Sánchez Primero

Diseño:Joaquín Rivas Samaniego

Grupo Editorial:Bernardino Huerta ValdezCynthia Deyanira Meneses AvalosFrancisco Peralta VarelaJoaquín Rivas Samaniego

Coordinación Técnica:

Claudia Yolanda Lugo Peñúñuri

Coordinación General:Profr. Julio Alfonso Martínez Romero



3PRELIMINARES

Ubicación Curricular

DATOS DEL ALUMNODATOS DEL ALUMNODATOS DEL ALUMNODATOS DEL ALUMNO

Nombre: _______________________________________________________________

Plantel: __________________________________________________________________

Grupo: _________________ Turno: _____________ Teléfono:___________________

E-mail: _________________________________________________________________

Domicilio: ______________________________________________________________

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COMPONENTE:FORMACIÓN BÁSICA

CAMPO DE CONOCIMIENTO:CIENCIAS EXPERIMENTALES

HORAS SEMANALES:05

CRÉDITOS:10



4 PRELIMINARES



5PRELIMINARES

Presentación ....................................................................................................................................................................... 7Mapa de asignatura............................................................................................................................................................ 8

BLOQUE 1. IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA ............ .............. ......... 9Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Comprendiendo la importancia de la Química ......................................................................... 10

Importancia de la Química en tu vida diaria y en el desarrollo de la humanidad .................................................... 10Objeto de estudio de la Química .............................................................................................................................. 17Química: una ciencia interdisciplinaria ..................................................................................................................... 20

Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Conociendo como trabajan los químicos................................................................................. 23Método de estudio de la Química ............................................................................................................................ 24¿Por qué es necesaria la Cuantificación? ................................................................................................................ 25

BLOQUE 2. COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA .............. ............. ............ 37Secuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didáctica 1111. Características y manifestaciones de la materia ...................................................................... 38

Concepto de materia ................................................................................................................................................ 39Propiedades de la materia ....................................................................................................................................... 43Estados de agregación de la materia ...................................................................................................................... 47Cambios de estado .................................................................................................................................................. 50Cambios de la materia ............................................................................................................................................. 52

Secuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didáctica 2222. Características y manifestaciones de la energía ...................................................................... 55Beneficios y riesgos en su consumo ........................................................................................................................ 59Energías limpias o no contaminantes ...................................................................................................................... 59

BLOQUE 3. EXPLICA EL MODELO ATÓMICO ACTUAL Y SUS APLICACIONES ....................... .............. ..... 63Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Aportaciones históricas que contribuyeron al establecimiento

del modelo atómico actual ...................................................................................................................................... 64La conservación de la materia y el reciclaje ............................................................................................................. 64Leyes ponderales y teoría atómica de Dalton .......................................................................................................... 67El electrón (primera partícula subatómica) y el modelo atómico de Thompson ..................................................... 68El protón (segunda partícula subatómica) y los rayos canales ............................................................................... 69El modelo de Rutherford y el núcleo atómico .......................................................................................................... 69Los niveles de energía y el modelo atómico de Bohr .............................................................................................. 69¿Pero qué son los espectros de líneas? .................................................................................................................. 70

El neutrón (tercera partícula subatómica) y los experimentos de Chadwick ........................................................... 71Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Partículas subatómicas e isótopos ........................................................................................... 77

Isótopos y sus aplicaciones ..................................................................................................................................... 85Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3. Modelo atómico actual ............................................................................................................. 88

Números cuánticos................................................................................................................................................... 90Configuración electrónica ......................................................................................................................................... 96

BLOQUE 4. INTERPRETA LA TABLA PERIÓDICA ............. ............. .............. ............. ............ .............. ........ 101Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Evolución de la clasificación de los elementos químicos ...................................................... 102

Las triadas de Döbereiner ...................................................................................................................................... 103Las octavas de Newlands ...................................................................................................................................... 103Ley periódica .......................................................................................................................................................... 103La tabla periódica de Moseley ............................................................................................................................... 104Ubicación y clasificación de los elementos en la tabla periódica .......................................................................... 105

Tabla periódica larga .............................................................................................................................................. 105Grupos periodos y bloques .................................................................................................................................... 106Grupos .................................................................................................................................................................... 106Periodos .................................................................................................................................................................. 107Bloques ................................................................................................................................................................... 108

Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Principales familias de elementos .......................................................................................... 113Los elementos en la tabla periódica....................................................................................................................... 114Metales ................................................................................................................................................................... 114No metales.............................................................................................................................................................. 115Semimetales o metaloides ..................................................................................................................................... 115Importancia socioecómica en México de los metales, no metales y metaloides .................................................. 118

Índice



6 PRELIMINARES

Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3. Propiedades y tendencias periódicas ................................................................................... 120Radio atómico......................................................................................................................................................... 121Energía de ionización o potencial de ionización .................................................................................................... 122

Afinidad electrónica ................................................................................................................................................ 123Electronegatividad .................................................................................................................................................. 124

BLOQUE 5. INTERPRETA ENLACES QUÍMICOS E INTERACCIONES MOLECULARES ............ .............. ... 129Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. ¿Cómo se unen los átomos? .................................................................................................. 130

Regla del octeto ...................................................................................................................................................... 131Configuración puntual o estructura de Lewis ......................................................................................................... 132Tipos de enlace ...................................................................................................................................................... 132Modelo de enlace iónico ........................................................................................................................................ 132Porcentajes de electrovalencia............................................................................................................................... 132Propiedades de los compuestos iónicos ............................................................................................................... 134El Modelo de enlace covalente .............................................................................................................................. 136Geometría molecular .............................................................................................................................................. 139Propiedades de los compuestos covalentes ......................................................................................................... 141Modelo del enlace metálico.................................................................................................................................... 141

Secuencia didácti Secuencia didácti Secuencia didácti Secuencia didáctica 2ca 2ca 2ca 2. Atracción entre moléculas ...................................................................................................... 148Dipolo-dipolo .......................................................................................................................................................... 150Dipolo-dipolo inducido ........................................................................................................................................... 150Fuerzas de dispersión o de London....................................................................................................................... 150Puente de hidrógeno .............................................................................................................................................. 153Los nuevos materiales ............................................................................................................................................ 157

BLOQUE 6. MANEJA LA NOMENCLATURA QUÍMICA INORGÁNICA ........... .............. ............. .............. ..... 163Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Nomenclatura de compuestos inorgánicos ........................................................................... 164

Lenguaje químico ................................................................................................................................................... 166Procedimiento para escribir fórmulas..................................................................................................................... 166Nomenclatura de compuestos inorgánicos ........................................................................................................... 169Nomenclatura de compuestos químicos ............................................................................................................... 171Óxidos ..................................................................................................................................................................... 171Base o hidróxidos ................................................................................................................................................... 173Hidruros .................................................................................................................................................................. 174

Ácidos ..................................................................................................................................................................... 176Sales ....................................................................................................................................................................... 178

Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Importancia del buen uso y manejo de los productos químicos en el hogar ........................ 184

BLOQUE 7. REPRESENTA Y OPERA REACCIONES QUÍMICAS ............. ............. .............. ............. ............ 191Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Clasificación de los cambios químicos .................................................................................. 192

Ecuación química ................................................................................................................................................... 194Tipos de reacción ................................................................................................................................................... 197

Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Balanceo de ecuaciones químicas......................................................................................... 201Simbología .............................................................................................................................................................. 202Método de balanceo por tanteo ............................................................................................................................. 202Método de balanceo Redox o por oxidación-reducción ........................................................................................ 205

BLOQUE 8. ENTIENDE LOS PROCESOS ASOCIADOS CON EL CALOR Y LA VELOCIDADDE LAS REACCIONES QUÍMICAS ............................................................................................................... 215Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Cambios energéticos en las reacciones químicas ................................................................. 216

El calor en las reacciones químicas ....................................................................................................................... 218Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Velocidad de las reacciones químicas ................................................................................... 232

Factores que afectan la velocidad de reacción ..................................................................................................... 234Consumismo e impacto ambiental......................................................................................................................... 241

Bibliografía ................................................................................................................................................... 246

Índice (continuación)



7PRELIMINARES

El presente Módulo de Aprendizaje de la asignatura de: Química 1, está diseñado considerando el modelo de

competencias y el enfoque centrado en el Aprendizaje, respondiendo así a las nuevas disposiciones establecidasen la Reforma Integral de la Educación Media Superior implementada a nivel nacional. La estructura de este

material didáctico integra competencias genéricas y disciplinares básicas que desarrollarás con aprendizajes

múltiples, que permitirán apropiarte del conocimiento en forma crítica, analítica y propositiva.

Con la mediación del maestro(a), este módulo te guiará a una nueva experiencia, a un reto: construir tu propio

conocimiento.

Es un documento guía que se verá enriquecido con las orientaciones y aportaciones se tu maestro (a), para

cumplir con su cometido final, cuando como alumno profundices con autonomía, disciplina científica e interés

intelectual, en tu propio conocimiento.

Tu institución, el Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora, ha trabajado fuerte y sin límite alguno, para

entregarte un módulo perfectible y a la vez, de la calidad que lo requiere la Reforma, la Sociedad Mundial y sobre

todo tú como alumno (a).

Presentación



8 PRELIMINARES

Química 1Química 1Química 1Química 1

Identifica a la Químicacomo una herramienta

para la vida

Comprendiendo la importancia de laQuímica.

Comprende lainterrelación de la materia

y la energía.

Características y manifestaciones de lamateria.

Características y manifestaciones de laenergía.

Explica el modelo atómicoactual.

Aportaciones históricas quecontribuyeron al establecimiento del

modelo atómico actual.

Partículas subatómicas e isótopos.

Modelo atómico actual.

Interpreta la tablaperiodica.

Evolución de la clasificación de loselementos químicos.

Principales familias de elementos.

Propiedades y tendencias periódicas.

Interpreta enlacesquímicos e interacciones

moleculares.

¿Cómo se unen los átomos?

Atracción entre moléculas.

Maneja la nomenclaturaquímica.

Nomenclatura de compuestosinorgánicos.

Importancia del buen uso y manejo delos productos químicos en el hogar.

Representa y operareacciones químicas.

Clasificación de los cambios químicos.

Balanceo de ecuaciones químicas.

Entiende los procesosasociados con el calor la

velocidad de lasreacciones químicas.

Cambios energéticos en las reaccionesquímicas.

Velocidad de reacción.



Identifica a la Química como una herramienta para la vida

Unidad de competencia: Reconoce a la Química como parte de su vida cotidiana, tras conocer el progreso que hatenido esta a través del tiempo y la forma en que ha empleado el método científico pararesolver problemas del mundo que nos rodea, así como su relación con otras ciencias, queconjuntamente han contribuido al desarrollo de la humanidad.

Atributos a desarrollar en el bloque:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretarinformación.

6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

Tiempo asignado: 8 horas.



10 IDENTIFICA A LA QU MICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA

Lee la siguiente afirmación y contesta lo que se te solicita. Anota tu respuesta en elespacio disponible, esta información se comentará en el grupo.

“La Química está presente en todas tus actividades diarias” ¿Su presencia es un riesgo o un beneficio?

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Inicia ¡ya! lasactividades extraclase.

Pregúntale a tuprofesor por lasinstrucciones.

Secuencia Didáctica 1.Comprendiendo la importancia de estudiar Química.

Inicio Es común escuchar que estudiar Química es difícil, que es como aprender un nuevo idioma y que sus conceptos sonabstractos. Cierto es que en un principio deberás familiarizarte con el lenguaje de esta ciencia, pero la otra realidad esque convives diariamente con ella. Una gran cantidad de lo que nos rodea es fruto del trabajo constante deinvestigadores y científicos que han utilizado la Química para mejorar la calidad de vida del hombre. Sin lasaportaciones de esta ciencia, no existiría un solo medicamento, no habría alimentos, ni agua potable para todos, y lainformática, la aeronáutica o las telecomunicaciones serían sólo meras ilusiones. Todo es Química, porque endefinitiva, átomos y moléculas son la única herramienta que tiene el hombre para crear. El objetivo de este curso esdespertar el interés y reconocimiento hacia esta maravillosa ciencia, que garantiza la mejora constante de laesperanza y calidad de vida de la humanidad.

Importancia de la Química en tu vida diaria y en el desarrollo de la

humanidad.

Iniciamos las actividades de este curso invitándote a trabajar de la mejor forma, con laintención de alcanzar el mayor desempeño en este semestre y por supuesto duranteel transcurso del Bachillerato; recordándote que el enfoque en Competenciasdemanda un nuevo comportamiento del estudiante y entre otras situaciones requiereque este aprenda por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. Sobre todo unaCiencia como la Química que nos ofrece conocimientos y productos que facilitan lasactividades diarias.

Actividad: 1



BLOQUE 1

Evaluación

Actividad: 1 Producto: Conclusión. Puntaje:

SaberesConceptual Procedimental Actitudinal

Identifica hechos cotidianosasociados a la química.

Analiza el impacto de losconocimientos y aportaciones dela Química a la calidad de vida.

Aprecia el impacto de la Químicaen tu vida diaria.

AutoevaluaciónC MC NC

Calificación otorgada por eldocente

Desarrollo

Se vive en una constante transformación, los alimentos que consumimos son productode los cambios ocurridos en su cocción; los frutos se maduran, las plantas crecen, lassustancias que lanzamos al ambiente sufren transformaciones químicas y forman nuevas

sustancias, algunas de las cuales son dañinas para los seres vivientes.Se puede decir que el universo en que se vive está en constante cambio. Todo lo que seusa, está basado en los principios fundamentales de la química. Por ejemplo la cremadental para tu aseo, los bolígrafos contienen tinta que se ha elaborado por procesosquímicos, la ropa tiene un color que obedece a la utilización de pigmentos, el agua quese consume además de ser una mezcla de hidrógeno y oxígeno debe ser tratadaquímicamente para ello, los lubricantes que utilizan los vehículos son producto delestudio del petróleo, tus zapatos deportivos son mezclas de polímeros y si son de piel ésta debe pasar por divprocesos químicos para eliminarles olores y hacerlos más manejables, en fin la química esta a tu alrededor y otodos y cada uno de los espacios de tu vida.

En este momento que estás leyendo, debes saber que la tinta es un

producto químico y que el papel de este módulo se obtuvo tambiénmediante procedimientos químicos. Al mismo tiempo, en tus ojos al leer,se están desencadenando miles de reacciones químicas en tu cerebro.Cuando respiras, te mueves, comes, duermes, tu cuerpo funciona comouna extraordinaria fábrica química.

La Química es parte de la vida y está presente en todos los aspectosfundamentales de la cotidianidad. La calidad de vida que se puedealcanzar se debe a los avances y descubrimientos que el estudio de laQuímica aplicada nos ha dado. La variedad y calidad de productos deaseo personal, de alimentos enlatados, los circuitos de la computadora, lapantalla de la televisión, los colores de las casas, el frío del refrigerador yla belleza de un rostro existen y mejoran gracias al estudio de la Química.

El modo de vida actual depende de la utilización de los procesosquímicos que proporcionan muchos bienes y servicios, sin embargo, lamayoría de los seres vivos aprovechan la materia tal y como se encuentraen la naturaleza. El ser humano es diferente puesto que generalmentetransforma la materia antes de usarla en productos terminados que utilizaen el hogar, la industria, la medicina, la agricultura; pero al mismo tiempo,produce desechos y residuos peligrosos que dañan el ambiente. Esimportante señalar que como toda ciencia, la Química, es unaherramienta, que en algunos casos es causa de la degradación del medioambiente pero también aporta soluciones a esta problemática.

Lee este texto, parealizar la activida




Evaluación

Actividad: 2 Producto: Tabla de datos. Puntaje:


Identifica la utilidad de laQuímica para la sociedad.

Dialoga con los compañeros declase y obtiene conclusiones enforma colaborativa.

Relaciona y registra los ejemplosde productos con el áreaproductiva a la que pertenece.

Se comunica en forma correcta.

Aprecia las aplicaciones de laQuímica en su vida cotidiana.



En equipo, comenten la lectura e intercambien ideas sobre la aplicación de losconocimientos generados por la Química. Incluyan ejemplos de productos nomencionados en la lectura, pero que son de su conocimiento.

Área de aplicación Producto

Alimentación Sopa deshidratada (Maruchan)

¿Te has puesto a observar la cantidad de productos químicos que hay

en tu hogar y los cambios que éstos sufren al ser utilizados?

Actividad: 2



BLOQUE 1

Las cosas por su nombre

Nos nutrimos exclusivamente con átomos y moléculas.

Menú del día

Primer platoHuevos revueltos con queso

Segundo platoFilete de ternera

PostreVaso de leche

Menú del día

Primer platoProteínas desnaturalizadas, polipéptidos,aminoácidos, polisacáridos, celulosa,colesterol y ácido oléico.

Segundo platoProteínas con triptófano, leucina, lisina,hierro, fósforo, magnesio, zinc, niacina yriboflavina

PostreLactosa, caseína, lactoalbúmina, calcio y

fósforo.

Sitios Web recomendados:

http://www.aecq.es/esp/quimica_vida.pdfhttp://www.youtube.com/watch?v=eEi0O7aFyy0http://www.chemistryandyou.org/base_span.htm




Analiza el siguiente cuadro y responde los cuestionamientos que aparecen al final delmismo. Anota tus respuestas para discutir en clase.

Principios fundamentales de Química que debería conocer un ciudadano medio.Tema global Contenido

¡Tú eres química! Química del cuerpo humano.

¡... y también lo es el resto del universo! La Química es una ciencia multidisciplinar que tiene que ver con todas las Ciencias que, de una u otra forma, tratan sobre

la materia: Biología, Medicina, Paleontología, Astrofísica,...

La Química fabrica nuevos materiales a la carta. La Química permite preparar nuevos materiales con

propiedades específicas.No existen copias mejores o peores de las

moléculas: ¡sólo existen ejemplares originales idénticos!

Erróneamente, se suele considerar "químico" como adjetivoopuesto a "natural". Las moléculas son idénticas,

independientemente de su origen.

No existen sustancias tóxicas: ¡sólo existen dosistóxicas!

Los químicos pueden detectar cantidades inimaginablemente pequeñas de muchos compuestos. Esoes tranquilizador, aunque gracias a ello se sabe que lacontaminación ha alcanzado ya los lugares más remotos.

La Química provee soluciones a sus propios problemas.

La Química permite limpiar el entorno de sustanciascontaminantes.

Beethoven, Da Vinci, Frida Kalo, GarcíaMárquez,... ¡Lavoisier! Los grandes triunfos de la Química son totalmentecomparables a los logros culturales más elevados de la humanidad.

Ni siquiera los químicos son perfectos. Los químicos son responsables tanto de los beneficios comode los riesgos asociados a los productos que preparan.

Reflexiona y responde:

¿Qué es lo bueno o lo malo de los usos presentes o futuros de los conocimientos químicos?

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Actividad: 3



BLOQUE 1

Evaluación

Actividad: 3 Producto: Cuestionario. Puntaje:

Saberes

Conceptual Procedimental Actitudinal

Confirma la presencia de laQuímica en su vida e identifica elbeneficio o peligro del uso delconocimiento científico.

Organiza información yargumentar sus reflexiones

Se percata de la importancia deestudiar Química.

Aprecia las aportaciones de laQuímica.

AutoevaluaciónC MC NC Calificación otorgada por el

docente

¿A quién beneficia y a quién perjudica el desarrollo de la Química?

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¿Cuáles son los límites de la Química?________________________________________________________________________________________________

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Actividad: 3 (continuación)




Elabora una línea del tiempo que incluya los principales momentos del desarrollo de la Química;

relacionada a los destacados momentos del desarrollo de la humanidad.

Actividad: 4

Evaluación

Actividad: 4 Producto: Línea del tiempo. Puntaje:

Saberes


Reconoce los grandes momentosdel desarrollo de la Química.

Relata los momentostrascendentales que ha vivido eldesarrollo de la Química, a travésdel tiempo.

Valora las aplicaciones de laQuímica en el desarrollo de lahumanidad.


docente

Para conocer y comentar

Recibe Premio Nacional de Investigación

Ciudad de México, 3 de Febrero.- La investigadora Herminia Pasantes Ordóñez, delInstituto de Fisiología Celular de la UNAM, llamó a los jóvenes a interesarse por elestudio de la ciencia y a trabajar a favor de ella, en beneficio personal y del país.

Luego de ser galardonada con el Premio Nacional a la Investigación Científica yTecnológica de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP) por sudesempeño y trayectoria, calificó a la ciencia como una actividad para exploradores yaventureros.Por ello, la investigadora emérita de la Universidad Nacional autónoma de México(UNAM) llamó a los jóvenes a integrarse a ella y destacó la importancia de laindagación científica para el desarrollo del país.

“Es indispensable que los jóvenes sepan que esta labor también es gratificante, otorga viajes y premios que resaltanlos logros alcanzados”, comentó. Pasantes Ordóñez consideró importante que en la investigación se trabaje, tengaintuición y suerte, pues son elementos que permiten “una carrera exitosa”, además de que a diario se debe tener unreto nuevo que motive a siempre buscar respuestas.



BLOQUE 1

En 2000 la UASLP instituyó el Premio Universitario a la Investigación Científica y Tecnológica, pero este año se otpor primera vez, a nivel nacional. La también secretaria académica del Instituto de Fisiología Celular inició su activcientífica hace 50 años, cuando cursaba el segundo año de la licenciatura en medicina. Actualmente trabaja coequipo de investigación en el estudio del edema cerebral, uno de los grandes problemas clínicos que ocasiomuerte de células del centro nervioso. Herminia Pasantes Ordóñez fue reconocida por su labor y trayectoria cien

ante la comunidad universitaria de la UASLP, así como por el rector de esa institución, Mario García Valdez.NOT

Objeto de estudio de la Química.

El conjunto de todos los seres y hechos que nos rodean forman lo que llamamos naturaleza; estos hechosobservamos a nuestro alrededor no se dan aislados y constituyen el campo de estudio de ciencias que se relacentre sí. Estas ciencias reciben el nombre de Ciencias Naturales y son principalmente: Biología, Física, Quím

Astronomía. La Química es pues una Ciencia Natural.

Históricamente, las ciencias naturales han estado relacionadas con la observación de la naturaleza, es decimundo físico y biológico que nos rodea. Los orígenes de la Química son muy antiguos y hoy es una ciencia que nparece en nada a los procesos asociados con la magia y los demonios. Se ha desarrollado de tal forma que sconvertido en una de las más valiosas herramientas que tenemos para enfrentar los retos del nuevo milenio.

A pesar del importante papel que la Química ha desempeñado en el pasado, su protagonismo será aún más relepara afrontar los retos a los que hoy en día, y en el futuro, deberá enfrentarse la Humanidad: ¿Cómo se alimenlos más de 9,000 millones de habitantes que poblarán La Tierra en 2050? ¿Cómo erradicaremos las enfermedactuales y aquéllas que aún no conocemos?, ¿Cómo podrá, cada uno de los hombres y mujeres que habitanplaneta, alcanzar un nivel y calidad de vida suficientemente dignos?

Sin duda será la Química, a través de sus científicos, investigadores, formadores, educadores, empresartrabajadores, la que aportará respuestas a estos y otros interrogantes, respuestas que sólo serán factibles establecen los necesarios cauces de colaboración entre todos ellos, apoyados por la sociedad, sus autoridadorganismos competentes.

Actualmente, la Química es una ciencia que estudia la materia, los cambios queésta experimenta y la energía implicada en estos procesos.

Aunque la Química es una ciencia ancestral, sus fundamentos modernos seestablecieron en el siglo XIX, cuando los avances tecnológicos e intelectualespermitieron a los científicos separar las sustancias en los más pequeñoscomponentes y, por consiguiente, explicar muchas de las características físicas yquímicas. El rápido desarrollo de la tecnología a lo largo del presente siglo hadado más herramientas para estudiar aquellos aspectos de la materia que no sepueden ver a simple vista. Con computadoras y microscopios electrónicos losquímicos pueden analizar, por ejemplo, la estructura de los átomos y de lasmóleculas (unidades en las que se basa el estudio de la Química), así comodiseñar nuevas sustancias con propiedades específicas, como fármacos yproductos que hagan más agradable el ambiente del consumidor.

OBJETO DEESTUDIO DE LA

QUÍMICA

MATERIA ENERGÍA CAMBIOS

Lee con atención losiguientes párrafos

contienen informaciópara resolver la

actividad 5

La ciencia tiende a la miniaturizade la tecnología. En la foto, un c

sobre la cabeza de un alfiler




La Química sanguínea, unaherramienta para prevenir y curar

enfermedades.

El estudio de la Química comienza en el mundo macroscópico, lo queobservamos cuando ponemos atención a nuestro entorno. Paraconseguir una adecuada interpretación de cada uno de los conceptos

químicos, es necesario trabajarlos a nivel macroscópico (sensorial,perceptivo), microscópico (átomos, moléculas, iones) y simbólico(ecuaciones, fórmulas). Ninguno es más importante que el otro, por loque en su momento deben ser abordados todos ellos para explicar elfenómeno.

Como se señaló anteriormente, el campo de estudio de la Química es muy amplio, por lo tanto, resulta imposible quealguien posea todos los conocimientos que constituyen esta ciencia. Al ser tan amplio el espectro de fenómenos

estudiados por la Química, esta ciencia se ha dividido en diferentes ramas:

Química General: Trata de los principios básicos acerca de la constitución, laspropiedades y transformaciones de las sustancias, además de estudiar las leyesgenerales de la Química.Química Inorgánica: Su campo de estudio se refiere a las sustancias que formanen el campo mineral. No estudia los componentes del carbono a excepción delos compuestos como carbonatos, cianuros y al monóxido de carbono (CO) ydióxido de carbono (CO2).Química Orgánica: Se encarga del estudio de los compuestos del carbono.Excepto los antes mencionados que corresponden a la Química inorgánica.

Química Analítica: Comprende los métodos de reconocimiento y determinaciónde los constituyentes de los compuestos tanto en su calidad (análisis cualitativo)como en su cantidad (análisis cuantitativo).Fisicoquímica: Estudia los principios matemáticos y físicos que se aplican alestudio de la materia y la energía.Bioquímica: Su campo se refiere a los procesos químicos que ocurren en los seres vivos.

Mundomacroscópico

Mundomicroscópico

H2OMundo

simbólico

SimbólicoMundo del lenguaje y símbolos

(confuso)

MicroscópicoMundo de los modelos y teorías

(abstracto)

MacroscópicoMundo de los hechos (concreto)



BLOQUE 1

Evaluación



Distingue las ramas de la Químicay contrasta las expresionescualitativas y cuantitativas.

Relaciona fenómenos o procesos,con la rama de la Química que lecorresponde su estudio.

Se interesa por el estudio de laQuímica.


docente

¿Cómo se sabe qué contienen los alimentos que se ingieren?

¿Cómo ayuda la química al esclarecimiento de los crímenes?

Escribe una definición de Química, en la que demuestres comprender su objeto de

estudio:___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Con base en la división de la Química, indica la rama que se encarga del estudio de los siguientes procequímicos:

Los enlaces y la estructura de los compuestos: _______________________________________________________

La composición de los componentes de una bebida gaseosa: __________________________________________

La cantidad de glucosa en sangre de una persona: ____________________________________________________

Las reacciones digestivas que permiten la nutrición en un niño: _________________________________________

La solubilidad de las sales de cobre: _______________________________________________________________

Clasifica los siguientes enunciados como cualitativos o cuantitativos.

El sol está a más o menos 150 000 millones de kilómetros de la Tierra: ________________________________

Alejandro Fernández es mejor cantante que Luis Miguel. ____________________________________________

El hielo es menos denso que el agua. ___________________________________________________________

La mantequilla sabe mejor que la margarina. ________________________________________________________

Actividad: 5




Química: una ciencia interdisciplinaria.

Conforme vamos adquiriendo nuevos conocimientos sobre el mundo, nos damos cuenta que una sola ciencia nobasta para explicar todos los fenómenos que se dan en el universo, debido a que cada una de ellas tiene unametodología y un objeto de estudio característicos. La Química no es la excepción, y para lograr comprender a fondo

los fenómenos que estudia, se apoya en muchas otras ciencias. Así mismo, las aportaciones de la Química sonnecesarias para que otras ciencias avancen en la comprensión de los fenómenos que abarca su campo de estudio.Ésta es la razón por la que se afirma que la Química es una ciencia interdisciplinaria que se relaciona con otras degran importancia dentro del desarrollo científico y tecnológico de las sociedades modernas. La Química esconsiderada una ciencia que se encarga del estudio de la naturaleza, de la composición de la materia, de laestructura y de los cambios que experimenta, además de la forma en que interacciona con la energía y los principiosgenerales que rigen el comportamiento de la materia.

Cualquier químico en su laboratorio utiliza conocimientos provenientes de otras ciencias. Con frecuencia tienenecesidad de efectuar cálculos que requieren conocimientos de Matemáticas o del campo de la Física. Igualmente,las disciplinas biológicas le aportan a la Química datos fundamentales sobre las sustancias que son necesarias parael funcionamiento de la vida, muchas de las cuales ya se han logrado sintetizar en el laboratorio.

A la par, la Química ayuda a otras ciencias. No cabe duda que la medicina ha sido uno de los territorios que más seha beneficiado con los descubrimientos de la Química. Se pueden señalar los medicamentos que se preparansiguiendo una fórmula, el tratamiento del cáncer mediante la aplicación de radiaciones, el diseño de nuevos métodosde diagnóstico para el tratamiento de enfermedades, etc. La industria de los alimentos es otro ejemplo de un área quese ha visto beneficiada por las aportaciones de la Química, ya que se han fabricado compuestos que se utilizan paraconservar los alimentos en buen estado y con propiedades nutritivas mejoradas. La enseñanza de la Química sevincula definitivamente con la de la Biología y la Ecología, para dar a los estudiantes una visión global de cómo elbuen o mal uso de los productos químicos determina las condiciones de vida en una comunidad. Las múltiplesimplicaciones de la Química con otras ciencias nos hacen entender la razón por la cual se le considera como laciencia central.

“La educación del hombre

será la causa de la

destrucción o esperanza

de la humanidad”.



BLOQUE 1

Cierre

Investiga el significado de los conceptos, consulta diccionarios o glosarios; una vez quehayas leído varias definiciones resuelve lo siguiente: Anota una breve pero clara explicación sobre cada término.

Química_________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Biología_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Matemáticas_____________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Tecnología______________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Física___________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Método_________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Actividad: 6




Evaluación



Comprende la relación de laQuímica con otras ciencias.

Busca y selecciona información.

Elabora y redacta conclusiones,una vez que ha consultado lainformación.

Se expresa con exactitud.


docente


La Matemática es importante a la Química por: _________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

La Física por: _____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

La Informática por: _________________________________________________________________________

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__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

La Química le es útil a la Biología por: _________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

La Química es importante para la sociedad por: __________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

Con base en la información sobre la relación de la Química con otras ciencias, y las

explicaciones anteriores, completa los siguientes enunciados:

Con base en la información sobre la relación de la Química con otras ciencias, y las

explicaciones anteriores, completa los siguientes enunciados:

La Matemática es importante a la Química por: _________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

La Física por: ______________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

La Informática por: _________________________________________________________________________________

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La Química le es útil a la Biología por: ________________________________________________________________

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La Química es importante para la sociedad por: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Secuencia Didáctica 2.Conociendo cómo trabajan los químicos.

Inicio

Elabora un mapa mental, (en una hoja tamaño carta) en el cual expreses cómo realizansus investigaciones los químicos. Comparte tu trabajo con el resto del grupo ycomenten sobre el análisis de los diferentes mapas.

Actividad: 1




Evaluación

Actividad: 1 Producto: Mapa mental o collage. Puntaje:


Describe el método de trabajo dela Química.

Expresa gráficamente y por escritosu percepción sobre el método dela Química.

Comparte sus ideas y acepta ladiversidad de expresiones.


docente

Desarrollo

Método de estudio de la Química.

El hombre, para transformar la realidad, necesita descubrir cómo funciona. No cabeduda que el investigador se ve obligado a elaborar y reelaborar su propio método de

trabajo para llegar a desentrañar los secretos de la naturaleza. El método es el conjuntode procedimientos para la realización de un fin; éste se deriva de la experiencia misma,y son los resultados obtenidos los que indican si es o no el adecuado. El métodoparticular de las ciencias naturales es el método experimental, el cual no es una“receta” que al seguirse paso a paso resolverá automáticamente los problemas.

Cuando se estudian los fenómenos naturales, sean éstos de cualquier tipo (físico,químico o nuclear), el primer paso para su estudio es la observación. Esta percepción de los fenómenos es nuestroúnico contacto con el mundo físico y son nuestros sentidos los que se encargan de comunicarnos la forma en queestá sucediendo el fenómeno. Los datos experimentales que obtenemos provienen de sucesos observables y sonmejores o peores en la medida que lo sean los métodos de detección. El hombre ha aprendido por medio de susexperiencias que sus sentidos están limitados para percibir los fenómenos y ha inventado una gran cantidad deinstrumentos para facilitar sus observaciones, tales como el microscopio, el telescopio, la balanza, el potenciómetro yel espectrofotómetro, entre otros. La mayor parte de las veces la finalidad de la observación es obtener una medidacuantitativa de los fenómenos; es decir, una relación que indique la magnitud del suceso que se está observando.Generalmente dicha magnitud se expresa con un número y una unidad, que sirve para comparar con sucesossimilares.

Los científicos son personas curiosas que se hacen muchas preguntassobre el mundo que les rodea y tratan de encontrar las respuestas. Losfísicos, químicos, astrónomos, biólogos, etc., son científicos que investigansobre distintos temas siguiendo un método propio que les ayuda ainvestigar sobre diferentes temas. Este proceso se llama " MétodoCientífico" y consta de las siguientes etapas:

Lee el siguiente texto,como apoyo para

resolver la actividad 2.

http://www.preuniversitaria.com/?ids=488&id=15



BLOQUE 1

En alguna ocasión te habrás encontrado en una situación en donde solamente te dediques a ver y no a obsecomo por ejemplo el arco iris. ¿Podrías describirlo? ¿En qué orden aparecen los colores?

Al hablar de las características del estudio de la Química, se han mencionado como sus tres pilares el lenguaje, ede síntesis y análisis, y la cuantificación, o sea el uso de mediciones y cálculos.

En el caso específico de la Química la cuantificación es fundamental y ha permitido elevar esta disciplinacategoría de ciencia, además de posibilitar la predicción de fenómenos de importancia en diferentes niveles, desámbito cotidiano hasta el industrial. Uno de los más destacados actualmente es la necesidad imperiosa de cuanlos contaminantes del aire, ya que en pequeñas cantidades puede ser inofensivo, pero a elevadas concentracson altamente perjudiciales para la mayoría de los seres vivos. Actualmente en la Ciudad de México, y en muotras grandes ciudades del mundo, se lleva a cabo un registro cuantitativo de todos los contaminantes atmosfécon el fin de tomar las medidas necesarias de protección al ambiente y, por tanto, de los seres vivos.

En cuanto a los medicamentos, es común que un médico recete a sus pacientes una determinada dosis. Esta no es otra cosa que una medida de la cantidad que el paciente debe recibir de dicha medicina, ya que no es la m

que puede consumir un bebé a la que puede utilizar un adulto. Generalmente la dosis depende de la edad, corporal y capacidad del paciente para metabolizar el medicamento; de tal manera que cuantitativamente existedosis mínima, por debajo de la cual no tendría efecto el medicamento, y una dosis máxima, que al ser rebapuede resultar tóxica o incluso letal para el organismo.

Cuando una persona ingiere una bebida alcohólica, existe una diferencia cuantitativa entre mantenerse sobrio, “alegre”, o llegar hasta un estado evidente de embriaguez, donde sus sentidos y sus capacidades están totalmlimitados, de forma que cuantificando la concentración de alcohol en la sangre se puede predecir el comportamde un individuo dependiendo de su edad, sexo, peso corporal, costumbre a las bebidas alcohólicas y algunas variables.

Observación

Conocimiento

acumuladoHipótesis

Conclusión

Recolecciónde datos

Experimento

Análisis

Pregunta

Obtención y registrode información.

Obtención y registrode información.

¿Por qué es necesaria la cuantificación?




Muchas enfermedades pueden ser evitadas o controladas gracias a la cuantificación. La hemoglobina es una proteínaque contiene hierro (Fe) que transporta el oxígeno de los pulmones a las células. Si la cantidad de hierro es deficiente,la hemoglobina no se forma, causando lo que se conoce como anemia. La diabetes es una enfermedad que sepresenta por niveles altos de glucosa en la sangre. Mediante la cuantificación continua de dichos niveles y analizandolas características del paciente, puede elegirse el tratamiento adecuado para controlar el padecimiento.

En la industria metalúrgica se analizan y cuantifican las proporciones adecuadas de los componentes de unaaleación, porque, de no hacerse rutinariamente, la calidad disminuye y pueden generarse productos que sean muysensibles a la corrosión y que tengan muy poca resistencia. En conjunto, podemos decir que en cualquier tipo deindustria es necesario cuantificar diferentes variables, mantener la calidad de los productos que llegan a loscompradores, y esa cuantificación en la industria es lo que se conoce como control de calidad.

Para terminar con este tema se puede decir que las aportaciones de Boyle, Lavoisier, Berzelius y muchos otrosinvestigadores, anteriores y posteriores a ellos, hicieron de la Química una ciencia 100% cuantitativa y que gracias aello tiene un lugar destacado en todos los países del mundo en el ámbito económico, social y político, porque estaposibilidad de cuantificar los fenómenos químicos permite su predictibilidad y facilita el control de las variables paramejorar la producción de bienes para la humanidad.

Una vez realizada la lectura del tema: método de estudio de la Química, formen equiposde 5 integrantes, comenten las temas propuestos y respondan brevemente lo que seindica en cada caso. Compartan sus conclusiones con el resto del grupo.

Describan 3 temas de investigación que sólo se realizan si contamos con instrumentos que posibiliten suobservación. Pueden ser ejemplos que no se hayan mencionado en la lectura.

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Expliquen por qué el éxito y la exactitud de una investigación química, dependen en gran medida de los instrumentos de observación y medición utilizados.

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Actividad: 2



BLOQUE 1

Evaluación



Conoce la utilidad de los

instrumentos de observación ymedición en el trabajo químico.

Dialoga y toma acuerdos concompañeros de grupo.

Aprecia las ideas de los

compañeros, en la construcción denuevos conocimientos.

CoevaluaciónC MC NC Calificación otorgada por el

docente

Investiga en internet, libros de metodología de la investigación o libros de texto deQuímica, la descripción de cada uno de los pasos del método científico señalados acontinuación, y completa la siguiente tabla

Pasos del método científico DescripciónObservación

Delimitación del problema (pregunta científica)

Planteamiento de hipótesis

Obtención y registro de información

Experimentación

Contrastación de resultados (análisis )

Comunicación de conclusiones

Actividad: 3




Evaluación

Actividad: 3 Producto: Tabla. Puntaje:


Reconoce los pasos del método

científico.

Completa una tabla de contenido,

en la que describe los pasos delmétodo científico.

Se interesa por los pasos del

método científico.


docente

Con base en el siguiente texto, conteste los reactivos, que aparecen al final delmismo, colocando la respuesta correcta dentro del paréntesis.

MÉTODO CIENTÍFICO(1)Un científico observa que los líquidos, guardados en recipientes sin tapa, disminuyen su nivel a medida que pasael tiempo, en tanto que en el ambiente se perciben los olores de las sustancias expuestas.Nota también que algunas sustancias requieren, para impregnar el aire, menos tiempo que otras. Se formulaentonces, una cantidad de preguntas como: ¿Por qué desciende el nivel en los recipientes? ¿Por qué el aire seimpregna de olores? ¿Por qué algunos líquidos tardan más que otros en impregnar el aire?(2)Basado en las preguntas formuladas y en su propia experiencia el investigador se plantea el siguiente problema¿Se evaporan todos los líquidos a la misma velocidad y con el mismo sistema?(3)El investigador sospecha que los líquidos tienen diferentes regímenes de evaporación, entonces plantea losiguiente “La velocidad de evaporación es diferente para cada caso y depende de la naturaleza y características

del liquido de que se trate”. (4)El científico investiga, razona y predice “Si la velocidad de evaporación depende de la naturaleza del líquidoentonces, iguales cantidades de líquidos diferentes colocados en recipientes iguales y en idénticas condicionesambientales mostraran, al cabo de un tiempo, disminuciones de niveles diferentes en cada frasco, motivados porla evaporación diferente”. (5)El científico planea un experimento en todos sus detalles: Se expondrán durante 24 horas, en un ambienteventilado 5 recipientes iguales, numerados del 1 al 5 en los que se verterán cantidades iguales de: agua,gasolina, éter, cloroformo y alcohol. Transcurrido el tiempo establecido, se medirá nuevamente, con el mismoprocedimiento, la cantidad de líquido de cada frasco y se registraran los valores obtenidos.(6)Con los datos obtenidos a la vista, nos preguntaremos: ¿Todos los líquidos se evaporan de igual modo? Si así

no fue: ¿Cuáles se evaporan más y cuales menos? ¿Coinciden los resultados con las previsiones? ¿Se confirmala hipótesis planteada?(7)

Verificada la evaporación diferencial de los 5 líquidos analizados, podremos redactar la conclusión que será: “Lavelocidad de evaporación no es uniforme para todos los líquidos sino que depende de su naturaleza”.

Actividad: 4



BLOQUE 1

Evaluación

Actividad: 4 Producto: Análisis de texto. Puntaje:


Identifica los pasos del métodocientífico.

Distingue los pasos del métodocientífico, a partir de un reporte.

Resuelve con seguridad y exactitudsus tareas escolares.


docente

Reactivos:( ) En el párrafo 6 del texto hay una serie de preguntas, son estas preguntas ejemplo de:

a) Observaciónb) Contrastación de resultadosc) Delimitación del problema (pregunta científica)d) Conclusiones

( ) ¿Cual es la etapa del método científico que corresponde al párrafo 7?a) Observaciónb) Contrastación de resultadosc) Delimitación del problema (pregunta científica)d) Conclusiones

( ) Para explicar el método científico el texto habla de líquidos que se evaporan ¿Cuál sería el párrafo qdescribe la hipótesis?

a) 2 b) 3 c)4 d) 5

( ) Señale cuales de estas afirmaciones son correctas:1) La observación es posterior al experimento2) El experimento pone a prueba la validez de la hipótesis3) La hipótesis es una respuesta tentativa al problema4) La contrastación de resultados (análisis) se establece a partir de la conclusión

a)1 y 2 b) 2 y 3 c) 3 y 4 d) 1 y 4





Evaluación

Actividad: 5 Producto: Guía de consulta. Puntaje:

Saberes


Reconoce las medidas deseguridad y primeros auxilios, deltrabajo experimental.

Elabora una guía de seguridad yprimeros auxilios.

Se da cuenta de la importancia derealizar los experimentos conmedidas de seguridad.

Valora el cuidado personal y de loscompañeros al realizar actividadesexperimentales.


docente

Investiga las principales medidas de seguridad y primeros auxilios recomendadas parael trabajo experimental (laboratorio). Escríbelas en un folder, cartulina o papelresistente, ya que debes conservarla como guía de consulta. (Considera reutilizarpapel).

Actividad: 5



BLOQUE 1

Evaluación Actividad: 6 Producto: Tabla. Puntaje:


Identifica y relaciona losinstrumentos de medición yobservación con sus usos.

Describe los instrumentoscomunes del laboratorio escolar.

Reconoce la necesidad de losinstrumentos de observación ymedición en el trabajo químico.


docente

Investiga los usos de cada uno de los instrumentos a utilizar en actividadesexperimentales, expuestas en el laboratorio de tu plantel, dibuja o recorta una imagensiguiendo el ejemplo. (Debes reutilizar papel).

Ejemplo:

Actividad: 6

Dibujo y nombre del instrumento Usos

Recipiente de vidrio de formacilíndrica y fondo plano, usado en ellaboratorio para contener líquidosque intervienen en procesosquímicos, como la precipitación.

También sirve para medir volumende líquidos (no son precisos), paracalentar y mezclar sustancias.




Cierre

Actividad experimental en casa: En equipo de máximo seis personas realicen las

siguientes actividades experimentales, aplicando el método científico y presentenreporte escrito de sus observaciones. Los datos obtenidos se comentaran en el grupo.Con las medidas de seguridad pertinentes, si gustas comparte esta actividad con tufamilia. El docente elegirá a tres equipos para que expliquen sus experimentos, el restodel grupo participará haciendo preguntas y dando apoyo al equipo expositor con lasrespuestas.Lee las etiquetas de los productos antes de trabajar con ellos.

¿Qué sucede al combinar los siguientes productos?

Antes de realizar el experimento, lean las etiquetas de los productos y escriban su hipótesis sobre lo que ocurriráen las siguientes combinaciones: Clara de huevo con alcohol y clara de huevo con vinagre.Hipótesis:_________________________________________________________________________________________________

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Observación:_________________________________________________________________________________________________

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Actividad: 7



BLOQUE 1

El limpiador de hornos, (easy off o grease off, en presentación líquida) con agua. NOCAMBIES EL PRODUCTO RECOMENDADO POR OTRA PRESENTACIÓN U OTROPRODUCTO.Nota: utiliza recipiente de vidrio delgado. (Ejemplo una copa)

Hipótesis:________________________________________________________________________________________________

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Observación:________________________________________________________________________________________________

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Bicarbonato de sodio con vinagre. Puedes utilizar vaso de plástico transparente. Con cuidadotoca las paredes del recipiente, sin tocar el contenido.

Hipótesis:_________________________________________________________________________________________________

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Observación:_________________________________________________________________________________________________

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BLOQUE 1

Evaluación

Actividad: 7 Producto: Reporte oral y escrito delexperimento.

Puntaje:


Caracteriza a la Química comouna ciencia experimental yreconoce el método científico, enel desarrollo de las actividadesexperimentales

Aplica el método científico a lasactividades experimentales.

Muestra interés por participar enactividades experimentales.

Promueve el trabajo metódico yorganizado.

Se interesa en demostrar loaprendido.

CoevaluaciónC MC NC


¿Se cumplieron las hipótesis formuladas?________________________________________________________________________________________________

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Conclusiones:________________________________________________________________________________________________

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Evaluación

Actividad: 8 Producto: Texto. Puntaje:


Integra los conceptos relativos ala Química.

Expresa por escrito la relación delos conceptos.

Se percata de la necesidad deintegrar los conocimientosestudiados.

Evita errores en su redacción.


docente

Con los términos contenidos en la siguiente elipse, escribe un texto donde expliques larelación entre ellos.

Actividad: 8

Sociedad Materia Productos

Energía Química Métodocientífico

Experimentación Calidad de vida

Contaminación



Comprende la interrelación de la materia y la energía.

Unidad de competencia: Establece la relación que existe entre las propiedades de la materia y los cambios que sedan en ella por efectos de la energía. Asimismo, valora los beneficios y riesgos que tieneutilizar la energía en su vida cotidiana y el medio ambiente.

Atributos a desarrollar en el bloque:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretarinformación.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




38 COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA.

Átomo, Partícula elemental, Materia, Sustancia, Cuerpo, Molécula,

Secuencia didáctica 1.Características y manifestaciones de la materia.

Inicio

Evaluación

Actividad: 1 Producto: Completar diagrama. Puntaje:


Identifica los conceptosrelacionados con la materia.

Ordena conceptos relativos a ladivisibilidad de la materia.

Muestra seguridad al ordenarconceptos.


docente

Divisibilidad de la materia

A continuación te presentamos conceptos relacionados a la divisibilidad de la materia,ordénalos adecuadamente en la figura, siguiendo el orden propuesto. (De mayor a menor ode lo general a lo particular)

____________ Cuerpo ____________ _____________ _____________

Partículaelemental

Actividad: 1



BLOQUE 2

Desarrollo Concepto de materia.

Si se busca su definición, por ejemplo, en el Diccionario de la Real Academia Española,

encontraremos: “Realidad primaria de la que están hechas las cosas”, “Realidad espacialy perceptible por los sentidos, que, con la energía, constituye el mundo físico”.

Gracias a los sentidos; el hombre está en contacto con la materia. Así, a través de la vistacaptamos sombras y colores; por el olfato, olores; por el gusto, sabores; por el oído,sonidos; y por el tacto, texturas. Cada una de estas cualidades que captamos con lossentidos son manifestaciones de la materia, de tal modo que es materia lo que se puedever, tocar, oír, oler o saborear. Puedes pensar en toda la materia que te rodea, comoplásticos, vidrios, sal, azúcar, metales, madera, gasolina, telas, agua, oxígeno, gasdoméstico, etcétera. No obstante, es indudable que hay algunos tipos de materia que no pueden captarse fácilmpor medio de los sentidos, por lo que se ha necesitado de la ayuda de algún artefacto que los haga evidente.

En la física clásica, los científicos consideraban a la materia y a la energía como entidades diferentes y relacion

de manera externa. Actualmente, la física cuántica ha demostrado que es posible transformar la materia en enerviceversa, lo cual ha en su momento originó una revolución en el pensamiento y en la forma de entender numundo. La famosa ecuación de Albert Einstein, E=mc 2, nos habla de la interconversión de masa y energía asoccon la velocidad de la luz al cuadrado.

La naturaleza existe y se manifiesta de dos maneras; como materia o como energía.

Todas las cosas y objetos que se encuentran en nuestro entorno están hechas de materia y cada una es diferentlo tanto la pregunta sería: ¿Qué criterios o aspectos emplea la Química para estudiar la materia?

Los químicos distinguen varias clases de materia según su composición y propiedades.

Algunos ejemplos de acuerdo a la composición son las mezclas, las sustancias puras,los elementos y los compuestos, así como los átomos y las moléculas.Todo el material del que están hechas las cosas se forma de sustancias, que seencuentran generalmente mezcladas entre sí, y en muy pocas ocasiones aparecen enforma pura. La materia se puede caracterizar a partir de sus propiedades ycomposición.

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedcaracterísticas. Algunos ejemplos son el aire, las bebidas gaseosas, la leche y el cemento. Las mezclas no tienencomposición constante, por lo tanto, las muestras de aire tomadas de varias ciudades probablemente tendráncomposición distinta debido a sus diferencias en altitud, contaminación, vegetación, etcétera.

Necesitas leeeste texto,

para resolver

la actividad 2




Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando una cucharada de azúcar se disuelve en agua,obtenemos una mezcla homogénea, es decir, la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución. Sinembargo, si se juntan arena y virutas de hierro permanecerán como tales, este tipo de mezcla se conoce comomezcla heterogénea debido a que su composición no es uniforme.

Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y separar en sus componentes puros pormedios físicos sin cambiar la identidad de dichos componentes. Así, el azúcar se puede separar de la mezcla deazúcar y agua calentando y evaporando el agua hasta la sequedad. Si se condensa el vapor de agua liberado, esposible obtener el componente agua. Para separar los componentes de la mezcla de hierro y arena, podemos utilizarun imán para recuperar las virutas de hierro, ya que el imán no atrae a la arena. Después de la separación, serecuperan los componentes tal como ingresaron a la mezcla.

Una sustancia pura es una forma de materia que tiene una composición constante o definida y con propiedadesdistintivas. Algunos ejemplos son el agua, el amoniaco, el azúcar, el oro y el oxígeno. Difieren entre sí en sucomposición y pueden ser identificadas por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades manifiestas.

Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se puede separaren sustancias más simples por medios químicos ordinarios. La tabla periódica reporta los elementos químicosconocidos. Hasta la fecha se han identificado 118 elementos, los químicos representan a los elementos con símbolos de una o dos letras, la primera letra siempre es una mayúscula la siguiente es siempre minúscula. Por ejemplo, Co esel símbolo del elemento cobalto, en tanto CO es la fórmula de la molécula del compuesto monóxido de carbono. Lamayoría de los elementos pueden interactuar con uno o más elementos para formar compuestos. Por ejemplo, elagua se puede formar por combustión del gas hidrógeno en presencia del gas oxígeno.

El agua tiene propiedades muy diferentes de aquellas de los elementosque le dieron origen; está formada por dos partes de hidrógeno y unaparte de oxígeno. Esta composición no cambia, sin importar si provienede un grifo de Estados Unidos, de un lago de Mongolia o de las capas dehielo de Marte. En consecuencia el agua es un compuesto, es decir, una

sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidosquímicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, loscompuestos sólo pueden separarse por medios químicos en suscomponentes puros.



BLOQUE 2

Actividad: 2

Encierra en un círculo las opciones que constituyen un ejemplo de materia. (Pueden ser más de una)

a) Oro b) Amor c) Aire d) Fuego e) Gasolina f) Belleza g) Manzana h) Espíritu

Lee con atención los siguientes reactivos y anota dentro del paréntesis la letra que da la respuesta correcta.

( ) Las partículas que forman la materia están:

a) Tan juntas las unas a otras que no dejan espacios vacíos. Forman un todo continuo.b) Separadas unas de las otras, por lo tanto, forman un todo discontinuo.c) Tan juntas que es imposible separarlas.

( ) Cuando un ser vivo se muere...

a) Todas las partículas que forman su materia dejan de moverse.b) Algunas de las partículas quedan en reposo.c) Las partículas que formaban la materia viva continúan en estado de agitación en el cuerpo muerto y en

materia en la que se transformará el cadáver.

De la siguiente lista de materiales identifica si corresponde a un elemento, compuesto, mezcla homogénemezcla heterogénea; si desconoces algún concepto investígalo en un diccionario.

Material Tipo: Elemento/Compuesto/Mezcla

Ensalada de verduras Ácido acetilsalicílico

Acetona Compuesto

Bebida gaseosa

Leche

Carbono

Acido clorhídrico

Tableta de aspirina

Puré de papas

Vidrio

Gas para cocinar

Perfume

Jabón en polvo

Resuelve la siguiente batería de reactivos.




Evaluación

Actividad: 2 Producto: Batería de reactivos. Puntaje:


Comprende la clasificación de lamateria.

Aplica la clasificación de lamateria a materiales cotidianos.

Se percata de la importancia delconocimiento del lenguajequímico, para el desarrollo delcurso.


docente


Discutan la validez de las siguientes afirmaciones. Anoten las conclusiones.

Todo objeto es material. Cuerpos iguales están constituidos por igual clase de materia. Cuerpos diferentes están constituidos por diferente clase de materia. La misma clase de materia puede constituir objetos iguales o diferentes.

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Escribe algunas frases que muestren tu comprensión sobre los conceptos (menciona ejemplos):

Objeto:_____________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Sustancia:__________________________________________________________________________________________

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BLOQUE 2

Propiedades de la materia. La materia está formada por sustancias, cada una de las cuales tiene suscaracterísticas propias que le dan su identidad y que las hacen diferentes una de otras.

Toda sustancia presenta un conjunto de características que nos permiten reconocerla ydistinguirla de las demás sustancias. Estas características reciben el nombre depropiedades y pueden clasificarse en propiedades físicas y propiedades químicas,intensivas o extensivas.

La observación (determinación) de las propiedades permite distinguir los tipos demateria. Hay diferentes instrumentos que nos permiten medir las propiedades de unasustancia: con la cinta métrica se miden longitudes, en tanto que con la bureta, lapipeta, la probeta y el matraz volumétrico se miden volúmenes; con la balanza semide la masa, y con el termómetro, la temperatura. Estos instrumentos permiten hacermediciones de propiedades macroscópicas, es decir, que pueden ser determinadasdirectamente. Las propiedades microscópicas, a escala atómica o molecular, debenser determinadas por un método indirecto, la mayoría de las propiedades se

determinan indirectamente.

Las propiedades pueden emplearse para identificar una sustancia pura, para separaruna sustancia de otras cuando se encuentra en una mezcla y determinar la cantidadde una de las sustancias en la mezcla.

Las propiedades extensivas son aquellas características de la materia que dependende la cantidad de masa que el cuerpo posee, los valores de una misma propiedadextensiva se pueden sumar. El espacio que ocupan dos bebidas de 600 ml será la suma de esta propiedad llavolumen; algunos ejemplos son los siguientes:

Masa: cantidad de materia contenida en los objetos.

Inercia: propiedad de los cuerpos de mantener su estado de reposo o de movimientohasta que una fuerza externa los obligue a cambiar.

Peso: fuerza que ejerza la gravedad sobre el objeto.

Impenetrabilidad: resistencia que opone un objeto a que otro ocupe simultáneamentesu lugar, es decir, dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo.

Volumen o extensión: espacio que ocupa un objeto.

Cuerpos iguales pueden eformados por sustancias d

Propiedades de la materia

Generales Especificas

Físicas Químicas

Extensiva

Intensiva

¿Cómo lo explicas?

Una sonda espacialque en la Tierra tienepeso de 800 kilos alestar en Marte su pees de 303.2 kg y si subica en Júpiter supeso será 2026.4 kg.

http://science.nasa.gov/newhome/headlines/images/galileo/flyby_big.gif




Por su parte, el valor de las propiedades intensivas o específicas no dependen de lacantidad de masa que posee un objeto, sino que corresponden a una sustanciadeterminada y sirven para identificarla y distinguirla de las demás, por ejemplo, densidad,punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad, etc. La temperatura es también una

propiedad intensiva. Supóngase que se tienen dos recipientes de agua a la mismatemperatura; si se mezclan en un recipiente grande la temperatura de esta mayorcantidad de agua será la misma que la del agua de los recipientes separados. Adiferencia de la masa, la longitud y el volumen, la temperatura y otras propiedadesintensivas no se suman.

Las propiedades físicas son aquellas que se manifiestan cuando no haytransformación en la estructura interna de la materia. Es decir, tienen que ver con elaspecto de las sustancias y con su comportamiento físico, una propiedad física sepuede medir, observar y manifestar sin que cambie la composición o identidad dela sustancia.

Dentro de las propiedades físicas se incluyen las organolépticas, que son las

propiedades que se distinguen con los órganos de los sentidos, como son: olor,color, sabor, textura, brillo. Otras propiedades físicas de un cuerpo son: densidad,punto de fusión, temperatura de ebullición, masa, solubilidad, conductividad,etcétera. , otras se manifiestan en los cambios físicos, como son: ebullición,condensación, fundición, solidificación, cristalización, sublimación, etc.

Las propiedades químicas, en cambio, describen la capacidad que tiene unasustancia para transformarse, es decir, para formar otras mediante reaccionesquímicas, por ello sólo puede determinase alterando su estructura interna; en lamayoría de los casos, requiere de una segunda sustancia para que se lleve a cabo. En otras palabras, laspropiedades químicas no pueden ser determinadas simplemente por ver o tocar la sustancia, la estructura internadebe ser afectada para que sus propiedades químicas sean manifiestas.

Algunos cambios causados por la observación de las propiedades químicas no son tan radicales ni tan irreversiblescomo los provocados por la combustión. Por ejemplo, la hidratación es la reacción que ocurre cuando se determina,en una sustancia, la propiedad de incorporar moléculas de agua a su estructura para formar otra sustancia. Esteproceso algunas veces puede revertirse: se restablece la sustancia original y se recuperan las moléculas de agua.

Las propiedades químicas pueden ser usadas para crear clasificaciones de los químicos. Algunos ejemplos de estaspropiedades son: electronegatividad, potencial de ionización, pH, reactividad, calor de combustión, entalpía deformación, inflamabilidad, estado de oxidación, reducción y oxidación.

Elasticidad muscular

Aerogel

Nuevos materiales.

NanotubosSemiconductoresBiocompatibles

Cristal líquidoSuperconductores

PlasmaNanoesferasSupersólidos

http://wapedia.mobi/es/Estructura_qu%C3%ADmica

http://wapedia.mobi/es/Estructura_qu%C3%ADmica



BLOQUE 2

Clasificación de algunas propiedades del Hidróxido de Sodio.

Propiedad de la muestra de NaOH Física o Química Extensiva o Intensiva

Es sólida Física Intensiva

Es blanca Física IntensivaInolora Física Intensiva

Soluble en agua y en alcohol Física Intensiva

Se disuelve, con desprendimiento decalor en el HCl diluido

Química Intensiva

La densidad es 2.13 gr/ml Física Intensiva

Su punto de fusión es 323°C Física Intensiva

No es combustible Química Intensiva

Lee con atención el siguiente texto:

El benzoato de sodio polvo blanco, inodoro, cristalino o granular; con sabor astringente; soluble en agua y en alcSe obtiene al neutralizar ácido benzóico con solución de bicarbonato sódico, la solución se filtra, se concentradeja cristalizar. También es combustible, poco tóxico. Punto de fusión: por encima de 300°C. Densidad relativagr/ml.

Su uso en alimentos está limitado al 0.1 %. Su almacenamiento se debe hacer en lugares frescos lejos de fuentecalor o chispas. Comercialmente algunos de sus usos son: conservación de alimentos, antiséptico, medpreparaciones farmacéuticas, intermedio para la fabricación de colorantes, inhibidor de la herrumbre y el moho.

Actividad: 3

Hidróxido de sodio(escamas)

Benzoato de sodioPropiedades Física o Química Extensiva o IntensivaCombustible Química Intensiva

Con base en la información leída, identifica las propiedades y completa la siguiente tabla;anotando las propiedades del benzoato de sodio mencionadas en el texto:

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:SodiumHydroxide.jpg





Porosidad □ Punto de ebullición □

Volumen □ Densidad □

Temperatura de fusión □ Energía potencial □

Longitud □ Sabor □

Energía cinética □ Combustibilidad □

Observa atentamente los objetos/cuerpos que se encuentran en tu salón de clase/escuela/casa y anota cincode ellos en la tabla, señala con una X las características que presenta cada uno. Una vez que hayas realizadolo anterior, tacha con marcatexto o colorea las características o propiedades comunes a todos loscuerpos/objetos.

Característica/propiedad

Objetos

Cloralex PintarrónCortezade unárbol

Lámpara Gasolina

Ocupan un lugar en el espacio

Son rugosos

Son tóxicos

Presentan brillo

Emiten luz

Color

Solubles en agua

Son inflamables

Tienen masa

Son resistentes (dureza)

Anota en el cuadro una E si la propiedad es extensiva y una I si la propiedad es intensiva.



BLOQUE 2

Estados de Agregación de la Materia.

No obstante que a nuestros sentidos la materia se presenta como continua, enrealidad es discontinua; es decir, está compuesta por pequeñísimas partículas.Cuando se habla de estados de agregación, nos referimos a la manera en que laspartículas que constituyen a la materia se unen o se agregan unas a otras, así escomo se forman los objetos que nos rodean.

La unión entre las partículas se presenta de muy diversas maneras, ya que pueden estar:

Muy unidas. A distancia media.Muy separadas unas de otras.

Si observas a tu alrededor te darás cuenta de que existe materia en tres estados básicos, unoque es el estado sólido como el cuaderno donde escribes, el lápiz o pluma con qué lo haces, el

estado líquido como el agua que bebes; y el estado gaseoso como el aire o el oxígeno quenecesitas respirar.

Evaluación

Actividad: 3 Producto: Tabla. Puntaje:


Reconoce las propiedadesde la materia.

Distingue las propiedades de lamateria en objetos cotidianos.

Se interesa por atender loreferente a las propiedades de los

materiales.


docente

¿En cuántos estados se presenta la materia? ¿Cuáles son?

Cristal de clorusodio.




A fines del siglo XIX que se propuso la teoría cinético - molecular, la cual establece que la energía y el movimientoestán relacionados con el comportamiento de las moléculas y explica las propiedades de los estados de la materia.Los postulados de la teoría cinética molecular son:

La materia está constituida por pequeñas partículas. Las partículas se encuentran en constante movimiento el cual depende de la energía cinética y determina latemperatura del cuerpo.

Las partículas interactúan ente sí, interviniendo fuerzas de atracción (cohesión) y separación (repulsión) entreellas.

Cada uno de los estados de agregación de la materia, presenta características muy particulares que permitendiferenciar a uno de los otros, estas mismas características pueden servir para definirlos:

Sólido: Es un estado en el cual la materia presenta forma y volumen definido y no se puede comprimir.Las partículas se encuentran en un ordenamiento cristalino y geométrico; cada una de ellas vibra en sulugar y las fuerzas de atracción son fuertes.

Líquido: En este estado la materia adopta la forma del recipiente que la contiene y al igual que los sólidos no sepuede comprimir, además de presentar volumen definido. Las partículas se encuentran relativamente separadas, peroconservan cierta cohesión o interacción.

Gaseoso: En este estado la materia no tiene forma ni volumen definido ya que adopta la forma yel volumen del recipiente que la contiene, además de que en este estado la materia se puedecomprimir. Presenta gran separación entre sus partículas, cada una de ellas se mueve a grandesvelocidades y choca con las demás, de tal manera que no se pierde ni se gana energía (a estose le conoce como choques perfectamente elásticos). Las fuerzas de atracción entre susmoléculas son prácticamente nulas.

Plasma: Estado de la materia, generalmente gaseoso, en el que algunos o todos los átomos o moléculas estánseparadas en forma de iones. Este estado de la materia no se presenta bajo condiciones normales de presión ytemperatura, se forma a temperatura muy elevada, cuando la materia absorbe energía y se separa formando ionespositivos y electrones, o en algunas ocasiones núcleos atómicos y electrones libres; por lo que es un excelenteconductor.

Es la forma más común de la materia en el Universo, pero la menos común en la Tierra.En la Tierra, los plasmas naturales los encontramos en rayos durante una tormenta y enlas capas superiores de la atmósfera, donde se produce el fenómeno denominadoaurora.

Los plasmas pueden crearse aplicando un campo eléctrico a un gas a baja presión,como en los tubos fluorescentes o de neón (lámparas). Estos plasmas producidosartificialmente, aún cuando se les llame así no tienen las características del plasma quese encuentra en el universo, pero sí son conductores; por ejemplo, el que encontramosen las pantallas planas de televisión (tv plasma).



BLOQUE 2

Evaluación

Actividad: 4 Producto: a) Dibujo, b) Tabla. Puntaje:


Caracteriza los estadosde agregación de lamateria.

Representa gráficamente laorganización de las partículas, deproductos de uso cotidiano.

Indica el estado de agregación deobjetos o sustancias cotidianas.

Se da cuenta del grado decomprensión, que al momento tienesobre el tema.


docente

Actividad: 4

Objetos y sustancias Elemento/Compuesto/mezcla Estado de agregación

El CO2 que exhalamos

Ensalada de frutas

El nitrógeno atmosférico

Una tableta de aspirina

Cappuccino frappé

Un anillo de graduaciónLa materia del Sol

Talco

Una vez revisado el tema “estados de agregación”, resuelve lo siguiente:

Representa con un dibujo sobre cómo están organizadas las moléculas en:a) Un refresco formado por agua, azúcar y dióxido de carbono. b) El aire que existe en una habitación.c) En un terrón de azúcar

Refresco Aire Azúcar

Anota en los renglones: si el objeto que se presenta corresponde a una mezcla o a una

sustancia pura (elemento o compuesto) y en qué estado de agregación molecular seencuentra.




Cambios de estado. Al observar la naturaleza, es evidente que no todas las sustancias sepresentan en el mismo estado de agregación: se pueden ver algunas en

estado sólido, otras en estado líquido y otras en estado gaseoso. Algunasllegan a cambiar ante nuestros ojos de manera espontánea, como el aguaque se evapora para formar nubes y, después de algunos cambiossignificativos en su temperatura, se condensa y regresa a su estadolíquido. Si las condiciones climáticas lo permiten, se efectuará el cambio

de líquido a sólido, en forma de hielo.

La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión. El aumento en latemperatura puede provocar que las moléculas se muevan con mayor velocidad, esto hace que seseparen y cambien posiblemente a un estado líquido o gaseoso, el aumento en la presión produceel efecto contrario y provoca que se acerquen más las moléculas. El siguiente esquema presentasintéticamente los cambios de estado.

Cambios de estado de la materia

E v a p

o r a c i ó

n

C o n

d e n s a c i ó

n

S u b l i m a c i ó n

D e p o s i c i ó n

Solidificación

Fusión

Gas

Líquido Sólido

¿Qué se necesita paraque la materia cambie

de un estado deagregación a otro?

Sitio Web recomendado:

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/ materiales/estados/cambios.htm



BLOQUE 2

Evaluación

Actividad: 5 Producto: Tabla de datos. Puntaje:


Reconoce los cambios de estadode la materia.

Ejemplifica los cambios deestado, aplicados a lastransformaciones ocurridas en suentorno.

Practica la observación, en formametódica.


docente

Actividad: 5

Identifica el cambio de estado de agregación de cada ejemplo y su causa. Registra turespuesta en la siguiente tabla escribiendo el cambio de estado que se lleva a cabo y elfactor que origina dicho cambio en los siguientes ejemplos:

Ejemplos Cambio de estado Factor que lo origina

El desgaste de una pastilla desodorantepara sanitario.

La cera de una vela que se enfría

El espejo se empaña si respiramossobre él

La formación de escarcha

Al sacar una botella del congelador estase cubre de agua

La ropa mojada se seca al sol

La vaporización de cristales de iodo

La formación de rocío durante la noche

Anota cinco o más ejemplos:




Cambios de la materia.

La naturaleza nos proporciona día a día múltiples ejemplos de cambio; la descomposición de un alimento, lamaduración de los frutos, el marchitamiento de las flores, la combustión de la madera, la fusión del hielo, la oxidación

de los metales, el cambio de color de las hojas, etc. son cambios de la materia que nos demuestran que ésta setransforma continuamente.

Siempre que una sustancia cambia, alguna forma de energía interviene; un cambio es una conversión de la materia,de una a otra forma distinta, debido a su interacción con la energía. A los cambios que se presentan en la materiatambién se les conoce como fenómenos y pueden ser de tres tipos: físicos, químicos y nucleares.

Físicos. Se presentan cuando la materia cambia de forma, tamaño, estado de agregación etc. ejemplo:evaporación del agua, fusión del hielo, estiramiento de una liga, lijado de la madera, trituración de unapiedra, es decir, todos aquellos cambios que no alteran la estructura interna de la materia y por lo tantono se forman nuevas sustancias. Estas modificaciones o fenómenos físicos desaparecen al cesar la

causa que los origina y en su mayoría son reversibles.

Químicos. Se presentan cuando se forma una nueva sustancia con propiedades distintas porejemplo: descomposición de la carne, maduración de los frutos, combustión de la madera; esdecir aquellos cambios que alteran la estructura de la materia. Durante una reacción químicase alteran la estructura y composición de la materia; a partir de sustancias iniciales se obtienenotras distintas. Generalmente se dice que son cambios irreversibles, pero en algunos casos sepuede volver a las sustancias iniciales, es decir, es reversible.

Nucleares. Se presentan cuando se modifica la constitución del núcleo atómico. Al proceso

en el que cambió el núcleo se le llama reacción nuclear; el calor que producen es un millónde veces mayor que el de una reacción química. Estos cambios no son fácilmenteobservables y se presentan cuando en el sol, el hidrógeno se transforma en helio, en lasplantas nucleares y en los elementos radiactivos, a través de procesos conocidos comofisión nuclear (división de núcleos) o fusión nuclear (unión de núcleos).



BLOQUE 2

Actividad: 6

Cierre

Escribe en el paréntesis la(s) letra(s) que correspondan de acuerdo a la clave mostrada acontinuación, puedes emplear más de una respuesta para cada ejemplo.

Opciones:E Elemento PF Propiedad físicaC Compuesto PQ Propiedad químicaMH Mezcla homogénea CF Cambio físicoMHT Mezcla heterogénea CQ Cambio químicoCE Cambio de estado S SólidoL Líquido G Gaseoso

CN Cambio nuclear

Ejemplos:

( ) Ensalada de frutas ( ) Cloruro de sodio

( ) Grafito es de color gris ( ) Reacción entre el H y el O

( ) Fotosíntesis ( ) Preparación de un pastel

( ) Explosión de una bomba atómica ( ) Coloración de una tela

( ) Oxidación de un metal ( ) Mercurio de un termómetro

( ) Elaboración de un yogurt ( ) Petróleo

( ) Densidad del agua ( ) Bronce

( ) Alambre de cobre ( ) Shampoo

( ) Una limonada ( ) Encender el motor de un auto

( ) Leche ( ) Transformación de H en He en el Sol




Evaluación

Actividad: 6 Producto: Reactivos. Puntaje:

Saberes


Reconoce las propiedadesy cambios de la materia.

Distingue las propiedades ycambios de las sustancias, enmateriales cotidianos.

Se interesa por las manifestaciones ycaracterística de los objetos y sustanciasde su entorno.

Asume el uso adecuado de los términosestudiados.


docente

Actividad: 6 continuación

A continuación se presenta el análisis de agua de un manglar.

Clasifica los diferentes materiales encontrados en elementos, compuestos y mezclas.

Análisis químico Agua de El Manglar

Materiales presentes en un litro de agua:Salinidad: 28 gramos de sales disueltas en un litro de agua. Sedetectaron: cloruro de sodio, cloruro de potasio y cloruro de magnesio,carbonato de calcio y sulfato de sodio.Gases disueltos: oxígeno y dióxido de carbonoResiduos: mercurio y plomo.



BLOQUE 2

Secuencia didáctica 2.Características y manifestaciones de la energía.

Inicio

Evaluación

Actividad: 1Producto: Pregunta de respuestaestructurada. Puntaje:


Relaciona a la energíainvolucrada en los cambiosde las sustancias.

Explica la relación de materia y energíaen los cambios, en sustanciasconocidas.

Practica la integración de los conceptos.

Se percata de la relación de lostemas estudiados.


docente

Actividad: 1

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Con base en lo ocurrido en la combinación de limpiador de horno con agua, explica larelación entre materia y energía. (Esta actividad se realizó en el bloque 1).




Todo aquello que tiene capacidad para realizar un trabajo.

Desarrollo

Para contestar estas preguntas definiremos primeramente a la energía como:

Otra de las definiciones sobre energía señala que es la propiedad por la cual todo cuerpo osistema material puede transformarse, modificando su estado o posición, así como actuarsobre otros originando en ellos procesos de transformación.

La energía existe en varias formas, pero todas ellas pueden clasificarse en dos tipos: potencial ycinética.

La energía potencial es la que tienen los objetos debido a su posición. Pertenecen a estacategoría la energía química y la nuclear. Otros ejemplos de energía potencial son: la que tiene el agua almacenada enuna presa y la de un resorte comprimido o estirado.

La energía cinética es la que tienen los cuerpos debido al movimiento. Pertenecen a esta categoría: la energía eléctrica (movimiento de electrones), la energía calorífica (movimiento de moléculas), la energía luminosa (movimiento de ondaselectromagnéticas) y la energía mecánica (movimiento de las piezas de una máquina).

En todos los cambios que tiene la materia se libera o se absorbe energía. Generalmente, los cambios físicos involucrancantidades de energía más pequeños, en tanto que en algunos cambios químicos fluyen grandes cantidades de energía.

Así como la materia sufre cambios continuos, la energía en la naturaleza también se transforma de una forma a otra, comolo muestra el siguiente esquema.

¿Por qué se habla tanrecurrentemente de utilizar

energías limpias?

¿Es posible utilizar al viento paraproducir energía eléctrica?

¿Cuál es la opción máseficiente para producir

energía?



BLOQUE 2

La materia y la energía no se crean ni se destruyen y pueden transformarse una en la otra,

de tal forma que la cantidad de energía y materia existentes en el universo, en la actualidad

es la misma que existía al inicio de éste.

Antes de 1905 se pensaba que la materia y la energía eran dos cosas totalmente distintas. Albert Einstein estableció, mediante su muy conocida ecuación E=mc2, que la materia y la energía son dos cosas que se pueden transformar una en la otra,es decir, que la energía se transforma en materia y viceversa, uniendo de estamanera las dos leyes existentes, una sobre la conservación de la materia y la otraque habla acerca de la conservación de la energía, en una sola ley cuyo enunciadoestablece que:

En la actualidad demostrar esta ley resulta difícil, ya que se requieren aparatos de medición muy precisos ypuedan detectar estas transformaciones de materia en energía y de energía en materia. En la actualidad la matetransforma la energía en los cambios nucleares.




Actividad: 2

La energía de una cucharada de miel: __________________________

La energía de un balón en movimiento: _________________________

Una resortera lista para disparar: ______________________________

El viento de un tornado: ______________________________________

Una pila de celular: __________________________________________

Después de discutir en equipo, indiquen las transformaciones que sufre la energía en cada uno de lossiguientes casos

Ejemplo: Al encender una lámpara de baterías:Química, eléctrica, lumínica y calorífica

De la energía hidráulica de una presa hasta la energía luminosa en una lámpara.______________________________________________________________________________________________________

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De la energía solar hasta la energía consumida por una persona al caminar.______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

De la energía química del petróleo hasta energía cinética de un auto en movimiento.______________________________________________________________________________________________________

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De la energía química del gas natural en una termoeléctrica hasta la energía calorífica de los alimentos calentados en

un microondas.______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

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Contesta al final del enunciado, si se refiere a la energía potencial o cinética.



BLOQUE 2

Evaluación



Reconoce los tipos de energía.Distingue los tipos ytransformaciones de la energía enprocesos cotidianos.

Este atento a la presencia dediversos tipos de energía en elentorno, sus características einterrelación.


docente

Beneficios y riesgos en su consumo

La primera forma de energía que utilizó el hombre, aparte de la de su propio cuerpo, fueel calor del sol en forma directa para secar prendas de vestir para calentarse en lasépocas de frío y desecar alimentos para su mayor conservación. Otra forma de energíaque el hombre ha utilizado desde tiempos inmemorables fue el fuego, para darse calor,cocinar alimentos, pulir las puntas de sus lanzas. Posteriormente utilizó la energía delviento y las corrientes para mover barcos.

Actualmente la energía que mueve al mundo principalmente son los combustiblesfósiles, tales como el petróleo, carbón mineral o hulla y el gas natural, los cuales seprevé se extinguirán en los próximos años.

El hombre ha tenido que pagar un alto costo por el consumo de combustibles fósiles, ya que la combustión de libera gases contaminantes como el dióxido de carbono, el cual participa activamente en el calentamiento globplaneta (efecto invernadero) y óxido de nitrógeno y azufre los cuales son causantes de la lluvia ácida, del smog, e

Otra fuente de energía que se utiliza actualmente es la energía por fisión nuclear, la cual a pesar de haber particien accidentes de plantas termonucleares causando contaminación radioactiva, se sigue considerando comoalternativa para el futuro.

Energías limpias o no contaminantes.

Ante la inminente desaparición de los combustibles fósiles, los graves problemas decontaminación y deterioro ambiental ocasionado por el uso de estos energéticos, y lacada vez mayor demanda de energía de nuestra época y del futuro, el hombre se havisto en la necesidad de buscar y desarrollar nuevas formas o fuentes de energía, quele permitan obtener la energía eléctrica suficiente para las necesidades del hogar y dela industria sin afectar los ecosistemas.

Entre las fuentes de energía que se encuentran alternando con los combustiblesfósiles, están la energía solar, energía hidráulica, energía nuclear, las cuales presentanventajas y desventajas. También se están desarrollando tecnologías para utilizar comocombustibles del futuro al hidrógeno y al metano obtenido de la biomasa y al alcoholobtenido por fermentación; pronto, en nuestro medio, se estarán usandobiocombustibles.

Asimismo, se desarrolla la tecnología para que los automóviles utilicen la energía solary la energía química de celdas o baterías.




Cierre

Actividad: 3

Fuenteenergética

Origen Ventajas Desventajas

Combustiblesfósiles

Energía solar

Energía eólica

Biomasa

Energía

mareomotriz

Energía nuclear

Geotérmica

Hidrógeno

Biocombustibles

Después de investigar en diversas fuentes de información, selecciona la información

más adecuada y lee sobre las diferentes fuentes de energía. Trabajando en equipodeterminen las ventajas y desventajas en la aplicación de cada una de ellas ycompleten la siguiente tabla.



BLOQUE 2

Evaluación

Actividad: 3 Producto: Reporte escrito deinvestigación. Puntaje:


Distingue entre las fuentes deenergías limpias y lascontaminantes.

Reporta por escrito las fuentes,ventajas y desventajas del uso delos diferentes tipos de energías.

Valora los beneficios y riesgos enel consumo de la energ í a.


docente

Actividad: 4

Una familia formada por mamá, papá y un hijo de 4 años, utiliza una Hummer para su transporte en la ciuda En la compra de dos manzanas y tres peras, éstas son empacadas en bolsas de plástico por separado. En un kínder se trabajan todos los ejercicios de pintado en hojas de segundo uso. Las lámparas de jardín de la casa de tus abuelos permanecen encendidas toda la noche. En tu cuarto tienes adornos luminosos que constantemente están encendidos.

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Lee atentamente los siguientes casos y escribe tu reflexión, indicando cuál de ellos

considera una actitud positiva o negativa. Argumenta tu respuesta.




Evaluación

Actividad: 4 Producto: Texto. Puntaje:


Contrasta los diferentescomportamientos ante el uso dela materia y la energía.

Argumenta la importancia quetienen las energías limpias en elcuidado del ambiente.

Promueve el uso responsable dela materia y energía.


docente


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Explica el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Unidad de competencia: Valora las aportaciones históricas de diversas teorías y modelos atómicos al describir laestructura del átomo, reconocer sus propiedades nucleares y electrónicas, así como lasaplicaciones de los elementos radiactivos en su vida personal y social.

Atributos a desarrollar en el bloque:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretarinformación.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




64 EXPLICA EL MODELO ATÓMICO ACTUAL Y SUS APLICACIONES

Secuencia didáctica 1.Aportaciones históricas que contribuyeron alestablecimiento del modelo atómico actual.

Inicio La conservación de la materia y el reciclaje.

¿Te has preguntado alguna vez qué les pasa a los átomos de todas las cosas que desechas? ¿Adónde van los átomos cuando se incineran los desperdicios o se entierran en los campos? Comoacabas de aprender, los átomos no se crean ni se destruyen en los procesos químicoscotidianos. De modo que, en cierta forma, no puedes deshacerte “del todo” de ninguna cosa.Cuando los desperdicios se queman o se entierran en los campos, los átomos del desperdicio sepueden combinar con oxígeno u otras sustancias para formar compuestos nuevos, pero nodesaparecen, lo que sucede con ellos es que se transforman. En los procesos naturales losátomos no se destruyen, sino que se reciclan. Por ejemplo, el nitrógeno elemental de laatmósfera se convierte en compuestos que se usan en la tierra y luego regresan a la atmósfera.

En años recientes, pequeñas poblaciones, grandes ciudades y estados enteros han descubiertolos beneficios de reciclar el papel, el plástico, el aluminio y el vidrio. Las etiquetas de muchosempaques en los supermercados, cajas de cartón, tarjetas de felicitación y otros productos depapel dicen: “Hecho con papel reciclado”. El desperdicio de aluminio se recicla fácilmente y seconvierte en nuevas latas de aluminio o en otros productos. ¿Has observado cómo brilla elnuevo pavimento de las carreteras? El brillo es el resultado de la adición de vidrio reciclado almaterial de pavimentación. Incluso se pueden incorporar llantas completas al asfalto parapavimentar. Al reutilizar los átomos en la manufactura de materiales, imitamos a la naturaleza yconservamos las fuentes naturales.

Adaptado de: Mi contacto con la química, Smooth. Mc Graw Hill.



BLOQUE 3

Evaluación


Saberes


Identifica a los átomos como lapartícula básica de la materia.

Obtiene respuestas a partir de lalectura de comprensión. Practica con interés la lectura.


docente

Actividad: 1

¿Qué forma utiliza la naturaleza para deshacerse de los desperdicios? Señala la respuesta correcta.a) Reciclar e incinerarb) Transformar y enterrarc) Incinerar y enterrard) Reciclar y transformar

¿Cuáles serán los beneficios de reciclar, a los que hace referencia el texto?_________________________________________________________________________________________________

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“En los procesos naturales los átomos no se destruyen, sino que se reciclan. Por ejemplo, el nitrógeno elementade la atmósfera se convierte en compuestos que se usan en la tierra y luego regresan a la atmósfera.” Estosenunciados del texto describen un proceso de reciclado natural. Explica otro ejemplo en las siguientes l íneas.

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Utiliza el texto anterior de “La conservación de la materia y el reciclaje”, para contestar lassiguientes preguntas:




Demócrito

Desarrollo

La mayoría de los estudiantes de bachiller que comienzan un curso de química yacreen en los átomos. Sin embargo, dudan cuando se les pide explicar esa creencia.De acuerdo a la percepción sensorial los átomos no existen. El aire se siente comoun fluido continuo, no se siente como choques de partículas individuales de aire.

Como los sentidos hacen creer que la materia es continua, no debe de sorprender

que el debate de la existencia de los átomos se remonte hasta los antiguos griegos yque continuara hasta muy avanzado el siglo XX.

Sólo hasta hace pocos años se ha podido disponer de pruebas directas de laexistencia de los átomos. Esto ha sido posible mediante el microscopio de barridopor tunelaje o de barrido y filtración cuántica, desarrollado en la década de 1980.Éste instrumento ha permitido, finalmente la observación y hasta la manipulación deátomos individuales. Este microscopio es la base de una variedad de nuevos

microscopios como el de fuerza piezoeléctrica atómica.

¿Por qué es útil conocer la estructura del átomo? Simplemente porque laspropiedades de las sustancias están determinadas por el arreglo de los átomos y,entendiendo su estructura, se puede conocer cómo se combinan en las reacciones químicas.

Emprendamos el estudio del átomo haciendo un viaje a través del tiempo, remontándonos aaquellas teorías y experimentos que le dieron forma.

A la civilización griega se le debe el concepto filosófico de átomo. Hace más de 2000 años el filósofogriego Demócrito, al observar la división de la materia y pensando en que no era posible una infinitadivisión, afirmó que al dividir la materia tendría que llegar a una última partícula, la cual ya no sepodría dividir, a ésta le llamo átomo, palabra que significa indivisible. Los filósofos griegos Son los

creadores de la teoría atomística de la materia; según esta: Los cuerpos se componen de materia (lleno) y de vació (poros) La materia o lo que conforma el lleno la constituyen partículas diminutas indivisibles llamadas por lo mismo

átomos, las cuales son homogéneas. Los átomos son incorruptibles, es decir, eternos, impenetrables y existe en número infinito.

Las ideas de Demócrito, sin estar olvidadas completamente, cayeron en desuso durante másde dos mil años, ya que Aristóteles, filósofo más reconocido, defendía el pensamiento de quela materia es continua en lugar de pensar en que era discontinua. Mientras tanto, sedesarrollaron los principios de la química, se descubrieron nuevos elementos y se descubrieronlas leyes que gobiernan las transformaciones químicas, las leyes ponderales.

El estudio de las cantidades en las que diferentes sustancias participan en una reacciónquímica fue objeto de la atención de los primeros químicos Lavoisier, Proust(1754-1826),Dalton (1766-1844) y Richter (1824-1898) enunciaron diferentes leyes que en conjunto seconocen como leyes ponderales, que hacen referencia a las proporciones en masa,características de las combinaciones químicas. Estas leyes fueron enunciadas en sumayoría, antes de que se conociera un modelo atómico sobre la constitución de la materia.

Joseph Louis Proust

Antoine Laurent Lavoisier

El Microscopio de barrido portunelaje (STM por sus siglas eninglés) fue desarrollado en 1981por Gerd Benning y HeinrichRohrer en los laboratorios de IBMde Zurich, Suiza. Ello les valió elPremio Nobel de Física, en 1996. Revista Digital

Universitaria10 de julio de2005 Vol.6, No.7 ISSN: 1607 -6079Publicación mensual



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Símbolos y combinaciones dátomos de John Dalton

Ley de la conservación de la masa o principio de Lavoisier. (1789).En toda reacción química considerada como sistema cerrado, la cantidad de sustancia que entra como reaes igual a la cantidad de sustancia que sale como producto.Ley de Richter o de las proporciones recíprocas. (1792).Las masas de los elementos diferentes que se combinan con una misma cantidad de un tercer elemento, gu

la misma relación que las masas de aquéllos elementos cuando se combinan entre sí.Ley de Proust o de las proporciones definidas o constantes. (1801).Cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto lo hacen en una relación ponderal masas) fija y definida.Cuando dos elementos se unen para formar más de un compuesto, la cantidad de un mismo elemento qucombina con una cantidad fija del otro guarda una relación que corresponde a números enteros sencillos.Ley de proporciones múltiples de Dalton. (1803).Las cantidades de un mismo elemento que se unen con una cantidad fija de otro elemento para formar en cadaun compuesto distinto están en la relación de números enteros sencillos.

Leyes ponderales y la teoría atómica de Dalton.

En los 1803-1808, John Dalton retoma lo antes dicho por Demócrito y propuso su teoríaatómica para explicar estas leyes. Las ideas básicas de su teoría pueden resumirse en lossiguientes puntos:

La materia está formada de unas partículas indivisibles e inalterables, que se denominanátomos. (actualmente, se sabe que los átomos sí pueden dividirse y alterarse)Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa e

iguales propiedades). En la actualidad, se cuenta con el concepto de isótopos: que se refierea los átomos de un mismo elemento, que tienen distinta masa, y ésa es justamente lacaracterística que los diferencia entre sí.Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y distintas propiedades.Los compuestos se forman cuando los átomos se unen entre sí, en una relación constante y sencilla. Al supque la relación numérica entre los átomos era la más sencilla posible, Dalton asigno al agua la fórmula H

amoniaco la fórmula NH, etc. Los átomos no se pueden dividir, no existe una fracción de átomo.El arreglo o acomodo de los átomos en los elementos o compuestos es definido y cuando ocurre un caquímico ese arreglo se hace de manera diferente.La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica para explicar estas leyes es la de minúscpartículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.

En los últimos años del siglos XIX, los trabajos científicos relacionados con descargaseléctricas en gases contenidos en tubos de vidrio al vacío hicieron concluir que elátomo indivisible propuesto por Dalton estaba en realidad constituido por partículassubatómicas. Gracias al extenso desarrollo de la física de partículas subatómicasdurante el siglo XX, en la actualidad, se conoce una diversidad de partículas quecomponen el átomo, de las cuales en este curso se abordarán: electrón, protón y

neutrón.La electricidad desempeñó un papel importantísimo en la comprensión de la estructuradel átomo. Alessandro Volta (1745-1827), físico italiano conocido por sus trabajossobre la electricidad, inventó en 1800 lo que conocemos hoy como pila voltaica,dispositivo que producía un flujo estable de energía. Otros investigadores utilizaroneste dispositivo en sus experimentos y lograron determinar el carácter eléctrico de lamateria y, por consecuencia, del átomo. Pero no fue sino hasta pasado un tiempo quese pudo establecer con mayor precisión cuáles partículas intervenían en talespropiedades.

John Dalto




Modelo atómico deJ. J. Thomson

Ernest Rutherford

Sir William Crookes

Después de John Dalton y principalmente a fines del siglo XIX, se realizaron descubrimientos muyimportantes:

Rayos catódicos. En 1875, Sir William Crookes, inventó el tubo de Crookes donde se visualizan

los rayos catódicos, estos rayos salen del cátodo(-) y se dirigen al ánodo (+).

Rayos X. En 1895, Wilhelm Conrad Röentgen, descubrió unas radiacioneselectromagnéticas que se producían cuando los rayos catódicos chocaban con un metal.La longitud de onda de estas radiaciones es mil veces más pequeña que la luz visible,pueden atravesar sustancias y no son desviadas a campos eléctricos o magnéticos.Röetgen llamó a estas radiaciones rayos X.

Radiactividad. En el año de 1896, el físico francés Henri Becquerel al observar que unaplaca fotográfica cubierta con una envoltura opaca se ennegrecía al colocar cerca de ella unmaterial llamado “pechblenda” (un compuesto de uranio), descubre la radiactividad.Radiactividad es el nombre de la propiedad que tienen ciertas sustancias de emitir rayos

alfa, rayos beta y rayos gamma.Rayos alfa ( ). Se manifiesta por la emisión de partícula alfa; hoy se sabe que la particulaalfa está formada por dos protones y dos neutrones y su carga es positiva, su tamaño esequiparable al núcleo del helio.Rayos( ). Son partículas que tienen una gran velocidad y su carga es negativa, sedescubrió que son electrones.Rayos ( ). No son partículas, es un tipo de energía radiante, son semejantes a los rayosX, pero con un mayor poder de penetración.

El electrón (primera partícula subatómica) y el modelo atómico de Thomson.

En 1897, el físico inglés Joseph John Thomson descubrió quelos rayos catódicos pueden ser desviados por un campomagnético, y los consideró como partículas eléctricamentenegativas que existen en toda la materia y los llamó electrones;Thompson destacó la naturaleza eléctrica de la materia. Para1910, su modelo era el más aceptado, y se representaba comouna esfera de electricidad positiva cuyos electrones seencontraban dispersos como pasas en un pastel. Su modelo eraestático, pues suponía que los electrones estaban en reposodentro del átomo y que el conjunto era eléctricamente neutro.

Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partículas y los experimentos llevados a cabopor Rutherford demostraron la parte equivocada de tales ideas.



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El protón (segunda partícula subatómica) y los rayos canales

En 1886, Eugen Golstein (1850-1931) llevó a cabo un experimento con elde rayos catódicos donde colocó la placa del cátodo con perforacionespercató de que existían electrones desplazándose hacia el ánodoembargo había otras partículas que salían disparadas hacia el lado contraestos rayos que atravesaban los cátodos en sentido contrario se les rayos canales. A las partículas detectadas en los rayos canales sdenominó protones. En 1907 se estudiaron las desviaciones de partículas en un campo magnético y se conoció que su masaaproximadamente un promedio de 1836 veces mayor que la de un electró

El modelo de Rutherford y el núcleo atómico.

En 1911 Ernest Rutherford trabajando en equipo con Ernest Mardensen y Hans Geiger utilizólas partículas alfa (α) como proyectiles para sus investigaciones sobre la estructura de lamateria. Bombardeó una delgada lámina de oro con partículas α procedentes de materialesradiactivos. Observó que, en su mayor parte, las partículas atravesaban la lámina sin sufrir

desviaciones y sólo una pequeña fracción era fuertemente desviada. Estos resultados eranincompatibles con el modelo propuesto por Thomson.

Este modelo atómico propone que toda la carga positiva y la mayor parte de la masa del átomo estaban situadael núcleo atómico y los electrones atraídos por fuerzas electrostáticas girarían en torno al núcleo describiendo ócirculares de un modo semejante a como lo hacen los planetas en torno al Sol.

El modelo planetario de Rutherford, también llamado así por su semejanza con un diminuto sistema solar, consexplicar los resultados obtenidos en la dispersión de partículas α por la lámina de oro. Según el modelo, la mparte de las partículas α atraviesan los átomos metálicos sin chocar con el núcleo y la poca densidad de la envoelectrónica es una barrera despreciable para este tipo de partículas. Sólo en el caso poco probable de que el proencuentre un núcleo de oro en su camino retrocederá bruscamente debido a la mayor masa de éste.

Sin embargo, según la física clásica cuando una carga eléctrica está en movimiento, emite energía en formradiación. Tal pérdida de energía haría que el átomo fuese inestable y los electrones acabarían precipitándose sel núcleo en poco más de una millonésima de segundo. De ser así la materia debería ser completamente efímÉsta es una de las fallas del modelo propuesto por Rutherford . Pero además su modelo no pudo explicar la existde los espectros discontinuos conocidos en esa época.

Los niveles de energía y el modelo atómico de Bohr.

En 1923, basándose en algunas propiedades de la luz, Niels Bohrcientífico danés, propuso un nuevo modelo para el átomo. En dichomodelo, Bohr establecía que el átomo estaba formado por un núcleoatómico, tal y como había sido descubierto por Rutherford, pero adiferencia de éste, los electrones se localizaban en distintos niveles deenergía concéntricos al núcleo, existiendo para cada electrón un nivelespecífico de energía. En este nivel el electrón no ganaba ni perdíaenergía.

Bohr propuso su modelo basándose en el espectro de líneas del átomo de hidrógeno.

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Descubrimiento del núcleoatómico.

Modelo atómico deRutherford.

Niels Boh




¿Pero qué son los espectros de líneas?

Desde el siglo XVII, cuando Isaac Newton demostró que la luz solar está formada por varios componentes de coloresque se pueden combinar para producir luz blanca, los químicos y los físicos han estudiado las características de losespectros de emisión, es decir, espectros continuos o líneas espectrales de la radiación emitida por las sustancias. El

espectro de emisión de una sustancia se obtiene al suministrar a una muestra del material energía térmica o algunaotra forma de energía (como una descarga eléctrica de alto voltaje si la sustancia es gaseosa). Una barra de metal al“rojo vivo” recién sacada de la fuente de alta temperatura produce un resplandor característico. Este resplandor visiblees la parte de su espectro de emisión que es percibida por el ojo. El calor que emite la barra de metal representa otraparte de su espectro de emisión: la región del infrarrojo. Una característica común del espectro de emisión del Sol yde un sólido calentado es que ambos son continuos, es decir, todas las longitudes de onda de la luz visible estánrepresentadas en el espectro.

Los espectros de emisión de los átomos en fase gaseosa no muestran una distribución continua de longitudes deonda desde el roja al violeta; en lugar de ello, los átomos producen líneas brillantes en diferentes partes del espectrovisible. Estos espectros de líneas corresponden a las emisiones de luz sólo a longitudes de onda específicas. Cadaelemento tiene un espectro de emisión único. Las líneas características de un espectro atómico se pueden usar enanálisis químico para identificar átomos desconocidos, igual que las huellas digitales sirven para identificar a una

persona.

Si se separan las radiaciones con distinta longitud de onda emitidas por una sustanciaobtenemos el espectro de emisión de esa sustancia. Así el arco iris representa elespectro de las distintas longitudes de onda de la luz emitida por el sol. En el caso dela luz solar el espectro es continuo, ya que comprende todas las longitudes de ondaentre el rojo y el violeta.

El espectro del hidrógeno está constituido por cuatro líneas que aparecen a cuatro longitudes de onda características.

En su modelo, Bohr especificaba que dentro del átomo existían siete niveles o capas de energía donde se localizanlos electrones y que la energía de cada uno de ellos ésta en forma de cuantos o paquetes, es decir, “la energía de loselectrones dentro del átomo está cuantizada” y que ésta aumenta del nivel más cercano al núcleo al más alejado deél.

Modelo de Borh



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Bohr designó una letra a cada nivel. Le llamó capa “K” al nivel que se encuentra más cerca al núcleo y siguientes: “L, M, N, O, P, Q”. Otra forma de nombrar estas capas es, utilizar el número cuántico principadesignando cada nivel con números; donde 1 es equivalente a la capa K, 2 a L y así sucesivamente.

Bohr explicaba que cuando a un átomo se le aplica una cierta cantidad de energía, ésta es absorbida po

electrones en forma de cuantos, lo que los obliga a saltar y ocupar un nivel de energía mayor llamándole a éste edel átomo: estado excitado y, estado basal, al estado del átomo en el cual los electrones se localizan en los nivelenergía más bajos. De acuerdo con Bohr, el estado excitado de un átomo, es un estado inestable por lo quelectrones tienden a regresar al nivel original de energía, por lo tanto la energía absorbida en el salto debe ser libeen forma de cuantos, ya sea en forma de luz, calor, etc., a este proceso se le conoce como: “Salto cuántico”.

El problema del átomo de Bohr es que no puede explicar la formación de los espectros delíneas de otros átomos distintos al hidrógeno.

En 1916, Arnold Sommerfeld modifica el modelo de Bohr, en el cual los electrones sólogiraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en orbitas elípticas. Introduceel concepto de subnivel. Sommerfeld razonaba que si el átomo es homólogo al sistema

solar, el electrón debe girar no sólo en círculos, como el modelo de Bohr, sino también enelipses, con la particularidad de que el núcleo debe hallarse en uno de los focos. El númerode elipses posibles (subniveles) no supera el número del nivel propuesto por Bohr.

El neutrón (tercera partícula subatómica) y los experimentos de Chadwick.

En 1930 dos físicos alemanes, Walter Bothe y Herbert Becker, informaron que habían liberado del núcleomisteriosa radiación nueva de inusual poder penetrador. En 1932, el físico inglés James Chadwick sugirió qradiación estaba formada de partículas, llega a la conclusión de que había descubierto una partícula que aproximadamente la misma masa del protón, pero sin carga, en otras palabras, era eléctricamente neutra y denominó neutrón.

Arnold Sommerfe

James Chadwick




Evaluación

Actividad: 2 Producto: Tabla de contenido. Puntaje:

Saberes


Describe las aportaciones almodelo atómico actual.

Relata las aportaciones históricasque apoyaron el desarrollo delmodelo atómico actual.

Valora las aportaciones históricasde los modelos atómicos.

Muestra disposición al trabajometódico y organizado.


docente

Actividad: 2

Titulo del modelo,Autor, Año de aparición.

Esquema o ilustración del modeloatómico

Aportaciones

Con base en la información leída en este material y apoyado con otros datos que obtengas

en libros o internet, elabora un cuadro comparativo de los modelos atómicos. Entrega tutrabajo en la fecha señalada por tu profesor. El cuadro debe contener los siguientesaspectos:



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Cierre

Actividad: 3

Experimentar para comprender: Modelo de la caja negra Dividir el grupo en equipos, entregar a cada equipo una caja cerrada conteniendo algún material. Sin abrir la c“descubran” con sus sentidos “algo” acerca de su contenido y contesten lo siguiente.

1. Planteen hipótesis posibles sobre las características del contenido de la caja.2. ¿Qué propiedades del contenido de la caja quisieran saber y no pueden percibir?3. Discutan entre los grupos de trabajo los resultados de los cuestionamientos 1 y 2, e identifiquen similitude

diferencias entre las repuestas por todos los grupos, respecto del contenido de cada caja.

Respuestas:

Comentarios:

En equipo resuelvan la siguiente actividad experimental.




Evaluación

Actividad: 3 Producto: Experimento. Puntaje:Saberes


Infiere el concepto de modelocientífico.

Propone hipótesis.

Experimenta la percepciónsensorial.

Participa asertivamente en eltrabajo colaborativo.


docente


¿Qué es un modelo científico? ¿Para qué sirve un modelo científico? ¿Cuándo se debe cambiar un modelo?___________________________________________________________________________________________________

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Reflexionen lo estudiado en esta secuencia y respondan los siguientes cuestionamientos.



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Actividad: 4

Científico Contribución

Joseph John Thomson

Ernest Rutherford

Describan la contribución de cada uno de los siguientes científicos al conocimiento de laestructura atómica: Joseph John Thomson, Ernest Rutherford y James Chadwick. Anotenlos datos en la siguiente tabla.




Evaluación

Actividad: 4 Producto: Tabla. Puntaje:Saberes


Describe las aportaciones almodelo atómico actual realizadaspor Goldstein, Rutherford,Thomson y Chadwick.

Registra las aportacioneshistóricas.

Valora las aportaciones históricas.


docente

Actividad: 4 continuación

Científico Contribución

Eugen Golstein

James Chadwick



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Secuencia didáctica 2. Partículas subatómicas e isótopos.

Inicio

Actividad: 1

En un esquema o modelo identifica la ubicación y carga eléctrica de las partículassubatómicas: electrón, protón y neutrón.




Evaluación

Actividad: 1 Producto: a) Esquema o modelo,b) Tabla de datos. Puntaje:

Saberes


Identifica las características de lasdiversas partículas subatómicas.

Representa al átomo en unesquema.

Registra las características de laspartículas subatómicas.



docente


Completa el siguiente cuadro referido a las partículas subatómicas fundamentales.

Partícula Localización Masa (uma) Carga eléctrica Símbolo

Electrón

1 P+

neutra



BLOQUE 3

Desarrollo

Una serie de investigaciones que empezaron en la década de 1850 y se extendieronhasta el siglo XX, demostraron que los átomos poseen estructura interna; es decir,están formados por partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas.La investigación condujo al descubrimiento de tres de esas partículas: los electrones,los protones y los neutrones. Hay otras partículas subatómicas, pero son estas treslas importantes para la Química general. De ellas se obtiene información como: lacantidad de protones determina que átomo es analizado, los neutrones constituyenjunto con los protones el peso (masa) atómico, las reacciones de los átomos sondeterminadas por los electrones, en especial los del nivel de valencia o capa másexterna del átomo, que son compartidos, cedidos o adquiridos de otros átomos almomento de unirse para formar un compuesto.

Las partículas subatómicas se diferencian por sus masas (unidades de masa atómica o uma) y sus cargas eléc(coulomb), cuyas características se muestran en la tabla siguiente:

Partícula SímboloCarga eléctrica

(Coulombs)

Masa Localización enel átomogr uma

Electrón e- -1.6 x 10-19 (–1) 9.1 x10-28 0.00055≈0

giran alrededordel núcleo

Protón P+ +1.6 x 10-19 (+1) 1.67 x 10-24 1.00727≈1 en el núcleo

Neutrón N 1.68 x10-24 1.00866≈1 en el núcleo

*Debido a que la masa en gramos de estas partículas es muy pequeña, para simplificar la comparación entre las masas de diferentes átomquímicos han desarrollado una unidad de masa diferente denominada unidad de masa atómica (uma), actualmente se simboliza con la letra u

El electrón por ser la carga eléctrica más pequeña, se toma como referencia comparativa y se la asigna cargaasimismo, como su masa es la más pequeña de las tres partículas, se le asigna masa cero uma. Al conocernúmero y propiedades de cada una de las partículas que componen al átomo surgió la necesidad de represedefinir algunos conceptos relativos al átomo. Así surgieron los conceptos de: número atómico, número de mamasa atómica. El número atómico de un elemento indica la cantidad de protones que existen en el núcleo del áde un elemento y dado que el átomo en estado natural es eléctricamente neutro, este número de protones es ignúmero de electrones; se representa con la letra Z y cada elemento tiene un número atómico único. Por ejemplo,átomo cuyo número atómico sea 6 es de carbono, contiene 6 protones en su núcleo y 6 electrones girandoalrededor.

En la tabla periódica los elementos están organizados en orden creciente del número atómico, comenzando phidrógeno, con número atómico 1. Cada elemento sucesivo en la tabla periódica tiene átomos exactamente coprotón más que el elemento que le precede.

Z= número atómico = número de protones = número de electrones

Masa atómica

A

Símbolo deelemento

Z

Número atómico




La suma del número de protones más el número de neutrones de un átomo, se conoce como número de masa omasa atómica de ese átomo en particular y se simboliza con la letra A. En otras palabras, A=N + Z, con lo cual sedefine totalmente de que núcleo se trata. Por ejemplo, un átomo de uranio (U), que tiene 92 protones (Z=92) y 146neutrones (N) en su núcleo, tiene un número de masa (A) de 238, es decir, A= Z+N, por lo que, A= 92 +146= 238

A= número de masa= protones (P) + neutrones (N)

A= P +N

Con esta información, un átomo de composición conocida, como el de este ejemplo, se puede representar mediantela notación siguiente:

A finales del siglo XIX se creía que los átomos de un mismo elemento contenían el mismo número de protones y deneutrones. Sin embargo, en 1910, Joseph John Thomson descubrió que el neón tiene dos átomos con masasdiferentes. Conociendo que los átomos son eléctricamente neutros, dedujo que esos dos átomos del neón deberíantener diferente número de neutrones. Estudios posteriores demostraron que así como el neón, existen otros elementoscuyos átomos varían en su número de neutrones. Por ejemplo, se encontraron átomos de hidrógeno con número demasa 1 (protio) y otros con número de masa 2 (deuterio) y masa 3 (tritio), también se encontraron átomos de carbonocon número de masa 12 (Carbono 12), 13 y 14. (Carbono 14)

Debido a estos descubrimientos, a los átomos de un mismo elemento que tienen igual número de protones yelectrones (igual número atómico), pero diferente número de neutrones (difieren en su masa atómica), se les dio elnombre de isótopos.

La existencia de isótopos de un mismo elemento trajo como consecuencia una diferencia en la masa atómica de ese

elemento en particular. Para resolver este problema, los científicos calcularon la masa atómica promedio de unelemento a partir de la abundancia natural de sus isótopos. Por ejemplo, del cloro se conocen dos isótopos, uno connúmero de masa 35 (cloro 35) y con una abundancia de 75.4%, y otro con número de masa 37 (cloro 37) y 24.6% deabundancia, por lo que su masa atómica promedio es de 35.492 uma, es decir:

La masa atómica de un elemento es “un promedio ponderado de las masas de todos los isótopos naturales delelemento”. Generalmente, a la masa atómica se le conoce también como peso atómico.



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Una de las diferencias importantes entre los átomos de diferentes elementos, es que tienen masas distintas. Se que la masa de un átomo depende principalmente de la cantidad de neutrones y protones que contiene, y qsuma de protones y neutrones siempre es un número entero (no puede haber fracciones de protones ni neutro

sin embargo, la tabla periódica reporta valores fraccionarios para las masas de la mayoría de los elementosacuerdo internacional, se considera que un átomo del isótopo de carbono que tiene 6 protones y 6 neutrones (llam“carbono 12”) presenta una masa exactamente de 12 unidades de masa atómica. Este átomo de carbono 12 como patrón, de modo que una unidad de masa atómica, se define como una masa exactamente igual a 1/12 masa del átomo de carbono 12.

1 uma es aproximadamente la masa de un protón o de un neutrón. Las masas relativas de todos los demás átose determinaron por comparación con este patrón. Se ha demostrado experimentalmente que, en promedio, un áde hidrógeno tiene sólo el 8.4% de la masa del átomo de carbono 12. Si se acepta que la masa del átomo de car12 es exactamente 12 uma, entonces la masa atómica del hidrógeno es 1.008 uma, este dato es el que aparece tabla periódica.

Número atómico

1H1.008 Masa atómica

Estos valores que se presentan de las masas atómicas son relativos y se calculan con base en la masa atómica dcarbono 12 y son obtenidas a través del espectrógrafo de masas.

De la tabla periódica podemos obtener estos valores, sin embargo para efectos de poder utilizarlos de una mane

práctica, es necesario hacer un proceso de redondeo de las cifras decimales.

Espectrógrafo de Masas




Con ayuda de tu profesor interpreta y completa el siguiente cuadro:

17Cl35.45 11Na22.9819K

39.098O

15.9929Cu63.54

20Ca40.0725Mn54.93

Número atómico 17

Número de masa 35.5

Masa atómica 35.45

Protones 17

Electrones 17

Neutrones 18


http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htm



BLOQUE 3

Actividad: 2

Elemento Símbolo

Númeroatómico

(Z)

Masaatómica

(A)

Número deelectrones

Número deprotones

Número deneutrones

Nitrógeno 14 7

F 9 10

Plata 47 108

28 30Ca 40 20

O

26 30

Utilizando la tabla periódica, indica el número de protones, electrones y neutrones de los siguienelementos:

a) Yodo b) c) Anota el elemento con Z= 28 y A= 58.6

Elemento/Símbolo Protones Neutrones Electrones

a)Yodo (I)

b)Magnesio

c)

Con la siguiente información completa el cuadro. Si es necesario utiliza la tabla

periódica.




Evaluación

Actividad: 2 Producto: Ejercicios. Puntaje:

Saberes


Reconoce las partículassubatómicas y sus característicasmás relevantes.

Resuelve cálculos sencillosrelacionados con partículassubatómicas.



docente


ElementoNúmero de masa

(uma)Abundancia

isotópicaMasa atómica Nombre

Oxígeno (O)

16 15.9949

17 16.9991

18 17.9992

99.76

0.04

0.2

Oxígeno 16

Azufre (S)

32 31.972

33 32.971

34 33.968

36 35.967

95.06

0.74

4.18

0.02

Azufre 32

Carbono (C)

12 12.000

13 13.0033

14…..14.0032

98.9

1.1Radioisótopo

inestable

Carbono 12

Calcula la masa atómica de los siguientes átomos a partir de los datos presentados.



BLOQUE 3

Isótopos y sus aplicaciones.

A pesar de que todos los isótopos de un elemento tienen prácticamente las mismas propiedades químicas, no son igualmente estables, ni se presentan en la naturaleza en la misma proporción. Se han descubierto dos tipoisótopos: radiactivos y no radiactivos; los primeros son inestables, mientras que los segundos son estables.

La mayor parte de los elementos tienen varios isótopos. Así por ejemplo, el silicio que se emplea en los chips computadoras, se presenta en la naturaleza como una mezcla natural de isótopos de silicio-28, silicio-29 y silicio-

Los isótopos radiactivos, también conocidos como radioisótopos, buscan una forma de estabilizarse. Para logemiten algunas de los tres tipos de radiación conocidos y sufren cambios nucleares, convirtiéndose en otro tipátomos, que en general son isótopos estables, aunque también pueden dar origen a átomos de isótopos radiacPor ejemplo, los isótopos del radio-226 se descomponen espontáneamente y emiten radiaciones alfa, quepartículas de helio y un isótopo de radón-222 de la siguiente manera:

Al tiempo requerido para que la mitad de la muestra de los isótoposradiactivos de un elemento se desintegre, se le denomina vida media. Losisótopos varían mucho en su vida media; algunos tardan años o mileniosen perder la mitad de sus átomos por desintegración. Por ejemplo, la vidamedia del uranio-238 es de 4.5x109 años, y la del carbono-14 es de 5730años. Otros pierden la mitad de sus átomos en fracciones de segundos;por ejemplo, el fósforo-28 tiene una vida media de 270 x 10-3 segundos.

La Química nuclear es la parte de la Química que se encarga de estudiarlos cambios en este tipo de isótopos su aplicación se realiza en diversas

áreas; por ejemplo, en medicina las enfermedades que se considerabanincurables, pueden diagnosticarse y tratarse con eficacia empleandoisótopos radiactivos.

Las aplicaciones de la Química nuclear a la Biología, la industria y laagricultura han producido una mejoría significativa en la condiciónhumana. Otras áreas donde tienen aplicación los radioisótopos son:Geología, Paleontología, Antropología y Arqueología. Actualmente, sedesarrollan nuevas aplicaciones y nuevos radiofármacos con la finalidad de ampliar la gama de procedimiereducir las enfermedades adquiridas por los alimentos y prolongar el periodo de conservación mediante la utilizde radiaciones, y estudiar los medios para disminuir la contaminación originada por los plaguicidas y los prodagroquímicos.

La radiactividad puede ser peligrosa y sus riesgos no deben tomarse a la ligera, la exposición a altos niveles es ne incluso fatal. Lamentablemente, las radiaciones que estos isótopos radiactivos generan, pueden dañar las célullos seres vivos y a partir de ciertas dosis, ocasionan tumores malignos y mutaciones genéticas.




Cierre

Evaluación

Actividad: 3 Producto: Reporte escrito. Puntaje:Saberes


Describe las aplicaciones dealgunos isótopos radiactivos.

Busca, selecciona y reportainformación sobre el uso deisótopos radiactivos.


Valora las aplicaciones de losisótopos en la vida cotidiana.


docente

Actividad: 3

Cobalto-60

Yodo-131

Carbono-14

Sodio-24

Iridio -192

Investiga las aplicaciones, con sus posibles peligros, de cada uno de los siguientesisótopos:



BLOQUE 3

Evolución de los modelos atómicos

Dalton (1803)

Thomson (1904)(cargas positivas ynegativas)

Rutherford (1911)(el núcleo)

Bohr (1913)(niveles de energía)

Schrödinger (1926)(modelo de nube deelectrones)




Debes leeratentamente elsiguiente tema,para resolver laactividad 2

Secuencia Didáctica 3.Modelo atómico actual.

Inicio

Evaluación

Actividad: 1 Producto: Glosario. Puntaje:

Saberes


Verifica conceptos sobreestructura atómica.

Obtiene información y redacta unglosario.

Expresa con veracidad losconceptos solicitados.



Desarrollo

El modelo atómico actual se basa en el estudio de una rama de la Física conocidacomo la Mecánica Cuántica o Mecánica Ondulatoria fundada entre otros porHeisenberg y Schrödinger.

La mecánica cuántica (conocida también como mecánica ondulatoria) se encarga de

estudiar el movimiento de partículas pequeñas como el electrón. A partir de losestudios realizados en esta ciencia, surge un nuevo modelo para el átomo llamadomodelo de la mecánica cuántica o modelo mecánico cuántico.

El modelo actual del átomo fue desarrollado principalmente por Erwin Shrödinger, y enél se describe el comportamiento del electrón en función de sus característicasondulatorias.

La teoría moderna supone que el núcleo del átomo está rodeado por una tenue nubede electrones, lo cual conserva el concepto de niveles estacionarios de energía, pero adiferencia del modelo de Bohr, no le atribuye al electrón trayectorias definidas (orbita),sino que describe su localización en términos de su probabilidad (orbital).

Niels Bohr

Actividad: 1

Átomo, protón, electrón, neutrón, partículas subatómicas, isótopo, número atómico, peso atómico, estado basal,

estado excitado, valencia y radiactividad.

Investiga los siguientes conceptos sobre estructura atómica; reportarlos como glosario.



BLOQUE 3

El nuevo modelo atómico se desarrolló con varias aportaciones siendo las principales:

Concepto de estados estacionarios de energía del electrón propuesto por Bohr.

Normalmente los electrones se encuentran en el nivel de mínima energía (estado basal ofundamental), pero pueden absorber energía pasando a un nivel superior más alejado delnúcleo (estaco excitado); este estado es inestable y al regresar el electrón a su nivel originalemite la energía absorbida en forma de radiación electromagnética.

Principio de incertidumbre de Werner Heisenberg.

Afirma que “no es posible conocer al mismo tiempo la posición y la velocidad de un electrón”. Elelectrón puede estar en cualquier sitio alrededor del núcleo, menos en el núcleo mismo: hayregiones de ese espacio donde es muy probable encontrarlo y otras donde es poco probablelocalizarlo. La representación de la probabilidad se llama nube de carga o nube electrónica y lasregiones del espacio que rodean al núcleo y donde la probabilidad de encontrar el electrón esmayor, se llaman orbitales.

Principio de la dualidad de la materia sugerido por Luis de Broglie.

Propuso que los electrones, al igual que los fotones (cuantos de energía luminosa) secomportan como partículas (masa) y ondas (energía). La hipótesis de De Broglie fue apoyadapor hechos experimentales al demostrarse que un haz de electrones podía ser difractadohaciéndolo pasar a través de un sólido cristalino, de la misma manera que un rayo de luz esdifractado por una rejilla. Erwin Schrödinger tomó esto en cuenta para formular la ecuaciónondulatoria.

Principio o ecuación de onda de Erwin Schrödinger.

En 1926, Erwin Schrödinger formula la llamada ecuación de onda de Schrödinger, que describeel comportamiento y la energía de las partículas submicroscópicas. Es una función queincorpora tanto el carácter de partícula (en función de la masa) como el carácter de onda en

términos de una función de onda.

La ecuación de onda, establece la relación entre la energía del un electrón y la distribución deéste en el espacio, de acuerdo con sus propiedades ondulatorias. En esta ecuación aparecenlos números cuánticos n, l y m.

Principio de Dirac-Jordan.

Paul Adrian Dirac y Ernest Pascual Jordan, en la ecuación Dirac-Jordan aparece el cuartonúmero cuántico denominado de espín s. Actualmente esta ecuación es la que establece conmayor exactitud la distribución de los electrones, este cuarto número cuántico no es resultadode la ecuación de onda de Schrödinger, pero además representa un principio de exclusiónpresentado por Wolfgang Pauli el cual establece “dos electrones no podrán tener los mismos

cuatro números cuánticos, es decir dos electrones no pueden ocupar el mismo espacio al mismotiempo”

Werner Heisem

Luis de Brog

Erwin Schröd

Paul Adrian




Números cuánticos.

La mecánica cuántica describe al átomo exclusivamente a través de interpretacionesmatemáticas de los fenómenos observados. Puede decirse a grandes rasgos, que en laactualidad se considera que el átomo está formado por protones y neutrones, rodeado

por una serie de niveles estacionarios de energía dentro de los cuales existen a su vezsubniveles con un número determinado de orbitales en los que es posible localizar a loselectrones, los cuales se mantienen girando sobre su propio eje.

Los números cuánticos son el resultado de las ecuaciones de Schrödinger y Dirac-Jordan, e indican la zona atómica donde es probable encontrar al electrón. Son cuatrollamados números cuánticos: principal, secundario, magnético y de espín serepresentan respectivamente con las letras n, l, m y s.

Número cuántico principal (n)

El número cuántico principal designa el nivel energético principal en el cual se localizaun electrón dado; este número también expresa la energía de los niveles dentro delátomo. El número cuántico “n” puede asumir

teóricamente cualquier valor entero desde1 hasta infinito, aunque con 7 valores (1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7) es posible satisfacer a todoslos átomos conocidos actualmente.

El número cuántico principal es una medida del tamaño del orbital, mientras más grande sea el valor de n, mayor serásu órbita y los electrones estarán más alejados del núcleo.

Cada nivel energético puede contener un número limitado de electrones dado por la expresión 2 n2.

Número cuántico secundario (l)

El número cuántico secundario determina la energía asociada con el movimiento del electrón alrededor del núcleo; porlo tanto, el valor de “ l” indica el tipo de subnivel en el cual se localiza el electrón y se relaciona con la forma de la nubeelectrónica.

Cada nivel electrónico se divide en subniveles que contienen electrones de la misma energía.Los valores de “ l” están determinados por el valor de “ n”; para cierto nivel, “ l”, puede asumir cualquier valor entero,pero iniciando siempre con el valor de 0 (cero) hasta un último valor igual a “ n-1”.

Ernest Pascual Jordan



BLOQUE 3

Así para n=1 sólo hay un valor posible, el valor es 0. (1-1=0).

Si n=2 hay dos valores de: l = 0 y l =1

Para n=3 hay tres valores posibles 0, 1 y 2.

Con n=4 son cuatro valores posibles del

, son 0, 1, 2 y 3.Para el 5°, 6° y 7° nivel energético, teóricamente habría 5, 6 y 7 subniveles, respectivamente, sólo que, para los átconocidos, son suficientes 4 subniveles

A los subniveles se les asignan las letras s, p, d y f. Cada nivel tiene un número específico de subniveles tal y commuestra en la siguiente tabla:

Nivel n

Valor de l

0 hasta n-1Número desubniveles

Tipo de orbital0=s, 1=p, 2=d y 3=f

1 0 1 s (sharp, agudo en español)

2 0,1 2 s, p (principal)

3 0,1,2 3 s, p, d (difuso)

4 0,1,2,3 4 s, p, d, f (fundamental)

5 0,1,2,3 4 s, p, d, f

6 0,1,2 3 s, p, d

7 0,1 2 s, p

Número cuántico magnético (m)

Determina la orientación espacial del orbital. Se denomina magnético porque ésta orientación espacial se acostudefinir con relación a un campo magnético externo. Puede tomar valores positivos y negativos, incluso el cero

calcula con la fórmula m=2 l +1, lo que quiere decir que depende del valor de l . Por ejemplo:

Si l =0, entonces m=2(0)+1=1, por lo que m toma el valor de 0. Un solo valor, es decir, un solo orbital.

Si l =1, entonces m=2(1)+1=3, por lo que m toma tres valores. -1, 0 y +1.

Si l =2, entonces m=2(2)+1=5, por lo que m tiene 5 valores -2, -1, 0 +1 y +2

Si l =3, entonces m=2(3)+1=7, los valores de m son siete -3, -2, -1, 0 +1, +2 y +3.

Formas y orientaciones de los orbitales atómicos

Orbitales de tipo “s” y las tres orientaciones de orbitales de tipo “p”




Las cinco orientaciones de los orbitales del tipo “d” y las siete orientaciones de los orbitales del tipo “f”

Número cuántico de espín (s)

Este número cuántico describe la orientación del giro del electrón. Expresa el campo eléctrico generado por elelectrón al girar sobre su propio eje, el cual sólo puede tener dos direcciones, una en el sentido de las manecillas del

reloj y la otra en sentido contrario; los valores numéricos permitidos para el número cuántico espín s son:+1/2 y-1/2 ↓.

En cada orbital hay espacio para máximo 2 electrones, uno con giro positivo y el otro con giro negativo. Las dosorientaciones generalmente se designan con flechas ↑↓, las cuales representan el sentido del electrón.

En resumen, “ n” indica la capa o nivel en la cual se encuentra el electrón del átomo; “ l” indica la subcapa o subniveldentro de esa capa o nivel y el tipo de orbital;” m” especifica el número de orbitales dentro de esa subcapa o subnively “ s” representa el giro que puede tener el electrón sobre su propio eje.

s= +1/2 s= -1/2



BLOQUE 3

El siguiente cuadro concentra un resumen de los cuatro números cuánticos.

Nivel deenergía (n)

Subnivel de

energía yorbitales (l)

Orientación de orbitales(m)

Número de

electronespor subnivel

Número de

electronespor nivel

n=1 l =0 s 0 2 2

n=2

l =0 s 0 2

8l =1 p -1, 0, +1

px, py, pz6

n=3

l =0 s 0 2

18

l =1 p -1, 0, +1 6

l =2 d -2, -1, 0, +1, +2d1, d2, d3, d4, d5

10

n=4

l =0 s 0 2

32

l =1 p -1, 0, +1 6

l =2 d -2, -1, 0, +1, +2 10

l =3 f -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7

14




Actividad: 2

Escribe sobre la línea el símbolo n, l, m, s; según corresponda a la información que ofrece cada número cuántico.

La distancia del electrón al núcleo _______________

La orientación del giro del electrón _______________

Sus posibles valores son 0, 1, 2 y 3 _______________

El número de orbitales de un subnivel _______________

La orientación del orbital en el espacio _______________

La energía de un electrón _______________El subnivel donde se localiza un electrón _______________

Número cuántico con valores -2, -1, 0, +1, +2 _______________

Adquiere valores del 1 al 7 _______________

Determina la forma del orbital _______________

Toma valores de +1/2 y -1/2 _______________

Describe los cuatro números cuánticos utilizados para caracterizar un electrón de un átomo:

Resuelve los siguientes cuestionamientos, sobre números cuánticos.



BLOQUE 3

Evaluación


Saberes


Describe los valores y significadosde los números cuánticos.

Utiliza la información leída yresuelve cuestionamientos.



docente


Responde brevemente lo solicitado en cada caso.

¿En qué difiere un orbital atómico de una órbita?

_________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

De los siguientes orbitales 1p, 2s, 2d, 3p, 3d, 3f, 4g ¿Cuáles no existen? Explica por qué.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________




Configuración electrónica.

La configuración electrónica es “la distribución de los electrones de un átomo en sus diferentes niveles, subniveles yorbitales energéticos, de forma que esa distribución sea la más estable, es decir, la de menor energía”. Para escribircorrectamente una configuración electrónica se deben aplicar las siguientes reglas:

Principio de edificación progresiva o Principio de Aufbau: los electrones deben acomodarse primero en losorbitales de menor energía, o sea, aquéllos donde la suma de n+1 sea menor, es decir: “cada nuevo electrónañadido a un átomo entrará en el orbital disponible de menor energía”. Cuando los subniveles tienen el mismovalor de n+1 se llena primero la subcapa n más baja. Para entenderlo mejor se utiliza el siguiente diagrama (reglade diagonales).

En general se sigue el orden de llenado que indican las flechas según la ilustración:

Principio de exclusión de Pauli: dos electrones de un mismo átomo no pueden tener el mismo conjunto de cuatronúmeros cuánticos iguales. Esto conduce a entender que ningún orbital puede contener más de dos electrones yesos dos electrones no tienen los mismos valores de números cuánticos.

Cada orbital admite comomáximo 2 electrones (e-)

1s2

2s2

3s2

4s2

5s2

6s

2

7s2

2p6

3p6

4p6

5p6

6p

6

7p6

3d10

4d10

5d10

6d

10

4f14

5f14



BLOQUE 3

Regla de Hund o Principio de la Máxima Multiplicidad: establece que el ordenamiento más estable de electes aquel donde está el número máximo de electrones desapareado (no están formando pareja); todos ellos tel spin en el mismo sentido.

Considerando las energías relativas de los orbitales de un átomo, el orden de ocupación será el siguiente: 1s, 2s3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

Para escribir la configuración electrónica debe utilizarse la notación:

nlx

Donde:

n= Nivel de energía donde se localiza el electrón.l= El subnivel de energía donde se encuentra el electrón.x= El número de electrones de ese subnivel.

Ejemplo:

El flúor tiene 9 electrones su configuración electrónica, siguiendo las reglas señaladas es:

9 F 1s2 2s2 2p5

A esta configuración electrónica se le conoce como configuración algebraica.Existe otra manera de representar la distribución de los electrones conocida como configuración gráfica. Utilizannotación:




Los símbolos n y l siguen significando nivel y subnivel respectivamente, el orbital con una línea, los electrones serepresentan con las flechas; indicando cada una un electrón y la orientación de su giro. La configuración gráfica delflúor entonces es:

Una tercera configuración recibe el nombre de configuración puntual o de Lewis.

Para poder saber cómo se hace este tipo de configuración, es necesario primero entender dos conceptos:

Nivel de Valencia: Es el nivel de mayor energía que contiene electrones en un átomo.

Electrones de valencia: Se denomina así al número de electrones que un átomo tiene en el nivel de valencia.

En el caso del flúor el nivel de valencia es el nivel 2 y t iene 7 electrones de valencia.

A la configuración de Lewis también se le llama puntual, debido a que se utilizan puntos para representar, en torno alsímbolo del elemento, los electrones de valencia que éste contiene de acuerdo con la siguiente notación general.

X = Símbolo del elemento.

s = Representa los puntos que indican cuántos electrones de Valencia tiene el elemento en el orbital “s”.

px = Representa los puntos que indican cuántos electrones de Valencia tiene el elemento en el orbital px.

py = Representa los puntos que indican cuántos electrones de Valencia tiene el elemento en el orbital py.

pz = Representa los puntos que indican cuántos electrones de Valencia tiene el elemento en el orbital pz.

Para el ejemplo del flúor entonces su configuración puntual es la siguiente:



BLOQUE 3

Cierre

Actividad: 3

ElementoConfiguración

Algebraica Gráfica Puntual

7N

13 Al

18 Ar

Representa en un esquema (modelo) el átomo de los elementos N, Al y Ar.

Realiza las configuraciones algebraica, gráfica y puntual para cada elemento.




Evaluación

Actividad: 3 Producto: a) Configuraciones, b)Modelos. Puntaje:

Saberes


Explica las reglas para elaborarconfiguraciones electrónicas.

Desarrolla e interpretaconfiguraciones electrónicas.

Representa modelos atómicos apartir de la configuraciónelectrónica.


Obedece las reglas de lasconfiguraciones electrónicas.


docente


ElementoNombre ysímbolo

Númeroatómico

ZConfiguración algebraica

No. deelectrones de

valencia

Masaatómica

A

No. deprotones

No. deneutrones

15

41

12

Berilio

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

4s

2

3d

10

4p

6

5

2

4d10 5p3

Utilizando como apoyo la tabla periódica, completa la siguiente tabla con la

información solicitada:



Interpreta la Tabla Periódica. Unidades de competencia:Explica las propiedades y características de los grupos de elementos, considerando suubicación en la Tabla Periódica, y promueve el manejo sustentable de los recursos mineralesdel país.

Atributos:Durante el presente bloque se busca desarrollar los siguientes atributos de lascompetencias genéricas:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.

5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretarinformación.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




102 INTERPRETA LA TABLA PERIÓDICA

Secuencia didáctica 1.Evolución de la clasificación de los elementos químicos.

Inicio

Evaluación


Saberes


Interpreta la información de laconfiguración electrónica.

Relaciona la configuraciónelectrónica de los elementos consu posición en la tabla periódica.

Verifica la necesidad de losconocimientos previos paraseguir aprendiendo.


docente

Actividad: 1

¿Qué relación tiene el número atómico y la configuración electrónica de un elemento, con su posición en la TablaPeriódica?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿En qué se parece la configuración de los siguientes elementos?

a) 3Li, 4Be y 7N______________________________________________________________________________________

b) 3Li y 19K _________________________________________________________________________________________

¿Por qué al reaccionar con el agua se observa un comportamiento similar de los elementos sodio (Na), rubidio(Rb), potasio (K) y cesio (Cs)?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Con base en lo estudiado en el bloque anterior, y con el uso de la Tabla Periódica,reflexiona y responde los siguientes cuestionamientos:



BLOQUE 4

Desarrollo

El siglo XIX, se caracterizó por un enorme desarrollo científico. Hacia el año de 1830 se habían identifaproximadamente 55 elementos y se intentaban diferentes maneras de clasificarlos. El primer esquemclasificación de los elementos lo realizó Jöns Jacob von Berzelius en 1813. Dividió los elementos naturales en

grandes grupos: metales y no metales. Los elementos metálicos eran los que tenían cierto brillo característico,maleables y dúctiles, y conducían el calor y la electricidad. Los no metales eran los que tenían diversos aspfísicos como frágiles, sin brillo y no conducían el calor ni la electricidad.

Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la representaciónperiódica actual. La tabla periódica de los elementos es uno de los instrumentos másimportantes que ha inventado el hombre. En este documento se reúne la mayor partedel conocimiento de la Química. Este sistema periódico de clasificación de loselementos fue creado 200 años atrás, y a pesar de los grandes avances científicos quehan ocurrido en los últimos 100 años, como la teoría de la relatividad y la mecánicacuántica, la estructura básica del mismo no ha sido modificada. Además los nuevosdescubrimientos han podido ser incorporados rápidamente a la antigua estructura. Eltérmino periódico refleja el hecho de que los elementos presentan patrones de variación

de sus propiedades tanto físicas como químicas en ciertos intervalos regulares.

Esta presentación facilita el estudio de las características de los elementos, ya que nosería fácil aprender las propiedades de cada uno de ellos. Conociendo las características fundamentales de algelementos es posible deducir la de los demás separándolos en grupos o familias.

A continuación se presentan algunas de las principales aportaciones a la construcción de la tabla periódica qutiliza en la actualidad.

Las triadas de Döbereiner.

En 1817 Johann Döbereiner, publicó artículos donde se mostraba una relación entre la masa atómica de celementos y sus propiedades. En su informe mencionaba la existencia de similitudes entre elementos agrupado

tríos que él denomino triadas. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo que pone en evidencia q masa atómica del elemento intermedio (en este caso el bromo) es el promedio de las masas atómicas de los dos integrantes.

Las octavas de Newlands.

De 1863 a 1866 John Newlands propuso la “Ley de octavas” la cual establece que alagrupar los elementos en orden de menor a mayor peso atómico, el octavo elementotiene propiedades semejantes al primero, el noveno al segundo y así sucesivamente,comparando esta relación con las octavas de las notas musicales, sin embargo no fuetomado en cuenta por otros científicos.

Ley periódica.

En 1869 Dimitri Ivánovich Mendeleiev junto con Julius Lothar Meyer, trabajando cada uno en su país, pusieron finclasificación de los elementos al realizar un ordenamiento decisivo y encontrar que los elementos colocados eorden creciente de sus pesos atómicos tienen propiedades similares y que esto ocurre en forma continua o perió

De ahí fue que se propuso una Ley periódica de los elementos, en la cual se consideraba a las propiedades delementos como una función periódica de sus masas atómicas y en ese mismo año se publicó un artículo, ddescribían una “carta” periódica, dejando espacios vacíos que pertenecían a elementos que aún no se descuHabía un problema con la tabla; si los elementos se colocaban de acuerdo con sus masas atómicas ascendentesejemplo, el telurio y el yodo parecían estar en las columnas equivocadas.




La tabla periódica de Moseley.

Entre 1913 y 1914 el físico inglés Henry Moseley, utilizando rayos X, descubrió quepodía determinar el número de protones de un elemento (número atómico) y que alclasificar a los elementos con base a este dato se determinó una verdadera

periodicidad, corrigiendo de esta manera las diferencias que había en la tablaperiódica diseñada por Mendeleiev y Meyer. Como resultado del trabajo de Moseleyse revisó la tabla periódica en la cual, hoy en día, se utiliza la clasificación con baseen los números atómicos de los elementos, en lugar de sus masas atómicas. Elenunciado actual de la Ley periódica es: “que las propiedades de los elementos y de

los compuestos que forman son una función periódica de sus números atómicos”.

a) ¿Cuál fue la primera clasificación de los elementos y en base a qué se dio la agrupación?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

b) ¿Cuál fue el criterio que utilizó Mendeleiev para clasificar a los elementos en su tabla periódica?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

c) ¿Cuál es la diferencia entre la Ley periódica enunciada por Mendeleiev y Meyer, con la Ley Periódica actual?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

d) ¿Cuál crees que fue el motivo de construir la tabla periódica?___________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Lee los párrafos anteriores y responde las siguientes cuestiones.

Actividad: 2



BLOQUE 4

Ubicación y clasificación de los elementos en la tabla periódica.

Una representación de los elementos químicos en una forma fácil y sencilla derecordar fue ideada por Jons Jakob Berzelius (1814). Para ello empleó las letras delalfabeto, usando la inicial del nombre del elemento o la inicial y la letra representativade dicho nombre. Los símbolos de los elementos químicos constan de una o dos

letras máximo. Si es una letra, debe ser mayúscula, y si son dos, la primera esmayúscula y la segunda minúscula invariablemente. Se exceptúan, en el presente, loselementos del 104 en adelante, en 1976 se propuso un sistema para nombrarlos enforma provisional.

Tabla periódica larga.

La clasificación actual recibe el nombre de tabla periódica larga. En esta tabla se distinguen columnas vertllamadas grupos y renglones horizontales llamados periodos. La tabla periódica de los elementos organizelementos químicos. A los grupos se les asignan números romanos, el cero y las letras A y B. Pero, la numerrecomendada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (UIQPA o IUPAC) recomendó designar el gcon los números del 1 al 18, sin distinguir si son A o B. En tanto, los períodos se identifican con números del 1 al

Evaluación


Saberes


Describe los antecedenteshistóricos de la clasificación de los

elementos químicos.Identifica las propuestas ypersonajes más relevantes con eldesarrollo de la tabla periódica.

Explica los criterios declasificación de los elementosquímicos.

Se expresa con veracidad.


docente

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1

Período

1 1S1

1

2 2S1

2S2

2P1

2P2

2P3

2P4

2P52

3 3S1

3S2

3P1

3P2

3P3

3P4

3P53

4 4S1

4S2

3d1

3d2

3d3

3d4

3d5

3d6

3d7

3d8

3d9

3d10

4P1

4P2

4P3

4P4

4P54

5 5S1

5S2

4d1

4d2

4d3

4d4

4d5

4d6

4d7

4d8

4d9

4d10

5P1

5P2

5P3

5P4

5P55

6 6S1

6S2

5d1

5d2

5d3

5d4

5d5

5d6

5d7

5d8

5d9

5d10

6P1

6P2

6P3

6P4

6P56

7 7S1

7S2

6d1

6d2

6d3

6d4

6d5

6d6

6d7

6d8

6d9

6d10

7P1

7P2

7P3

7P4

7P5

7

6 4f 1

4f 2

4f 3

4f 4

4f 5

4f 6

4f 7

4f 8

4f 9

4f 10

4f 11

4f 12

4f 13

4f 14

7 5f 1

5f 2

5f 3

5f 4

5f 5

5f 6

5f 7

5f 8

5f 9

5f 10

5f 11

5f 12

5f 13

5f 14

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/J_J_Berzelius.jpg




Grupos, periodos y bloques.

Grupos.

A los grupos tradicionalmente se les conoce también como familias debido a la similitud en las propiedades químicasque presentan los elementos que integran cada grupo.

Si observas la tabla periódica, te darás cuenta que los elementos están colocados en forma vertical o columnas. Cada

columna es un grupo o familia, de tal manera que la tabla periódica está formada por 18 grupos, de los cuales 8pertenecen a la Serie A y 10 a la Serie B. Para identificarlos se les ha asignado un número romano, seguido de la letraque te indica a qué serie pertenece dicho grupo, de tal forma que para las dos series, los grupos quedaríannumerados de la siguiente manera:

SERIE A: IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIASERIE B: IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB

Observa el grupo VIIIB en la tabla periódica y te darás cuenta que está formada por tres columnas o grupos deelementos, por lo cual esta serie está constituida por un total de 10 grupos.



BLOQUE 4

Cuando se descubrió la ordenación periódica de los elementos, ésta se realizó de forma tal que los elementospropiedades químicas similares cayeran en la misma vertical, en el mismo grupo, de manera que algpropiedades, que dependen más o menos directamente del tamaño del átomo, aumentaran o decrecregularmente al bajar en el grupo (afinidad electrónica, potencial de ionización, electronegatividad, radio atómvolumen atómico). De esta forma el hecho de conocer la tabla periódica significa poder predecir las propiedade

los elementos y sus compuestos: valencia, óxidos que forman, propiedades de los óxidos, carácter metálico, etcé

Lo anterior permite que algunos grupos de elementos reciban nombres específicos, por ejemplo:

Grupo IA Metales alcalinos (cenizas)

Grupo IIA Metales Alcalino-térreos.

Grupo IIIA Familia del Boro.

Grupo IVA Familia del Carbono.

Grupo VA Familia del Nitrógeno.

Grupo VIA Familia del Oxígeno.

Grupo VIIA Familia de los Halógenos.

Grupo VIIIA Gases Nobles, Gases Inertes o Grupo Cero (debido a la tendencia que presentan estos elemen

a no reaccionar, en condiciones normales, o combinarse ni aun entre ellos).

A las familias que integran el grupo A representado por las columnas IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA y VIIIA, tambiles conoce como elementos representativos. Dado que el número romano del grupo en el se encuentran localizdentro de la tabla, es igual al número de electrones de valencia que cada elemento posee en su nivel de valenmayor energía. Así los elementos del grupo IA todos tienen un solo electrón de valencia y su configuración de Lewtambién igual y todos ellos (representativos) terminan su configuración en subnivel “s” o subnivel “p”.

Por ejemplo, el y el son elementos representativos del grupo IA. De esta forma al conocer la configurpuntual de un elemento se determina su localización en la tabla periódica y, a la inversa conociendo su localizen la tabla se determina su configuración electrónica.

Los elementos que forman parte de los grupos de la serie B, no cumplen con la característica de los grupos serie A, y su localización en la tabla se hace con base en el número de electrones que el elemento posee en el úsubnivel de su configuración, el cual puede ser “d” o “f”. De tal manera que para los elementos del bloque “dgrupos que les corresponden son:

IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIBd1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

Ejemplo: para el cromo (24Cr) su configuración es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4, por lo tanto su ubicación en la periódica es en el grupo VIB.

Periodos.

Observa detenidamente tu tabla periódica y te darás cuenta que los elementos también se localizan en fhorizontal o renglones, a los cuales se les denomina períodos. En total la tabla periódica está dividida en renglones o períodos.

Para todos los elementos de la tabla periódica, el número de período, contando de arriba hacia abajo, en el cuencuentran localizados, es igual a su Nivel de Valencia o bien indica el total de niveles de energía del átomo.




Por ello, el berilio y el flúor pertenecen al periodo 2, sus configuraciones así lo demuestran; ya que el nivel de valenciaen ambos casos es el nivel 2.

4Be 1s2 2s2 9F 1s2 2s2 2p5

Bloques.

La tabla periódica actual no solamente se ha organizado en función del número atómico, sino que considera para suconstrucción la configuración electrónica de cada uno de los elementos. Los bloques en la tabla periódica se handesignado con base en el subnivel de energía en que termina la configuración electrónica de los elementos que losconforman, de tal manera que resultan cuatro bloques, uno para cada subnivel de energía llamados : bloque “s”,

bloque “p”, bloque “d” y bloque “f”; de tal manera que cada serie está formada por dos bloques, la Serie A contiene a los bloques “s” y “p”, y la Serie B contiene los bloques “d” y “f”.

Estas divisiones se muestran en la siguiente representación:

Empleando como criterio ordenador la configuración electrónica y observando las cuatro clases o bloques deelementos ( s, p, d, f ) se pueden reconocer cuatro tipos fundamentales de elementos:

Gases raros o gases nobles: Tienen la capa de valencia ( n) llena, configuración ns2np6, excepto el helio cuyaconfiguración es 1s2.

Elementos representativos: En su capa de valencia los electrones ocupan los orbitales s y p; la configuraciónrespectiva de la capa de valencia es: ns1, ns2, ns2np1, ns2np2, ns2np3, ns2np4, ns2np5, ns2np6; correspondientes delgrupo IA al VIIIA.

Elementos de transición: En los cuales el orbital d está incompleto pudiendo tener de uno a diez electrones (d 1 ad10). El orbital s del siguiente nivel energético tiene dos electrones.

Elementos de transición interna: tienen incompletos los niveles penúltimo y antepenúltimo. En el nivel

antepenúltimo está incompleto el orbital f , que puede tener de uno a catorce electrones (f1

a f14

).

La ubicación de un elemento en la tabla periódica, a partir de su configuración electrónica se interpreta: el nivel devalencia nos indica el periodo dónde localizarlo, el último subnivel nos muestra el bloque con la correspondiente serie

A o B, y el grupo se ubicará dependiendo si es representativo o no. Ubiquemos al potasio (19K) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1.Su nivel de valencia es el nivel cuatro, el último subnivel de la configuración es el “s” y el número de electrones devalencia es uno. A partir de esta información ubicamos, respectivamente, al potasio en el periodo 4, en el bloque “s”;por lo tanto le corresponde la serie A, es decir, es un elemento representativo, entonces su grupo es el IA.(Compruébalo buscándolo en la tabla periódica).



BLOQUE 4

Cierre

Actividad: 3

Con base en la tabla periódica completen el siguiente cuadro.

Periodos(nivel de energía)

Inicia en Termina con No.de elementos

2 Li Ne 8

7

En equipo, desarrollen las siguientes actividades:





Utilizando la tabla periódica identifiquen: símbolo y número atómico de los elementos:

a) Familia de los metales alcalinosb) Familia de los halógenosc) Grupo del carbonod) Familia del oxígeno

IA VIIA IVA VIA

Contesten las siguientes preguntas; si es necesario utilicen la tabla periódica.

¿Cuántos grupos o familias forman al bloque s? ¿Cómo se llaman?

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

¿Qué tipo de elementos conforman el bloque d?

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

¿Con qué relacionas s, p, d, f?

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________



BLOQUE 4


En el siguiente esquema de tabla periódica, tracen las divisiones de los grupos, periodos y

bloques. Pueden utilizar diferentes colores para distinguir los bloques. Una vez que terminen lostrazos contesten lo siguiente:

¿Cuáles bloques de la tabla periódica agrupan a los elementos metálicos? ¿Cuántos grupos se encuentranellos?

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

¿En cuál periodo se encuentra el mayor número de elementos no metálicos? ______________________________

¿Cuáles de los siguientes elementos Be, Cs, Ar, Sr, F, I; tienen propiedades químisemejantes?______________________________________________________________________________________

Con base en su configuración clasifica a los siguientes elementos en metal o no metal.

a) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f8 ____________________________________________________

b) 1s22s22p5 ________________________________________________________________________________

c) 1s22s22p63s23p64s2 ________________________________________________________________________




Evaluación


Saberes


Clasifica los elementos de latabla periódica en grupos,periodos y bloques.Interpreta la información de latabla periódica.

Relaciona la interpretación de laconfiguración electrónica de loselementos con su posición en latabla periódica.

Actúa en forma disciplinada.Muestra actitud positiva en eltrabajo colaborativo y en clase.


docente

Elemento Configuración Periodo Bloque Serie Grupo

22Ti

16S

10Ne

47 Ag

A partir de la configuración electrónica de los siguientes elementos, determina su posiciónen la tabla periódica:




BLOQUE 4

Secuencia Didáctica 2.Principales familias de elementos.

Inicio

Actividad: 1

Objetivo: Observar las propiedades físicas de algunas sustancias para determinar si son metales o no metales.

Si es necesario investiguen qué significa: maleable, dúctil, metaloide, tenaz, semiconductor, conductor, metal, nometal.

Ejemplo dematerial y su uso

Estado deagregación

TenacidadFrágil/Tenaz

Es maleableSi / No

Es dúctilSi / No

EsbrillosoSi/ No

Clasifícalo(metal, no metal,

metaloide)

Carbón, utilizadopara asar carne

Sólido Frágil No No No No metal

Descripción de la actividad.__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Observen en sus casas y entorno; de lo observado, enlisten 10 materiales que utilicencotidianamente, regístrenlos en la siguiente tabla. Anoten sus principales propiedades yclasifíquenlos, a partir de éstas en metal, no metal o metaloide. Describan susobservaciones y lo que hayan realizado para decidir la clasificación.




Desarrollo

Los elementos en la tabla periódica.

El orden en que se presentan los elementos en la tabla periódica no es mera casualidad, es más bien un orden naturalya que, en la naturaleza los elementos químicos se encuentran distribuidos de la misma forma como se observan enla tabla periódica, lo cual ha sido de gran utilidad en la búsqueda de yacimientos de elementos y sus compuestos. Enlos Montes Urales en Rusia, los geólogos han encontrado todos los elementos distribuidos tal y como están en latabla periódica, los gases como el hidrógeno y el helio se encuentran en la superficie y los demás elementos le siguenen profundidad. Y en nuestro país, México, es muy conocido el hecho de que en Taxco se encuentran minas de platay muy cerca en la ciudad Iguala algunas minas de oro. De igual forma que en la tabla periódica, el oro y la plata selocalizan en el mismo grupo.

Uno de los principios fundamentales en Química, es el uso de la tabla periódica para correlacionar las característicasgenerales de los elementos. De acuerdo con ciertas características comunes, los elementos se clasifican en metales,no metales, gases raros o nobles y semimetales o metaloides.

De los elementos conocidos, sólo 25 son no metálicos; su química a diferencia de los metales, es muy diversa. Apesar de que representan un número muy reducido, la mayoría de ellos son esenciales para los sistemas biológicos(C, H, O, N, P y S principalmente) En el grupo de los no metales se incluye a los menos reactivos, los gases nobles.Propiamente, el hidrógeno no es metal, no metal, ni gas noble y se le coloca en el grupo IA, aunque no forma parte delos metales alcalinos.

Las propiedades de los metales y no metales se pueden explicar en función de su distribución electrónica. Porejemplo, el hecho de que los metales sean buenos conductores del calor y la electricidad, se debe a que tienen pocoselectrones de valencia (1, 2 o 3) y a que el núcleo no los atrae firmemente, pasando con facilidad de un átomo a otro.En los no metales la situación es inversa, ya que tienen tendencia a atraer electrones.

Metales.

Los metales se ubican en la tabla periódica dentro de los grupos marcados como IA y IIA, así como en los grupos “B”(elementos de transición). Los metales en su mayoría provienen de los minerales. Los metales más abundantes en lacorteza terrestre que existen en forma mineral son: aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, titanio ymanganeso. El agua de mar es una rica fuente de iones metálicos como Na+, Mg+ y Ca+. La obtención del elementopuro como el hierro, el aluminio, entre otros, se logra mediante procesos metalúrgicos.

Evaluación

Actividad: 1Producto: Reporte de

observaciones.Puntaje:

Saberes


Identifica materiales,metálicos, no metales ymetaloides.

Clasifica algunos materiales de

uso cotidiano.

Diseña una actividad experimentaly la relata por escrito.



docente



BLOQUE 4

En forma de sustancias puras, sus características más notables son las siguientes:

Tienen lustre y brillo metálico. A temperatura ambiente son sólidos, por lo general, con algunas excepciones como el galio.Son maleables, es decir, se les puede golpear, prensar o martillar para obtener distintas formas de láminaque se rompan.

Son dúctiles, lo que equivale a afirmar que pueden hacerse alambres delgados con ellos sin que se rompan.Conducen el calor y la electricidad.Cuando reaccionan químicamente con el oxígeno, forman óxidos con un carácter básico.

No metales.

Los no metales se encuentran dentro de los grupos IVA al VIIA y presentan características opuestas a las dmetales. Algunos no metales se encuentran en todos los seres vivos: carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufcantidades importantes; otros son oligoelementos como el flúor, silicio, arsénico, yodo y cloro. En forma de sustapuras sus características más notables son las siguientes:

Son opacos, no poseen brillo metálico.Pueden aparecer en cualquiera de los tres estados de la materia: sólido, líquido y gas.

Aquellos que son sólidos a temperatura ambiente no son dúctiles ni maleables. Algunos de los no metales presentan el fenómeno de alotropía, el cual consiste en que un mismo elemenpresenta en diferentes formas y con el mismo estado de agregación. Es el caso del carbono, que ppresentarse en estado sólido como grafito o como diamante o como fullerenos.En reacción con el oxígeno, forman óxidos con carácter ácido, también conocidos como anhídridos.

Varios no metales existen en condiciones ordinarias como moléculas diatómicas; en esta lista están inclgases (H2, N2, O2, F2, y Cl2), un líquido (Br2) y un sólido volátil (I2).

Semimetales o metaloides.

A los elementos que tienen propiedades de los metales y no metales se les llama, metaloides. Pueden ser brillantes como opacos, y su forma puede cambiar fácilmente. Generalmente, los metaloides son conductorecalor y de electricidad, de mejor manera que los no metales y no tan bien como los metales, por ello se les nombre de semiconductores.

Para distinguir la ubicación de los metales, no metales y semimetales se acostumbra en algunas tablas periótrazar una línea que parte desde el boro y, en forma escalonada, va bajando hasta llegar al ástato. De esta malos elementos a la izquierda de esta línea son metales. Hacia arriba y hacia la derecha, tenemos a los no metalessemimetales se ubicarían inmediatamente por encima o por debajo de esta línea.




Actividad: 2

Son semiconductores y no suelenencontrarse en la naturaleza en formaelemental.

Metales

La mayoría tienen alto punto de fusión,conducen bien el calor y la electricidad, casitodos son sólidos a temperatura ambiente.

No metales

Son los elementos más estables y no suelencombinarse con otros elementos paraformar compuestos.

Metaloides

Forman moléculas diatómicas, son malosconductores de la electricidad, casi todosson gases a temperatura ambiente.

Gases nobles

Con base en las propiedades de los metales, no metales y metaloides, mencionados en el texto anterior;

completa la siguiente tabla periódica anotando el símbolo de cada elemento, de acuerdo con lo que se te

solicita en los siguientes puntos.

1. Elementos: opacos, con bajo punto de fusión y aparecen en los seres vivos en gran proporción.

2. Elementos que se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente.

3. Elemento maleable, muy resistente a la corrosión, brilloso, se utiliza en la elaboración de bicicletas,

ventanas así como ollas y otros utensilios de cocina; es el metal más abundante en la corteza terrestre.

4. Metal de transición interna, posee 92 protones, es utilizado como combustible nuclear, es un elemento

raro en la naturaleza.

5. Grupo de no metales activos, llamados halógenos. Un ejemplo, el cloro aparece en muchos productos

caseros que pueden generar cloro gaseoso si no se manipulan correctamente.

6. Elemento importante biológicamente por intervenir en el metabolismo y formar parte de la hemoglobina,

además de que industrialmente es el metal más usado.

7. Elementos que presentan tanto característica de metal como de no metal.

8. Grupo de elementos menos reactivos.

Resuelve lo que se te pide a continuación:

Relaciona, uniendo con una línea, las propiedades con el grupo que mejor las represente.



BLOQUE 4

Los Isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen igual número deprotones y electrones (igual número atómico) pero diferente número de neutrone(difieren en su masa atómica).

Evaluación

Actividad: 2 Producto: Ejercicios de relación. Puntaje:

Saberes


Interpreta la información de latabla periódica e identifica lascaracterísticas de los metales,no metales y metaloides.

Establece las diferencias entre loselementos.

Utiliza la tabla periódica.


Resuelve con precisión suslabores escolares.


docente





Importancia socioeconómica en México de los metales, no metales y metaloides.

Los metales son muy útiles en la fabricación de herramientas, materiales de construcción, automóviles, etc.; pero losno metales son igualmente útiles en nuestra vida diaria, como componentes principales de ropa, alimentos,combustibles, vidrio, plásticos y madera. Los metaloides se usan con frecuencia en la industria electrónica.

Nuestro país sustenta buena parte de su economía en el uso de los metales, no metales y semimetales. En el Méxicoprehispánico ya se conocían y utilizaban varios metales como el oro, la plata, el cobre, el estaño, el mercurio y elplomo. Algunas de las joyas y objetos que datan de esa época dan cuenta de la pericia de los orfebres y artesanos.En la época de la Colonia se fueron desarrollando muchos centros de explotación de minerales. Algunas ciudades,como Pachuca, deben gran parte de su crecimiento a las minas de plata que existían en la región.

La minería es un conjunto de actividades del sector industrial que incluye operaciones de exploración y beneficio deminerales. Es una actividad económica primaria, porque los minerales se toman directamente de la naturaleza. Existeuna amplia variedad de minerales en la Tierra. La naturaleza los presenta en lugares donde se acumulan, conocidoscomo yacimientos, los cuales se encuentran al aire libre o en el subsuelo, a diferentes profundidades, o en el fondodel mar.

Las 32 entidades federativas de la República Mexicana cuentan con yacimientos mineros. A nivel nacional destaca laproducción de 10 minerales (oro, plata, plomo, zinc, fierro, coque, azufre, barita y fluorita) seleccionados por suimportancia económica y su contribución a la producción nacional. Otros minerales que en México también destacanpor su volumen de producción son: molibdeno, carbón mineral, manganeso, grafito, dolomita, caolín, arena sílica,yeso, wollastonita, feldespato, sal, diatomita, sulfato de sodio y sulfato de magnesio.

Los minerales se dividen en metálicos y no metálicos.

En la actualidad, México se ha consolidado como un importante productor de minerales como hierro, zinc, cobre,plomo, manganeso y plata. De hecho, aunque existen otros elementos del producto nacional que generan muchosrecursos económicos, la minería y las industrias que procesan minerales se siguen constituyendo como un factor sesingular importancia.

Una de las tecnologías mexicanas más conocidas en el extranjero es el hierro esponja, que fue desarrollado por, JuanCelada Salmón, cuando trabajaba para la compañía Hojalata y Lámina de Monterrey (HYLSA); consiste en un procesode reducción directa del mineral de hierro. El producto obtenido puede ser utilizado con gran ventaja en la producciónde aceros y algunos otros materiales relacionados. Cabe decir que dentro de la producción mundial de hierro, queasciende a miles y miles de toneladas, la tecnología mexicana del hierro esponja sigue siendo líder.



BLOQUE 4

Cierre

Evaluación

Actividad: 3Producto: Reporte deinvestigación.

Puntaje:

Saberes


Identifica la utilidad e importanciade los metales, no metales ymetaloides.

Practica la investigacióndocumental.

Interpreta información gráfica.

Promueve el uso racional de losrecursos.

Cumple con las tareas y losplazos.

Coevaluación C MC NC Calificación otorgada por eldocente

Actividad: 3

Investiguen en los datos de INEGI (internet o publicaciones), la producción nacional demetales y no metales; también la importancia económica de esta producción.




Secuencia Didáctica 3.Propiedades y tendencias periódicas.

Inicio

Evaluación


Saberes


Identifica la información queofrece la tabla periódica.

Obtiene información de la tablaperiódica.

Utiliza con eficiencia la tablaperiódica.


docente

Actividad: 1

( ) Masa atómica ( ) Nombre del elemento ( ) Número atómico ( ) Símbolo

Localiza al carbono en la tabla periódica y responde lo siguiente:

Grupo en el que se localiza_______________________________

El carbono se localiza en el bloque: _______________________

¿Es metal o no metal? ___________________________________

Periodo en que se encuentra: ____________________________

Menciona dos elementos que se espera presenten característica similares a la del carbono:

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué indica el color en que aparece el símbolo en la tabla periódica?

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué otros datos ofrece tu tabla periódica o la de tu libro sobre el carbono?

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Relaciona los datos que ofrece la casilla de la tabla periódica

Anota la letra de la respuesta correcta dentro del paréntesis.



BLOQUE 4

Desarrollo

La tabla periódica moderna generalmente muestra el número atómico junto alsímbolo del elemento. La configuración electrónica de los elementos ayuda a explicarla repetición de las propiedades físicas y químicas. La importancia y utilidad de latabla periódica radican en el hecho de que mediante el conocimiento de las

propiedades generales y las tendencias dentro de un grupo o un periodo, se puedenpredecir con bastante exactitud las propiedades de cualquier elemento, inclusocuando el elemento no sea común; además se puede sugerir la síntesis de nuevosproductos.

La tabla periódica es una herramienta poderosa para el químico. Está organizadasobre la base de las estructuras atómicas de los elementos. De modo que loselementos que están en la misma columna (grupo) tienen configuracioneselectrónicas externas similares. Los cambios en la estructura electrónica, de una columna a otra, al pasar de izqua derecha en la tabla varían en una forma predeterminada. Como las propiedades de los elementos se determinasus configuraciones electrónicas, se puede predecir las propiedades de la mayoría de los elementos basándoseconocimiento del comportamiento de alguno de ellos.

A medida que se recorre la tabla periódica de izquierda a derecha; sepasa de los metales a los metaloides y se llega a los no metales. Al bajaral próximo periodo (renglón), el mismo patrón se repite. En otras palabras,las propiedades son periódicas. Aparecen propiedades similares a ciertosintervalos de número atómico, como lo propone la Ley Periódicamoderna. Estas propiedades deben estar en una estrecha relación conlas posiciones de los elementos en la tabla periódica. Algunas de estaspropiedades periódicas son el radio atómico, energía de ionización,afinidad electrónica y electronegatividad.

El recorrido en la tabla periódica, que se utilizará durante este curso será;para los renglones o periodos siempre de izquierda a derecha y en los

grupos o columnas de arriba hacia abajo. A continuación se describen brevemente estas propiedades periódicas.

Radio atómico. El radio atómico se define como la distancia comprendida entre el centro del núcleo y el nivel externo del átomtamaño de un átomo depende del entorno inmediato en el que se encuentre y de su interacción con los átovecinos. El radio atómico de un elemento es la mitad de la distancia entre los centros de dos átomos vecinos.

En los grupos de la tabla periódica, el tamaño o radio atómico aumenta de arriba hacia abajo, conforme aumennivel de valencia, mientras que en los periodos disminuye de izquierda a derecha, debido a la contracción de la electrónica al ser atraída por el núcleo, ya que de izquierda a derecha aumenta la fuerza nuclear al aumennúmero de protones.

Lee detenidamente estema, lo requieres pacontestar la actividad




De este modo se observa que en el periodo 3 el elemento de mayor tamaño es el sodio (Na) y el menor es el argón(Ar), al recorrer el periodo de izquierda a derecha. En el grupo II A encontramos que el de menor tamaño resulta ser elberilio (Be) y el de mayor radio atómico es el bario (Ba).

No solo hay relación entre la configuración electrónica y las propiedades físicas, también hay una relación cercanaentre la configuración electrónica (una propiedad microscópica) y el comportamiento químico (una propiedadmacroscópica). Las propiedades químicas están determinadas por la configuración de los electrones de valencia desus átomos.

Energía de ionización o Potencial de ionización.

A esta propiedad también se le conoce como potencial de ionización y se define como la energía necesaria paraarrancar un (1) electrón a un átomo neutro y formar iones positivos o cationes.

Los átomos son eléctricamente neutros porque tienen igual número de protones (cargas positivas) y de electrones(cargas negativas). Sin embargo, cuando en una reacción química el átomo pierde o gana electrones, obtiene unacarga eléctrica y se dice que se ha convertido en un ión. La carga del ión tendrá signo positivo cuando el átomopierda electrones y adquirirá carga negativa cuando gane electrones. A los iones positivos se les conoce comocationes y a los iones negativos como aniones.

Al perder el átomo un electrón se convierte en un ion con carga positiva (o catión) debido a que el número deprotones es mayor al número de electrones es decir:

11Na, el número atómico indica que el sodio tiene 11 protones pero también 11 electrones es neutro, es decir la

suma de 11 cargas positivas y 11 cargas negativas da cero (neutro). Al perder un electrón tiene ahora 10 cargas

negativas y conserva las 11 positivas, por lo que adquiere carga positiva (catión) y se representa como Na+1.

La energía de ionización es la energía mínima (en kJ/mol) que se requiere para quitar un electrón de un átomo enestado gaseoso, en su estado fundamental. En otras palabras la energía de ionización es la cantidad de energía enkilojoules que se necesita para quitar un mol de electrones a un mol de átomos en estado gaseoso.



BLOQUE 4

En esta definición se especifica el estado gaseoso de los átomos porque un átomo en estado gaseoso noinfluido por los átomos vecinos y, por lo tanto, no existen fuerzas intermoleculares (es decir, fuerzas entrmoléculas) que deban tomarse en cuenta al realizar la medición de la energía de ionización. La magnitud de la ende ionización es una medida de que tan fuertemente esta unido el electrón al átomo. Cuanto mayor es la energionización es más difícil quitar el electrón. Para los átomos polielectrónicos la cantidad de energía requerida

quitar el primer electrón del átomo en su estado fundamental, se denomina primera energía de ionización (I 1)subsecuentes electrones segunda energía, etc.

Cuando se quita un electrón a un átomo neutro (con el mismo número de protones y electrones) disminurepulsión entre los electrones. Debido a que la carga nuclear (protones) permanece constante, se necesitaenergía para quitar otro (el segundo) electrón del ion cargado positivamente (al perder un electrón se conviercatión o ion positivo). Así las energías de ionización para un mismo átomo siempre aumentan en el siguiente oI1< I2 < I3....

Las energías de ionización de los elementos ubicados en la tabla periódica, aumentan de izquierda a derectravés de las filas o los periodos y disminuyen, de arriba hacia abajo, en las columnas o grupos.

Se observa que, salvo por algunas irregularidadades, la primera energía de ionización de los elementos de un pe

aumenta a medida que aumenta el número atómico. Esta tendencia se debe al incremento de la carga nuefectiva de izquierda a derecha (como en el caso de la variación de los radios atómicos). Una mayor carga nuefectiva significa que el electrón externo es atraído con más fuerza y por lo tanto la primera energía de ionizaciómayor. Los máximos corresponden a los gases nobles, originada por su configuración electrónica estable estado fundamental (para que un átomo sea estable debe tener todos sus orbitales llenos), explica el hecho de qmayoría de ellos son químicamente inertes. De hecho, el helio (1s2) tiene la primera energía de ionización más elede todos los elementos.




Linus Pauling

Afinidad electrónica.

Si para arrancarle un electrón a un átomo se requiere energía (energía de ionización), entonces: ¿qué pasa cuando unátomo gana un electrón?

Cuando un átomo en estado gaseoso gana un electrón, desprende una cierta cantidad de energía convirtiéndose enun átomo con carga negativa o anión. La cantidad de energía desprendida depende del tipo de átomo que gane eseelectrón.

La afinidad electrónica se define como: la cantidad de energía que se desprende cuando un átomo gaseoso gana unelectrón, para convertirse en un ion negativo o anión. La ecuación es:

La tendencia a aceptar electrones aumenta al moverse de izquierda a derecha en un periodo. Las afinidadeselectrónicas de los metales por lo general son menores que las de los no metales. Dentro de un grupo la variación delos valores es pequeña. Los halógenos (grupo VII A) tienen los valores más altos de afinidad electrónica. Esto nosorprende si se observa que al aceptar un electrón, cada átomo de halógeno adquiere la configuración electrónica delgas noble que aparece de inmediato a su derecha. Los valores de afinidad electrónica de los gases nobles se creeque son cercanas a cero o son negativas.

Electronegatividad.

Linus Pauling (1901-1994), químico y físico estadounidense, descubrió que al formarse los enlaces, los átomos atraen con mayor o menor fuerza hacia sí a los electrones enlazantes.

A esta característica, Pauling la llamo electronegatividad.

La electronegatividad es un número positivo que se asigna a cada elemento y muestra lacapacidad o fuerza del átomo para atraer y retener electrones de enlace. En la tabla

periódica el valor de estos números aumentan de izquierda a derecha, ya que loshalógenos (grupo VII A) son los más electronegativos, y el más electronegativo de todoselementos es el flúor (F), al cual en la escala de la electronegatividad, se le asigna elnúmero 4. Los menos electronegativos (más electropositivos) son el cesio (Cs) y el francio(Fr).



BLOQUE 4

Evaluación


Saberes


Caracteriza las propiedadesperiódicas.

Redacta la definición de laspropiedades periódicas.

Se expresa con exactitud.


docente

Define radio atómico. ¿Tiene un significado preciso el tamaño de un átomo?

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Define energía de ionización.

________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Define afinidad electrónica.

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

¿Por qué la afinidad electrónica y la energía de ionización se miden en átomos en estado gaseoso?

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

¿Qué diferencia existe entre un ion positivo y un ion negativo?

_________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Indica si tienden a aceptar, ceder o compartir electrones los elementos que tienen:

Electronegatividad muy baja, como los metales._______________________________________________________

Electronegatividad muy alta, como los no metales._____________________________________________________

Contesta brevemente las siguientes preguntas.

Actividad: 2




Radio atómico (A)Carácter metálico (A)Carácter no metálico (D)Electronegatividad (D)

Afinidad electrónica (D)Energía de ionización (D)

En la tabla periódica la electronegatividad varía de la misma forma que el potencial de ionización y la afinidadelectrónica; las tres aumentan de izquierda a derecha en los periodos y disminuyen de arriba hacia abajo en losgrupos. El tamaño atómico tiene comportamiento inverso, aumenta de arriba hacia abajo en los grupos y disminuyede izquierda a derecha en los periodos.

Tabla de variación de las propiedades de los elementos en la tabla periódica.

D = Disminuye A = aumenta

Radio atómico (D)Carácter metálico (D)Carácter no metálico (A)Electronegatividad (A)

Afinidad electrónica (A)Energía de ionización (A)



BLOQUE 4

Cierre

Evaluación


Saberes


Describe las propiedadesperiódicas y su variación en latabla periódica.

Relaciona las propiedadesperiódicas con respecto a laubicación de los elementos en latabla.

Realiza con precisión sus laboresescolares.


docente

Actividad: 3

Es el grupo de la tabla periódica en el que se encuentran los elementos de mayor electronegatividad:___________________________________________________________________________________________________

De todos los elementos del cuarto periodo (K hasta Kr) indica:

¿Cuál tiene mayor electronegatividad?__________________________________________________________________

¿Cuál tiene el menor radio atómico?___________________________________________________________________

¿Cuál es el metal más activo?_________________________________________________________________________

¿Cuál tiene la mayor energía de ionización?_____________________________________________________________

¿Cuál es el elemento de mayor afinidad electrónica?_____________________________________________________

¿Cuáles elementos son metaloides?___________________________________________________________________

De todos los elementos del grupo IV A o columna 14 (C hasta Pb) indica:

¿Cuál es el elemento más electronegativo?______________________________________________________________

¿Qué elemento tiene el menor tamaño atómico?_________________________________________________________

¿A cuál elemento resulta más difícil quitarle un electrón?__________________________________________________

Los elementos semiconductores:______________________________________________________________________

Elementos no metálicos:_____________________________________________________________________________Elementos metálicos:________________________________________________________________________________

¿Cuál de los siguientes átomos: oro (Au), cobre (Cu) o plata (Ag), tiene el mayor radio atómico?

__________________________________________________________________________________________________

¿Cuáles de los siguientes elementos es el de menor afinidad electrónica: el magnesio (Mg), argón (Ar), alumini(Al), fósforo (P) o sodio (Na)? _________________________________________________________________________

Con base en la variación de las propiedades periódicas en la tabla periódica, contesta lossiguientes cuestionamientos.



Interpreta enlaces químicos e interacciones moleculares. Unidades de competencia:Distingue los diferentes modelos de enlace interatómicos e intermoleculares, relacionandolas propiedades macroscópicas de las sustancias con el tipo de enlace que presentan.

Atributos:Durante el presente bloque se busca desarrollar los siguientes atributos de lascompetencias genéricas:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar

información.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




130 INTERPRETA ENLACES QUÍMICOS E INTERACCIONES MOLECULARES

Secuencia didáctica 1.¿Cómo se unen los átomos?

Inicio

Evaluación


Saberes


Identifica los electrones devalencia.

Elabora estructuras de Lewis. Valora la representación simbólicautilizada en Química.


Calificación otorgada por el docente

Observa y analiza la configuración de los gases nobles. Contesta lo que se te solicita acontinuación.

2He 1s2

10Ne 1s22s22p6

18 Ar 1s22s22p63s23p6

36Kr 1s22s22p63s23p64s23d104p6

54Xe 1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

4s2

3d10

4p6

5s2

4d10

5p6

86Rn 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p6

A partir de la configuración algebraica de los gases nobles, escribe la configuración puntual o de Lewis para cada

uno de ellos.

¿Qué presentan en común las configuraciones de los gases nobles?

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué observas en la configuración del sodio si le quitamos el electrón de valencia?

11Na 1s22s22p63s1 1s22s22p6

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Con base en la observación de las configuraciones de los gases nobles, ¿a qué asocias el término octeto?

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Actividad: 1



131BLOQUE 5

Desarrollo

Los átomos se han considerado hasta ahora como partículas aisladas, pero realmente en su gran mayorencuentran unidos con otros átomos de la misma especie, formando las moléculas de las sustancias llamelementos o con otros de distinta especie, formando moléculas de las sustancias llamadas compuestos. Pero, es aquello mantiene unidos a los átomos o a las moléculas?

Para comprender y poder explicar cómo los átomos se unen para formar las sustancias sencillas o las sustacompuestas. Los estudiosos de la química han establecido un modelo teórico que permite explicar lo que ocuando se unen los átomos. A este modelo teórico se le ha llamado enlace químico, y se define como “la fueratracción que mantiene unidos a los átomos o iones o a las moléculas en las sustancias”. Diversos estudiodeterminado que los enlaces químicos se forman mediante las interacciones entre los electrones de valencia dátomos que se unen. Y dichos estudios también han determinado que dependiendo del tipo de enlace que uneátomos o a las moléculas, serán las propiedades de la sustancia que forman.

Para el entendimiento del modelo teórico del enlace químico, la configuración electrónica del nivel más externo dátomos, ya conocido como nivel de valencia, juega un papel decisivo. De esta configuración depende el tipenlace que se forme.

Los gases nobles o inertes presentan una distribución electrónica con los orbitales “s” y “p” ocupados por com(s2 p6), a esto se atribuye la razón de su máxima estabilidad. Los demás elementos poseen niveles de valenciaorbitales “s” o “p” incompletos y de allí su mayor o menor inestabilidad o reactividad.

La formación espontánea de un enlace químico entre átomos, es una manifestación de la tendencia de cada átoalcanzar el ordenamiento electrónico más estable posible, simulando así a los gases nobles oinertes.

Regla del octeto.

En 1916 Gilbert Lewis y Walther Kossel propusieron esquemas muy similares para explicar elenlace entre átomos; ambos establecieron que los átomos interaccionaban para modificar el

número de electrones en sus niveles electrónicos externos, con la finalidad de lograr unaestructura electrónica similar a la de un gas noble. A esta propuesta se le conoce como la teoría oregla del octeto o regla de las especies isoelectrónicas por el caso del Helio.

La estructura de un gas noble consta de ocho electrones en el nivel más externo, con excepción del Helio, cuyocompleto consiste sólo de dos electrones. Con lo que se atiende a elementos como son elHidrógeno, Litio, Berilio y Boro.

En conclusión todos los elementos tienden a adquirir una configuración electrónica estable, similara la estabilidad que presentan los elementos llamados gases nobles o inertes, por lo que losátomos de aquellos elementos distintos a los gases nobles lo logran interactuando medianteenlaces químicos con otros átomos y para ello lo hacen cediendo, aceptando o compartiendo unoo más electrones.

El enlace químico entre los átomos se conoce como enlace atómico. Existen tres tiposimportantes de enlace atómico que permiten formar a un compuesto; estos son: iónico, covalente y metálico.

Las propiedades periódicas de los elementos; potencial de ionización, afinidad electrónica y electronegativpermiten hasta cierto punto definir el comportamiento de los átomos al momento de presentar un posible enlacasí cómo aquellos átomos con bajo potencial de ionización, baja afinidad electrónica y baja electronegatividacomportan cediendo uno o más electrones. Los átomos con alto potencial de ionización, alta afinidad electrónalta electronegatividad, se comportan aceptando uno o más electrones, cuando estas propiedades entre los átomenlazarse, son muy similares, lo que sucede es que pueden compartir uno o más electrones.




Configuración puntual o estructura de Lewis.

Solo los electrones de valencia son los que participan en la formación de los enlaces químicos. En la estructura deLewis (configuración puntual o de Lewis revisada en el bloque 3) los electrones de los orbitales externos serepresentan por medio de puntos alrededor del símbolo del átomo. Estas estructuras sirven para ilustrar enlaces

químicos. Consiste en representar por medio de puntos a los electrones de valencia, donde el símbolo químico delelemento representa al núcleo del mismo. Para distinguir los electrones de valencia de un átomo se usan puntos deun color diferente a los puntos que representan a los electrones de valencia del otro átomo.

La estructura de Lewis puede ser empleada para representar tanto los enlaces iónicos como los enlaces covalentes.En los enlaces electrovalentes se señala con una flecha la transferencia del electrón, del átomo menos electronegativoal de mayor electronegatividad. En el caso de los enlaces covalentes, los electrones que se comparten se colocanentre los símbolos de los átomos y pueden ser representados por un par de puntos, o un guión, cada guiónrepresenta un par de electrones compartido o un enlace covalente.

Tipos de enlace.

Modelo de enlace iónico.

El enlace iónico ocurre cuando hay transferencia completa de uno o más electrones de un átomo a otro. El átomo quepierde electrones deberá ser el de menor electronegatividad y se transforma en un ion positivo o catión, y el queacepta electrones deberá ser el de mayor electronegatividad y se convierte en un ion negativo o anión. El número deelectrones perdidos o ganados dependerá de las necesidades del átomo para cumplir con la regla de las especiesisoelectrónicas, a su vez esa tendencia determina la valencia o capacidad de combinación del elemento.

Na - 1e– Na+1

Mg - 2e– Mg+2

F + 1e– F–1

O + 2e– O–2

En el momento en el que se forman los iones (+) y (-), se experimenta una fuerza de atracción de los iones de distintacarga con carácter electrostático y por eso el enlace iónico se llama también electrovalente. Se considera que elenlace es electrovalente cuando su porcentaje de electrovalencia es del 50% o mayor.

El porcentaje de electrovalencia, en la unión de dos elementos, se puede calcular en forma aproximada con el uso de

la siguiente tabla.

Porcentajes de electrovalencia.

Dif. Electr. 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Porcentaje 0.5 1 2 4 6 9 12 15 19 22 26 30 34 39 43 47

Dif. Electr. 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 3.2

Porcentaje 51 55 59 63 67 70 74 76 79 82 84 86 88 89 91 92



133BLOQUE 5

Por ejemplo, la electronegatividad del sodio (Na) es 0.9 y la del cloro (Cl) 3.0, por tanto su diferencia es: 3.0 –0.9lo que da como resultado en la tabla un porcentaje de 67%; el compuesto NaCl se une por tanto por un enlace ióo electrovalente, es decir, su porcentaje de electrovalencia es mayor de 50%.

Otra forma de interpretar esta relación de electronegatividad sería: si la diferencia de electronegatividad es mayor, el enlace es iónico; si la diferencia es menor a 1.7, se tiene un enlace covalente con cierta polaridad o pola diferencia es igual a cero, es un enlace 100% covalente y con cero de polaridad o no polar. Por ejemplo:

Determinación del enlace a partir de la electronegatividad.

Elementos Diferencia de electronegatividad Tipos de enlace

Na y Cl 3.0 – 0.9 = 2.1 Iónico

S y O 3.5 – 2.5 = 1.0 Covalente polar

N y N 3.0 – 3.0 = 0 Covalente no polar

En conclusión la formación de un compuesto iónico se debe a la reacción entre átomos de un metal con átomoun no metal. El átomo del metal al transferir electrones queda con carga positiva (catión) y el átomo del elemenmetálico al aceptar electrones queda con carga negativa (anión); entonces, con la atracción de las fuelectrostáticas se forma el enlace entre iones o sea un enlace iónico, tal como se observa en la unión del sodio (my el cloro (no metal); para formar el cloruro de sodio (NaCl):

Ejemplos de sustancias que presentan este tipo de enlace son: las sales, los óxidos metálicos y las basescontienen un metal y un no metal, como NaCl, CaF2, K2O, BaS, NaOH, Ca(OH)2. Como se observa, los elementlos grupos I y II se unen con elementos de los grupos VII y VI.




Propiedades de los compuestos iónicos.

Propiedades de los compuestos con este tipo de enlace:

Las sustancias iónicas se encuentran en la naturaleza formando redes cristalinas de forma geométrica (cúbica,

rómbica, hexagonal), por tanto son sólidas y se presentan en forma de cristales. La atracción entre iones es muy fuerte, lo que hace difícil separarlos, para lograrlo se requieren de grandes

cantidades de energía por lo que las temperaturas de fusión y de ebullición son muy elevadas. Fundidos o en solución acuosa, son buenos conductores de la corriente eléctrica, por lo que se les considera

electrolitos. Son solubles en disolventes polares como el agua. En solución son químicamente activos.

Actividad: 2

Resuelve lo siguiente.

Utilizando la tabla periódica y los porcentajes de electronegatividad, determina del siguiente listado quécompuestos se formaron por enlace iónico.

CompuestoEnlace iónico(compuesto iónico) Si/No

MgO

CaCl2

NO

KBr

CuF

HI



135BLOQUE 5

Evaluación


Saberes


Identifica si un compuestopresenta enlace iónico.

Realiza ejercicios en los quedemuestra la formación delenlace iónico utilizandoestructuras de Lewis.

Valora la utilidad de los modelosteóricos para explicar laestructura de la materia.


docente


Representa, con la estructura de Lewis, la formación del enlace de los compuestos iónicos delcuadro anterior.

Explica la aplicación de la regla del octeto en la formación de los compuestos: MgO y KBr.

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

Marca con una X las sustancias que en solución acuosa conducen la corriente eléctrica:

NaCl CO2 CaO Ba ClO

CaS PtF NO LiCl N2




El modelo de enlace covalente.

¿Cómo se combinan los átomos de los elementos que tienen similar electronegatividad?

Además de los compuestos iónicos, existe otro tipo de compuestos en los cuales los átomos están unidos por un

enlace covalente. Los átomos que se unen por enlace covalente forman unidades de compuesto llamadas moléculas.Una molécula es “un conglomerado eléctricamente neutro de dos o más átomos unidos mediante enlaces covalentes,que se comporta como una sola partícula”.

Los átomos que se unen mediante enlace covalente también deben cumplir con la regla del octeto, con excepción delhidrógeno, que sólo acepta dos electrones en su capa de valencia.

A diferencia del enlace iónico, donde los átomos adquieren la configuración de gas noble mediante la pérdida oganancia de electrones de valencia, en el enlace covalente los átomos logran lo anterior al compartir los electrones devalencia que forman el enlace, de ahí el nombre de enlace covalente. Se puede decir que el enlace covalente es “lafuerza de atracción entre dos átomos como resultado de compartir uno o más pares de electrones”.

El enlace covalente es más común entre átomos de la misma especie o entre especies semejantes; esto es, los

átomos con electronegatividades iguales (mismo elemento) o ligeramente diferentes, pueden formar moléculascompartiendo uno o más pares de electrones.

Los compuestos son covalentes cuando su porcentaje de electrovalencia es menor del 50%.

¿Cuántos tipos de enlace covalente hay?

En los enlaces covalentes entre átomos sólo participan los electrones de valencia. Por ejemplo: la molécula de flúor,

F2. La configuración electrónica del F es 1s22s22p5, cada átomo de F tiene siete electrones de valencia y por lo tanto

sólo hay un electrón desapareado, de tal manera que la formación de la molécula de F2, se representa

En la formación de la molécula de F2 sólo participan dos electrones de valencia. Los demás electrones no enlazantesson denominados pares libres, es decir, pares de electrones de valencia que no participan en la formación del enlacecovalente, teniendo como consecuencia tres pares de electrones libres por cada átomo de flúor.

Los átomos pueden formar distintos tipos de enlaces covalentes, y esto de acuerdo al número de pares de electronesque comparten, por lo que tenemos: covalente sencillo o simple si se comparte sólo un par de electrones; covalentedoble al compartir dos pares de electrones y covalente triple si son tres los pares de electrones compartidos. En losejemplos se señalan los electrones con punto y cruz para distinguir qué átomo los aporta:

En caso extremo de que los pares electrónicos de enlace fueran aportados por un solo átomo, como el caso del ionNH4

+, en el cual el átomo de nitrógeno aporta el par de electrones al enlace con el ion H +, tal y como se muestra en lasiguiente figura:



137BLOQUE 5

A este tipo de enlace covalente se le denomina coordinado o dativo. El átomo que aporta la pareja de electrecibe el nombre de donante y el que los recibe, aceptor.

Enlace covalente no polar

Los electrones compartidos en una molécula formada por dos átomos iguales se encuentran atraídos con la mfuerza por los dos núcleos, debido a que la diferencia de electronegatividad es cero. Esto implica que cada uno dátomos ejerce la misma atracción sobre el par electrónico y el mismo estará, en promedio, a igual distancia ambos núcleos, es decir que se presenta una compartición electrónica simétrica. Esto sucede en moléculas comCl2, O2, o N2. Los enlaces se denominan no polares, son covalentes 100% puros y se encuentran siempmoléculas formadas por átomos idénticos.

Enlace covalente polar

Se forma cuando dos átomos no metálicos de diferente electronegatividad comparten electrones y uno de ellos tuna afinidad más fuerte por los electrones, que su pareja de enlace, lo que provoca que la nube electrónicdeforme y tenga una mayor densidad en el átomo más electronegativo, originando polos en las moléculas, unocarga parcial positiva y otro con carga parcial negativa. Por ejemplo la molécula formada por hidrógeno y cloro (la electronegatividad del cloro es 3 y el valor de la electronegatividad del hidrógeno es 2.1. Por ello la carga pnegativa es para el cloro y la densidad de la nube electrónica se carga al lado del cloro.

¿Cómo se representa el enlace covalente?

Construye la estructura de Lewis, donde representes los enlaces covalentes con guiones (cada guión represenpar de electrones enlazantes) y los electrones libres (no enlazantes) con puntos, esta estructura también se cocomo geometría electrónica. Los pasos a seguir son los siguientes:

1. El primer paso para dibujar la estructura de Lewis es determinar el número de electrones necesarios para unátomos; esto se hace agregando los electrones de valencia de los átomos en la molécula.

2. Conectar con uniones simples los otros átomos de la molécula al átomo central.3. Completar la capa de valencia del átomo más exterior de la molécula.4. Colocar los electrones remanentes en el átomo central:

Si la capa de valencia del átomo central está completa, lograste dibujar una estructura aceptable de Lew

Si la capa de valencia del átomo central no está completa, usa un par en uno de los átomos exterioresformar un doble enlace entre el átomo exterior y el central. Continúa este proceso de hacer enlaces múhasta que la capa de valencia del átomo central esté completa.

A continuación se representa la estructura de Lewis para: Cl2, O2, N2, H2SO4




Actividad: 3

Actividad 3:

Indica si el enlace covalente de las siguientes moléculas es polar o no polar.

Molécula Enlace

Br2

H2S

O3

CH4

PH3

Representa la estructura de Lewis para las anteriores moléculas

Resuelve los siguientes ejercicios sobre enlaces covalentes.



139BLOQUE 5

Evaluación

Actividad: 3Producto: Ejercicios de representaciónde enlaces.

Puntaje:

Saberes


Identifica las características de losdistintos tipos de enlacescovalentes.

Realiza ejercicios en los que sedemuestra la formación del enlacecovalente utilizando estructuras deLewis.

Valora la utilidad de losmodelos teóricos para explicarla estructura de la materia.


docente

Geometría molecular.

Las moléculas de distintas sustancias poseen diferentes formas, y éstas se deben a quelos átomos, cuando se unen entre sí, adoptan muy diferentes distribuciones geométricasen el espacio. En general los ángulos y las longitudes de los enlaces se determinanexperimentalmente, pero existe una teoría que permite predecir la geometría electrónica ymolecular. La teoría que pronostica cómo se orientan en el espacio los pares deelectrones compartidos y no compartidos que rodean al átomo central, en términos derepulsiones entre dichos pares, se denomina teoría de la repulsión de los pares deelectrón de valencia (TRPEV) propuesta por el canadiense Ronald Gillespie.¿De qué manera podemos determinar cuál puede ser la geometría molecular de uncompuesto? Lo primero que se debe hacer es contar cuántos enlaces presenta lamolécula y cuántos pares de electrones no enlazantes rodean al átomo central. Con estainformación, utilizar el siguiente cuadro donde se encuentra la clase de geometríamolecular que le corresponde:


Ronald Gillespie

Dibuja la orbital molecular para las moléculas: HBr y N2




Para predecir entonces la geometría molecular de acuerdo al modelo TRPEV debemos de seguir las siguientes reglas:

Dibujar la estructura de Lewis de la molécula.Contar los pares de electrones solitarios alrededor del átomo central.Contar los pares de electrones formando enlaces.Calcular los pares totales de electrones.

Visualizar la geometría con la combinación de los pares compartidos y solitarios deacuerdo a la tabla anterior. (Descripción de la estructura molecular).

Ejemplo: determinar la geometría molecular del CCl4

1. Determinamos la estructura de Lewis2. Se cuentan los pares de electrones solitarios en el átomo central que en este caso es el Carbono, con 0 pares.3. Se cuentan los pares de electrones compartidos, cada enlace es un par, de manera que en este ejemplo son 4.



141BLOQUE 5

4. Utilizando la tabla, se observa que la geometría molecular es tetraédrica, como se aprecia en la figura:

Propiedades de los compuestos covalentes.

Al disolverse no forman iones y por ello no se comportan como electrolitos (no conducen la energía eléctrica)Pueden presentarse prácticamente en cualquier estado de agregación: sólido, l íquido y gas.

Los sólidos covalentes macromoleculares tienen altos puntos de fusión y ebullición, son duros, mconductores y en general insolubles.Presentan variados puntos de ebullición, aunque generalmente son bajos.Se disuelven en solventes polares o no polares, dependiendo si el compuesto tiene enlace covalente polarpolar, respectivamente.

A continuación se presentan por separado las propiedades de compuestos polares y no polares:

COVALENTES POLARES COVALENTES NO POLARES

Existen en los tres estados de agregación. Generalmente existen en forma gaseosa.

Tienen gran actividad química. Presentan actividad química media.

Son solubles en agua. Son prácticamente insolubles en agua.Disueltos en agua permiten el paso de la corrienteeléctrica pero no con la intensidad con la que lo hacenlos compuestos iónicos por lo que a los compuestoscovalentes polares también se les llama electrolitosdébiles.

En estado líquido no permiten el paso de la corrieeléctrica.

Presentan puntos de fusión y ebullición bajos pero másaltos que los no polares.

Sus puntos de fusión y ebullición son muy bajos.

Modelo del enlace metálico.

Tres cuartas partes de los elementos del sistema periódico son metales, constituyendo así el grupo más extenspapel que estas sustancias han tenido en el desarrollo de la humanidad es tan importante que incluso se distientre la edad de piedra, la edad de bronce y la del hierro.

Una de las cualidades de los metales es la de tener uno, dos o hasta tres electrones en su nivel de valeGeneralmente los metales tienden a ceder sus electrones de valencia a otros átomos, como ya se revisó en el eiónico. Entonces surge la pregunta: ¿cómo es que pueden unirse entre átomos metálicos?




Mar de electrones

Los metales presentan un tipo de enlace característico que les permite exhibir propiedades como conductividadeléctrica, maleabilidad, dureza, entre otras. Para explicar el enlace metálico se han elaborado dos teorías: la teoría delmar de electrones y la teoría de bandas. De acuerdo con la teoría del mar de electrones, los electrones de valencia

están localizados en todo el cristal, de tal manera que este enlace se considera como una serie de iones positivos(núcleos) rodeados por un “mar” de electrones móviles.

Modelo del mar de electrones

La alta conductividad eléctrica de los metales se explica fácilmente, considerando que sus electrones de valencia seencuentran libres para moverse cuando se les aplica un potencial eléctrico. La alta conductividad térmica de losmetales es también una consecuencia de los electrones libres que pueden adquirir gran energía, moverserápidamente a través del cristal y, por tanto, transportar el calor.

Teoría de bandas

Según la teoría de bandas, como los átomos metálicos poseen un pequeño número de electrones de valencia con loscuales pueden unirse a los átomos vecinos, se requiere un amplio reparto de la superposición de orbitales atómicosde energía equivalente con los átomos adyacentes, lo cual supone que, por ejemplo, si los electrones de undeterminado átomo metálico ubicados en los orbitales 1s se mezclaran con los orbitales 1s de los átomos vecinos, enconsecuencias se formará a lo largo del metal una banda de energía que ya no pertenece a un átomo en concreto,sino a todos los átomos participantes. Las bandas de energía se forman con orbitales de energía similar y por esarazón pueden llegar a establecerse varias bandas, cada una de ellas con un nivel de energía distinto. Los orbitales así formados poseen dos electrones cada uno y se van llenando, en orden de menor a mayor energía, hasta agotar elnúmero de electrones disponibles. Cada una de las bandas tiene un margen de valores de energía y para que unelectrón forme parte de una banda debe poseer una cantidad de energía adecuada. A veces, dependiendo del metal,

se dan interrupciones de energía entre las bandas porque algunos electrones no tienen acceso a ese nivel. Partiendode lo anterior se entiende que las bandas con mayor energía no están llenas de electrones.

Cuando un átomo absorbe energía térmica, algunos electrones se desplazan a las bandas de mayor energía; estefenómeno es el que explica la elevada conductividad térmica y eléctrica de los metales.



143BLOQUE 5

Evaluación

Actividad: 4Producto: Representacionesmoleculares.

Puntaje:


Identifica la geometría molecular apartir de la estructura de Lewis.

Desarrolla ejercicios en los quemuestra la estructura de Lewis y lageometría molecular decompuestos covalentes.

Dibuja la geometría molecular decompuestos sencillos.

Valora la utilidad de losmodelos teóricos.


docente

Con base en la estructura de Lewis que se te proporciona del BF3, encuentra su geometríamolecular, con apoyo de la tabla: “Descripción de la estructura molecular”.

Su geometría molecular es:

Utilizando la estructura de Lewis, desarrolla la representación del enlace entre los átomos que forman moléculas de: agua (H2O), metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2); una vez que hayas realizado el enla

dibuja la geometría de esta molécula.

Agua H2O Metano CH4 Dióxido de carbono CO2

Realiza los siguientes ejercicios, sobre estructura de Lewis y geometría molecular.

Actividad: 4




Actividad: 5

Elabora un mapa conceptual sobre el enlace metálico. Entrégalo a tu profesor para suretroalimentación.



145BLOQUE 5

Evaluación

Actividad: 5 Producto: Mapa conceptual. Puntaje:

Saberes


Compara las teorías que explicanel enlace metálico.

Explica el enlace metálico. Valora la utilidad de los modelosteóricos.


docente

Cierre

Actividad: 6


http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/ curso/materiales/enlaces/activfinal.htm

Clasifiquen los siguientes compuestos por tipo de enlace y representen la formación del enlacequímico correspondiente, utilizando la estructura de Lewis: Al2O3, CCl4, O3, LiCl, NaBr, N2, SnBr4,CrO, TeO2 y NO2.

Iónicos Covalentes polar Covalente no polar

En equipo. Resuelva los siguientes ejercicios.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/activfinal.htm








Registren los datos solicitados en la tabla, sobre enlaces atómicos. Consulta diversas fuentes deinformación.

Tipo de enlace Características Ejemplos

Iónico

Covalente

Metálico



147BLOQUE 5

Evaluación

Actividad: 7 Producto: Completar relación. Puntaje sugerido:

Saberes


Identifica las propiedades de loscompuestos iónicos y covalentes.

Establece la relación entre el tipode enlace y las propiedades delos compuestos.

Participa propositivamente en eltrabajo de grupo.Realiza las labores escolares enforma ordenada.


docente

Evaluación

Actividad: 6 Producto: Tabla de contenido. Puntaje:

Saberes


Distingue los tipos de enlacesatómicos.

Clasifica compuestos por el tipode enlace.

Representa los enlaces, pormedio, de la estructura de Lewis.

Participa propositivamente enel trabajo de grupo.

Realiza las labores escolaresen forma ordenada.


docente

Actividad: 7

1) Conduce la electricidad en estado sólido. __________________________________________________________

2) Es un aislante__________________________________________________________________________________

3) Tiene punto de fusión muy alto___________________________________________________________________

4) Es un semiconductor ___________________________________________________________________________

5) Los electrones entre los átomos del compuesto están compartidos en forma desigual

______________________________________________________________________________________________

6) Tiene un punto de fusión bajo____________________________________________________________________

7) Se disuelve en solvente no polar _________________________________________________________________

8) En solución conduce la electricidad_______________________________________________________________

9) Se presenta como cristal geométrico ______________________________________________________________

10) La nube electrónica se comparte por igual entre sus átomos _________________________________________

Para cada una de las siguientes propiedades, escribe si describen a un compuesto iónico,covalente (polar o no polar) o metálico.




Secuencia didáctica 2.Atracción entre moléculas.

Inicio

Actividad: 1

¿Qué es una molécula?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se forman las moléculas?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué tipos de moléculas existen?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se representan las moléculas?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué es una fórmula? Describe sus componentes.___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué formas pueden presentar las diferentes moléculas?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Resuelve el siguiente cuestionario. Para resolverlo puedes investigar en libros de químicageneral o química inorgánica o en diccionarios especializados.



149BLOQUE 5

Evaluación


Saberes


Caracteriza las moléculas. Resuelve cuestionario.Responde con exactitud.Se expresa por escrito, conpropiedad.


docente

Desarrollo

Los átomos, al unirse mediante enlaces covalentes, forman unidades moleculares. Así, por ejemplo, se sabecuando el hidrógeno reacciona con el oxígeno se obtiene agua y que cada molécula de agua está formada poátomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos mediante enlaces covalentes. Sin embargo, el agua es una susta

que además de encontrarse en estado gaseoso puede ser líquida o sólida, de modo que se plantea la incógncuál es el mecanismo mediante el cual las moléculas de agua se unen entre sí, ya que si no existiera ninguna fde enlace entre ellas el agua siempre se encontraría en estado gaseoso. El mismo tipo de razonamiento phacerse para el caso de otras sustancias covalentes. Por otra parte, muchas sustancias covalentes que a tempey presión ambientales se hallan en estado gaseoso, cuando se baja la temperatura lo suficiente pueden licuasolidificarse. ¿Cómo se unen entonces las moléculas?

Para entender los enlaces moleculares, es necesario conocer qué es una molécula y además distinguir que exmoléculas polares y no polares.

Como consecuencia de la estructura que presentan las moléculas, se producen entre ellas diferentes fuerzaatracción. Estas fuerzas son de distinta intensidad y mantienen más o menos unidas a las moléculas entdeterminando las propiedades de las sustancias.

Una medida cuantitativa de la polaridad es un momento dipolo. El momento dipolo de una molécula formada poo más elementos está determinado tanto por la polaridad de sus enlaces como por su geometría. Las molédiatómicas que contienen átomos de elementos diferentes (por ejemplo, HCl, CO y NO) tienen momento dipolodice que son moléculas polares. Las moléculas diatómicas que contienen átomos del mismo elemento (por ejeH2, O2 y F2) son moléculas no polares porque no presentan momento dipolo.

Las fuerzas intramoleculares mantienen juntos a los átomos de una molécula, estabilizan a las moléculas individen tanto que las fuerzas intermoleculares son las principales responsables de las propiedades macroscópicas materia.

La polaridad química es una propiedad de las moléculas que representa la desigualdad de las cargas eléctricas misma. Esta propiedad se relaciona con otras propiedades como la solubilidad, punto de fusión, punto de ebuletc. La polaridad influye en el estado de agregación. Las moléculas polares se disuelven fácilmente en disolvpolares y no lo hacen en disolventes no polares. El disolvente polar por excelencia es el agua, así que las sustapolares son hidrosolubles o hidrófilas, mientras las no polares son hidrófobas.




Las fuerzas de atracción intermoleculares se denominan fuerzas de Van Der Waals, en honor deJohannes Diderik Van Der Waals, quien desarrolló la ecuación para predecir la desviación de losgases del comportamiento ideal; se destacan tres tipos, que son:

Dipolo-Dipolo.

Dipolo-Dipolo inducido. Fuerzas de dispersión o fuerzas de London.

Las fuerzas dipolo-dipolo existen entre moléculas polares. Las moléculas polares se atraen unas a otras cuando elextremo positivo de una molécula está cerca del extremo negativo de otra. Cuando esto ocurre, hay una atracciónelectrostática entre los dos dipolos. Por varias razones, ésta es una atracción mucho más débil que la existente entreiones con cargas opuestas. Primero, sólo hay cargas parciales sobre los extremos de los dipolos; segundo, losátomos y las moléculas están en constante movimiento; los choques impiden a los dipolos estar perfectamentealineados; y, tercero, hay una fuerza de repulsión entre los extremos de los dipolos que transportan cargas similares.

En los líquidos, las moléculas dipolares están libres para moverse unas respecto aotras. Algunas veces tendrán una orientación en que se atraen y otras en que serepelen. Dos moléculas que se atraen pasan más tiempo cerca una de la otra que

dos partículas que se repelen entre sí. De esta forma, el efecto general es unaatracción neta. Al examinar varios líquidos se observa que para las moléculas demasa y tamaño semejante, las energías de las atracciones intermolecularesaumentan cuando la polaridad aumenta. Los puntos de ebullición crecen cuando elmomento dipolar se incrementa.

En ciertas ocasiones, una molécula polar (dipolo), al estar próxima a otra no polar, induce en ésta un dipolo transitorio,produciendo una fuerza de atracción intermolecular llamada dipolo-dipolo inducido.

¿Qué clase de fuerzas intermoleculares puede haber entre moléculas no polares?Puesto que los gases no polares se pueden licuar, ello indica que debe haberalguna clase de fuerzas de atracción entre ellas. El origen de esta atracción fuepropuesta por primera vez en 1930 por Fritz London, físico germano-estadounidense. London reconoció que el movimiento de los electrones en unamolécula puede crear un momento dipolar instantáneo.

Estas fuerzas de dispersión o de London. Generalmente se presentan en moléculasno polares. La atracción en este tipo de moléculas se presenta a través de laformación de dipolos inducidos en moléculas adyacentes. En la molécula no polardel hidrógeno (H2). La distribución de la nube electrónica del enlace es homogénea.Sin embargo, esta homogeneidad es temporal, ya que los electrones no estánquietos en un determinado-lugar y, además, los núcleos tienen movimiento vibratorio.



151BLOQUE 5

Estos movimientos generan en un momento dado la aparición de zonas con unexceso de carga negativa y otras con carga positiva, es decir, la aparición de undipolo instantáneo. Este dipolo instantáneo provoca que en una molécula vecinase forme temporalmente un dipolo inducido. Esto da como resultado una fuerza deatracción entre el extremo rico en electrones de una molécula y el extremo pobre

de la siguiente.

Los átomos de gases nobles, las moléculas de gases diatómicas como el O2, N2, yel Cl2, y las moléculas de hidrocarburos no polares como el metano (CH4) y eletano (C2H4) tienen dipolos instantáneos.

Actividad: 2

Menciona los tipos de fuerzas intermoleculares que hay entre las moléculas en cada uno de los siguienejemplos:

C6H6 __________________________________

PF3 ____________________________________________________________

O3 _____________________________________________________________

CS2 ____________________________________________________________

I2 _______________________________________________________________

Escribe tres ejemplos para cada tipo de fuerzas intermoleculares:

Interacción dipolo-dipolo ________________________________________________________________________

Interacción dipolo inducido-dipolo inducido________________________________________________________

Fuerzas de dispersión __________________________________________________________________________

Con base en la información del tema de interacciones moleculares, resuelve los siguientescuestionamientos.




Evaluación


Saberes


Identifica las interaccionesmoleculares.

Relaciona las propiedades de lassustancias con la atracciónmolecular que presentan.

Valora la utilidad de los modelosteóricos.


docente


¿En cuál estado de agregación se presentan interacciones moleculares más fuertes?

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué tipo de cristal tiene mayor punto de fusión? Un cristal iónico como la sal (NaCl) o un cristal molecular porejemplo la sacarosa (azúcar, C12H22O11) Explica tu respuesta.

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué propiedades físicas se pueden considerar al comparar la intensidad de las fuerzas intermoleculares en lossólidos y los líquidos?

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Con base en la información del tema de interacciones moleculares, resuelve los siguientescuestionamientos.



153BLOQUE 5

Puente de hidrógeno.

Cuando el átomo de hidrógeno está enlazado de manera covalente a un elemento muy electronegativo como el el oxígeno o el nitrógeno, se produce una fuerte atracción dipolo-dipolo. En estos casos, se forman moléculaspolares en las que el pequeñísimo átomo de hidrógeno conduce una carga positiva importante. Ya que el extpositivo de este dipolo puede aproximarse de una manera importante al extremo negativo de un dipolo vecin

fuerza de atracción entre los dos es muy grande. A esta clase de interacción dipolar se le llama enlace o puen hidrógeno.

En los sistemas vivos, los enlaces o puentes de hidrógeno mantienen unidos a: las moléculas que se reestrucperiódicamente, por ejemplo ADN, los diferentes segmentos de moléculas muy grandes como algunas proteínalas moléculas de agua. Los puentes de hidrógeno hacen que el agua sea un líquido a temperatura ambiente, ede ser un gas. También son responsables de controlar la orientación de las moléculas en el hielo, lo que da luuna estructura de tipo cristalino muy abierta. Por eso se observa en algunos lugares del planeta que el agua promper las tuberías al congelarse, ya que sus moléculas se organizan en una estructura tridimensional que aumevolumen.

Sin los enlaces de hidrógeno no podría existir la vida, ya que a ese enlace se debe la propiedad excepcional del

de tener menor densidad en estado sólido que en estado líquido. Como el hielo es menos denso que el agua, Así, al formarse una capa de hielo en los lagos, actúa como aislante y protege la capa interior de agua congelación.

Cualquier molécula que tenga enlaces O-H, tiene la capacidad de formar puentes de hidrógeno. Las molébiológicas como las proteínas, los ácidos nucleicos y los carbohidratos, tienen capacidad de formar puentehidrógeno debido a la presencia en su estructura de enlaces O-H. Este enlace es la fuerza que mantiene unidasdos tiras que constituyen la espiral doble del ADN, que se encuentra en el núcleo de la célula y es el principal depde la información genética.

Puente de Hidrógeno




Evaluación

Actividad: 3Producto: Representación deinteracciones moleculares.

Puntaje:

Saberes


Identifica las características de lainteracción: puente de hidrógeno.

Selecciona las moléculas quepresentan puente de hidrógeno ysimboliza la formación del enlace.

Realiza sus labores escolares enforma ordenada.


docente

Actividad: 3

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Representa el puente de hidrógeno en las moléculas: HCl, H2S.

HCl H2S

Resuelve las actividades solicitadas.

¿Cuáles de las siguientes moléculas son capaces de unirse entre sí por puente de hidrógeno?

C2H6, HI, BeH2, NaH, H2O, CaH2 y NH3.



155BLOQUE 5

Actividad: 4

Investiga la presencia y función en los seres vivos del HCl,

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Investiga las propiedades físicas y químicas del agua. Anótalas a continuación.

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Busca información, selecciona la más adecuada y reporta por escrito lo solicitado.




Evaluación


Puntaje:

Saberes


Identifica la presencia de lainteracción puente de hidrógeno,en moléculas que forman partede los seres vivos.

Analiza las estructuras químicasy características de moléculas deimportancia biológica.

Selecciona información conseguridad.Reporta información converacidad.


docente


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¿Qué relación guardan algunas características del agua con el enlace de puente de hidrógeno?

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157BLOQUE 5

Los nuevos materiales.

Conocer las diferentes formas de interactuar que tienen los elementos entre sí ha permitido, en años recientes, un notable desarrollo en la llamada ciencia de los materiales, como una rama de la ciencia que nos dará gradescubrimientos en los próximos años

En la actualidad contamos con nuevos materiales, como por ejemplo: sartenes que no se pegan, ropa impermque deja transpirar, medios de transporte más ligeros y resistentes, pantallas planas y delgadas como un libro omás estables, se piensa en que próximamente podamos tener fármacos ultra-precisos diseñados a medida, músartificiales o metales que se auto-reparan. O sea los nuevos materiales que están descubriéndose o estructuránse aplican en muchos ámbitos: alimentación, textiles, colorantes, agricultura, medicina, comunicaciones, vehícdeportes, construcción, aeronáutica, entre otros, proporcionando mayor confort, y nuevos avances científictecnológicos en apoyo de las actividades humanas. Los notables avances en áreas tan sensibles como la medicla alimentación, es algo sumamente interesante y motivador para seguir buscando nuevos materiales. Los nudescubrimientos se difunden rápidamente y permiten avanzar de manera más eficaz, sin descuidar aspfundamentales como la preservación del medio ambiente en todos los sentidos. Los nuevos materiales tamimpactan en el desarrollo económico y sustentable de las naciones.

Los científicos e investigadores de esta ciencia de los nuevos materiales están trabajado con las propiedades de

uno de los elementos de la tabla periódica, haciendo múltiples combinaciones con ellos, de tal manera que a trde simuladores y ordenadores pueden simular la posible estructura, enlace, forma molecular, así comorespectivas propiedades y si el proceso es viable pasar al respectivo prototipo para el diseño final del nuevo maEsta actividad ha provocado que los productos obtenidos se salgan de las clasificaciones tradicionales, haciendéstas cada vez algo ya obsoleto.

Según los investigadores de esta ciencia los nuevos materiales con que conviviremos en nuestra vida diaria durasiglo XXI se desarrollarán a la medida, con el fin de obtener un material con unas propiedades adecuadas paraaplicación determinada y serán "nano", inteligentes y biomiméticos, así como energéticamente más eficiereciclables y menos tóxicos a favor del medio ambiente y el desarrollo sostenible.

La nanotecnología es la ciencia de fabricar y controlar estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular, capa

construir nuevos materiales átomo a átomo. Su unidad de medida, el nanómetro, es la milmillonésima parte dmetro, 10 -9 metros. Algunos de estos dispositivos se utilizan en la actualidad, como por ejemplo los nanotupequeñas tuberías conformadas con átomos de carbono puro capaces de resolver problemas arteriales, así comformas alotrópicas del carbono conocidas como fullerenos en donde es posible diseñar estructuras molecularespuedan transportar sustancias con cierto principio activo a un tipo específico de células, o sea el diseño de fármultra precisos, o bien servir como lubricante de superficies, etc.

También se habla de los metamateriales, compuestos cuyas propiedades físicas son distintas a la deconstituyentes. Algunos de ellos se fabrican con técnicas de nanotecnología. Una ventaja de estos metamaterialque con ellos se podrían fabricar lentes planas que permitirían enfocar la luz en áreas más pequeñas que la londe onda de la luz, con lo que podrían conseguirse aplicaciones en el terreno de la óptica o de las comunicactotalmente inéditas. Una de estas posibles aplicaciones serían los ordenadores ópticos, muchísimo más potenrápidos que los actuales, aunque su desarrollo se encuentra todavía en una fase muy preliminar.




En otro ámbito están los materiales inteligentes los cuales revolucionarán la forma de concebir la síntesis demateriales, puesto que serán diseñados para responder a estímulos externos, extender su vida útil, ahorrar energía osimplemente ajustarse para ser más confortables al ser humano. Los materiales inteligentes podrán replicarse yrepararse a si mismos, e incluso, si fuera necesario, autodestruirse, reduciéndose con ello los residuos y aumentandosu eficiencia. Entre los materiales inteligentes que se están investigando se encuentran los músculos artificiales o los

materiales que "sienten" sus propias fracturas.

Por su parte, los materiales biomiméticos buscan replicar o mimetizar los procesos y materiales biológicos, tantoorgánicos como inorgánicos. Los investigadores que trabajan en este tipo de materiales persiguen un mejorconocimiento de los procesos utilizados por los organismos vivos para sintetizar minerales y materiales compuestos,de manera que puedan desarrollarse, por ejemplo, materiales ultraduros y, a la vez, ultraligeros.

La llamada biomedicina, así como otras nuevas disciplinas,como la biotecnología, la genómica o la proteinómica,persiguen también la creación de nuevos materiales quepuedan dar lugar al desarrollo, por ejemplo, de tejidos yórganos artificiales biocompatibles, células madre,contenedores de tamaño molecular e inteligentes para la

dosificación controlada de fármacos, proteínas bioactivas ygenes, chips de ADN, dispositivos de bombeo, válvulasaltamente miniaturizadas, una especie de plásticos, lospolímeros, altamente biodegradables y medioambientalmentelimpios a partir de microorganismos para evitar la utilizaciónde derivados del petróleo como materia prima, y un sinfín deposibilidades que hoy por hoy se encuentran en la mente delos científicos.

Chips de ADN



159BLOQUE 5

Se habla también de “materiales invisibles”: los cuales son especies y subespecies de materiales que no estánvista, pero que constituyen la esencia de multitud de dispositivos y productos que cada vez nos parecenindispensables. Su utilidad reside no tanto en sus propiedades mecánicas como en sus propiedades químmagnéticas, ópticas o electrónicas. Aunque representen una pequeña parte de los dispositivos en los que accumplen en ellos un papel estelar. Entre estos materiales invisibles se habla de los empleados en las baterías, e

pantallas planas de ordenadores, teléfonos móviles, paneles electrónicos y otros dispositivos, o en las pelsensibles a los rayos-X.

En el terreno de la electrónica, los científicos buscan nuevas aplicaciones basadas en circuitos y disposelectrónicos hechos de materiales plásticos, baratos, flexibles y resistentes. Uno de los retos pasa por jubilar al sel material esencial de los chips, aunque sigue siendo caro y delicado. Desde los años 80 se conocen las pecupropiedades de toda una familia de polímeros orgánicos capaces de conducir la corriente eléctrica en determincondiciones e impedir su paso en otras, aunque no de forma tan eficiente como lo hace el silicio. Sin embargo, sdesarrollado recientemente materiales orgánicos de segunda generación, así como otros materiales inorgánicincluso híbridos orgánico-inorgánicos que se van acercando en eficacia al silicio, por lo que parece sólo cuestiótiempo que algunos de ellos lleguen a alcanzar un nivel práctico de aplicación y se empiecen a ver, por ejepantallas de televisión de gran tamaño similares a un póster de papel.

El descubrimiento de las cerámicas superconductoras de alta temperatura, capaces de transmitir la energía elésin resistencia, ha producido ya los primeros sensores superconductores, aunque todavía se encuentran en unade desarrollo muy básica. Asimismo, también se investiga en la consecución de herramientas nanotecnológicasmateriales magnéticos especiales para discos duros y otros soportes de almacenamiento de datos, más fiapequeños y de mayor capacidad.

Tomado del artículo de ALEX FERNÁNDEZ MUERZA PARA CONSUMER.ESFecha de publicación: 13 de enero de 2005

“Son múltiples los campos de acción de la ciencia de los nuevos materiales, que prácticamente podemos coque en el presente y en el futuro próximo el ser humano tendrá la posibilidad de un mayor control de sus accioneque determina la gran posibilidad de autocontrolarse en el gran daño que como humanidad le estamos ocasiona

nuestra casa…el planeta Tierra.”

Materiales Invisibles




Cierre

Evaluación


Puntaje:


Enuncia la presencia de nuevosmateriales.

Expresa las características denuevos materiales y suimportancia social.

Valora la importancia de losenlaces químicos en la formaciónde nuevos materiales y suimpacto en la sociedad.


docente

Actividad: 5

Investiguen 10 ejemplos de nuevos materiales que se empleen en nuestro País, en áreas

como: salud, comunicaciones, construcción, agricultura, industria, entre otras,mencionando la aplicación específica y las principales características de dichos

materiales.



161BLOQUE 5

Actividad: 6

Esquema

Como repaso de bloque elabora un esquema, utilizando las palabras que aparecen en elrecuadro. Si tienes dudas puedes consultar libros, internet o tus notas.




Evaluación

Actividad: 6 Producto: Esquema. Puntaje:

Saberes


Reconoce los diferentesmodelos de enlaces atómicos eintermoleculares.

Organiza conceptos.

Valora la importancia de losenlaces químicos en la formaciónde nuevos materiales y suimpacto en la sociedad.


docente




BLOQUE

Maneja la nomenclatura química inorgánica

Unidades de competencia:Maneja el lenguaje de la Química inorgánica, identifica los compuestos de uso cotidiano yaplica las normas de seguridad necesarias para el manejo de productos químicos.

Atributos:Durante el presente bloque se busca desarrollar los siguientes atributos de lascompetencias genéricas:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretarinformación.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




164 MANEJA LA NOMENCLATURA QUÍMICA ORGÁNICA

Secuencia didáctica 1.Nomenclatura de compuestos inorgánicos.

Inicio

Actividad:

I. Nombra los elementos representados por los siguientes símbolos. Puedes consultar la tabla periódica.

Símbolo Nombre

Co

Se

Fe

Sr

Mo

Ga

Au

Ne

K

P

Hg

II. Escribe el símbolo de los siguientes elementos y anota su número de oxidación. Consulta la tabla periódica.

Nombre Símbolo+ Número de oxidación

Zinc

Silicio

Argón

Cobre

FósforoCloro

Hidrógeno

Estaño

Boro

Samario

Resuelve los siguientes ejercicios:



BLOQUE

Evaluación



Identifica los nombres, símbolos ynúmeros de oxidación de loselementos y escribe fórmulasquímicas.

Obtiene información de la tablaperiódica.

Practica la construcción defórmulas químicas inorgánicas.

Valora la utilidad del manejo dellenguaje químico.


docente


III. Escribe la fórmula que resulta de la unión de los siguientes iones. Si no recuerdas cómo se

realiza, revisa el tema “lenguaje químico”.

Iones OH–1 SO4-2 Cl–1 NO3

-1 O-2 MnO4-1 PO4

-3 CO3-2 S-2 Cr2O7

-2

Ca+2 CaCl2

NH4+1 NH4NO3

Fe+2

Al+3 Al2S3

Fe+3 Fe(OH)3

K+1 K2SO4

Cu+2

PH4+1 (PH4)2O




Lenguaje químico.

Cuando el hombre encuentra vestigios de una antigua civilización, es importantedescifrar su lenguaje. El modo de comunicarse de un pueblo sugiere lo que hacían,lo que pensaban. Se dice que conocer el nombre de las cosas es conocer las

cosas mismas.

Para comunicarnos hacemos uso del lenguaje. Entender lo que dicen las demáspersonas es posible sólo si tenemos un lenguaje común. Al presenciar un partidode futbol necesitamos conocer el significado de términos como: fuera de lugar,amonestación, falta dentro del área chica, tiro de esquina, portero, etcétera, que sibien pueden tener cierto significado en el lenguaje cotidiano, adquieren uno nuevodentro del contexto ¨futbolístico¨.

Todo lenguaje está lleno de nombres que denominan objetos, procesos,fenómenos, teorías, postulados, etcétera. La química tiene también un lenguajepropio. Para comprender y manejar el lenguaje de la química se debe distinguirclaramente entre símbolos químicos y fórmulas químicas.

El símbolo químico sirve para representar los elementos incluidos en la tablaperiódica. Una vez asignado el nombre, se utiliza una o dos letras en el símbolo. Siel símbolo consta de una sola letra, ésta se escribe con mayúscula, y en el caso detener dos letras, la primera se escribe con mayúscula seguida de minúscula. Lamayoría de los símbolos químicos se derivan del nombre del elemento, algunos delespañol, otros del inglés, alemán, francés, latín o ruso. Por ejemplo, el cobre(cuprum, Cu), el estaño (stannum, Sn), el hierro (ferrum, Fe). Existen otros casos enlos que se utilizó el nombre de una ciudad: californio (Cf), de California. Tambiénencontramos algunos elementos cuyo nombre y símbolo se han tomado delnombre de algunos científicos eminentes como Einstein (einstenio, Es) y Rutherford(rutherfordio, Rf).

Los compuestos químicos se representan por una fórmula química en la que seexpresa la clase de elementos químicos que lo forman y la relación numérica en la que participan. La fórmula del H 2O,expresa que está constituida por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Por su parte, la fórmula del sulfatode potasio, K2SO4, indica que existen dos átomos de potasio, uno de azufre y cuatro de oxígeno.

Hay diversos tipos de fórmulas: entre ellas están: La fórmula empírica expresa la relaciónmás simple de números enteros entre los átomos en un compuesto, en tanto la fórmula

molecular expresa el número real de átomos de una molécula, esto es, en la unidad máspequeña del compuesto.

La fórmula de un compuesto permite calcular muchos datos cuantitativos tales como lamasa molecular, la masa molar y la composición porcentual, pero ese tema lo revisaremos

más adelante.

Procedimiento para escribir fórmulas.

Para escribir correctamente una fórmula química, es necesario considerar conceptosimportantes, como son la valencia y el número de oxidación.

A la capacidad que tienen los elementos para ganar o perder electrones se le llama valencia, que en algunoselementos coincide con el grupo al que pertenece. Las valencias pueden ser positivas y significa que el átomo cede opierde uno o más electrones al combinarse si es un metal, pero si es un no metal significa que pierde o comparteelectrones. Pueden ser negativas y eso significa que el átomo gana o comparte uno o más electrones.

Símbolos químicosmodernos

H Hidrógeno

O Oxígeno

C Carbono

N Nitrógeno

S Azufre

Pb Plomo

Au Oro



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GRUPO NÚMERO DE VALENCIA U OXIDACIÓN

I A

II A

III AIV A

V A

VI A

VII A

+1 (Deben perder un electrón).

+2 (Deben perder dos electrones).

+3 (Deben perder tres electrones).±4 (Deben perder, ganar o compartir cuatro electrones).

– 3 (Deben ganar o compartir tres electrones).

– 2 (Deben ganar o compartir dos electrones).

– 1 (Deben ganar o compartir un electrón)

Sin embargo, tanto los elementos de grupos A como B llegan a tener más de unavalencia. Para estos casos es conveniente hablar de número de oxidación,determinado por el compuesto donde se encuentra el elemento químico, que puede

tomar un valor positivo o negativo, según el otro elemento con que se combine.Para determinar el número de oxidación se consideran las siguientes reglas:

El número de oxidación de un elemento libre es cero. ( 2

0

2

00

N,H,Zn ).

El número de oxidación de los metales en los compuestos es igual a su valenciaiónica. Por ejemplo, alcalinos +1, alcalino térreos +2, y siempre es positiva;algunos metales tienen valencia única como los que pertenecen a los grupos IA,IIA y IIIA, pero otros tienen valencia variable y esos los encontramos en el bloquede los metales de transición.

El número de oxidación de un ión es igual a su carga.

El número de oxidación del hidrógeno en la mayoría de los compuestos qué forma se combina con +1 excepto en los hidruros metálicos, que son compuestos en donde el hidrógeno se une al metal y como el siempre debe de ser positivo, es donde el hidrógeno debe de ser –1 (NaH–1).

El número de oxidación del oxígeno en la mayoría de los compuestos que forma es –2 ( ), excepto e

peróxidos que es –1 ( 2

1

2OH ).

La suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es igual a cero ( En los casos en que los números de oxidación no son iguales, se calcula multiplicando primero la cantidaátomos de cada elemento por su respectivo número de oxidación y sumando ambos resultados, dicha sdebe ser igual a cero. Ejemplo:

2

24

OC = 1 x (+4) + 2 x (–2) = +4 + (–4)= 0

Este principio permite poder hacer combinaciones entre cationes y aniones para construir fórmulas químicas.

Glosario:

Valencia

Capacidad de combinade un átomo haciendo ussus electrones periférTambién se le llama esde oxidación.




Por ejemplo usando cationes y aniones monoatómicos o sea formados por un solo átomo

Na+1 + Cl-1 NaCl (+1) + (-1) = 0

Ca+2 + Br-1 CaBr2 (+2) + 2(-1) = (+2) + (-2) = 0

Mg+2 + O-2 MgO (+2) + (-2) = 0

Al+3 + O-2 Al2O3 2(+3) + 3(-2) = (+6) + (-6) = 0

Fe+3 + Cl-1 FeCl3 (+3) + 3(-1) = (+3) + (-3) = 0

Existen especies químicas en las cuales los átomos están agrupados, presentan carga y actúan como unidad.Éstas reciben el nombre de iones poliatómicos y tienen un estado de oxidación propio igual a su carga, porejemplo (SO4)

-2.

Para construir fórmulas químicas usando iones poliatómicos será necesario familiarizarse, con los nombres y símbolosde los cationes y aniones más comunes.

Nombre y valencia de los principales iones poliatómicos.+1 –1 –2 –3

NH4+1 Amonio

H3O+1 Hidronio

PH4+1…Fosfonio

OH-1 Hidróxido

NO3-1 Nitrato

NO2-1 Nitrito

MnO4-1 Permanganato

ClO-1 Hipoclorito

ClO2-1 Clorito

ClO3-1 Clorato

ClO4

-1

PercloratoHCO3-1 Bicarbonato

IO3-1 Iodato

CN-1 Cianuro

SO4-2 Sulfato

SO3-2 Sulfito

CO3-2 Carbonato

CrO4-2 Cromato

Cr2O7-2 Dicromato

PO3-3 Fosfito

PO4-3 Fosfato

Por ejemplo usando cationes y aniones monoatómicos y poliatómicos

K+1 + (OH)-1 KOH (+1) + (-1) = 0

Ba+2 + (OH)-1 Ba(OH)2 (+2) + 2(-1) = (+2) + (-2) = 0 como cada ion OH es una carga negativa, se requierede dos iones OH para tener las dos cargas negativas que neutralicen las dos cargas positivas.

El ion poliatómico se considera como una unidad con valencia propia por lo que cuando se requiere de representarmás de un ion poliatómico será necesario hacerlo usando un paréntesis y colocando un subíndice fuera del paréntesispara indicar el número de iones a expresar. Cuando se requiere expresar un solo ion, no es necesario usar paréntesis.

Mg+2 + (SO4)-2 MgSO4 (+2) + (-2) = 0

Al+3 + (SO4)-2 Al2(SO4)3 2(+3) + 3(-2) = (+6) + (-6) = 0

Fe+3 + (NO3)-1 Fe(NO3)3 (+3) + 3(-1) = (+3) + (-3) = 0

(NH4)+1 + (NO3)

-1 NH4NO3 (+1) + (-1) = 0



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Desarrollo

Nomenclatura de compuestos inorgánicos.

En el lenguaje de la Química, toda sustancia pura conocida, ya sea un elemento o un compuesto, tiene su nom

su fórmula individual. Debido al gran desarrollo de la Química, día con día se sintetizan nuevas sustancias y, por tuna preocupación constante, además de investigar sus propiedades, es otorgarles el nombre adecuado que peidentificarlas y distinguirlas de otras.

Durante muchos años los estudiosos de la química daban a los compuestos un nombre a voluntad, o bienaspectos circunstanciales es decir, sin considerar alguna norma. Si dos químicos preparaban el mismo compuedaban nombres diferentes, provocando confusión en la divulgación del conocimiento científico. Así fue que surglos nombres triviales para algunos compuestos y que hoy en día se continúan usando; por ejemplo; agua (Hamoniaco (NH3), fosfina (PH3). Fue en 1921 cuando un grupo de científicos a nivel internacional se reunieformaron la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés o UIQPA en espestableció las reglas que rigen la nomenclatura química moderna, para nombrar de manera sistemática compuestos químicos y representarlos mediante fórmulas químicas, empleando los símbolos de los elementos qconstituyen, de tal forma que tanto el nombre como la fórmula sean lo más general y descriptivas posibles

identificar su estructura y propiedades químicas.

Los compuestos químicos se han clasificado, para su estudio, en dos categorías: orgánicos e inorgánicosinorgánicos, que son los que se abordarán en este bloque, a su vez se clasifican para su nomenclatura por funquímica.

Se ha dado el nombre de función química inorgánica al grupo de compuestos similares que presentan un conjunpropiedades comunes.

Principales funciones químicas inorgánicas.

Nombre de la función química Estructura molecularCatión Anión

Óxidos metálicos Metal + oxígeno

Óxidos no metálicos No metal + oxígeno

Hidruros metálicos Metal + hidrógeno

Hidróxidos Metal + ión OH–

ÁcidosHidrácidos Hidrógeno + no metal

Oxiácidos Hidrógeno + no metal + oxígeno

Sales Binarias Metal + no metalOxisales Metal + no metal + oxígeno




Ejemplos de las principales funciones químicas inorgánicas

Nombre de la función química EjemplosÓxidos metálicos MgO, Fe2O3, Na2O, MnO

Óxidos no metálicos CO2, NO, P2O3, SO3

Hidruros metálicos NaH, FeH3, BeH2 Hidróxidos NaOH, Al(OH)3, Mg(OH)2

Ácidos HCl, H2SO4, HNO3, HISales NaCl, CaCO3, KNO2, NH4Cl

Actividad: 2

¿Qué tienen en común las fórmulas de cada grupo de compuestos inorgánicos (función inorgánica)?

Ácidos: ____________________________________________________________________________________________

Hidróxidos: _________________________________________________________________________________________

Óxidos metálicos: ___________________________________________________________________________________

Sales: _____________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Hidruros metálicos: __________________________________________________________________________________

Óxidos no metálicos: ________________________________________________________________________________

¿A cuál familia de compuestos o función química pertenece cada uno de los siguientes ejemplos?

Ejemplos Familia

H2S

KCl

CaH2

KOH

HClO2

ZnO

N2O

HBr

K2Cr2O7

Ba(OH)2

CuCl2

Li2O

Con base en la observación de las tablas anteriores sobre funciones químicas. Respondelas siguientes preguntas.



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Evaluación


Saberes


Identifica las familias decompuestos químicosinorgánicos.

Clasifica compuestos químicosinorgánicos.

Muestra su habilidad en elreconocimiento de compuestosinorgánicos.


docente

Nomenclatura de compuestos químicos.

De acuerdo con la IUPAC, los nombres de los compuestos químicos inorgánicos se deben construir de tal formaa cada compuesto se le pueda asignar un nombre a partir de su fórmula y que para cada fórmula haya un noespecífico. Es decir, a cada compuesto le corresponde un nombre y fórmula únicos. No puede haber dos compucon el mismo nombre y fórmula química diferente.

Una fórmula química se compone de dos partes, una positiva y otra negativa. Ambas se neutralizan, por lo qfórmula es eléctricamente neutra; este aspecto ya lo revisamos en la secuencia anterior.

Para escribir la fórmula de un compuesto, se registra primero la parte positiva que puede ser un metal, upoliatómico positivo, el ion hidrógeno o los no metales menos electronegativos. Cuando se le da nombcompuesto, el nombre de esta parte positiva se escribe al final. La parte negativa, que puede ser el no metaelectronegativo o el ion poliatómico negativo se escribe al final. Cuando se nombra al compuesto, el nombre parte negativa va al inicio.

Por ejemplo, en el caso del NaCl, el sodio (Na) es la parte positiva y el cloro (Cl) la negativa. Al asignar el nomresulta ser: cloruro de sodio, asociado respectivamente al anión la primera parte (cloro) y al catión (sodio) la final.

Los compuestos químicos se nombran dependiendo de su función química, la cual permite ubicarlos como miemde una familia a la que pertenecen. La notación es la forma de representar las sustancias (fórmulas), y nomenclalos nombres de tales sustancias.

Las familias para los compuestos inorgánicos a revisar en este curso son: óxidos, bases o hidróxidos, ácidos, sahidruros metálicos.

Óxidos.

Son compuestos que resultan de la reacción en donde se da la combinación del oxígeno con otro elementocompuestos que están conformados por dos elementos por lo que se les considera como compuestos binarios.

Uno de los elementos es el oxígeno (O), el cual siempre se combina con una valencia de -2 (O–2), y el otro elempuede ser un metal o un no metal, los cuales se deben de combinar con valencias positivas.




Los óxidos de los metales más electropositivos al combinarse con el agua, formancompuestos llamados bases (hidróxidos), es por esto que también se les llamaóxidos básicos.

Óxidos metálicosMetal + oxígeno óxido metálico

Para nombrar estos compuestos, en primer lugar se indica la frase “óxido de” como nombre genérico y en seguida seescribe el nombre del metal correspondiente como nombre específico:

Sodio + oxígeno óxido de sodio

Na+1 + O2 Na2O

Mg+2 + O2 MgO óxido de magnesio

Al+3 + O2 Al2O3 óxido de aluminio

Cuando el oxígeno se une a un metal que tiene valencia variable forma varios óxidos, en primer lugar se identifica elnombre tal como se indico en los anteriores (valencia fija) y al final de éste se escribe la valencia del metal usandonúmero romano y se escribe dentro de un paréntesis. Ejemplos:

Fe+2 + O2 FeO óxido de hierro (II)

Fe+3 + O2 Fe2O3 óxido de hierro (III)

Cu+1 + O2 Cu2O óxido de cobre (I)

Cu+2 + O2 CuO óxido de cobre (II)

Óxidos no metálicos

El oxígeno al combinarse con los no metales, formacompuestos llamados óxidos no metálicos.

No metal + oxígeno óxidos de metálicos

N + O2 NO

C + O2 CO2

Los óxidos no metálicos al reaccionar con el agua producencompuestos terciarios, llamados ácidos, de ahí que se lesllame óxidos ácidos (oxiácidos); otro nombre que hanrecibido estos compuestos es el de anhídridos.



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Para su nomenclatura se tiene en cuenta el número de átomos de oxígeno y del no-metal que haya en la moléusando los siguientes prefijos griegos numéricos:

Prefijo Número deátomos

MonoDiTriTetraPentaHexaHepta

El nombre del óxido no metálico, se construye de la siguiente forma: anteponer a la frase “óxido de” un prefijoindique el número de oxígenos enseguida se nombra al no metal con un prefijo que indique el número de átomese no metal.

Prefijo +óxido de + prefijo+ nombre del no metal

Cl2O3 Tri + oxido de + di + cloro (trióxido de dicloro)

*Cuando en la fórmula del óxido hay un (1) átomo del no metal, no se utiliza el prefijo mono.

Ejemplos:

CO Monóxido de carbono

CO2 Dióxido de carbono

SO3

Trióxido de azufre

NO Monóxido de nitrógeno

N2O5 Pentaóxido de dinitrógeno

Bases o Hidróxidos.

Compuestos ternarios que resultan de la combinación de un óxido metálico conagua. También reciben el nombre de bases o álcalis, que significa cenizas.

Óxido metálico + Agua Hidróxido de metal

Óxido de sodio + agua hidróxido de sodio

Na2O + H2O NaOH

Las bases como sustancias químicas se caracterizan porque manifiestan lassiguientes propiedades:

Son de un sabor amargo.Son jabonosas al tacto.Neutralizan a los ácidos al reaccionar con ellos produciendo sal y agua.Cambian el papel tornasol de color rojo a color azul.

Glosario:

Hidróxidos

Compuestos que secaracterizan por contener su molécula el grupo oxido hidroxilo (OH) unido a umetal.




Están formados por un metal y tantos iones OH–, como la valencia que en cadacaso presenta el metal. Se puede decir también que son la unión de un catión(metal) con el anión hidróxido OH–1.

Ejemplos:

KOH Hidróxido de potasio

Ca(OH)2 Hidróxido de calcio

Al(OH)3 Hidróxido de aluminio

Cuando el metal tiene valencia variable, ésta se escribe con número romano alfinal del nombre entre paréntesis. Por ejemplo:

CuOH Hidróxido de cobre (I)

Cu(OH)2 Hidróxido de cobre (II)

Hidruros.

El hidrógeno, además de combinarse con elementos no metálicos, también secombina con algunos de los metales más activos; estos compuestos binarios, recibenel nombre de hidruros. En la notación de se escribe primero el símbolo del metalseguida del símbolo del hidrógeno.

En este caso el hidrógeno actúa con valencia negativa. Para la nomenclatura de loshidruros, se inicia con “hidruro de” y al final se añade el nombre del metal. Si el metaltiene más de una valencia, la utilizada, al igual que en otros casos, se anota al finalcon un número romano entre paréntesis.

Metal + hidrógeno Hidruro de metal

Na+1 + H–1 NaH

Fe+2 + H–1 FeH2

Fe+3 + H–1 FeH3

Ejemplos:

NaH Hidruro de sodio

FeH2 Hidruro de hierro (II)

FeH3 Hidruro de hierro (III)CaH2 Hidruro de calcio

PbH4 Hidruro de plomo (IV)

Como sustancias químicas se caracterizan por presentar las siguientes propiedades:Son compuestos iónicos, no volátiles, no conductores en estado sólido y son cristalinos, se utilizan como desecantesy reductores, como bases fuertes y algunos como fuentes de H 2 puro.

Características: - Tecnología NiMH (Hidruro de Metal yNiquel)1,2V, 1300mah- Formato AA- Cargador USB incorporado conindicador LED- Se puede también cargar en uncargador estandar para pilas NiMH- Tiempo de carga en USB: 5h

Glosario:

Hidruros no metálicos.

Se forman cuando elhidrógeno se combina conun no metal.En éstos compuestos elHIDRÓGENOactúa conestado de oxidación: +1.

(NH3, PH3)



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Evaluación

Actividad: 3 Producto: Ejercicios denomenclatura inorgánica. Puntaje:


Distingue la fórmula y nombre delas funciones químicasinorgánicas: óxidos, hidróxidos ehidruros.

Aplica las reglas de nomenclaturaquímica inorgánica.



docente

Actividad: 3

Fórmula Nomenclatura

CoH3

Ni(OH)3

Trióxido de dicloro

Br2O

CdO

SeO2

Pentaóxido de difósforo

Hidruro de galio

Óxido de paladio (IV)

Heptaóxido de dibromo

Hidróxido de berilio

AuH3

Ca(OH)2

ZnH2

Hidróxido de estaño (IV)

Completa la siguiente tabla, escribiendo el nombre o la fórmula correspondiente a cada

compuesto.




Ácidos.

Un ácido se define como una sustancia que produce iones hidrógeno (H +) cuandose encuentra disuelto en agua, es decir, cuando está en forma de solución acuosa.

Los ácidos inorgánicos se clasifican en Hidrácidos o Ácidos Binarios y Oxiácidos oÁcidos Ternarios.

Las principales características de los ácidos:

Sabor agrio o ácidoEn solución acuosa son capaces de disolver algunos metales como zinc ymagnesio liberando hidrógeno gaseoso.Cambian el papel tornasol -un colorante vegetal-de color azul a rojo.Reaccionan (neutralizan) a las bases o hidróxidos, para producir una sal y agua.Reaccionan con carbonatos para producir el gas dióxido de carbono.

Hidrácidos o ácidos binarios.

Se obtienen de la reacción del hidrógeno con un no metal.

Hidrógeno + No metal Hidrácido

H2 + Cl2 HCl

En su notación se escribe primero el hidrógeno, que participa siempre con valencia +1, después se registra el no metalcon su valencia correspondiente.

En su nomenclatura, primeramente se escribe el nombre genérico “ácido”, después la raíz del nombre del no metalcon la terminación hídrico.

Ácido + raíz del no metal + hídricoHCl = ácido + clor +hídrico = acido clorhídrico

Para nombrar a los ácidos primeramente se debe saber que los nombres de algunos elementos químicos tienen suorigen en raíces griegas o latinas. Analiza la siguiente tabla:

ELEMENTO SÍMBOLO RAÍZCLORO Cl CLORBROMO Br BROM

IODO I IODFLÚOR F FLÚOR

AZUFRE S SULFUR O SULFNITRÓGENO N NITRFÓSFORO P FOSFOR O FOSF

Ejemplos:

HCl Ácido clorhídricoH2S Ácido sulfhídricoHBr Ácido bromhídricoHI Ácido IodhídricoHF Ácido Fluorhídrico

El pH típicamente va de 0 a 14 endisolución acuosa, siendo ácidaslas disoluciones con pH menores a7, y básicas las que tienen pHmayores a 7.

El pH = 7 indica la neutralidad de ladisolución (siendo el disolventeagua).



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Oxiácidos o ácidos ternarios

Se forman cuando reacciona un óxido no metálico con agua.Son ternarios: hidrógeno + no metal + oxígeno. Hx Ey Oz

Óxido No Metálico + Agua Oxiácidos

SO2 + H2O H2SO3 Ejemplos:

H2CO3 Ácido carbónico

H2SO3 Ácido sulfuroso

HClO Ácido hipocloroso

H2SO4 Ácido sulfúrico

Reglas para nombrar a los oxiácidos

Para su nomenclatura primero se indica el nombre genérico de “ácido”, posteriormente el nombre del no metacontiene, con los prefijos y sufijos que se indican en la siguiente tabla, de acuerdo con la valencia del no metal.

Valencia Prefijo Sufijo

Fija ------ ico

+1 o +2 Hipo oso

+3 o +4 ---------- oso

+5 o +6 ---------- ico

+7 per ico

Para conocer la valencia del no metal, se procede como se indica a continuación.

H2SO4 +2 -8+1 +6 -2 (4 x -2) +2 +6 -8= 0

H2 SO4 H2 SO4 La valencia del azufre es +6

De acuerdo con la tabla, corresponde al nombre del no metal la terminación ico, (raíz sulfur + ico, por valencia +6) tanto el nombre es: H2SO4 Ácido sulfúrico

Otra forma de dar con el nombre de los oxiácidos es utilizando la tabla de iones poliatómicos. De acuerdo instrucciones.

1. En primer lugar se menciona el nombre genérico de “acido”. 2. Se determina el nombre del ión poliatómico (carbonato, hipoclorito, sulfato, sulfito, etc.) que se encuentra un

hidrógeno formando el ácido.3. Se cambia la terminación del nombre del ion poliatómico de acuerdo con la siguiente regla:

Si la terminación del nombre del ion es “ato”, ésta se cambia por la terminación “ico”.

Ejemplo: Carbonato cambia por carbónico.




Si la terminación del nombre del ion poliatómico es “ito”, ésta se cambia por la terminación “oso”. Ejemplo: hipoclorito cambia por hipocloroso.

Nombre y valencia de los principales iones poliatómicos.+1 –1 –2 –3 –4

NH4+1

Amonio

H3O+1 Hidronio

OH-1

HidróxidoNO3

-1 NitratoNO2

-1 NitritoMnO4

-1 PermanganatoClO-1 HipocloritoClO2

-1 CloritoClO3

-1 CloratoClO4

-1 PercloratoHCO3

-1 BicarbonatoIO3

-1 IodatoCN-1 Cianuro

CNO-1

Cianato

SO4-2

SulfatoSO3

-2 SulfitoCO3

-2 CarbonatoCrO3

-2 CromitoCrO4

-2 CromatoCr2O7

-2 DicromatoC2O4

−2 Oxalato

PO3-3

FosfitoPO4

-3 Fosfato As-3 Arsenuro AsO4

-3 ArsenatoBO3

-3 Borato

C-4

Carburo

Nota: en algunos casos especiales no se toma el nombre del ión poliatómico como referencia, sino la raíz del nombre delno metal que forma al ión poliatómico:

Ejemplos:

El ión SO4 se denomina sulfato, pero cuando éste forma un ácido se toma la raíz del nombre del azufre (sulfur) para formarel nombre del ácido y se utilizan las mismas reglas para la terminación por lo que, para los siguientes ácidos el nombrecorrecto es:

H2SO4 Ácido SulfúricoH2SO3 Ácido Sulfuroso

H3PO4 Ácido Fosfórico

HClO Ácido hipocloroso

H3PO4 Ácido fosfórico

Sales.

Son producto de la reacción de neutralización entre un ácido y una base (hidróxido).Los productos de esta reacción son sal y agua. Las sales se dividen en sales binarias ysales ternarias u oxisales (sales que poseen oxígeno).

Las sales son muy abundantes en la naturaleza. La mayor parte de las rocas yminerales del manto terrestre son sales de un tipo u otro. También se encuentrangigantescas cantidades de sales en los océanos.



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Generalmente las sales son cristalinas y tienen altos puntos de fusión y de ebullición. Las sales son siempre compuiónicos que se disocian al encontrarse en solución acuosa, aumentando la conductividad eléctrica del solvente.

Sales binarias

Se derivan de la unión de un hidrácido con una base. En su nombre se indica enprimer lugar el nombre genérico el cual se forma con la raíz del elemento no metálicoseguido de la terminación uro, en lugar de hídrico. Como nombre específico seescribe la frase “de nombre del metal” la cual puede acompañarse de un paréntesiscon número romano para los casos de metales de valencia variable.

Hidrácido + Base Sal Binaria + Agua

Ácido clorhídrico + hidróxido de sodio Cloruro de sodio + agua

HCl + NaOH NaCl + H2O

Ejemplos:

FeS Sulfuro de hierro (II)

Fe2S3 Sulfuro de hierro (III)

MgCl2 Cloruro de magnesio

KF Fluoruro de potasio

CaBr2 Bromuro de calcio.

Para las sales que se producen con los ácidos que son dipróticos como el acidosulfhídrico, H2S se forman las llamadas sales ácidas las cuales se nombranagregando la palabra “ácido” antes de la frase “de nombre de metal” o tambiénañadiendo el prefijo “di o bi”.

NaHS Sulfuro ácido de sodio o disulfuro de sodio

Oxisales

En el caso de las Oxisales o sales ternarias se obtienen de la reacción de un oxiácido con una base, también enneutralización se producen sal y agua.

Oxiácido + base Oxisal o sal ternaria + agua

Ácido fosfórico + hidróxido de potasio fosfato de potasio + agua

H3PO4 + KOH K3PO4 + 3H2O

Nomenclatura de oxisales

Se menciona primero el nombre del anión poliatómico que está formando a la sal seguida de la preposiciónenseguida se indica el nombre del metal o catión que forma parte de la estructura química de la sal, si el metal evalencia variable, recuerda que debes indicarla con número romano, al final del nombre.

Anión poliatómico+ “de” + nombre del catión

Mg(NO3)2, el anión NO3-1

recibe el nombre de “nitrato”, por lo que la sal es: nitrato de magnesio.

Agua dura.

La dureza de un agua es debal contenido en ciertas sales dcalcio y magnesio, que puedeestar presentes enconcentraciones anormalmenaltas.Los problemas del agua duraverifican en el hogar cuando sdificulta la cocción de algunosalimentos (como las verdurasque los mismos quedan duroen ocasiones amargos. El agudura mancha los artefactos d

baño (inodoros, bañeras) y lode la cocina, un agua duradificulta la formación de espucuando al bañarse o cuandolava la ropa.El agua dura se puede tratar“ablandándolo” por procesosquímicos, que pueden realizatanto en una planta detratamiento de agua como enhogar.




Ejemplos:

Na2SO4 Sulfato de sodio

Ca(ClO)2 Hipoclorito de calcio

KMnO4 Permanganato de potasio(NH4)2SO4 Sulfato de amonio

Cu2SO4 Sulfato de cobre (I)

CuSO4 Sulfato de cobre (II)

Para los casos de los ácidos polipróticos se forman las oxisales acidas, las cuales como ya se indicó se añade la palabra“ácido” o se antepone el prefijo “di o bi”

NaHSO4 Sulfato ácido de sodio o bisulfato de sodio.

NaHCO3 Carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio.

Cu(HSO3)2

Sulfito ácido de cobre (II) o bisulfito de cobre (II)

Evaluación

Actividad: 4 Producto: Ejercicios de nomenclaturaquímica inorgánica. Puntaje:


Distingue la fórmula y nombre delas funciones químicasinorgánicas: ácidos y sales.




docente

Actividad: 4

Fórmula Nomenclatura Ácido nítrico

Nitrato de rubidioLi2CrO4

HgF Ácido perclórico

PbSO3

Permanganato de potasio Ácido borhidríco

MnCl4Fosfito de amonio

H2SeCuSO4

Mg3(PO4)2

Ácido sulfhídricoH2CO3

Completa la siguiente tabla, escribiendo el nombre o la fórmula correspondiente a cadacompuesto.



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Actividad: 5

¿Cómo funcionan los antiácidos?

Cuando se consumen grasas o irritantes se experimenta un malestar conocido como indigestión, causado poexceso de acidez en el estómago o en el esófago.Emplea tu conocimiento de la química de los ácidos para evaluar los efectos de los antiácidos que se usangeneral para el tratamiento de problemas de acidez estomacal.

Material:

Tabletas de antiácidos de tu preferencia.

4 bolsas de plástico.Vinagre. Agua.Papel pH (indicador). Existe en el laboratorio escolar.

Procedimiento:

1. Toma lectura del grado de acidez del vinagre, con el papel pH, interpreta el valor con las indicaciones dcaja; relaciona el color con el valor de pH.

2. Marca cada bolsa con el nombre del antiácido que quieras probar.3. Agrega 5 mililitros de vinagre a cada una de las cuatro bolsas, 10 mililitros de agua. Agita y mide el pH. An

el valor obtenido.4. Agrega una tableta del antiácido distinta a cada bolsa, elimina el exceso de aire y ciérrala. Asegurarte qu

tableta del antiácido esté sumergida en la solución de vinagre.5. Oprime las tabletas del antiácido para que se rompan en trozos pequeños.

6. Observa las reacciones y descríbelas.7. Al final de la reacción mide el valor de pH, compara con el registrado al inicio de la actividad. Registra esdatos en la siguiente tabla.

En equipo. En casa, realicen el experimento siguiendo las instrucciones.





pH inicial:

Bolsa 1 Bolsa 2 Bolsa 3 Bolsa 4Descripción:

pH final__________

Descripción:

pH final__________

Descripción:

pH final__________

Descripción:

pH final__________

8. ¿Qué antiácido es mejor? Explica.___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

9. Explica cómo se realiza esta reducción de acidez. Menciona los compuestos que intervienen en la reacción.___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Sólo para saber y actuar en consecuencia.Limpien una moneda o llave muy sucia con la salsa que utilizan con mayor frecuencia. (Por ejemplo, Valentina,Sonora, cátsup). Midan el pH de este producto.



BLOQUE

Evaluación

Actividad: 5Producto: Registro deobservaciones. Puntaje:


Caracteriza propiedades deácidos y bases.

Realiza práctica experimentalsiguiendo una guía.



docente

Cierre

Evaluación

Actividad: 6 Producto: Ejercicios denomenclatura.

Puntaje:


Distingue la fórmula y nombre delas funciones químicasinorgánicas: óxidos, hidruros,hidróxidos, ácidos y sales.




docente

Actividad: 6

Fórmula Nombre Función química.

MgO Óxido de magnesio Óxido metálicoÁcido carbónico

Mn(ClO2)4

HFHClO3

Cromato de amonioHidruro de berilio

Rb2SÁcido bromhídrico

Óxido de vanadio (II) AuOHGa(IO)3

Carbonato ácido de cesioHidróxido de estroncio

Cl2O5

Escribe en las columnas correspondientes, la fórmula, nombre y familia de compuestos

(función química) a la que pertenece cada ejemplo.




Secuencia Didáctica 2.Importancia del buen uso y manejo de los

productos químicos en el hogar.

Inicio

¿Cuáles son las funciones más comunes para las que se utilizan productos químicos en sus hogares?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

¿Qué tipos de los diversos productos químicos se almacenan en sus hogares?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se almacenan estos productos?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

¿Los productos almacenados o utilizados en sus hogares representan algún peligro? Expliquen.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

Actividad: 1

En equipo. Respondan el siguiente cuestionario.



BLOQUE

Evaluación



Reconoce los compuestosinorgánicos presentes en losproductos de uso cotidiano.

Clasifica las sustancias utilizadasen el hogar.


CoevaluaciónC MC NC

Calificación otorgada por el docente


Etiqueta (tipo de producto) Lista de compuestos Función química

De los productos químicos que se utilizan en sus hogares, elijan 5 (deben representar a los

diversos usos). Revisen sus etiquetas, registren las indicaciones sobre el producto y anotenlos compuestos químicos que reconozcan, una vez que tengan el listado, indiquen a quéfamilia pertenece cada compuesto.




Desarrollo

Actividad: 2

Producto Características/Clasificación Manejo correcto Errores

Busca en internet la “hoja de seguridad” para dos de los productos que utilizan en tu casay que los tengas considerados como peligrosos. Revísala, localiza las principalescaracterísticas de los productos, su clasificación por su peligrosidad y anótalas en elsiguiente cuadro. Comprueba si se está cometiendo algún error en el manejo oalmacenaje de dicho producto.Comparte la información obtenida con el resto del grupo.



BLOQUE

Evaluación

Actividad: 2 Producto: Hoja de seguridad. Puntaje:

Saberes


Conoce la estructura de una hojade seguridad de productosquímicos cotidianos.

Clasifica productos con base a lainformación de sus hojas de

seguridad.Propone acciones de seguridad apartir del uso de las hojas deseguridad.

Asume la importancia de utilizar

con cuidado las sustanciasquímicas.


docente

Son múltiples los productos químicos que se tienen en los hogares parainnumerables usos, muchos de ellos con riesgos potenciales de produciraccidentes e intoxicaciones, si es que no se tiene un debido cuidado ensu uso, y se mantienen alejados del alcance de los niños, los cuales sonlos más propensos a envenenamientos con este tipo de productos.

Muchas industrias manufactureras de estos productos, como unasolución a este problema, han tomado medidas como el cambio deenvases, la aplicación de un seguro y complicado sistema de cerrado,reducir la concentración de ciertos productos o cambios en el etiquetado;estas medidas sin duda han incidido en una disminución de losproblemas con estos productos.

Se busca vivir en un hogar limpio y sano, para lograrlo se utilizan en lascasas productos de limpieza y desinfectantes que ayudan a cumplir estosobjetivos, pero si no se toman las medidas pertinentes de seguridad,éstos se convierten en posibles fuentes de intoxicaciones y daños alambiente.

Son los artículos que se usan para la limpieza del hogar, lavatrastes o laropa, junto con los insecticidas, los que presentan mayor riesgo; esto porsu composición química, frecuencia de uso y por su fácil disponibilidad sino se tiene cuidado de guardarlos en lugares seguros; entre éstos sedestacan: blanqueadores, limpiadores domésticos desinfectantes,detergentes para ropa y para máquinas lavadoras trastes, los cáusticos ocorrosivos (capaces de producir lesiones, por acción directa en piel ymucosas), que son probablemente los más peligrosos, se utilizan comolimpiadores, destapa caños, los insecticidas domésticos. Los productosanteriores cuando causan intoxicaciones lo que se mide en que puedengenerar: náuseas, vómitos, dolor de cabeza, irritación o quemaduradérmica, en la boca, nariz, garganta; pueden traer problemas en elsistema respiratorio, sistema digestivo, a nivel neurológico, dañoshepáticos o renales, asma y hasta cáncer.

Existe otra infinidad de productos hogareños, muchos de los cuales noson tóxicos, o pocos tóxicos, obviamente depende su toxicidad defactores como: naturaleza de la sustancia, cantidad, concentración,tiempo de exposición, edad del intoxicado, peso, fundamentalmente.




Los productos químicos utilizados en el hogar son de gran ayuda en la vida diaria, permiten rodear a las familias de unaserie de comodidades en relación con la limpieza, alimentación y principalmente salud.

No obstante, el mal uso e incorrecto almacenaje que se hace de ellos ha propiciado quese produzcan accidentes y que se escuche con frecuencia que su uso está contribuyendo

al deterioro del ambiente que nos rodea, como lo es de productos que han ocasionado eldeterioro de la capa de ozono de la estratosfera, la cual nos protege de las radiacionesUV; que los detergentes han terminado con la vida de peces en los ríos cercanos a laszonas urbanas; y así, se podrían continuar citando casos cuya problemática es real yseriamente preocupante. Si bien son ciertos estos problemas, también es verdad que losinsecticidas han colaborado a la erradicación de enfermedades y a elevar la calidad deproductos agrícolas; que los tetrafluorocarbonos marcaron pautas en el área de laindustria de la refrigeración, que la constante investigación en la producción de cada unode estos compuestos ha permitido encontrar estructuras químicas de insecticidas menosagresivos y que actualmente se fabrican detergentes biodegradables.

Ahora bien, enterarse del costo de un producto químico de uso cotidiano, en relación conla cantidad y la calidad que se está adquiriendo, es importante para la economía del

hogar, pero no es de menor importancia el hacer la diferencia entre un producto orgánicoo inorgánico, el conocer si es biodegradable o no, o si su envase es reciclable; conceptoscuyo conocimiento permitirá hacer una correcta clasificación cuando se eliminen susdesechos y contribuir de esa forma a evitar la contaminación de nuestro entorno.

La enseñanza de la Química a Nivel Superior debe tener como un relevante objetivo y formar futuros científicos quecolaboren a la previsión de problemas, a encontrar vías para prolongar y mejorar la vida del ser humano y dar solucióna los problemas ya creados; pero cada estudiante, de cualquier grado, así como tú, debe, a partir de susconocimientos, colaborar en la prevención de problemas mediante el desarrollo consciente de buenos hábitos, comoel uso correcto del agua, de la energía, de los productos químicos de uso cotidiano y procurando que estosconocimientos trasciendan a sus respectivas familias. Educando a las nuevas generaciones con costumbres yactitudes que les permitan prever la creación de problemas como accidentes en el hogar, contaminación ambiental,etc., y evitar tener que remediarlos una vez generados, lo cual resulta complicado y costoso en diferentes aspectos.En este punto, no se puede eludir la importancia de la intervención de las autoridades encargadas de supervisar laproducción y comercialización de compuestos de uso cotidiano, exigiendo a los productores que cumplan con lasnormas de control de calidad y especificación en el etiquetado, tanto de las bondades del producto como loscuidados que se debe de tener al utilizarlos, así como las precauciones que deben observarse al eliminar residuos oenvases.

Impacto ambiental.En nuestro país, la evaluación alimpacto ambiental surge con lapromulgación de la Ley Federal de

Protección al Ambiente en 1982. Perofue hasta 1988 cuando la evaluacióndel impacto ambiental se fortaleció conla expedición de la Ley General delEquilibrio Ecológico y la Protección alambiente. (LGEEPA).



BLOQUE

Cierre

Actividad: 3

Analiza con base en la información revisada, la condición que presenta tu casa en cuanto al uso adecuado de losproductos químicos, y entrega un reporte de lo que se encontró; qué debe cambiar para mejorar la seguridadEntrega en tiempo tu reporte para su revisión. (Debes escribir, aproximadamente, una cuartilla).

Una vez realizadas las actividades anteriores y leída la introducción al tema del usoadecuado de los productos químicos caseros. Revisa en internet, entre otras, la siguientepágina: http://www.cristinacortinas.net/Revisa el documento: Bases para integrar planes de manejo de microgeneradores de residuos peligrosos.




Evaluación

Actividad: 3 Producto: Reporte. Puntaje:


Reconoce los compuestosinorgánicos presentes en losproductos de uso cotidiano.

Propone medidas de seguridadpara el uso de sustanciasquímicas.

Previene riesgos al utilizar concuidado las sustancias químicaspresentes en el hogar.


docente




Representa y opera reacciones químicas.

Unidades de competencia:Reconoce a los procesos químicos como fenómenos de su entorno y demuestra la validezde la ley de la conservación de la materia al balancear ecuaciones químicas.

Atributos:

Durante el presente bloque se busca desarrollar los siguientes atributos de lascompetencias genéricas:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas ográficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cadauno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar

información.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo,definiendo un curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manerareflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con losque cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




192 REPRESENTA Y OPERA REACCIONES QU MICAS

Secuencia Didáctica 1.Clasificación de los cambios químicos.

Inicio

Actividad: 1

Expliquen qué es una reacción química:

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Mencionen cinco reacciones que sucedan en tu entorno.

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Cuál es la importancia de las reacciones químicas?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Realicen la siguiente actividad experimental.

Propósito: Obtener un compuesto en estado gaseoso a partir de un sólido y un líquido.Material.

Un vaso Cáscara de huevo Vinagre

Procedimiento:

1. Coloquen vinagre hasta la mitad de un vaso.2. Desmenucen una cáscara de huevo y coloquen los trozos dentro del vaso con vinagre.

En equipo, resuelvan los siguientes cuestionamientos.



193BLOQUE 7

Evaluación Actividad: 1 Producto: Cuestionario. Puntaje:


Identifica a la reacción químicacomo factor de transformaciónen los materiales cotidianos.

Elige ejemplos de reaccionesquímicas cotidianas.

Experimenta la formación decompuestos.

Valora la observación eidentificación experimental de loscambios químicos.


docente


¿Qué ocurre? Hipótesis

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

¿Qué compuesto gaseoso se formó? Expliquen lo sucedido, para su formación.

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Observaciones:




Desarrollo

Ecuación química.

La naturaleza es dinámica, y tanto la materia viva como la inerte sufren continuamente procesos de transformación, delos cuales los más importantes son los que afectan su constitución. La formación de las rocas, el crecimiento de unanimal, la descomposición de los alimentos, la combustión, son procesos observables que manifiestan latransformación de unas sustancias en otras. Los elementos químicos forman compuestos por medio de enlaces queunen entre sí a sus átomos. La expresión “reacciones químicas” es lo que utilizamos para hacer mención de losprocesos que son la transformación de unas sustancias a otras y se explican como el resultado de un reagrupamientode átomos y de enlaces para dar nuevas moléculas.

Para que se produzca un cambio químico, es decir, una reacción química, debe existir una interacción entre dos omás sustancias, o bien que la sustancia sea afectada por un cambio en su energía. El rompimiento de los enlacesquímicos se produce de forma espontánea o provocada.

En ocasiones no es fácil detectar cuándo se ha llevado a cabo una reacción química. Algunos signos que pueden

indicar que se ha realizado el cambio son:

La producción de un gas. La aparición de un sólido (precipitado). Cambio de color. El aumento o disminución de la temperatura.

La reacción química es la observación del proceso de cambio químico, pero todo ese proceso hay que representarlode alguna forma. En el lenguaje químico, una reacción se representa mediante una ecuación, que es una formaabreviada para describir una reacción química por medio de símbolos y fórmulas. Las sustancias iniciales se llamanreactivos; y las finales, productos; se separan por una flecha que apunta hacia las sustancias formadas. Por ejemplo:

H2(g) + O2(g) H2O(g)

Esta ecuación nos dice que el hidrógeno molecular gaseoso reacciona con el oxígeno molecular gaseoso paraobtener agua gaseosa. Los reactivos son H2 y O2, el producto H2O.

En una ecuación química, además de los símbolos de los elementos, fórmulas y la (se lee “produce”), existen otrostérminos. El signo (+) que se utiliza como un separador de los reactivos o productos. Los números de menor tamañoque aparecen en el extremo inferior derecho de un símbolo se llaman subíndices e indican el número de átomos delelemento. En las ecuaciones es conveniente expresar el estado de agregación de las sustancias participantes, con lossímbolos, (s) sólido, (l) líquido, (g) gaseoso y (ac) solución acuosa.

En ocasiones, sobre la flecha se coloca información adicional como la temperatura o presión en que se lleva a cabo lareacción, la presencia de catalizadores, etc. Es importante saber si en una reacción química los productos puedenvolver a reaccionar para formar los reactivos originales. Cuando esto sucede, se colocan en la ecuación dos flechascon sentido contrario. En ese caso se dice que la reacción es reversible.



195BLOQUE 7

Símbolos utilizados con frecuencia en las ecuaciones químicas.

Símbolo Significado

Produce (n); apunta hacia los productos

Reacción reversible

Gas que se desprende; se escribe después de la fórmula

Sólido que se forma o precipitado; se anota después de la fórmula

(s) Estado sólido

(l) Estado líquido

(g) Estado gaseoso

(ac) (aq) Solución acuosa

∆ Calor

+ Más o reacciona con; se escribe entre las fórmulas de las sustancias

Actividad: 2

2Sr(s) + O2 (g) 2SrO(s)

a) ¿Cuál es el estado físico del estroncio?____________________________________________________________

b) ¿Cuál es el subíndice del oxígeno? _______________________________________________________________

c) ¿Cuántos reactivos participan en esta reacción?_____________________________________________________

d) ¿Cuántos productos se obtienen en esta reacción?__________________________________________________

Escribe los símbolos o fórmulas de las sustancias que se combinan en las siguientes reacciones.Cobre sólido+ nitrato de plata acuoso plata sólido + nitrato de cobre acuoso.

Pon en práctica lo estudiado en el tema “ecuación química” y responde lo siguiente.Puedes consultar la tabla periódica.

Utiliza la ecuación que se presenta a continuación para contestar las siguientes preguntas.




Evaluación

Actividad: 2 Producto: Ejercicios “uso dellenguaje químico”.

Puntaje:


Interpreta el significado dellenguaje químico.

Utiliza el lenguaje químico en larepresentación de reaccionesquímicas.

Aplica en forma correcta lasimbología química.


docente


Nombra las sustancias que participan e interpreta la simbología de las siguientes ecuaciones

químicas.

Mg(s) + 2HCl(ac) MgCl2 (ac) + H2(g)↑

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

2NaOH(s) + H2SO4(l) Na2SO4(ac) + 2H2O(l)

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Escribe las siguientes reacciones.

El monóxido de carbono gaseoso reacciona con el oxígeno gaseoso produciendo dióxido de carbono gaseoso.

___________________________________________________________________________________________________

El bromo líquido oxida al hierro metálico sólido, produciendo bromuro de hierro (III) sólido.

___________________________________________________________________________________________________



197BLOQUE 7

Tipos de reacción.

Las reacciones químicas son los procesos por los que unas sustancias se transforman en otras, en este cambsolo hay transformación de materia, también hay cambios energéticos. La Química estudia las sustancias o espquímicas, existentes en la naturaleza o que puedan obtenerse en el laboratorio. En el campo de acción de la Quse incluye, como un aspecto relevante, el estudio de las transformaciones o reacciones.

Por medio de los avances obtenidos en el conocimiento de las reacciones de las sustancias, la Química particila producción de nuevos materiales, en la preparación y conservación de los alimentos, la creación de numedicamentos y contribuye al conocimiento del metabolismo, que es el conjunto de los cambios de sustanctransformaciones de energía que tiene lugar en los seres vivos.

Lo anterior da muestra de la importancia del estudio de las reacciones químicas. Un ejemplo de ellas eorganismos es la que encargada del balance de la acidez en el estomago. Un adulto produce diariamente entre tres litros de jugo gástrico, que es un ácido secretado por las glándulas de la membrana mucosa que envueestómago, que entre otras cosas contiene HCl con una concentración tan alta que podría disolver al zinc metálipropósito de este medio tan ácido en el estómago es para digerir los alimentos y activar ciertas. Proteínas digesSin embargo si el contenido de ácido es más alto de lo requerido puede causar contracción muscular, d

inflamación y hasta sangrado.Con un antiácido se contrarresta y se reduce temporalmente la molestia en el estómago. La función principaantiácido es neutralizar el HCl del jugo gástrico. Algunos antiácidos comerciales son: leche de magnesia Mg(Ocarbonato de calcio CaCO3, por ejemplo, la leche de magnesia actúa de acuerdo a la siguiente reaccióneutralización de ácido-base:

2HCl + Mg(OH)2 MgCl2 + 2H2O

En la naturaleza se manifiestan constantemente cambios químicos o reacciones. Para estudiar esas reaccionemanera sencilla los químicos las han clasificado en varios tipos:

síntesisdescomposiciónsustitución simplesustitución doble.

Reacciones de síntesis

A este tipo de reacciones también se les conoce como reacciones de combinación o reacciones de adicióproducen cuando dos o más sustancias (elementos o compuestos) sencillas reaccionan para producir unasustancia (siempre un compuesto), pero más compleja. Se les puede representar de manera general como:

A + B AB




En este caso A y B son elementos o compuestos y AB es un compuesto más complejo. El oxígeno y los halógenosson elementos muy reactivos que pueden sufrir reacciones de combinación con casi cualquier otro elemento. Entrelos diferentes tipos de reacción de combinación o síntesis se encuentran los siguientes:

1. metal + oxígeno óxido metálico

2Mg + O2 2MgO

2. no metal + oxígeno óxido no metálicoC + O2 CO2

3. metal + no metal sal2Na + Cl2 2NaCl

4. agua + óxido metálico base o hidróxido2H2O + MgO Mg(OH)2

5. agua + óxido no metálico oxiácido

H2O + SO3 H2SO4

Reacciones de descomposición

En estas reacciones una sola sustancia participa como reactivo y le sucede que se descompone para formar dos omás sustancias. La sustancia que se rompe siempre es un compuesto más complejo y los productos pueden serelementos o compuestos, pero más sencillos. Este tipo de reacciones se llevan a cabo, generalmente, en presenciade calor o por adición de energía de algún tipo.

La forma general de representarlas es AB A + BEs frecuente que al calentar compuestos oxigenados, se descompongan. No siempre es fácil predecir los productos

de una reacción de descomposición. Algunos ejemplos son:

1. Carbonatos metálicos y bicarbonatos se descomponen para producir dióxido de carbono gaseoso.

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

Esta reacción describe el funcionamiento del polvo de hornear.

CaCO3 CaO + CO2

2. Algunos compuestos se descomponen para producir oxígeno gaseoso.

2KClO3 KCl + 3O2HgO Hg + O2

Reacciones de sustitución simple

En estas reacciones un elemento reacciona reemplazando a otro en un compuesto. Las reacciones de sustituciónsimple también se llaman reacciones de reemplazo, de sustitución o desplazamiento. La forma general es:

A + BC B + AC ó A + BC C + BA



199BLOQUE 7

Dos tipos generales de reacciones de sustitución simple.

1. Un metal o catión (A) sustituye a un ion metálico en su sal o ácido, B puede ser un ion metálico o ion hidrógen

A + BC AC + B

Zn + CuSO4

ZnSO4 + Cu

2. Un no metal o anión (A) sustituye a un ion no metálico en su sal o ácido, B puede ser un ion metálico o uhidrógeno.

A + BC BA + C

Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2

Reacciones de sustitución doble o metátesis

En este tipo de reacciones las sustancias reaccionantes son dos compuestos, y las sustancias producidas son dos compuestos diferentes de los anteriores; de tal manera que hay un intercambio de iones y elementos entre El intercambio se lleva a cabo entre grupos positivos y negativos. Para escribir las fórmulas, se deben considercargas en función de las reglas de escritura de las fórmulas químicas que ya revisamos en el bloque anterior.

Un tipo de reacción de doble sustitución de gran importancia tanto en los seres vivos como a nivel industambiental, es la reacción de un ácido con una base o hidróxido que produce sal y agua, tales reaccionedenominan reacciones de neutralización.

Otras reacciones de sustitución doble:

1. Óxido metálico + ácido sal + aguaZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O

2. Óxido no metálico + base sal + aguaCO2 + 2LiOH Li2CO3 + H2O




Cierre

Evaluación

Actividad: 3 Producto: Ejercicios deecuaciones químicas. Puntaje:


Identifica los tipos de reaccionesquímicas: síntesis,descomposición, sustituciónsimple y doble sustitución.

Distingue los tipos de reaccionesquímicas.Completa reacciones químicas.

Utiliza con propiedad el lenguajequímico.


docente

Actividad: 3

Escribe sobre la línea el tipo de reacción al que pertenece cada uno de los siguientes ejemplos.

Ejemplo Tipo de reacción

2Pt + F2 → 2PtF

2NaNO3 → 2NaNO2 + O2

N2 + 3H2 → 2NH3

3H2SO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2

NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3

2SO2 + O2 → 2SO3

Cl2 + 2HI → I2 + 2HCl

2H2O → 2H2 + O2

2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

3AgNO3 + Al → Al(NO3)3 + 3Ag

(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O

Completa las siguientes reacciones y anota el tipo de reacción.

Reactivos Productos Tipo de reacción

Na + H2 → NaH Síntesis o combinaciónK + H2SO4 →

CaCO3 →

MgSO4 + Ba(NO3)2 →

H2 + Cl2 →

Al(OH)3 + HCl →

Resuelve los siguientes ejercicios de reacciones:



201BLOQUE 7

Secuencia didáctica 2.Balanceo de ecuaciones químicas.

Inicio

Actividad: 1

¿Explica con tus palabras la Ley de Conservación de la materia aplicada a una reacción química?

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Escribe tres ejemplos de reacciones químicas que suceden en tu organismo.

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Define oxidación.

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Escribe tres ejemplos de reacciones de oxidación, comunes en tu entorno.

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________

Resuelve el siguiente cuestionario.




Evaluación



Ubica la presencia de reaccionesen su entorno y organismo. Expresa por escrito susconocimientos.

Se percata del conocimiento quetiene sobre el tema.


docente

Desarrollo

Simbología.

Desde el origen del universo, se formó lo que conocemos como materia y energía, las cuales en todos los miles demillones de años de existencia han permanecido presentes sufriendo transformaciones entre sus respectivas formasde presentarse.Esto se entiende a través de las leyes de la conservación de la materia y de la energía. En lo que respecta a la materiaqueda claro que ésta no se puede crear, no se puede destruir, tan solo es posible poderla transformar. En todas lasreacciones químicas se observa un proceso de transformación de la materia, es por eso que en todo momento debede cumplirse con la ley universal de la conservación de la materia, publicada desde 1783 por Antoine Lavoisier.

De acuerdo a lo anterior, es necesario que las ecuaciones químicas cumplan con esteprincipio, para ello será necesario expresar un balanceo entre la materia que se expresaen forma de reactivos con la materia que se expresa en forma de productos.De seguro que en la secuencia anterior, observaste que en algunas de las ecuacionesquímicas mostradas, se indican ciertos números enteros positivos que se escriben antesdel símbolo o de la fórmula química de la especie química participante. Esos números

son llamados, coeficientes, y representan las veces que la especie química participa enla reacción. Cuando no hay un coeficiente escrito se sobreentiende que se refiere alnúmero 1.

Pero entonces para contar con esos coeficientes será necesario aprender a hacer elbalanceo de las ecuaciones químicas. Existen varios métodos para balancearecuaciones químicas como son: El método de balanceo por tanteo, el método redox ode oxidación – reducción, el método del ión electrón. En esta secuencias o se abordaránlos métodos de tanteo y de redox, el método del ión electrón se revisa en las secuencias de las asignaturas de TemasSelectos de Química.

Método de balanceo por tanteo.

Tal como se entiende por la palabra tanteo, este método basa su proceso en un conteo a prueba y error hasta tener elmismo número de átomos en reactivos y en productos. Este método tiene efectividad con ecuaciones que seansencillas, las cuales se caracterizan por tener de una a dos especies químicas en reactivos o en productos. Si laecuación tiene tres o más especies químicas en cualquiera de sus apartados, se considera que ya es compleja y nose aconseja el balanceo por tanteo.

Por ejemplo en la siguiente ecuación química:

NaOH + HCl NaCl + H2O



203BLOQUE 7

Reactantes ProductosNa = 1 Na = 1 sodio balanceadoO = 1 O = 1 oxígeno balanceadoH = 2 H = 2 hidrógeno balanceadoCl = 1 Cl = 1 cloro balanceado

Es evidente que esta ecuación química está balanceada sin necesidad de escribir los coeficientes ya que en todocasos es de 1, ahora ve el siguiente ejemplo:

KClO3 KCl + O2

Reactivos ProductosK = 1 K = 1 potasio balanceadoCl = 1 Cl = 1 cloro balanceadoO = 3 O = 2 oxígeno no balanceado

Es necesario empezar el balanceo con los átomos de oxígeno. Para esto se hace la siguiente sugerencia: si

conteo de un mismo átomo se tiene número impar y número par, se sugiere que el número impar se haga par yeso el número impar se multiplica por dos 3 x 2 = 6.

Se supone que las fórmulas químicas están escritas correctamente y por lo tanto no se pueden cambiar ningulos subíndices presentes en las fórmulas, así que sólo se acepta agregar números que sean multiplicadores fórmula o símbolo

O = (3)2 =6 O = (2)3 = 6 oxígeno balanceado, pero al multiplicar las fórmulas en la ecuaciódesequilibra el potasio y el cloro.

2KClO3 KCl + 3O2

Reactivos Productos

K = (1)2 =2 K = 1 potasio no balanceadoCl = (1)2 =2 Cl = 1 cloro no balanceado

O = (3)2 =6 O = (2) = 6 oxígeno balanceado

Pero al igual se procede con el potasio y con el cloro en productos

K = (1)2 =2 K = (1)2 = 2 potasio balanceado

Cl = (1)2 =2 Cl = (1) = 2 cloro balanceado

O = (3)2 =6 O = (2) = 6 oxígeno balanceado

2KClO3 2KCl + 3O2 ecuación química balanceada.

Observa un ejemplo más:

O2 + Sb2S3 SbO2 + SO2




Sugerencia: si en las especies químicas participantes existe un átomo que aparece muchas veces, se sugiere

balancearlo al final. En este ejemplo está el caso del oxígeno.

Reactivos ProductosSb = 2 Sb = 1 no balanceado

S = 3 S = 1 no balanceadoO = 2 O = 2 + 2 = 4 no balanceado

Se balancea el antimonio y el azufre y el efecto multiplicador se aplica al oxígeno donde corresponda, y queda:

Reactivos ProductosSb = 2 Sb = (1)2 = 2 balanceadoS = 3 S = (1)3 = 3 balanceadoO = 2 O = (2)2 + (2)3 = 10 no balanceado

O2 + Sb2S3 2SbO2 + 3SO2 falta balancear el oxigeno

Reactivos Productos

O = (2)5 = 10 O = (2)2 + (2)3 = 10 balanceado

5O2 + Sb2S3 2SbO2 + 3SO2 ecuación química balanceada

Actividad: 2

Ecuación Ecuación balanceada

Al(OH)3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O

Fe + HCl FeCl3 + H2

CO2 + H2O C6H12O6 + O2

C3H8 + O2 CO2 + H2O

H2SO4 + Ca3(PO4)2 CaSO4 + H3PO4

CaCO3 CaO + CO2

Balancea por el método del tanteo las siguientes ecuaciones químicas:



205BLOQUE 7

Evaluación

Actividad: 2 Producto: Balanceo de ecuacionespor el método de tanteo. Puntaje:


Reconoce el método de tanteo

para el balanceo de ecuacionesquímicas.

Aplica el método de tanteo parabalancear ecuaciones químicas.

Valora la ley de conservación de la

materia, como principiofundamental de la Química.


docente

Método de balanceo Redox o por oxidación – reducción.

Este método es un poco más elaborado, pero no por eso significa que no se pueda hacer. Antes de empezar copasos del mismo, es necesario definir y aclarar dos términos: el de oxidación y el de reducción.

La oxidación es un evento que se presenta en un átomo, cuando éste pierde o cede electrones, provocando qnúmero de oxidación aumente en su carácter de positivo.

La reducción es un evento simultáneo a la oxidación, ya que ante la pérdida de electrones por un átomo es neceque otro átomo gane esos electrones, provocando la reducción; o sea, al ganar electrones un átomo hace qunúmero de oxidación disminuya, o bien se haga más negativo.

En pocas palabras, la pérdida de electrones es la oxidación, la ganancia de electrones es reducción.

El átomo A pierde electrones, por lo que sufre la oxidación, o sea se oxida, pero, al perder, provoca que otro los ghace que se provoque la reducción, así que se le considera como el agente reductor.

El átomo B gana electrones, por lo que sufre la reducción, o sea se reduce; pero, al ganar, provoca que otrpierda; hace que se provoque la oxidación, por lo que se le considera como el agente oxidante.

Algo importante en este proceso es que si se pierde un número de electrones, se debe de ganar ese mismo núde electrones, es decir # electrones perdidos = # electrones ganados.

Para que este método de balanceo sea exitoso es necesario que se escriban correctamente las fórmulas y símquímicos de las especies participantes en la ecuación.

Los pasos a seguir para balancear por oxidación - reducción son los siguientes:

Primer paso. Determinar los números de oxidación de todos y cada uno de los átomos presentes en la ecuaquímica.




Para esta determinación es necesario retomar lo ya visto en el bloque anterior con relación a las reglas

1. El número de oxidación de un elemento libre es cero. (Zn0, Al0, Cu0 N20, H2

0, O20, Cl2

0, P40 )

2. El número de oxidación de los metales en los compuestos es igual a su valencia iónica. Por ejemplo, alcalinos +1,alcalino térreos +2, y siempre es positiva, algunos metales tienen valencia única como los que pertenecen a los

grupos IA, IIA y IIIA, pero otros tienen valencia variable y ésos los encontramos en el bloque de los metales detransición.Sugerencia: se sugiere que consultes la tabla periódica y hagas una lista de metales de valencia única, escribiendoel símbolo y su valencia, así como una lista de metales de valencia variable.

3. El número de oxidación de un ion es igual a su carga.

4. El número de oxidación del hidrógeno en la mayoría de los compuestos que forma se combina con +1 ( H+1

Cl),excepto en los hidruros metálicos, que son compuestos en donde el hidrógeno se une al metal y como el metalsiempre debe de ser positivo, es donde el hidrógeno debe de ser –1 (NaH–1).

5. El número de oxidación del oxígeno en la mayoría de los compuestos que forma es –2 (CO2-2) excepto en los

peróxidos que es –1 (H2O2-1).

6. La suma algebraica de los números de oxidación de todos los átomos de un compuesto es igual a cero ( 11

ClH ).En los casos en que los números de oxidación no son iguales, se calcula multiplicando primero la cantidad deátomos de cada elemento por su respectivo número de oxidación y sumando ambos resultados, dicha sumadebe ser igual a cero.

Ejemplo: 2

24

OC = (+4) + 2(–2) = +4 + (–4)= 0

Esto permite que si en una fórmula química hay dos clases de elementos y se conoce el número de oxidación deuno de ellos, el otro se determina por diferencia, de igual forma si la fórmula química es de tres clases deelementos y se conoce el número de oxidación de dos de ellos, el tercero se obtiene por diferencia.

H2+1

S O4-2

= 2(+1) + (X) + 4(-2) = 0 = (+2) + (-8) + (X) = 0 entonces X = +6H2+1 S+6 O4

-2

7. Existen especies químicas que reciben el nombre de iones poliatómicos y tienen un estado de oxidación propioigual a su carga, por ejemplo (SO4)

-2 en las cuales los átomos están agrupados y así presentan una carga yactúan como unidad. En estos casos la suma del total de carga positiva más el total de carga negativa deberá deser igual a la carga neta del ión, por ejemplo (SO4)

-2, S = (+6) y O = (-2), entonces (+6) + 4(-2) = (+6) + (-8) = -2. Este tipo de consideraciones son muy útiles cuando tiene un metal de valencia variable unido a un iónpoliatómico, ya que en esos casos se tiene tres clases de elementos y se conoce el número de oxidación de unode ellos, por lo que hay que acudir a la constitución del ion poliatómico para obtener el segundo número deoxidación y poder aplicar la regla 6.

Por ejemplo en la fórmula Fe2(SO4)3 por regla 5 el oxígeno es -2, pero el hierro por regla 2 es positivo pero de

valencia variable, puede ser +2 y +3, así que tenemos que considerar que el azufre es +6 por regla 7 y así porregla 6 determinar que el hierro es +3.

Fe2+3

(S+6 O4

-2)3 = 2(+3) + 3(+6) + 12(-2) = (+6) + (+18) + (-24) = 0

Aplica este primer paso a la siguiente ecuación química:

KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + H2O + Cl2



207BLOQUE 7

Para cada especie química, se determinan los números de oxidación de lo más sencillo a lo más complicado.

Especie Reglas aplicadas ResultadoCl2 Regla 1 Cl = 0H2O Regla 4 y 5 confirma regla 6 H= +1, O = -2

MnCl2 Regla 2 y regla 6 Mn = +2 Cl = -1

KCl Regla 2 y regla 6 K = +1 Cl = -1

HCl Regla 4 y regla 6 H = +1 Cl = -1

KMnO4 Regla 2, regla 7 y regla 6 K = +1 Mn = +7 O = -2

K+1 Mn+7 O4-2 + H+1 Cl-1 K+1 Cl-1 + Mn+2 Cl2

-1 + H2+1

O-2 + Cl2

0

Segundo paso. Ya con los números de oxidación determinados en forma correcta se puede decir que ya tenem80% del problema resuelto, ahora hay que determinar cuál se oxida y cuántos electrones pierde por átomo, cureduce y cuántos electrones gana por átomo. Para ello es necesario auxiliarse de la siguiente gráfica:

Para determinar qué elemento se oxida o se reduce, se hace una comparación del número de oxidación del elemen el apartado de reactivos con respecto a su número de oxidación en el apartado de productos.

Elemento Reactivos Productos

K K+1 K+1

Mn Mn+7 Mn+2

O O-2 O-2

H H+1 H+1

Cl Cl-1 Cl-1 + Cl-1 + Cl0

Se observa que el potasio, el hidrógeno y el oxígeno no presentan cambio en sus números de oxidación, por lo qellos no hay oxidación ni reducción, en este paso se pasan por alto, no así con el manganeso y el cloro. Para explo que pide este paso se recomienda usar semi ecuaciones con los átomos que sufren cambios.

Mn+7 + 5e- Mn+2 se reduce, gana 5 electrones por átomo, es el agente oxidante.

Cl-1

- 1e-

Cl0

se oxida, pierde 1 electrón por átomo, es el agente reductor.

Sugerencia: se sugiere que si estos átomos que cambian de número de oxidación tienen subíndice en la ecuación la semi ecuación con el subíndice en donde corresponda y balancea con coeficiente el otro lado. Y conside

número de electrones de acuerdo al número de átomos. 2Cl-1 - 2e- Cl2

0




Tercer paso. Como la cantidad de electrones ganados depende de la cantidad de electrones perdidos, es importanteconsiderar que el número de electrones ganados, sea igual al número de electrones perdidos. Para eso en las semiecuaciones resultantes del paso anterior, se determina el siguiente número que sea común múltiplo entre los númerosde electrones ganados y perdidos. Para lograr ese común múltiplo como electrones totales, se multiplica la semiecuación con el número que corresponda.

Mn+7 + 5e- Mn+2

2Cl-1 -2e- Cl20

El siguiente número común múltiplo entre el 5 y el 2 es el 10, por lo que para tener 10 electrones ganados se multiplicala semi ecuación por 2. Y para tener 10 electrones perdidos se multiplica la semi ecuación por 5

(Mn+7 + 5e- Mn+2)2 = 2Mn+7 + 10e- 2Mn+2

(2Cl-1 -2e- Cl20)5 = 10Cl-1 -10e- 5Cl2

0

Cuarto paso. Los enteros que multiplican a los elementos en las semi ecuaciones obtenidas en el paso anterior, setraducen en el total de átomos de esa clase y ese número de oxidación en la ecuación general. Así se obtienen losprimeros coeficientes del balanceo, los demás se obtienen siguiendo un balanceo por tanteo, tomando como base loobtenido y siguiendo las sugerencias dadas en el método de tanteo.

2K+1 Mn+7 O4-2 + 10 H+1 Cl-1 K+1 Cl-1 + 2Mn+2 Cl2

-1 + H2+1

O-2 + 5Cl2

0

El elemento cloro no queda balanceado, ya que hay especies en donde no sufre cambio, además es el elemento quemás se repite, por lo que se sugiere balancearlo al final.

Se balancea el potasio, el oxígeno y el hidrógeno, en ese orden y así queda balanceado el cloro.

2K+1 Mn+7 O4-2 + 16 H+1 Cl-1 2K+1 Cl-1 + 2Mn+2 Cl2

-1 + 8H2+1

O-2 + 5Cl2

0

Reactivos Productos

K = 2(1) = 2 K = 2(1) = 2

Mn = 2(1) = 2 Mn = 2(1) = 2

O = 2(4) = 8 O = 8(1) = 8

H = 16(1) = 16 H = 8(2) = 16

Cl = 16(1) = 16 Cl = 2(1) + 2(2) + 5(2) = 2 +4 +10 = 16



209BLOQUE 7

Evaluación

Actividad: 3Producto: Balanceo de ecuacionespor el método de oxidación-reducción. Puntaje:


Reconoce el método deoxidación-reducción o redoxpara el balanceo de ecuacionesquímicas.

Aplica el método de oxidación-reducción o redox para balancearecuaciones químicas.

Valora la ley de conservación de lamateria, como principiofundamental de la Química.


docente

Actividad: 3

Ecuación Ecuación balanceada

Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O

NaClO3 + K2SnO2 NaCl + K2SnO3

Fe2S3 + O2 Fe2O3 + SO2

Zn + HNO3 NO + Zn(NO3)2 + H2O

MnO2 + HCl Cl2 + MnCl2 + H2O

HNO3 + H2S NO + S + H2O

KCl + KMnO4 + H2SO4 MnSO4 + K2SO4 + H2O + Cl2

Realiza el balanceo por oxidación – reducción de las siguientes ecuaciones químicas.




Importancia de las reacciones de reducción-oxidación

Los procesos oxidación-reducción tienen una gran importancia en biología molecular, porque sonempleados en la fotosíntesis y en la respiración a nivel molecular, dos procesos fundamentales

para la vida de los organismos. También son de mucha utilidad en las industrias por su usoproductivo. Por ejemplo, la reducción de minerales para la obtención del aluminio o del hierro. Aveces se emplean las reacciones de reducción-oxidación como prevención. Por ejemplo, en lacorrosión.

Las reacciones de oxidación-reducción tienen un papel importante en el quehacer cotidiano, los antisépticos queprotegen de enfermedades y los procedimientos que revelan los rollos fotográficos son reacciones de óxido-reducción. El funcionamiento de la batería de un automóvil, las de una linterna, el blanqueador para ropa, sonejemplos de dispositivos y sustancias que implican reacciones de óxido-reducción.

Los agentes oxidantes y la salud

Un antiséptico es una sustancia que evita el crecimiento de los microorganismos, y un

desinfectante es la sustancia que destruye las bacterias y microorganismos patógenos. Losantisépticos se aplican en tejidos vivos y los desinfectantes en materiales inanimados.

Los antisépticos y desinfectantes actúan generalmente como agentes oxidantes de algunassustancias fundamentales para la vida de las bacterias y microorganismos. Por su altopoder oxidante, atacan y llegan a destruir también las células de la piel, por lo que suaplicación debe ser controlada. Con frecuencia, se utilizan como antisépticos las solucionesde yodo o los compuestos que liberan este elemento, también se utiliza el peróxido dehidrógeno en solución acuosa al 3% (agua oxigenada).

El hipoclorito de sodio disponible en solución acuosa, además de ser utilizado comoblanqueador para ropa, se utiliza también para desinfectar el agua de albercas y, enalgunos casos, para potabilizar el agua. El ozono es otra sustancia oxidante empleada para desinfectar el aguapotable.

Limpieza y desinfección.La desinfección química debeestar precedida siempre poruna limpieza, ya que laacción mecánica por sí soloelimina gran cantidad demicoorganismos y materiaorgánica que puede inactivaral desinfectante.

Factores que afectan la potencia de un desinfectante.

Concentración del agente y tiempo de actuación. Ph. Temperatura. Naturaleza del microorganismo y otros factores

asociados a la población microbiana. Presencia de materiales extraños.



211BLOQUE 7

Cierre

Evaluación

Actividad: 4 Producto: Ejercicios conecuaciones químicas.

Puntaje:


Relaciona los conocimientossobre tipo de reacción, Ley deconservación de la materia ybalanceo de ecuaciones.

Integra conocimientos.Participa activamente en eltrabajo en equipo.

Aprecia las aportaciones de loscompañeros.


docente

Actividad: 4

Completa la ecuación Balancea la ecuación Tipo de reacción.No metal + hidrógenoI2 + H2→

Óxido no metálico + agua

SO3 + H2O →

Metal + aguaNa + H2O →

Metal + no metalFe+2 + S →

En equipo. Completen las siguientes ecuaciones; una vez que lo hayan hecho, ahorabalancéenlas y por último escriban el tipo de reacción al que pertenece cada una deellas. Presten atención a la identificación de las sustancias reaccionantes para facilitar lapredicción del los productos.




Actividad: 5

Lectura ¿Envejecemos por oxidación?¿Por qué envejecemos? La verdad nadie la sabe.Pero es una realidad que el cuerpo se vadesgastando con los años, sobre todo, despuésde los 70 u 80 años.Por la complejidad del cuerpo humano es muydifícil señalar la causa o las causas delenvejecimiento. Muchos científicos creen queque la oxidación desempeña un papelimportante en el envejecimiento de las personas.El oxígeno es esencial para la vida, eso losabemos todos, pero también en excesoocasiona efectos nocivos. Las moléculas deoxígeno y otras sustancias oxidantes del cuerpohumano extraen electrones únicos de moléculasde gran tamaño que constituyen las membranascelulares (paredes), ocasionando así que éstasse hagan muy reactivas. De hecho, estasmoléculas activadas pueden reaccionar unascon otras modificando las propiedades de lamembrana celular. Si se acumulan suficientes

cambios de este tipo el sistema inmune delcuerpo llega a considerar las célulasmodificadas como “extrañas” y las destruye.Esta acción es particularmente dañina para elorganismo cuando las células afectadas sonirremplazables, como ocurre con las célulasnerviosas.Científicos estadounidenses han examinado elenvejecimiento de la mosca casera común. Susinvestigaciones indican que los dañosacumulados por oxidación se relacionan tantocon la vitalidad de la mosca como con suexpectativa de vida. Un estudio demostró que las

moscas a las que se obligó a llevar una vidasedentaria (no se les permitía volar), presentaron

una cantidad mucho menor de daños poroxidación (debido a su consumo más bajo deoxígeno) y vivieron el doble que aquellas moscascon actividad normal.Los conocimientos acumulados de variosestudios indican que la oxidación tal vezconstituya una de las principales causas delenvejecimiento. Para protegernos de tal procesoel mejor método sería estudiar las defensasnaturales del organismo contra la oxidación. Unestudio reciente ha demostrado que lamelatonina (producto químico secretado por laglándula pineal en el cerebro, pero sólo por lanoche) protege contra la oxidación.

Además, desde hace mucho tiempo se sabe quela vitamina E es un antioxidante. Los estudioshan demostrado que los eritrocitos deficientes envitamina E envejecen mucho más rápido que lascélulas que tienen niveles normales de estavitamina. Con base en este tipo de evidencia

muchas personas toman dosis cotidianas devitamina E para luchar contra los efectos delenvejecimiento.La oxidación es sólo una posible causa delenvejecimiento. Aún continúan lasinvestigaciones en muchos campos paradeterminar por qué “envejecemos” a medida queel tiempo trascurre.

Adaptado de Steven S. Zumdahl, Fundamentos

de química, 5ª. Ed., México, McGraw-HillInteramericana Editores, 2007

Lee con atención el siguiente texto y responde las preguntas que se te piden.



213BLOQUE 7

Evaluación



Identifica la presencia dereacciones de oxidación-reducción en los seres vivos.

Práctica la lectura decomprensión.

Aprecia la importancia de lasreacciones de oxidación-reducción en los organismos.


docente


A partir del texto explica el concepto de moléculas activadas.

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¿Qué evidencias hacen pensar que el consumo de antioxidantes puede ayudar a retrasar el envejecimiento?___________________________________________________________________________________________________

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¿Cuál es la propuesta de protección contra el proceso de envejecimiento que propone el texto?

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Evaluación

Actividad: 6 Producto: Investigación. Puntaje:


Reconoce las repercusionespositivas o negativas sobre elmedio ambiente y la sociedadprovocadas por los procesosquímicos.

Selecciona ejemplos de procesosquímicos cotidianos.

Evalúa las repercusiones de losprocesos químicos.


docente

Actividad: 6

Procesos químicos para solucionar problemas.Procesos químicos que producen residuos

peligrosos

En equipo. Investiguen tres ejemplos de reacciones o procesos químicos que se utilizanpara solucionar problemas y procesos químicos en los cuales se generan residuos tóxicoso perjudiciales en algún grado, tanto para los organismos como para el ambiente. Escribanlo encontrado en el siguiente espacio.



Entiende los procesos asociados con el calor y la velocidadde las reacciones químicas.

Unidades de competencia:Reconoce la influencia de los factores que intervienen en la rapidez con que se llevan a cabo lasreacciones químicas y la cantidad de calor que se intercambia cuando se desarrollan. Asimismo,valora la importancia del desarrollo sostenible y adopta una postura crítica y responsable ante elcuidado del medio ambiente.

Atributos:Durante el presente bloque se busca desarrollar los siguientes atributos de las competenciasgenéricas:3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos deconsumo y conductas de riesgo.4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas o gráficas.5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno desus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie defenómenos.5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar

información.6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discriminaentre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevasevidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo, definiendoun curso de acción con pasos específicos.8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los quecuenta dentro de distintos equipos de trabajo.




216 ENTIENDE LOS PROCESOS ASOCIADOS CON EL CALOR Y LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Secuencia Didáctica 1.Cambios energéticos en las reacciones químicas.

Inicio

Actividad: 1

Menciona tres ejemplos de cambios químicos en los que se aprecie un cambio de energía. (Calor, luz, etc.)___________________________________________________________________________________________________

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Describe la reacción de combustión de un trozo de madera.

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¿Cómo obtienen su energía los seres vivos?

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En equipo, respondan las siguientes preguntas.



BLOQUE 8

Evaluación


Saberes


Reconoce los cambios deenergía que tienen lugar en lasreacciones químicas.

Integra el concepto de energía alas reacciones químicas.

Muestra interés por comprenderlos cambios energéticos.

Colabora entusiastamente en eltrabajo grupal.


docente


Describe las siguientes ecuaciones, menciona dónde se llevan a cabo.

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6H2O + Energía

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6 CO2 + 6H2O + Energía → C6H12O6 + 6 O2

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Desarrollo

El calor en las reacciones químicas.

Todas las reacciones químicas obedecen a dos leyes fundamentales: la ley de conservación de la materia y la ley deconservación de la energía, que en forma interdisciplinaria hoy se consideran como si fueran una sola, la ley de laconservación de la materia y la energía. Energía es un término muy utilizado aun cuando representa un concepto muyabstracto; en el bloque 2 se consideró como una de las dos formas que tiene la naturaleza para manifestarse. Engeneral, la energía se define como la capacidad para efectuar un trabajo. Todas las formas de energía son capaces deefectuar un trabajo (es decir, ejercer una fuerza en una distancia) pero no todas tienen la misma importancia para laQuímica. Por ejemplo, la energía contenida entre las mareas y la Química es mínima. Los químicos definen trabajo

como el cambio de energía producida por un proceso. La energía cinética es una de las formas de energía queinteresa mucho a los químicos. Otros tipos son energía radiante, energía térmica, energía química y energía potencial.

La energía térmica es la energía asociada al movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas. En general, la energíatérmica se puede calcular a partir de mediciones de temperatura. Cuanto más vigoroso sea el movimiento de losátomos y de las moléculas en una muestra de materia, estará más caliente y su energía térmica será mayor. Sin

embargo, es necesario distinguir con claridad entre energía térmica y temperatura. Una taza de café a 70°C tiene másalta temperatura que una tina llena con agua a 40°C, pero en la tina se almacena mucha más energía térmica porquetiene un volumen y una masa mucho mayor que la taza de café y, por lo tanto, hay más moléculas de agua y mayormovimiento molecular.

Es frecuente que durante una reacción química se libere o se absorba una cierta cantidad de energía. El cambio deenergía que se presenta durante una reacción química es el resultado de la ruptura y formación de enlaces químicos,cuando los reactivos se convierten en productos. El cambio de energía permite explicar por qué ocurren lasreacciones químicas; éstas tienden a avanzar hacia productos que se encuentren en un estado de menor energía.

La transferencia de energía (reactivos a productos) tiene importantes aplicaciones en los sistemas vivos, en losprocesos industriales, en la calefacción o enfriamiento de los hogares y en muchas otras situaciones.

Casi todas las reacciones químicas absorben o liberan energía, generalmente en forma de calor. Es importanteentender la diferencia entre energía térmica y calor. El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerposque están a diferentes temperaturas. Con frecuencia se habla del “flujo de calor” desde un objeto caliente hacia unofrío. A pesar de que el término calor por sí mismo implica transferencia de energía, generalmente se habla de calorabsorbido o calor liberado para describir los cambios energéticos que ocurren durante un proceso. La termoquímicaes el estudio de los cambios de calor en las reacciones químicas.

Para analizar los cambios de energía asociados a las reacciones químicas, primero es necesario definir el sistema o laparte específica del universo que interesa; lo que no sea parte del sistema será considerado como medio ambiente osus alrededores. Hay tres tipos de sistemas. Un sistema abierto puede intercambiar masa y energía, por lo general enforma de calor, con sus alrededores. Un ejemplo de sistema abierto puede ser el formado por una cantidad de aguaen un recipiente abierto. Si se cierra el recipiente, de manera que el vapor de agua no pueda escaparse para

condensarse en el recipiente se tiene un sistema cerrado, el cual permite la transferencia de energía (calor) pero no demasa. Al colocar el agua en un recipiente totalmente aislado, se construye un sistema aislado, el cual no permite latransferencia ni de masa ni de energía.



BLOQUE 8

Para explicar los cambios que se producen en un sistema, es necesario definir conprecisión sus propiedades, antes y después de que se produzca el cambio. Por loregular, esto se hace al especificar el estado del sistema (reacción), es decir, al reunirun grupo específico de condiciones de presión, temperatura, número de moles de cadacomponente y su forma física (por ejemplo gas, líquido o forma cristalina). Al especificarestas variables, se han fijado todas las propiedades del sistema. Por lo tanto, elconocimiento de estas características permite definir sin ambigüedad las propiedadesdel sistema.

Para los químicos, los sistemas incluyen las sustancias que están implicadas en los

cambios químicos y físicos. Por ejemplo, en un experimento de neutralización ácido-base, el sistema puede ser el recipiente que contiene 50 mililitros de HCl al cual seagregan 50 mililitros de NaOH. Los alrededores son el resto del universo externo alsistema, o sea, el medio ambiente.

La combinación de hidrógeno gaseoso con oxígeno gaseoso es una de las muchas reacciones químicas que libuna gran energía.

2H2(g)+ O2(g) → 2H2O(l) + energía

En este caso, se puede considerar la mezcla de reacción (moléculas de hidrógeno, de oxígeno y de agua) comsistema, y al resto del universo, como los alrededores del sistema. Debido a que la energía no se puede credestruir, cualquier pérdida de energía por el sistema la deben ganar los alrededores. Así, el calor generado pproceso de combustión se transfiere del sistema a sus alrededores. Esta reacción es un ejemplo de una reaexotérmica, que es cualquier proceso que cede calor, es decir, que transfiere energía térmica hacia los alrededor

Considérese ahora otra reacción, la descomposición del óxido de mercurio (II) (HgO) a altas temperaturas:

Energía + 2HgO(s) → 2Hg(l) + O2(g)

Glosario:

Calor de formación.

Cambio de energíacuando un mol de unsustancia se forma apartir de sus element




Este proceso es un ejemplo de una reacción endotérmica, en el cual los alrededores deben suministrar el calor alsistema (es decir, al HgO) si no se hace, el HgO no se descompone.

Se observa que en las reacciones exotérmicas la energía total de los productos esmenor que la energía total de los reactivos. La diferencia es el calor suministrado

por el sistema a los alrededores. En las reacciones endotérmicas ocurreexactamente lo contrario. En este caso, la diferencia entre la energía de losproductos y la energía de los reactivos es igual al calor suministrado por losalrededores al sistema.

La mayoria de los cambios físicos y químicos, incluidos los que tienen lugar en lossistemas vivos, ocurren en condiciones de presión constante de la atmósfera. En ellaboratorio, por ejemplo, con frecuencia las reacciones se realizan en vasos deprecipitados, matraces o tubos de ensayo, que permanecen abiertos a losalrededores y, por tanto, su presión aproximada es de una atmósfera (1 atm). Paramedir el calor absorbido o liberado por un sistema (reacción) durante un procesoa presión constante, los químicos utilizan una propiedad denominada entalpía,que se representa por el símbolo H. La entalpía es una propiedad extensiva, su

magnitud depende de la cantidad de materia presente. Es imposible determinar laentalpía de una sustancia, por lo tanto lo que se mide realmente es el cambio de

entalpía, ∆H. (La letra griega delta, ∆, significa cambio).

El calor de reacción, es decir, el cambio de energía en una reacción química, sellama entalpía, palabra que deriva del griego enthalpein que significa calentar, y serepresenta con la letra H.

La entalpía de reacción, ∆Hr, es la diferencia entre las entalpías de los poductos y las entalpías de los reactivos:

∆Hr = H(productos) – H(reactivos)

En otras palabras, ∆Hr representa el calor absorbido o liberado durante una reacción.

La entalpía de reacción puede ser positiva o negativa, según el proceso. Para una reacción endotérmica (el sistemaabsorbe calor), ∆Hr es positivo (es decir ∆Hr>0).

Para una reacción exotérmica (el sistema libera calor hacia los alrededores), ∆Hr es negativo (es decir ∆Hr<0).

El valor de ∆Hr se puede determinar experimentalmente midiendo el flujo de calor que acompaña a una reacción apresión constante. Esta determinación se puede hacer midiendo el cambio de temperatura que produce la reacción.La medición del flujo de calor se llama calorimetría y al aparato con el cual se mide se le llama calorímetro.

El calor de formación o entalpía de formación (∆H°f) es el cambio de entalpía estándar para la formación de un mol de

un compuesto, a partir de sus elementos constituyentes .

representa las condiciones del estado estándar (1 atm) y, el subíndice “f”, significa formación.El superíndiceUn cambio estándar de entalpía es aquél que se efectúa cuando todos los reactivos y los productos se encuentran enel estado estándar, es decir, en la forma en que son más estables, a una temperatura de particular interés(generalmente 25°C), y a una presión atmosférica estándar de una atmósfera.

“°”

Reacción exotérmica.

Reacción endotérmica.



BLOQUE 8

En las tablas de valores de ∆ H°f (entalpÍa de formación) no se dan valorespara las sustancias como: H2, grafito (C), O2, o sea los elementos químicos;esto se debe a que las entalpías molares de formación para los elementos en

su estado estándar son cero, ya que ésta es la forma estándar (estable) deestos elementos en la naturaleza, además de que su formación es algoinherente al universo, se entiende que los elementos químicos que se tienenen la naturaleza se formaron en las estrellas.

La entalpía total de unsistema no puede sermedida directamente, encambio, la variación deentalpía de un sistema sí puede ser medidaexperimentalmente.




Actividad: 2

Glosario

Lee el tema “El calor en las reacciones químicas” y elabora un glosario con los términosque te resulten nuevos o que consideres importantes para entender el tema de este

bloque. No transcribas la información, realiza el esfuerzo de escribir lo que comprendiste.



BLOQUE 8

Evaluación

Actividad: 2 Producto: Glosario. Puntaje:

Saberes


Describe la terminología asociada

al calor de reacción.Practica lectura de comprensión. Realiza la tarea asignada

siguiendo las instrucciones.


docente

Entalpías de formación de varias sustancias a 25°C y 1 atm de presión.




Sustancias orgánicas

Sustancia Fórmula ∆H˚∫(kJ/mol)

Acetaldehído( g) CH3CHO -166.35

Acetileno( g ) C2H2 226.6

Acetona( l ) CH3COCH3 -246.8

Ácido acético( l ) CH3C00H -484.2

Ácido fórmico( l ) HCOOH -409.2

Benceno( l ) C6H6 49.04

Etano( g) C2H6 -84.7

Etanol( l ) C2H5OH -276.98

Etileno( g) C2H4 52.3Glucosa( s) C6H12O6 -1 274.5

Metano( g) CH4 -74.85

Metanol( l ) CH3OH -238.7

Sacarosa( s) C12H22O11 -2221.7

La importancia de las entalpías estándar de formación radica en que, una vez que

se conocen sus valores, se puede calcular la entalpía estándar de reacción, ∆H°r,

que se define como la entalpía de una reacción que se efectúa a 1 atm. Porejemplo, considérese la reacción hipotética

aA + bB → cC + dD

donde a, b, c y d son los coeficientes estequiométricos. Para esta reacción, ∆H°r

está dada por

donde a, b, c y d están expresados en moles. La ecuación se puede generalizar como sigue:

La variación de laentalpía expresa unamedida de lacantidad de energíaabsorbida o cedidapor un sistematermodinámico.



BLOQUE 8

Donde m y n representan los coeficientes estequiométricos de reactivos y productos, y ∑ (sigma) significa “la

de”. Para calcular ∆H°r es necesario conocer los valores de ∆H°

f de los compuestos que intervienen en la reacci

Si el resultado (valor) de ∆H°

r tiene signo negativo indica que la reacción es exotérmica.

La obtención de un valor de ∆H°r positivo muestra que la reacción en endotérmica.

En una reacción exotérmica, el calor es un producto y se puede escribir al lado derecho de la ecuación de reacen las reacciones endotérmicas se puede considerar al calor como un reactivo y se escribe del lado izquierdo ecuación. Los siguientes ejemplos muestran al calor en una reacción exotérmica y una endotérmica.

H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) + 185 kJ (44kcal) Exotérmica ∆H°r = –185 kJ

N2(g) + O2(g) + 181 kJ (43.2 kcl) → 2NO2(g) Endotérmica ∆H°r = +181kJ

Muchos compuestos no se pueden sintetizar directametne a partir de suselementos. En algunos casos, la reacción se lleva a cabo con demasiada lentitud osuceden reacciones laterales que producen otras sustancias además delcompuesto de interés. En estos casos los valores de ∆H°

f se pueden determinar porun procedimiento indirecto, que se basa en la Ley de Hess, que se puede enunciarcomo sigue: “cuando los reactivos se convierten en productos, el cambio deentalpía es el mismo, independientemente de que la reacción se efectúe en un pasoo en una serie de pasos”. Una analogía de la Ley de Hess es la siguiente: Imagineque una persona sube, en el elevador de un edificio, desde el primero hasta el sextopiso. La ganancia de energía potencial gravitacional (que corresponde al cambio deentalpía del proceso total) es la misma, independientemente de si dicha personallega en forma directa hasta el sexto piso en un solo acto o si se detiene en cadauno (separa la acción en varios actos).

Ejemplo:

Determinar el calor generado en la reacción de combustión del etano (C2H6) a 25°C y 1 atm.

2C2H6(g) + 7O2 (g) → 4CO2(g)+ 6H2O(g)

a) De la tabla de valores de entalpía de formación se toman los datos de la ∆H°f de cada uno de los compuinvolucrados, teniendo presente que los elementos sin combinar o en su estado de elemento químico tienen ∆Hasí como su valencia.

C2H6(g) = –84.7 kJ/mol

O2 (g) = 0 kJ/molCO2(g) = –412 kJ/mol

H2O(g) = –242 kJ/mol

Germain Henri Hess




b) Para efectuar correctamente el cálculo, el valor de ∆H°f se multiplica por el coeficiente de cada sustancia presenteen la ecuación balanceada (no se debe olvidar la aplicación de la regla de los signos, ya que es una sumaalgebraica).

2C2H6(g) + 7O2 (g) → 4CO2(g)+ 6H2O(g)

∆H°r = [4CO2(g)+ 6H2O(g)] – [2C2H6(g) + 7O2 (g)]

∆H°r = [4(-412)+6(-242)] – [2(-84.7) + 7(0)]

∆H°r = [-1648 – 1452] – [-169.4]

∆H°r =– 3100+ 169.4

∆H°

r= –2930.6kJ

El signo negativo indica que la reacción es exotérmica, y en este caso el valor numérico muestra que se libera unaconsiderable cantidad de calor al medio ambiente.

El conocimiento de la energía o calor de una reacción es algo que pertenece a la Termodinámica, la cual es una ramade estudio de la Física. En esta rama de estudio está implícito el conocimiento de esta ley de Hess, así como de otrasleyes de la termodinámica que se aplican para el entendimiento sobre la energía de reacción.

Las leyes son:

Ley cero o del equilibrio térmico, la cual expresa que el calor es una

energía en tránsito y que siempre fluye de un gradiente mayor a unomenor, hasta lograr el equilibrio térmico, la ley cero establece que: “siun sistema A está en equilibrio térmico con un sistema B, y estesistema B está en equilibrio térmico con otro sistema C, entonces lossistemas A y C están en equilibrio térmico”. Esta ley es el principio dela construcción de los termómetros.

Primera Ley de la Termodinámica: en esencia es la ya conocida ley dela conservación de la energía, ya que aquí se entiende que la energíaal fluir lo hará sufriendo o generando transformación en otras formasde manifestarse la energía como lo es el calor, el movimiento departículas, el trabajo, la formación de enlaces químicos, emisión deluz, etc.

Existen otras leyes de la termodinámica pero son pertinentes para latemática abordada en esta secuencia didáctica.

Equilibrio térmico.

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_t%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_t%C3%A9rmico



BLOQUE 8

Actividad: 3

Calcular la variación de entalpía de la siguiente reacción de combustión.

CH4(g) + 2 O2(g) ---> CO2(g) + 2 H2O(l)

DATOS. ΔHfo[CH4(g)] = -74,8 KJ/mol

ΔHfo[CO2(g)] = -393,5KJ/mol

ΔHf[H2O(l)] = -285,8 KJ/mol

Reacción de respiración celular. C6H12O6(s) + 6O2 → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

Resuelve los siguientes ejercicios, sobre entalpía de reacción. Utiliza la tabla con lasentalpías de formación que aparece en este módulo.




Evaluación


Saberes


Distingue entre reacciónendotérmica y exotérmica, a partirdel cálculo de la entalpía dereacción.

Interpreta los resultados de ∆H°r.

Se interesa por comprender loscambios energéticos en lasreacciones


docente


Descomposición del carbonato de calcio. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

Reacción de fotosíntesis. 6CO2 (g) + 6H2O (l) → C6H12O6(s) + 6O2



BLOQUE 8

Cierre

Actividad: 4

Reacción (entorno) Descripción Utilidad

Investiga sobre el tema de reacciones termoquímicas. Elige 5 ejemplos de reaccionesendotérmicas y 5 de reacciones exotérmicas que se llevan a cabo en tu entorno y en losseres vivos. Describe las reacciones y su utilidad.





Reacción en seres vivos Descripción Utilidad



BLOQUE 8

Evaluación

Actividad: 4 Producto: Reporte deinvestigación.

Puntaje:

Saberes

Conceptual Procedimental ActitudinalReconoce la presencia eimportancia de reaccionesendotérmicas y exotérmicas en losseres vivos y en su entorno.

Ejemplifica la presencia dereacciones termoquímicas.

Discrimina los ejemplos dereacciones termoquímicas.


docente


Reacción (entorno) Descripción Utilidad




Secuencia Didáctica 2. Velocidad de las reacciones químicas.

Inicio

Evaluación

Actividad: 1 Producto: Cuestionario. Puntaje sugerido:

Saberes


Reconoce que hay factores queafectan la velocidad de reacción.

Contextualiza la presencia dereacciones químicas en suentorno.

Valora la utilidad de conocer ymanipular la velocidad dereacciones químicas.


docente

Actividad: 1

¿Por qué duran más tiempo sin descomponerse los alimentos perecederos en el refrigerador?

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__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

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¿Por qué la masa para preparar pan de levadura (regional) se deja reposar en un lugar caliente antes decocinarse?__________________________________________________________________________________________________

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__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

¿Qué sustancia aparece, generalmente, como conservador en los productos alimenticios enlatados?

__________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

¿Por qué la celulosa (fibra) no puede ser digerida en el tracto digestivo humano?__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

Resuelve los siguientes cuestionamientos.



BLOQUE 8

Desarrollo

Así como se habla de medir la velocidad de una motocicleta, de una fruta que cae, etc., se puede habldeterminar la velocidad de una reacción, y para ello existe una rama de la Química que estudia este aspec

Cinética Química. ¿Cómo se mide la velocidad de reacción? Ésta se puedecalcular midiendo el tiempo en el que aparece cierta cantidad de un producto odesaparece un reactivo.

Ciertas reacciones, como la combustión de la gasolina, tienen una rapidez explosiva. Otras, como la oxidacióhierro, son lentas. El estudio del cambio de la materia a partir de las reacciones químicas es importante, yamediante ellas se pueden fabricar materiales con propiedades diferentes. A los químicos les interesa conocer nusustancias que se forman a partir de un determinado conjunto de reactivos; pero también les interesa conocrapidez con la que se realizan las reacciones químicas y comprender los factores que regulan su velocidad, ya qla reacción es rápida, habrá necesidad de hacerla lenta o si es lenta, hacerla rápida o bien detenerla en el momrequerido; en otras palabras, tener la capacidad de manipular la rapidez de las reacciones.

Conocer la velocidad de una reacción química, permite al químico diseñar un proceso para obtener unrendimiento de producto. Mientras mayor sea la velocidad, mayor cantidad de producto se formará por unidatiempo. La velocidad de reacción también es importante en el procesamiento de alimentos, donde es indispensretardar las reacciones que ocasionan la descomposición o detener aquellas reacciones que elevan la tempecorporal en una fiebre.

Al poner en contacto los reactivos, se podrá esperar que la reacción se lleve a cabo,esto no siempre sucede así en todos los casos. En algunas se requiere de unsuministro de calor constante para que se puedan desarrollar. En los organismos seproducen muchas reacciones que solamente pueden realizarse en presencia decatalizadores naturales, llamados enzimas, sin la presencia de estas sustancias nose puede dar la reacción o sucede lentamente.

Para poder entender las transformaciones que sufre la materia (reacciones químicas)es necesario considerar y admitir que tales procesos son el resultado del choqueentre las moléculas de las sustancias reaccionantes debido a que las moléculas noestán quietas, sino en movimiento: esta cantidad de movimiento lo podemosestablecer midiendo la temperatura. Sólo cuando dicho choque es suficientementefuerte se romperán los enlaces de las moléculas y se producirá la reordenación entre

los átomos resultantes. El desarrollo riguroso de estas ideas constituye la llamadateoría de colisiones. Dicha teoría ayuda a explicar cómo ocurren las reaccionesquímicas; en primer lugar debe existir contacto o choque, de lo contrario no ocurriríanada.




La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca unareacción química dada.

Si las moléculas tienen poca energía, se mueven a baja velocidad; chocan, pero los enlaces de los reactivos no serompen; en cambio, a una velocidad mayor a la de activación, ocurre la ruptura de enlaces y por consiguiente ocurre

un intercambio o reordenamiento de partículas y posteriormente se forman y se separan los nuevos productos.Resulta evidente que mientras mayor sea el número de colisiones, mayor será la reacción; o si hay menor número decolisiones, menor será la reacción y así se permite entender por qué razón las reacciones químicas se llevan a caboen diferentes velocidades y siguiendo, además, mecanismos de reacción particulares.

Factores que afectan la velocidad de reacción.

Experimentalmente se ha demostrado que existen ciertos factores que afectan o alteran la velocidad de una reacción.Entre éstos, se pueden mencionar los siguientes:

a) Naturaleza química de los reactivos.b) Concentración de las especies reaccionantes.c) Temperatura.

d) Presión.e) Catalizadores.f) Tamaño de la partícula.

Naturaleza de los reactivos. La naturaleza de las sustancias es un factor determinante en la velocidad de reacción,porque los enlaces pueden ser de diversos tipos y la energía asociada a ellos también es de distinta magnitud. Enconsecuencia, se requerirá de diferente fuerza para romper los enlaces. Si se comparan las velocidades de reacciónen las mismas condiciones de presión, temperatura y concentración, se observan diferencias que se deben a lanaturaleza diversa de los enlaces que deben romperse. Por ejemplo al referirse a la reacción de combustión, esevidente determinar que no es lo mismo la combustión de gasolina, papel y madera; estos tres materiales soncombustibles, pero su combustión se da a diferente rapidez; la principal razón de ese hecho es la naturaleza químicade los materiales. Esto es de utilidad para el ser humano, ya que si quiere encender una hoguera y sabe que lamadera se enciende con dificultad, podemos alterar ese detalle agregando gasolina a la madera y acelerar el procesode encendido. O bien el caso de los cerillos, los cuales están formados por un pabilo de papel impregnado con cera,aquí la cera hace que la combustión del papel se haga a menor velocidad.

Concentración de las especies reaccionantes

Por la misma razón que son más frecuentes los accidentes de tráfico en las “horas pico”, cuanto mayor sea el númerode moléculas de los reactivos presentes en un mismo volumen más fácilmente podrán colisionar. Asimismo, cuantomayor sea el número de colisiones que se producen en la unidad de tiempo, tanto más probable será la realización deun choque eficaz, esto es, de un choque que dé lugar a la transformación de las moléculas. De esta forma se explicael hecho experimentalmente esperado de que al aumentar la concentración de los reactivos aumenta la velocidad dela reacción química y viceversa. Este factor es de uso común, por ejemplo, si se quiere apagar una hoguera, se retiranlos leños o maderos; así se disminuye la concentración de uno de los reactivos, o bien si se quiere aumentar la

actividad de la hoguera se agrega más leña.



BLOQUE 8

Efecto de la temperatura

De acuerdo con la teoría cinético-molecular de la materia, las moléculasconstituyentes de cualquier tipo de sustancia se hallan en continua agitaciónvibrando o desplazándose con una energía cinética o movimiento.

Considerando conjuntamente la teoría cinética y la teoría de colisiones esposible explicar tal comportamiento. Al aumentar la temperatura, la energíacinética de las moléculas de los reactivos aumenta, con lo que los choquesson más efectivos poniéndose en juego en un mayor número de ellos laenergía suficiente como para superar esa barrera que constituye la energía deactivación; un aumento de temperatura, aumenta la velocidad de reacción yviceversa. Este factor es el que se aplica cuando se colocan alimentosperecederos en el refrigerador o en el congelador.

Presión

Los cambios de presión sólo afectan las velocidades de aquellas reaccionesen donde participan sustancias gaseosas. Estos cambios de presión se

acompañan de cambios de volumen.Generalmente, las sustancias gaseosas tienden a ocupar la totalidad delvolumen del recipiente que los contiene. Un aumento en la presión de unsistema gaseoso se traduce en una disminución de su volumen. Al disminuir elvolumen, las moléculas se aproximan más por lo que incrementa la frecuenciade choques o colisiones. Esto trae como consecuencia una mayor velocidadde reacción, un aumento de la presión, genera un aumento en la velocidad dela reacción que tenga al menos una sustancia gaseosa y viceversa.Una disminución en la presión separa a las moléculas de reactivos,ocasionando una disminución en la velocidad de reacción.

Los cambios de presión se utilizan en reacciones gaseosas donde se quiere forzar la formación de un prodeterminado, como por ejemplo en la producción de amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno gaseosos.

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

EJEMPLOS DE CATALIZADORES

REACCIÓN CATALIZADOR

Descomposición delperóxido dehidrógeno.

xido demanganeso(VI

Fermentación delazúcar en alcohol

Enzimas delevaduras

Síntesis delamoniaco

Hierro

La oxidación delSO2 a SO3

xido de vana(V)




Efecto del catalizador

Un catalizador es una sustancia que acelera o retarda la velocidad de una reacciónquímica, pero que al final de ésta se recupera sin que haya sufrido un cambioapreciable. En una reacción se rompen y se forman enlaces químicos, para lo cual se

requiere energía. En términos generales, un catalizador actúa reduciendo o aumentandola energía de activación necesaria para romper los enlaces. Si la energía de activaciónbaja, entonces un mayor número de partículas de lento movimiento posee la energíasuficiente para tener colisiones eficaces.En un principio se creyó que los catalizadores no intervenían en la reacción química yactuaban por su simple presencia. En la actualidad se ha comprobado que toman parteactiva en la reacción, formando compuestos intermedios inestables que sedescomponen enseguida regenerando al catalizador, por lo que éste no se consume.De esta forma, el catalizador cambia el curso ordinario de la reacción, lo cual reduce laenergía de activación.

Se distinguen dos tipos de catalizadores: los que aceleran la velocidad de lasreacciones, conocidos como catalizadores positivos o activadores y los catalizadores

negativos, que retardan la velocidad de la reacción o la inhiben.

Por lo general, los catalizadores son comunes en la mayor parte de las reacciones quese efectúan en el cuerpo humano. A estos catalizadores biológicos se les conoce comoenzimas, que son proteínas que actúan para catalizar reacciones bioquímicasespecíficas.

Los catalizadores tienen gran importancia en la industria química y en los convertidores catalíticos del escape de losautomóviles. Una reacción que por sí misma sería tan lenta que no resultaría práctica, con un catalizador apropiado sepuede hacer que proceda a una velocidad razonable, o bien en otros campos como lo es el producto que acelera elendurecimiento del concreto, el que acelera el secado de las pinturas para automóviles, el conservador benzoato de sodioque reduce la descomposición de los alimentos enlatados, etc.

Tamaño de la partícula

Si añadimos azúcar al café en forma de terrón o azúcar finamente granulada ¿Cuál de ellas se disuelve a más rápido?¿Qué material arde a mayor velocidad un trozo de madera o una porción de aserrín? La respuesta a estas interrogantes daidea de que a menor tamaño de la misma sustancia su reacción es más rápida. La explicación es que aumenta el áreasuperficial de contacto de las sustancias al presentarse en tamaño menor, haciendo que se incremente la posibilidad delas colisiones y sean más efectivas.

Catalizadores utilizados en algunos procesos químicos.

Proceso Catalizadores

Descomposición del agua oxigenada Óxido de manganeso (IV)

Fermentación del azúcar en alcohol Zimasa (enzima de levadura)Síntesis del amoniaco Óxido férrico (Fe2O3)

Descomposición del clorato de potasio Dióxido de manganeso (MnO2)

Oxidación de SO2 a SO3 Pentóxido de vanadio (V2O5)

Hidrogenación catalítica de alquenos Metales como él: Ni, Pt, Pd o Alúmina (Al2O3)

Ácido ascórbico Conservar frutas y bebidas

Ácido benzoicoPreservación de mermeladas, bebidas de fruta

y papas fritasNitritos de sodio Conservar embutidos, quesos y cecina.

El cinc en polvo reacciona muchomás rápido que el cinc en virutas,como se pone de manifiesto en la

velocidad de formación dehidrógeno gaseoso.



BLOQUE 8

Actividad: 2

Describe la velocidad de reacción según la teoría de colisiones. Menciona los factores que alteran la velocidadreacción.____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________En áreas como la industria de los alimentos, la conservación de los alimentos en casa, transporte de alimentoscosmética entre otras. ¿Qué aplicaciones tiene el conocer y manipular la velocidad de las reacciones?____________________________________________________________________________________________________

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Para un alivio más rápido del malestar estomacal ¿Qué presentación del mismo medicamento elegirías: tablelíquido o polvo? Por qué.

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Elige la respuesta correcta rellenando totalmente el círculo que corresponda.

La teoría de colisiones nos explica la velocidad de una reacción, a través del siguiente postulado:La velocidad de una reacción es directamente proporcional a la energía de activación de los reactantes. La velocidad de una reacción es inversamente proporcional a la energía de activación de los reactantes. La velocidad de una reacción es directamente proporcional al número de choques efectivos entre las molécu

de reactantes. La velocidad de una reacción es inversamente proporcional al número de choques efectivos entre las molécude reactantes.

Con base en la información leída sobre el tema y los comentarios sobre la actividad 1,

responde las preguntas sobre velocidad de reacción y los factores que la afectan.




Evaluación



Describe el concepto develocidad de reacción.

Traslada el conocimiento develocidad de reacción a laexplicación de procesoscotidianos.

Valora la conveniencia de lalentitud o rapidez de algunosprocesos químicos cotidianos.


docente


Cuando incrementamos la temperatura de una reacción química, generalmente aumenta la velocidadde reacción; esto sucede debido a:

Una disminución de la energía cinética de las moléculas que participan en la reacción.

Una disminución en el número de choques efectivos entre las partículas reaccionantes.

Un aumento de la energía cinética de las moléculas que participan en la reacción.

Un aumento en la energía de activación de las partículas que participan en la reacción.

Califica cada una de las siguientes afirmaciones como falsa (F) o verdadera (V). Anota la letra correspondiente en elcuadro

□ Los catalizadores son un producto de la reacción.

□ Al aumentar la concentración de los reactivos, disminuyen las colisiones.

□ La naturaleza de los reactivos no influye en la velocidad de reacción.

□ Al añadir un catalizador disminuye la energía de activación.

□ Un trozo de carbón arde con mayor rapidez que el polvo de carbón.



BLOQUE 8

Actividad: 3

“A EXCESO DE VELOCIDAD”

Material:

2 vasos de vidrio100 ml de agua caliente100 ml de agua fría2 tabletas de Alka-Seltzer1 termómetro1 cronometro.

Procedimiento:

Llene un tercio de vaso con agua recién hervida, y el tercio del otro vaso con agua muy fría; si estás en el laboratodel plantel mide la temperatura del agua en cada caso. Añada a cada vaso una tableta de Alka-Seltzer.

Observen en cuál de los vasos el burbujeo es más intenso, o sea, en cual desaparece antes la tableta, mide el tiemde reacción total. ¿Podrían dar una explicación de lo observado?____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________

“CUIDADO, CHOCAS”

Material:

4 vasos de vidrio o plástico transparenteVinagre

AguaBicarbonato de sodio1 cuchara1 reloj con cronómetro

Procedimiento:

En uno de los vasos (A) coloque una copa de vinagre sin diluir y en otro (B) ½ copa de vinagre y ½ copa de agua

decir, vinagre diluido 1:1.

Agreguen simultáneamente a cada vaso, media cucharadita de bicarbonato de sodio. Es muy importante que amvasos tengan la misma cantidad de bicarbonato por lo que conviene que sea previamente medido.

En equipo. Realicen las siguientes actividades experimentales.





Anoten los tiempos de reacción de cada vaso: ______________________________________________________________

¿Qué diferencia hay en los vasos? ________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

Anoten sus conclusiones:______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

“SUPER CONTACTO”

Material:

1 tableta efervescente de antiácido (Alka-Seltzer)1 sobre de sal de uvas2 vasos de vidrio o plástico transparente

Agua potableReloj con cronómetro

Procedimiento:

Coloquen en un vaso seco(A) la tableta efervescente entera y en otro vaso seco (B) el contenido del sobre de salde uvas.

Añada a cada uno de los vasos medio vaso de agua, midan el tiempo en que deja de producirse bióxido decarbono para cada vaso y anótelo. ____________________________________________________________________

¿Qué diferencia hubo en un vaso con respecto a otro?___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

¿Qué condiciones fueron iguales en los dos vasos?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

Observen y midan el tiempo en que se dejó de producir CO2 en cada uno de los vasos.



BLOQUE 8

Evaluación

Actividad: 3 Producto: Experimentos. Puntaje:

Saberes


Compara la velocidad dereacciones en procesoscotidianos.

Realiza actividadesexperimentales.

Participa en las actividadesexperimentales en formaordenada y segura.


docente

Cierre

Consumismo e impacto ambiental.

El crecimiento de la población lleva inevitablemente a un mayor consumo. Desde

luego, las sociedades ricas y desarrolladas, pese a tener un menor crecimientopoblacional son, por mucho, los consumidores principales. Además, lamercadotecnia en esos países ha desarrollado un hábito exagerado de consumo,que se conoce como consumismo. Esto es, que no sólo se adquiere lo necesario,sino también lo superfluo.

Dentro de la mercadotecnia existe un aspecto muy importante: el empaque, quepor lo general es de cartón, cartoncillo, papel, plásticos y vidrios desechables. Enuna sociedad desarrollada y consumista, los tres primeros productos constituyen cerca del 40% de la baPrácticamente todo ese empaque va a la basura con otros desechos; en los países desarrollados se llegdesechar hasta dos kilogramos diarios por persona. Esta cantidad de desperdicios lleva a un problema de maydimensiones, sobre todo en poblaciones y ciudades con cientos de miles o millones de habitantes: como disponesa basura en forma más eficiente y efectiva, protegiendo al mismo tiempo la salud humana y el ambientvelocidad a la que se generan esos productos de consumo es en mucho mayor a la velocidad en la quconvertidos en basura se descomponen o se integran a la naturaleza, por lo que se debe de entender la necesidaimplementar acciones para disminuir el excesivo consumo de productos; aunque la mercadotecnia constanteminvite a consumir, sin importar si el producto es realmente necesario. De igual forma, implementar el aumento dactividades de reciclado, integración o descomposición de productos de consumo queya están como basura (residuos).

En México, cada año se producen ocho millones de toneladas de residuos peligrosos;en el Distrito Federal se generan entre dos y tres millones de toneladas. Sólo 12% secontrola adecuadamente y el problema es agravado por el hecho de que cerca de 90%de estos residuos se encuentra en estado líquido, acuoso o semilíquido, lo que facilitasu disposición clandestina.

Muchos de los productos que se usan diariamente en los hogares están catalogadoscomo productos nocivos para nuestra salud y el medio ambiente. Esto implica que sedebe tener cuidado con su consumo, manejo y desecho.

Un material peligroso es cualquiera que tenga una o varias de las siguientes categorías: corrosivo, tóxico, reaexplosivo, inflamable o infeccioso. Si bien en la mayoría de las etiquetas de productos las sustancias peligrosamencionan si es tóxico, explosivo o inflamable y las precauciones que se deben tener en su uso, manalmacenamiento, también es cierto que en algunas no se informa que el desecho de sus residuos puedepeligroso.




A nivel doméstico e industrial no existe una cultura del manejo de estos residuos peligrosos y cómo manejarlos, por loque generalmente terminan irresponsablemente en los desagües, ríos, barrancas y tiraderos.

Como pequeños consumidores de residuos peligrosos podemos empezar por el hogar, ya que una buena parte de

los productos de limpieza, como desinfectantes, limpiahornos, desengrasantes, detergentes, cloro, blanqueadores,destapa caños y demás productos que se utilizan diariamente, contienen materiales tóxicos y algunos estánregistrados como pesticidas.

La siguiente gráfica presenta algunos de los pictogramas de seguridad.

De igual forma hay pictogramas para representar el reciclaje



BLOQUE 8

Actividad: 4

Con base en la lectura del material sugerido: Desarrollo sustentable: pasado, presente yfuturo/Mario Díaz López, incluido en el material de apoyo, presenta un mapa mental como

control de lectura.Puedes descargar el documento en la dirección: ingenierias.uanl.mx/25/25_desarrollo.pdf




Evaluación

Actividad: 4 Producto: Mapa mental. Puntaje:

Saberes


Describe la noción de desarrollosustentable. Sustenta la comprensión delconcepto.

Considera el desarrollo

sustentable como una medidapara aminorar los problemasambientales.


docente

Actividad: 5

En equipo. Elaboren un díptico con información sobre consumismo e impacto ambiental,desarrollo sustentable y medidas de solución a los problemas ecológicos de tucomunidad. Los mejores dípticos se publicarán en tu plantel.



BLOQUE 8

Evaluación

Actividad: 5 Producto: Díptico. Puntaje:

Saberes


Identifica problemáticasecológicas de su localidad,asociadas al consumismo.

Explica la noción de desarrollosustentable y las accionesnecesarias para promoverlo.

Colabora con sus compañeros deequipo para promover eldesarrollo sustentable.Se responsabiliza de susacciones.


docente




Bibliografía

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