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INSTITUCION EDUCATIVA INEM “JORGE ISAACS”

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

AÑO LECTIVO 2020 ASIGNATURA: CIENCIAS NATURALES GRADO 7

GUÍA Nº 1 “ESTRUCTURA DE LA MATERIA” NOMBRE:_____________________________________________

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ACTIVIDAD 1: EXPLORACIÓN DE IDEAS PREVIAS:

Resuelve las siguientes preguntas en tu cuaderno y luego participa en la socialización.

1. En el siguiente listado de palabras encontrarás algunas que corresponden a objetos materiales. Realiza su clasificación

y organízalas en una tabla que muestre si es materia o no lo es. Si la clasificas en materia, indica el estado en que se

encuentra.

Leche, azúcar, agua, sal, oxígeno, alcohol, salud, aluminio, hierro, nitrógeno, papel, aceite, azufre, luz, sonido, aire.

2. ¿En una mezcla, las cantidades de los componentes pueden variar? Explique.

3. ¿En un compuesto, las cantidades de los componentes pueden variar? Explique.

4. ¿Qué método de separación emplearías si tuvieras una sopa y quisieras retirar los fideos de ésta?

5. ¿Por qué siendo tan parecidas en el color y la forma, la sal y el azúcar saben diferente?

6. En un ceviche, ¿cómo afecta el limón al pescado crudo?

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7. En la siguiente Tabla, marca con una equis “X” cuando corresponda a una mezcla homogénea, una mezcla heterogénea o a una sustancia pura. Si la sustancia es pura, escriba en la casilla si es elemento o compuesto.

Sustancia/Mezcla Mezcla homogénea

Mezcla heterogénea

Sustancia pura

Elemento Compuesto

neda de $500

Agua potable

Coca Cola

Jugo de naranja

Aire

Dióxido de carbono

Agua de mar

Té

Plomo

Arena

Cable de cobre

Soda caustica (NaOH)

Café

Tierra

Pastilla de aspirina

Sal

Leche

Oxígeno gaseoso

Sangre

Mármol

Mercurio

Mantequilla

Vinagre

Azúcar glucosa

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MODELO ATÓMICO

Laboratorio 1. Observación de la “caja del misterio”

Recursos

Un tarro o caja oscura

Varios objetos diferentes que queden cómodos

dentro del tarro o caja.

Cinta pegante

Lupas

Linternas

Procedimiento:

A. Organizar los estudiantes en equipos de trabajo.

B. El profesor introduce en el tarro o caja varios objetos y la sella. Los estudiantes no deben conocer el contenido.

C. El profesor pasa por los equipos de trabajo para que algunos estudiantes de cada equipo manipulen la caja de

diferentes maneras y la observen, con el fin de determinar el número y las características de los objetos que hay

adentro.

D. De acuerdo con sus observaciones responda en el cuaderno:

¿Cuál es el número de objetos qué hay dentro del tarro o caja?

¿Cuáles son los objetos que probablemente contiene el tarro o caja?

¿De qué material están hechos estos objetos?

¿Probablemente, como se distribuyen los objetos en la caja?

Realice un dibujo del interior de la caja y escriba las razones por las cuales, usted supone que el interior de la caja es

así.

Cada equipo de trabajo, expone su dibujo ante los demás compañeros.

Que es una suposición o hipótesis.

E. El docente destapa el tarro o caja delante de los estudiantes, para verificar cual fue su aproximación a la realidad.

En la anterior experiencia, los estudiantes determinan el contenido interno del tarro a partir de observaciones con los

órganos de los sentidos y hacen suposiciones. De modo similar, los científicos proponen modelos que explican la realidad.

Entonces, un MODELO CIENTÍFICO es una representación aproximada de un fenómeno o de un objeto de estudio. Esta

representación puede ser gráfica, matemática o conceptual (conjunto de explicaciones).

Parte esencial de toda actividad científica es la creación de modelos, porque mediante ellos se pueden dar explicaciones

de los fenómenos y objetos que no podemos ver directamente. Por ejemplo, nadie ha visto el interior de un átomo ni el

centro del sol, ni el centro de la tierra, pero los científicos han creado modelos que explican estos objetos de estudio.

ACTIVIDAD 2

1. Observar en clase el vídeo https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=NR0hSOK2ZRg&feature=emb_logo 2. Lea el siguiente texto de manera atenta y subraye las ideas que le permitan identificar las propiedades macroscópicas

y microscópicas de la materia. (Tomado y editado de: Brown, Theodore L. y cols. (2009). Química, la ciencia central. México: Pearson.)

“Hemos establecido que la química estudia las propiedades de la materia o los materiales. Los materiales exhiben una amplia variedad de propiedades, dentro de las que podemos nombrar las diferentes texturas, colores, tamaños, reactividades, entre otras muchas que caracterizan y diferencian todo cuanto existe en el universo. Esta variedad de propiedades que podemos estudiar a través de nuestros sentidos, corresponde a las propiedades macroscópicas.

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La química busca entender y explicar estas propiedades a partir de la estructura y las propiedades microscópicas, es decir, a nivel de los átomos y las moléculas. La diversidad del comportamiento químico es el resultado de la existencia de unos cuantos cientos de átomos, organizados en elementos. En cierto sentido, los átomos son como las 27 letras del alfabeto, que se unen en diferentes combinaciones para formar la infinita cantidad de palabras de nuestro idioma. Así entonces, toda la materia está formada por átomos. Estos son la unidad básica y estructural y están conformados por partículas más pequeñas que, gracias a su configuración y energía, se mantienen unidas logrando dar paso a estos agregados estables, que terminan siendo los componentes de todo”. 3. Mediante un dibujo, represente gráficamente la estructura macroscópica y microscópica de un objeto. LA TEORÍA MODERNA SOBRE LA MATERIA Todo lo que conocemos está compuesto por átomos (de diferente configuración). Los átomos a su vez, están formados por dos grandes partes: la corteza y el núcleo. Hoy sabemos que el átomo está constituido así, pero para llegar a este conocimiento, se necesitaron años de estudios e investigaciones, en los cuales se plantearon diferentes modelos atómicos. Un modelo es la representación concreta de una teoría. Es útil porque facilita la comprensión de fenómenos abstractos. Los modelos atómicos han pasado por diferentes concepciones de acuerdo con el momento en el que han sido formulados. También han sido modificados y adaptados de acuerdo a los resultados de nuevas investigaciones y descubrimientos. Desde la antigüedad, el ser humano ha tratado de explicar el material del cual está hecho todo lo que existe a su alrededor. En los primeros tiempos, se pensaba que la materia era continua e indivisible (que no podía ser dividida). Los primeros filósofos en pensar que la materia se podía dividir en pequeñas partículas fueron los filósofos griegos Demócrito y Leucipo, quienes llamaron a estas partículas átomo, que significa “indivisible”. Posteriormente, Platón y Aristóteles (quienes resultaron ser más influyentes), se mostraron en desacuerdo. Aristóteles pensaba que la materia era continua y por ello, durante muchos siglos, la perspectiva atómica de la materia se desvaneció. El concepto de átomo volvió a surgir más de dos mil años más tarde, durante el siglo XIX, cuando los científicos trataron de explicar las propiedades de los gases. Más exactamente, en el año 1808, el científico británico John Dalton, en su libro Nuevo sistema de filosofía química, sentó las bases de la teoría atómica al postular que la materia estaba compuesta por unidades elementales, que llamo átomos. Entre las ideas más notables de la teoría de Dalton se encuentra el postulado que los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en el resto de propiedades. Así entonces, los átomos de distintos elementos tendrían diferencias en su peso y en sus propiedades. Además, Dalton enunció que en las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, solamente se redistribuyen para formar nuevos compuestos. Por el mismo tiempo en el que Dalton adelantaba sus investigaciones acerca de los gases, otros científicos estaban interesados en estudiar el comportamiento de la materia cuando interacciona con la energía. Al desarrollar estos experimentos, se hallaron varios resultados muy interesantes que llevaban a pensar que el átomo debía ser divisible en partículas más pequeñas cargadas eléctricamente de forma opuesta debido a que se neutralizaban entre sí. Se pensó entonces, que el átomo estaba compuesto de protones (partículas con carga positiva) que se neutralizaban con electrones (partículas de carga negativa). Uno de estos científicos era el británico J.J Thomson, quien propuso un modelo atómico, un poco más completo que el de Dalton, que suponía la existencia de una esfera de electricidad positiva que incluía encajados tantos electrones como fueran necesarios para neutralizarla.

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Descubrimiento de la radiactividad. En 1896, el físico Francés Henry Becquerel descubre accidentalmente la radiactividad, fenómeno que consiste en que algunos átomos, como el uranio, emiten radiaciones extremadamente poderosas. Este fenómeno es la desintegración del núcleo de un átomo inestable para formar otro distinto, más estable. En el proceso, se emiten partículas y radiaciones electromagnéticas. Más adelante, Pierre y Marie Curie continuaron la investigación del descubrimiento realizado por Becquerel y lo denominaron radiactividad. Pocos años después, en 1910, el científico neozelandés Ernest Rutherford, se encontraba en su laboratorio realizando experimentos para estudiar la naturaleza de las radiaciones. Gracias a estos estudios, Rutherford descubrió que la mayor parte del átomo es espacio vacío y que casi toda la masa del mismo se concentra en el núcleo que, además de ser positivo, es muy pequeño en comparación con el tamaño total del átomo. Así entonces, propuso un modelo atómico en el cual la carga positiva se concentraba en la mitad y la carga negativa, es decir, los electrones, se movían alrededor de ella dejando vacío entre éstos y el núcleo. Pero si todas las partículas positivas estaban juntas en el núcleo, ¿por qué no se repelían, ni tenían la misma carga eléctrica? En 1932, el físico británico James Chadwick, descubrió el neutrón, partícula que explicaba por qué los protones permanecían juntos en el núcleo, gracias a la introducción del concepto de fuerza nuclear.

Las investigaciones sobre la estructura interna del átomo continuaron en procura de obtener más información. Fue así como el físico danés Niels Bohr, siguiendo los trabajos de Rutherford, descubrió que los electrones podían girar en diferentes órbitas dependiendo de la cantidad de energía. Si el electrón absorbe energía, por ejemplo al calentarlo, saltará a una órbita de mayor energía, es decir, a una órbita más alejada del núcleo. Si el electrón regresa a su nivel de energía inicial, emite energía, por lo general, en forma de luz. El modelo de Bohr tenía algunas limitaciones a la hora de explicar el comportamiento de los electrones, así que siguió siendo estudiado y corregido por otros científicos, hasta llegar al modelo atómico actual. Los físicos Arnold Sommerfeld, Louis de Broglie, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger, propusieron teorías que fueron mejorando el modelo atómico y diseñaron el modelo actual, también conocido como modelo mecánico-cuántico, el cual plantea que el átomo está constituido por las siguientes partes:

El núcleo: Ocupa la región central y está formado por protones y neutrones. Concentra prácticamente toda la masa del átomo.

La corteza o nube electrónica: Es el espacio exterior del núcleo atómico donde se mueven los electrones que, a su vez, constituyen niveles y subniveles de energía. El modelo actual especifica que los electrones se mueven en regiones denominadas orbitales, y que no es posible saber su ubicación exacta en un 100%.

De la configuración del átomo, es decir del número de protones, neutrones en el núcleo y el número de electrones y su ubicación en niveles y subniveles de energía (dados por su cercanía o lejanía al núcleo), dependen las propiedades tanto físicas como químicas de ese átomo específico. (Tomado y adaptado de: Brown, Theodore L. y cols. (2009). Química, la ciencia central. México: Pearson.)

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ACTIVIDAD 3

1. ¿Por qué han cambiado los modelos atómicos a lo largo de la historia? 2. ¿De qué manera afectan nuestra vida cotidiana los avances en el conocimiento de la estructura atómica de la

materia? Explique 3. Complete las siguientes frases:

A. Físico danés que postuló que los electrones en el átomo se mueven en ciertas orbitas de energía definida

__________

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B. Físico inglés que postuló que el átomo es una esfera de cargas positivas en donde se distribuyen los

electrones__________

C. Modelo atómico vigente que postula orbitales y niveles de energía en el átomo_____________

D. Filósofo griego que planteó por primera vez que la materia estaba formada por átomos ____________

E. Científico inglés que propuso que los átomos eran esferas rígidas, indivisibles e indestructibles _____________

F. Partícula subatómica de carga negativa _____________

G. Partícula subatómica de carga positiva ______________

H. Parte más pequeña de un elemento químico __________

I. Partícula subatómica sin carga _____________

J. Parte externa del átomo en los modelos de Rutherford y Bohr __________

K. Parte central del átomo en los modelos de Rutherford y Bohr __________

4. El orden de aparición de los modelos atómicos es:

A. Rutherford - Bohr- Thomson – Dalton B. Dalton - Bohr - Rutherford – Thomson

C. Dalton - Thomson - Rutherford – Bohr D. Bohr - Rutherford - Thomson - Rutherford

ESTRUCTURA ATÓMICA DE LA MATERIA

Los modelos atómicos establecen que en el átomo se distinguen dos partes: el núcleo y la corteza: El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.

La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.

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PROPIEDADES DE LOS ATOMOS

Los átomos se diferencian, unos de otros, por el número de partículas positivas que contienen (protones) y por la forma

como se distribuyen las partículas negativas (electrones) alrededor del núcleo atómico. Como el elemento químico es

una sustancia pura formada por la misma clase de átomos, las propiedades de sus átomos son las mismas propiedades

del elemento.

Así, el símbolo atómico es el mismo símbolo del elemento químico. Según las relaciones cuantitativas o cantidad de las

partículas subatómicas, el átomo presenta algunas propiedades que permiten identificarlo. Entre ellas tenemos: número

atómico, número de masa, isótopos, isóbaros.

1. Número atómico (Z)

Se simboliza por la letra Z y corresponde a un número entero positivo. Indica el número de protones presentes en el núcleo

del átomo. Como los átomos son neutros, entonces nos dice el número de electrones.

El átomo natural más complejo es el Uranio que tiene como número atómico 92, y el menos complejo el Hidrógeno con

número atómico 1.

Cada elemento químico tiene un Z específico o único, que lo identifica, es decir, un número de protones diferente.

2. Número de Masa (A)

Se representa con la letra A y hace referencia al número de protones más neutrones presentes en el núcleo del átomo.

Es un indicador indirecto de la masa atómica.

La masa del átomo está concentrada en el núcleo y corresponde a la suma de la masa de los protones y la de los

neutrones presentes, dado que la masa de los electrones es despreciable con relación a la de estas dos partículas.

Se calcula mediante la expresión:

A = Z + N, donde Z = número de protones y N = número de neutrones.

ACTIVIDAD 4

Responde en tu cuaderno:

1. Si todas las sustancias están formadas por átomos, ¿por qué tienen diferentes propiedades?

2. ¿En qué se diferencian unos átomos de otros?

3. ¿Qué hace que los átomos sean neutros?

4. Si el número atómico del sodio (Na) es 11. ¿Cuántos protones tiene el sodio?

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5. Si el número atómico del cloro es 17 ¿cuantos electrones tiene el cloro?

6. Si el número atómico de un elemento es 13 y su número de neutrones es 14, ¿Cuál es su número de masa?

7. Si el oxígeno(O) tiene número atómico = 8 y número másico = 16 ¿Cuál es su número de neutrones?

3. Isótopos.

Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico (se trata del mismo elemento), pero distinto número

másico, es decir, tienen diferente el número de neutrones. La mayoría de elementos químicos presenta más de un

isótopo natural, siendo el elemento con mayor cantidad de isótopos estables el Estaño (Sn), con 10. Así mismo, existen

en la naturaleza algunos elementos solo en forma isotópica como por ejemplo: sodio, berilio y flúor. Existen isótopos

radioactivos de gran utilidad para la investigación médica y diagnóstica:

Arsénico-76 (As-76), utilizado para detectar tumores cerebrales.

Cobalto-60 (Co-60), empleado en tratamiento de cáncer gástrico.

Yodo-131 (I-131), utilizado para detectar el mal funcionamiento de la tiroides.

Radio-226 (Ra-226), empleado en tratamientos de radioterapia para el cáncer.

Fósforo-32 (P-32), utilizado en el tratamiento para cáncer de piel.

Los isótopos se representan escribiendo el símbolo del elemento y colocando al lado izquierdo o derecho, el número de

masa (A) del isótopo como un supra índice y el número atómico (Z) como un subíndice. Ejemplo:

El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno. El silicio se presenta en la

naturaleza en forma de tres isótopos con las siguientes abundancias:

2814Si (92.23%) 29

14Si (4.67%) 3014Si (3.10%)

4. Isóbaros.

Son átomos de elementos diferentes, con características propias, que poseen isótopos con igual número de masa (A).

Los isobaros son comunes en los elementos químicos reactivos como: calcio, argón, hierro, cobalto, estaño y telurio.

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ACTIVIDAD 5

Completar la información de la tabla:

LOS IONES: ATOMOS CARGADOS ELECTRICAMENTE

En su estado natural los átomos son eléctricamente neutros, es decir, su número de protones o cargas positivas es igual

al número de electrones o cargas negativas. La única partícula que entra o sale del átomo es el electrón. Si un átomo

gana o pierde electrones el equilibrio eléctrico entre el núcleo y la corteza se rompe. Cuando esto ocurre el átomo se

transforma en un ión.

Un átomo cargado eléctricamente es un ión. Cuando un átomo neutro gana uno o más electrones, queda con exceso

de carga negativa (más electrones que protones) y se llama ion negativo o anión. Si sucede lo contrario, es decir, que

un átomo neutro pierda uno o más electrones, queda con exceso de carga positiva (menos electrones que protones) y se

llama ion positivo o catión.

En la formación de un ion, el número de protones permanece constante. Los iones se simbolizan escribiendo junto al

símbolo del elemento, la carga eléctrica que lo caracteriza.

Ejemplo:

Los elementos cloro y sodio no se encuentran en la naturaleza. Se los encuentra formando compuestos como el cloruro

de sodio (sal de mesa). Esto se debe a que el cloro y el sodio son elementos muy reactivos y reaccionan entre sí para

formar un compuesto. Cuando esto sucede, ambos forman partículas cargadas que se denominan iones.

Según la teoría iónica, la sal de cocina o cloruro de sodio (NaCl), está formada por parejas de iones; cada pareja está

constituida por un ion de sodio (Na+) y un ion de cloro (Cl-) y estos dos iones se mantienen juntos por la fuerza de

atracción eléctrica. Cuando se combina el sodio con el gas cloro, a altas temperaturas, el átomo de sodio pierde un

electrón y este electrón lo gana el átomo de cloro. El sodio se transforma en un ion positivo o catión y el cloro en un ion

negativo o anión.

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ACTIVIDAD 6

1. Si un átomo neutro de Magnesio (Mg) Z= 12 cede dos electrones ¿cuál es la carga eléctrica del ion formado? ¿Por

qué? Represente este ion.

2. Si un átomo neutro de Oxígeno (Z= 8) gana dos electrones ¿Cuál es la carga eléctrica del ión formado? ¿Por qué?

Represente este ión.

3. Escriba la diferencia entre un anión y un catión.

4. Visitar las siguientes páginas y realizar los ejercicios interactivos: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/estructura.htm http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/moleculas/iones.htm

DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA EN NIVELES Y SUBNIVELES DE ENERGÍA

En un átomo los electrones (e-) están girando alrededor del núcleo formando capas llamadas niveles de energía. En cada

una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta. Las capas más próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre

este y los electrones es muy fuerte. Ocurre lo contrario entre las capas alejadas por lo que resulta más fácil realizar

intercambios electrónicos en las últimas capas. Dichas capas o niveles energéticos, se designan con los números 1, 2, 3,

4, 5, 6, 7. O con las letras K, L, M, N, O, P y Q.

Un número limitado de electrones puede encontrarse sobre un nivel de energía, para determinarlo se aplica una regla de

saturación mediante la ecuación 2n2

Número de

nivel

(n)

Niveles de

Energía

Número de electrones máximo

( 𝟐𝒏𝟐)

1 K 2 x (1)2 = 2 electrones 2 L 2 x (2)2 = 8 electrones

3 M 2 x (3)2 = 18 electrones

4 N 2 x (4)2 = 32 electrones

5 O

6 P

7 Q

Los electrones de un mismo nivel de energía, no tienen la misma energía. El subnivel de energía nos indica, más

exactamente, el estado energético del electrón. Cada capa o nivel de energía contiene uno o más subniveles (máximo 4).

Los subniveles se representan con las letras minúsculas s, p, d, f. Cada subnivel puede contener un número máximo de

electrones (ver tabla). El número máximo de electrones que puede contener el subnivel se indica con un exponente, o sea,

el número que se coloca en la parte superior de la letra del subnivel.

Ejercicio:

De acuerdo con la Tabla, llena el número

máximo de electrones para los niveles de

energía O, P y Q

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Para indicar el nivel de energía, donde está el subnivel, se antepone el número del nivel de energía, a la letra del subnivel.

Los subniveles se ordenan según su cantidad de energía, a partir del diagrama, siguiendo el orden indicado por las flechas.

Para realizar la configuración electrónica o notación espectral de un elemento químico, se distribuyen los electrones en los

subniveles de energía, de menor a mayor energía.

Ejemplos

1. Para realizar la configuración electrónica (distribución de electrones en subniveles) del Potasio (K), se debe tener en

cuenta su número atómico que es 19 y que indica el número de protones del átomo, lo mismo que su número de electrones.

Entonces, se tienen 19 electrones para distribuir, siguiendo las flechas de la tabla, así:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Si se suman los exponentes 2+2+6+2+6+1, da 19, o sea, el número atómico del Potasio (K).

2. El Vanadio (V) tiene No. atómico = 23. Realizar la distribución electrónica.

Como el Vanadio tiene 23 protones, tiene también 23 electrones. La distribución de los electrones por subniveles es:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3

La suma de los exponentes 2+2+6+2+6+2+3 da 23.

ACTIVIDAD 7

1. Realice la configuración electrónica de:

A. El Cloro. Z=17, en subniveles de energía y luego, a partir de esta distribución, realice la distribución por niveles de

energía, agrupando los subniveles que están en un mismo nivel.

B. El Zinc. Z=30, en subniveles y luego en niveles.

C. Realice los ejercicios interactivos de la siguiente página:

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

D. Observación de la tabla periódica

Recursos: Una tabla periódica por alumno.

Se debe presentar un informe por equipo de trabajo.

Procedimiento:

1. Observe en la tabla periódica, el nombre y el número atómico de los siguientes elementos químicos: H, He, Li, Be, B,

C, N, O, F, Ne, Mg, Al. Organice esta información en una tabla de datos.

2. Describa cómo están organizados los elementos químicos en la tabla periódica. 3. Escriba el nombre y el símbolo de 4 elementos metálicos.

LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

VIDEO-TALLER: observa el Video El sueño de Mendeleiev https://www.youtube.com/watch?v=vYLdY0e6vZc

Y participa en la Socialización teniendo en cuenta las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál es el tema del video?

2. ¿A partir de que elemento se formaron los demás elementos?

3. ¿Que hizo Empédocles?

4. ¿Quiénes fueron los alquimistas y que hicieron?

5. ¿Por qué crees que es necesario clasificar los elementos?

6. ¿En qué se basaron para organizar los primeros grupos de elementos?

7. ¿Qué criterio tuvo en cuenta Mendeleiev para organizar la tabla periódica?

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Imagen tomada de https://i2.wp.com/www.educapeques.com/wp-content/uploads/2017/11/tabla-periodica.png?resize=768%2C414&ssl=1

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La tabla periódica de los elementos químicos es un sistema de clasificación, en el cual se agrupan los elementos

químicos de acuerdo con sus características semejantes. Aunque existen diversos científicos que aportaron a la

elaboración de este sistema, la primera tabla periódica fue propuesta por Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907), quien

publicó una tabla en 1869 en la cual se organizaban los elementos según el orden creciente de sus pesos atómicos;

mientras que Henry G. J. Moseley (1887-1915), en 1913, observó que un elemento se diferenciaba de otro por el número

de protones; es decir, el número atómico.

La tabla periódica actual consta de 118 elementos, de los cuales los cuatro últimos fueron agregados en el 2015, esto de

acuerdo con la Unión Internacional de la Química Pura y Aplicada (IUPAC). La tabla periódica se encuentra organizada en

filas horizontales llamadas PERÍODOS, que corresponden a los niveles de energía de un átomo, y en columnas verticales

denominadas GRUPOS O FAMILIAS, que en algunos elementos indican la cantidad de electrones en el último nivel de

energía. Los elementos de la tabla periódica se clasifican en ELEMENTOS REPRESENTATIVOS, desde el grupo IA al

grupo VIIIA, donde se encuentran los METALES ALCALINOS, los ALCALINOTÉRREOS, los TÉRREOS, los

CARBONOIDES, los NITROGENOIDES, los ANFÍGENOS, los HALÓGENOS, y los GASES NOBLES; ELEMENTOS DE

TRANSICIÓN, desde el grupo IB al VIIIB, y ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA, donde se encuentran los

LANTÁNIDOS ubicados en el período 6 y los ACTÍNIDOS ubicados en el período 7.

Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos

de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas

familias de una forma coherente y fácil de ver. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia,

entendido como el número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades similares entre sí.

La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un grupo poseen configuraciones

electrónicas similares y la misma valencia, o número de electrones en la última capa. Dado que las propiedades

químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más externos,

los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares. Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen

una configuración electrónica ns1 y una valencia de 1 (un electrón externo) y todos tienden a perder ese electrón al

enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales

tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son excepcionalmente no reactivos y son también

llamados gases inertes. Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación

de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 y entre paréntesis según el sistema estadounidense, los

grupos de la tabla periódica son:

Grupo 1 (I A): los metales alcalinos

Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos.

Grupo 3 (III B): familia del Escandio (tierras raras y actínidos).

Grupo 4 (IV B): familia del Titanio.

Grupo 5 (V B): familia del Vanadio.

Grupo 6 (VI B): familia del Cromo.

Grupo 7 (VII B): familia del Manganeso.

Grupo 8 (VIII B): familia del Hierro.

Grupo 9 (VIII B): familia del Cobalto.

Grupo 10 (VIII B): familia del Níquel.

Grupo 11 (I B): familia del Cobre.

Grupo 12 (II B): familia del Zinc.

Grupo 13 (III A): los térreos.

Grupo 14 (IV A): los carbonoideos.

Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos .

Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos.

Grupo 17 (VII A): los halógenos.

Grupo 18 (VIII A): los gases nobles.

Para aprender más, visita las siguientes página y realizar ejercicios interactivos:

1. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/tabla_period/tabla

.htm

2. https://www.ptable.com/?lang=es

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ACTIVIDAD 8

A. Consulte la tabla periódica para responder las siguientes preguntas:

1. Escriba los nombres y los símbolos de los elementos que pertenecen al grupo IA y al grupo VIIIA.

2. Escriba el nombre y los símbolos de los elementos que pertenecen al periodo 1 y al período 3.

3. Escriba los grupos que pertenecen a la región p y los que pertenecen a la región s.

4. Organice, los elementos K, Cr, Au, Si, C, He, Ti, Sr, en una tabla de datos, escribiendo lo siguiente:

Nombre del elemento

Símbolo químico

El grupo al que pertenece

El período al que pertenece

La región de la tabla periódica

5. Organice los elementos Li, Al, N, S, I, F, Mg, Kr, en una tabla de datos, escribiendo lo Siguiente:

Nombre del elemento

Símbolo químico

El grupo al que pertenece

Número de electrones en el último nivel de energía

Período al que pertenece

Número de niveles de energía

B. Conteste las siguientes preguntas, sin consultar la tabla periódica. Argumente sus respuestas:

Haga la configuración electrónica de los elementos cuyos números atómicos son 7, 18 y 37; diga a qué grupo, a qué

período y a cual región de la tabla periódica pertenecen.

3. Investigue:

¿Por qué son importantes para los seres vivos los elementos calcio, hierro, fósforo, nitrógeno, oxígeno, carbono e

hidrógeno?

¿Para qué usan los seres humanos el hierro, el cobre, el aluminio, el oro?

¿Qué es la energía nuclear? ¿Cuáles elementos se usan para producir energía nuclear?

¿Cuál es la importancia y cuáles son los peligros de las centrales nucleares?

IMPACTO DE LA RADIACTIVAD EN LA SALUD

La radiactividad es una propiedad que poseen ciertos elementos químicos, cuyos núcleos atómicos son inestables. Con

el tiempo, cada núcleo alcanza su estabilidad al producirse un cambio interno, llamado desintegración radiactiva. En la

desintegración radiactiva se desprende energía conocida como radiación. Estas radiaciones pueden ionizar gases o los

materiales que atraviesen. Una radiación es ionizante cuando convierte en iones los átomos de los cuerpos o materiales

que atraviesa. El término radiactividad se encuentra bastante extendido en la sociedad. Se habla de residuos radiactivos,

de la lluvia radiactiva producida al estallar una bomba nuclear o atómica y de las aplicaciones médicas de la radiactividad,

razones por las cuales es necesario informarse sobre los beneficios o perjuicios (daños) que puede causar la radiactividad,

pues todos los seres vivos, quieran o no, están afectados por ésta. Desde el origen del universo existen los elementos

radiactivos que están presentes en la naturaleza. No se pueden eliminar las radiaciones de nuestras vidas, pero sí podemos

disminuir los riesgos. En el proceso natural de desintegración radiactiva se producen:

Partículas alfa: Son positivas, pueden ser detenidas por una hoja de papel y por la parte externa de la piel, pero si se

inhalan o se entra en contacto (a través de heridas de la piel), con partículas que han sido irradiadas con partículas alfa,

se producen graves daños en el cuerpo.

Partículas Beta: Pueden ser positivas o negativas. Penetran varios centímetros de los tejidos corporales y varios

milímetros del metal o plástico. Se usan en los exámenes de diagnóstico médico. Si se tiene contacto en órganos internos,

por largos períodos de tiempo, se producen graves daños o quemaduras.

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Radiación Gamma: No es detenida fácilmente. Pueden necesitarse entre 5 y 25 cm. de plomo o hasta 3 m. de hormigón

para protegerse de esta radiación.

Algunos de los usos de los elementos radiactivos son, en Biología, para conocer el funcionamiento de las células y de los

organismos. En medicina, para el diagnóstico de anomalías o alteraciones en los diferentes órganos, en el tratamiento del

cáncer y para esterilizar el material médico-quirúrgico. En la agricultura, para irradiar plantas y producir cambios en sus

características. En la industria, para detectar fallas en las soldaduras, para controlar el grosor del papel y del plástico, en

la conservación de alimentos (se irradian las frutas, los vinos y el pollo). Un pollo irradiado puede durar un año sin

descomponerse.

Los efectos de la radiactividad en la salud, dependen de la cantidad, del tipo de radiación absorbida por el organismo y

del tipo de tejido afectado y su capacidad de absorción. Por ejemplo, los órganos reproductores son 20 veces más sensibles

a la radiactividad que la piel. El material radiactivo al entrar en contacto con los átomos que están en las células de los

seres vivos, los convierte en iones, produciendo la destrucción de algunas moléculas de las células y provocando la

formación de otras moléculas. De esta manera se altera la composición molecular, la composición química de las células

y las células comienzan a realizar mal sus funciones. Los efectos nocivos de las radiaciones son acumulativos, esto significa

que se van sumando "hasta que una exposición mínima se convierte en peligrosa, después de cierto tiempo. Exposiciones

a dosis bajas y por tiempo prolongado, no producen efectos visibles, pero pueden contribuir a la aparición del cáncer, años

después

La lluvia radiactiva, que se produce al estallar una bomba atómica, causa la muerte de muchos seres vivos, produce

quemaduras y ceguera y si las personas quedan vivas pueden sufrir de cáncer, quedar estériles (no pueden tener hijos) o

tener hijos con malformaciones. Uno de los inconvenientes del uso de la radiactividad, son los residuos que se generan,

porque no se conoce aún cómo destruirlos, por lo tanto, son almacenados, mientras se investiga la mejor manera de

deshacemos de ellos.

ACTIVIDAD 9

1. ¿Qué es la radiactividad? Mencione algunos de sus usos.

2. ¿Qué es una radiación ionizante?

3. ¿Cuáles son los tipos de radiación que emiten los elementos radiactivos?

4. En equipos de trabajo, explicar las ventajas y desventajas del uso de la radiactividad para la salud. Cada equipo

expone a los demás compañeros, sus explicaciones.

Reacciones químicas: Las reacciones químicas son el proceso por el cual una o más sustancias se transforman en otras.

Los factores de las reacciones químicas pueden dividirse en según los reaccionantes o la reacción. Ya vimos que el proceso

de digestión de nuestro cuerpo involucra una serie de reacciones químicas, que buscan fraccionar el alimento en

pequeñas partes para obtener la energía que requerimos para vivir. También sabemos que las plantas realizan una

importante reacción química en la fotosíntesis. Otra reacción química fundamental para la vida que se produce en el

ambiente es la que ocurre cuando la atmósfera de la Tierra remueve los dañinos rayos ultravioleta del Sol. En cuanto a las

reacciones químicas producidas por el hombre, muchas de ellas se llevan a cabo en los laboratorios, donde los científicos

las provocan con diversos fines: para crear nuevas medicinas, producir nuevos materiales o evitar la descomposición de

alimentos, por ejemplo.

¿Pero qué es una reacción química? Si bien ya hemos dado una idea de ella, una reacción química consiste simplemente

en romper o separar los componentes de una sustancia, para ocuparlos en la formación de una nueva sustancia. A esta

se le llama PRODUCTO y tiene características completamente diferentes a las de las sustancias originales, que estaban

presentes antes de que se produjera la reacción química, y que son denominadas REACTANTES, porque son las que

“reaccionan” para formar algo nuevo. Para que una reacción química ocurra se requiere de energía. Las fuentes de esta

energía pueden ser, entre otras, la luz, calor o electricidad. Para ejemplificar una reacción química que sueles disfrutar,

basta analizar el caso de la preparación de un pastel. Para hacer uno se necesita, por lo general, mantequilla, leche, harina,

huevo y azúcar. Todos ellos son los reactantes, las sustancias iniciales de la reacción química. Además, se requiere la

energía en forma de calor -para acelerar la reacción, la que es proporcionada por el horno encendido (sea eléctrico o a

gas). Luego de mezclar los ingredientes y cocinarlos en el horno, lo que obtenemos es un delicioso pastel, que sería el

producto. Este ya no tiene la apariencia ni el sabor de los ingredientes con que fue preparado. Es algo completamente

nuevo, el resultado de una reacción química.

Si bien, hay algunas reacciones químicas que son REVERSIBLES, la mayoría de ellas no lo son. Es decir,

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son IRREVERSIBLES, lo que significa que, en este caso, una vez cocinado el pastel, no es posible volver a obtener el

huevo o la leche utilizados para prepararlo. De igual forma, una vez que has quemado la madera, ya no puedes volver a

tenerla; sólo quedan cenizas. El fuego es el resultado de una reacción química llamada COMBUSTIÓN. Para que la

combustión ocurra se necesita un COMBUSTIBLE, que puede ser: madera, petróleo, carbón o algún otro elemento similar

que sirva para hacer fuego. También se requiere OXÍGENO, un gas presente en el aire que respiramos y el calor suficiente

para encender el fuego. Si no hay más combustible o se ha acabado el oxígeno o el nivel de calor está muy bajo, entonces

el fuego se apaga. Tanto el combustible como el oxígeno y el calor forman parte de los reactantes. La energía que se

produce en forma de luz y calor a raíz del fuego, el vapor de agua y otros gases, como el monóxido de carbono, forman

parte de los productos de la reacción química. Ejemplo de reacción química y su representación mediante ecuación:

Observar los siguientes videos:

1. Reacciones químicas https://www.youtube.com/watch?v=6xfW55f9iMY

2. Oxidación y reducción en la vida cotidiana (industria) https://www.youtube.com/watch?v=aSePJ5_DedM

LAS PROTEÍNAS:

Son biomoléculas compuestas principalmente por los bioelementos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y están

presentes en todas las células de los seres vivos. Las proteínas son macromoléculas formadas por la unión de miles de

unidades de aminoácidos. La secuencia (orden) de los aminoácidos y el tipo de aminoácidos, son distintos para las

diferentes proteínas. Son ejemplos de proteínas las siguientes:

-Caseína de la leche

-Albúmina de la clara huevo

-Glutenina del trigo

-Vitelina de la yema de huevo

-Miosina del músculo

-Osteína del hueso

-Hemoglobina de la sangre

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LABORATORIO

Propósito: Evidenciar la presencia de proteínas en el huevo y en la leche.

Recursos por equipo de trabajo:

-Un huevo crudo

-Tres vasos transparentes desechables

-Un limón -Alcohol, 3 ml

-Leche, 15 ml (2 cucharadas)

PROCEDIMIENTO

Experiencia #1

1. Realice, con cuidado, una perforación pequeña en el huevo, por el extremo más ancho.

2. Vierta, solo la clara del huevo, en dos vasos.

3. Corte dos pedazos de papel, en uno de ellos escriba la palabra limón y en el otro, la palabra alcohol.

4. Sobre cada papel, coloque un vaso con clara. De acuerdo con la marca del punto anterior, agregue a un vaso un

poco de jugo de limón y al otro, un poco de alcohol (cuide de no confundirlos). Espere 10 minutos y observe. Anote

sus observaciones. Y explique si hubo reacción química, argumente por qué.

Experiencia #2

1. Vierta la leche en otro vaso transparente y Agréguele un poco de limón. Espere y observe. Escriba sus

observaciones.

2. Explique si observó reacción química y por qué.

3. Realice, por equipo, un informe donde presente organizadas las observaciones y las conclusiones de las dos

experiencias anteriores.

ACTIVIDADES FINALES

1. Complete la siguiente Tabla

2. De acuerdo con la configuración electrónica de cada uno de los elementos de la Tabla del punto anterior,

deduzca el grupo y el periodo.

3. Realice una consulta sobre las reacciones químicas que se presentan en el fenómeno del cambio climático.