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MINISTERIO DE EDUCACIÒN

DIRECCIÓN GENERAL DE FORMACIÓN DOCENTEDIRECCIÓN DE FORMACIÓN INICIAL DOCENTE

DOCUMENTO DE APOYO DE ELEMENTOS BÁSICOS DE QUÍMICA

SEGUNDO AÑO – SEGUNDO SEMESTREPROFESIONALIZACIÓN

Managua, Nicaragua2012

INDICE

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Introducción……………………………………………………………………..

I. UNIDAD: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA QUÍMICA

1. El Átomo1.1 Propiedades del Átomo1.2 Modelos Atómicos1.3 Los Números Cuánticos1.4 Configuración Electrónica1.5 Formación de Moléculas

2. Tabla Periódica Moderna2.1 Características2.2 Estructura

3. Enlace químico3.1 Electrones de Valencia3.2 Regla del Octeto3.3 Tipos de Enlaces:

- Enlace Iónico- Enlace Covalente

II. UNIDAD: TIPOS DE SUSTANCIAS Y MEZCLAS1. La Materia

1.1 Características y propiedades

2. Mezclas2.1 Mezclas Heterogéneas

- Características- Coloides y- Suspensiones

2.2 Mezclas Homogéneas

- Características- Disoluciones- Métodos de Separación de Mezclas

3. Sustancias PurasCaracterísticas

4. Clasificación de las sustancias3.1 Sustancias Simples3.2 Sustancias Compuestas

4. Los Elementos químicos más representativos en su región

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4.1 Características4.2 Clasificación4.3 Existencia

III. UNIDAD: COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS1. Compuestos Químicos

1.1 Características de los Compuestos Químicos Inorgánicos2. Clasificación de los Compuestos Químicos Inorgánicos.

2.1 Formulación y Nomenclatura de los Compuestos más abundantes.3. Aplicación de los compuestos químicos más abundantes para el desarrollo

sostenible4. Compuesto químicos que dañan el medio ambiente.

4.1 Causas y Efectos4.2 Medidas Preventivas

IV. UNIDAD LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS EN LA NATURALEZA

1. Compuestos Orgánicosa. Características de los compuestos químicos orgánicosb. Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicosc. Aplicación de los compuestos orgánicos

2. Los compuestos orgánicos básicos para la formación de la vida.d. Bioelementose. Biomoleculas

V. UNIDAD: LA QUÍMICA PARA EL DESARROLLO DE LA HUMANIDAD

1. Fenómenos Químicos cotidianos1.1 Combustión 1.2 Fermentación1.3 Descomposición de los alimentos1.4 Efervescencia

2. Uso racional de los conocimientos de Química2.1 Plaguicidas y el medio ambiente2.2 Composición química de los alimentos2.3 Alimentos transgénicos2.4 Aditivos alimentarios y la salud

3. La Química y su relación con:3.1 La salud3.2 La Agricultura3.3 Los alimentos3.4 El Medio Ambiente

4. Importancia de la Química para el ser humano

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INTRODUCCIÓN

El curso de Principios de Química, es parte de la Disciplina “Ciencias Naturales y su Didáctica”, y del Área “Científica y Tecnológica”. Su aporte a la formación integral de los nuevos Maestros de Educación Primaria, es congruente con los principios de la nueva Estrategia Nacional de Educación, en el contexto de la gratuidad educativa, la inclusividad y pertinencia de los aprendizajes. Con su implementación contribuiremos a la formación completa del nuevo profesional donde el podrá desarrollar competencias conceptuales, procedimentales, actitudinales, así como la realización de actividades que vinculan los ejes transversales de la Formación Inicial Docente.

En este sentido se presenta este documento de apoyo que contiene desarrollo científico de los contenidos correspondiente al curso, así como un sin número de actividades para que las desarrolle el docente con sus alumnos en le aula de clase en las horas presenciales de los encuentros y otras para que los alumnos la realicen en sus comunidades.

El documento se orienta a la experimentación y resolución de problemas de análisis, propiciando el diálogo interactivo y el trabajo en equipo, de cara al desarrollo de los contenidos con el propósito de que los estudiantes alcancen las competencias deseadas en el desarrollo de este curso.

El material de apoyo debe servir como guía e información para que el docente planifique desarrolle sus clases, considerando que en la química no todo esta dicho, sino que tiene que llevar al estudiante al nivel de investigación, para que el sea capaz de transformar positivamente su entorno.

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I. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA QUÍMICA

Competencias

Analiza la estructura atómica, elemento y enlace químico a través del estudio de los números cuánticos.

Aplica la formación de estructura de los tipos de enlaces que forman las sustancias considerando los átomos que la conforman y la ubicación de los elementos en la tabla periódica.

Demuestra actitudes positivas y valores solidarios que evidencien el respeto y el reconocimiento a la diversidad, independientemente del sexo, edad condición física y social.

El átomo1.6 Propiedades del Átomo1.7 Modelos Atómicos1.8 Los Números Cuánticos1.9 Configuración Electrónica1.10 Formación de Moléculas

Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra "átomo" se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa "partícula fundamental", por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego "no divisible". El conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él.

Con la llegada de la ciencia experimental en los siglos XVI y XVII, los avances en la teoría atómica se hicieron más rápidos. Los químicos se dieron cuenta muy pronto de que todos los líquidos, gases y sólidos pueden descomponerse en sus constituyentes últimos, o elementos. Por ejemplo, se descubrió que la sal se componía de dos elementos diferentes, el sodio y el cloro, ligados en una unión íntima conocida como compuesto químico. El aire, en cambio, resultó ser una mezcla de los gases nitrógeno y oxígeno.

Teoría de Dalton

John Dalton, profesor y químico británico, estaba fascinado por el rompecabezas de los elementos. A principios del siglo XIX estudió la forma en que los diversos

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elementos se combinan entre sí para formar compuestos químicos. Aunque muchos otros científicos, empezando por los antiguos griegos, habían afirmado ya que las unidades más pequeñas de una sustancia eran los átomos, se considera a Dalton como una de las figuras más significativas de la teoría atómica porque la convirtió en algo cuantitativo. Dalton mostró que los átomos se unían entre sí en proporciones definidas. Las investigaciones demostraron que los átomos suelen formar grupos llamados moléculas. Cada molécula de agua, por ejemplo, está formada por un único átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H) unidos por una fuerza eléctrica denominada enlace químico, por lo que el agua se simboliza como HOH o H2O.

Todos los átomos de un determinado elemento tienen las mismas propiedades químicas. Por tanto, desde un punto de vista químico, el átomo es la entidad más pequeña que hay que considerar. Las propiedades químicas de los elementos son muy distintas entre sí; sus átomos se combinan de formas muy variadas para formar numerosísimos compuestos químicos diferentes. Algunos elementos, como los gases nobles helio y argón, son inertes; es decir, no reaccionan con otros elementos salvo en condiciones especiales. Al contrario que el oxígeno, cuyas moléculas son diatómicas (formadas por dos átomos), el helio y otros gases inertes son elementos monoatómicos, con un único átomo por molécula.

Ley de Avogadro

El estudio de los gases atrajo la atención del físico italiano Amedeo Avogadro, que en 1811 formuló una importante ley que lleva su nombre. Esta ley afirma que dos volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas si sus condiciones de temperatura y presión son las mismas. Si se dan esas condiciones, dos botellas idénticas, una llena de oxígeno y otra de helio, contendrán exactamente el mismo número de moléculas. Sin embargo, el número de átomos de oxígeno será dos veces mayor puesto que el oxígeno es diatómico.

Masa atómica

De la ley de Avogadro se desprende que las masas de un volumen patrón de diferentes gases (es decir, sus densidades) son proporcionales a la masa de cada molécula individual de gas. Si se toma el carbono como patrón y se le asigna al átomo de carbono un valor de 12,0000 unidades de masa atómica (u), resulta que el hidrógeno tiene una masa atómica de 1,0079u, el helio de 4,0026, el flúor de 18,9984 y el sodio de 22,9898. En ocasiones se habla de "peso atómico" aunque lo correcto es "masa atómica". La masa es una propiedad del cuerpo, mientras que el peso es la fuerza ejercida sobre el cuerpo a causa de la gravedad.

La observación de que muchas masas atómicas se aproximan a números enteros llevó al químico británico William Prout a sugerir, en 1816, que todos los elementos podrían estar compuestos por átomos de hidrógeno. No obstante,

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medidas posteriores de las masas atómicas demostraron que el cloro, por ejemplo, tiene una masa atómica de 35,453 (si se asigna al carbono el valor 12). El descubrimiento de estas masas atómicas fraccionarias pareció invalidar la hipótesis de Prout hasta un siglo después, cuando se descubrió que generalmente los átomos de un elemento dado no tienen toda la misma masa. Los átomos de un mismo elemento con diferente masa se conocen como isótopos. En el caso del cloro, existen dos isótopos en la naturaleza. Los átomos de uno de ellos (cloro 35) tienen una masa atómica cercana a 35, mientras que los del otro (cloro 37) tienen una masa atómica próxima a 37. Los experimentos demuestran que el cloro es una mezcla de tres partes de cloro 35 por cada parte de cloro 37. Esta proporción explica la masa atómica observada en el cloro.

Durante la primera mitad del siglo XX era corriente utilizar el oxígeno natural como patrón para expresar las masas atómicas, asignándole una masa atómica entera de 16. A principios de la década de 1960, las asociaciones internacionales de química y física acordaron un nuevo patrón y asignaron una masa atómica exactamente igual a 12 a un isótopo de carbono abundante, el carbono 12. Este nuevo patrón es especialmente apropiado porque el carbono 12 se emplea con frecuencia como patrón de referencia para calcular masas atómicas mediante el espectrómetro de masas. Además, la tabla de masas atómicas basada en el carbono 12 se aproxima bastante a la tabla antigua basada en el oxígeno natural.

Un átomo neutro contiene el mismo número de protones y de electrones. El número atómico de un elemento es el número de protones en el núcleo de un átomo del elemento, el número atómico determina la identidad de un átomo.

Número atómico = número de protones en el núcleo

Isótopos de un elemento: a los átomos de un elemento que tiene el mismo número atómico, pero diferente masa atómica, se les llama isótopos, los átomos de diversos isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones y electrones pero diferente número de neutrones.

Para representar los isótopos se realiza la siguiente connotación:

X A

Z

Z

Número de masa (suma de protones y neutrones)

Número atómico (número de protones)

Símbolo del elemento

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Ejemplo1

Cuantos protones neutrones y electrones hay en cada uno de los siguientes isótopos:

Br

Par resolverlo utilizaremos la siguiente ecuación:

A = Z + N

16 = 8 + N; N = 16 – 8 = 8

Para el ejercicio siguiente 80 = 35+ N; N = 80 – 35 = 45

Evolución del Modelo Atómico

La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica.

Modelo de Thomson

Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plum-pudding model).

Modelo de Rutherford

Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa

del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar

16

8

80

35

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de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico.

Modelo de Bohr

Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein.

De acuerdo a esto, el átomo propuesto por Bohr consiste en un núcleo de hidrógeno alrededor del cual gira en órbitas circulares un electrón, ocupando la órbita permitida de menor energía, es decir, la más

cercana al núcleo. El número de órbitas permitidas para el electrón se encuentra restringido por su nivel energético, y el electrón puede pasar a una órbita de mayor energía solamente absorbiendo una cantidad de energía específica (quanto). El proceso inverso también es posible, que un electrón pase de una órbita de mayor energía a una de menor, liberando una cantidad específica de energía.

El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. En los espectros realizados para otros átomos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían distinta energía. Algo andaba mal. La conclusión fue que dentro de un mismo nivel energético existían SUBNIVELES.

En 1916, Arnold Sommerfeld modifica el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en ORBITAS ELIPTICAS.

Todavía Chadwick no había descubierto los NEUTRONES, por eso en el núcleo sólo se representan, en rojo, los PROTONES

Esto dió lugar a un nuevo número cuántico: "El Número Cuántico Azimutal", que determina la forma de los orbitales, se lo representa con la letra "l" y toma valores que van desde 0 hasta n-1.

El número cuántico principal, n, que determina la distancia al núcleo, el radio de la órbita; el número cuántico azimutal, l, que determina la excentricidad de la órbita; y el número cuántico magnético, m, que determina su orientación en el espacio. Con posterioridad se añadió un cuarto número cuántico, el número cuántico de spín, s, que indica la rotación del electrón sobre si mismo.

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ORBITAL ATÓMICO: Es la región del espacio en la cual existe mayor probabilidad de encontrar al electrón.

Representación mediante orbitales.  En ellos existe un 90-99% de probabilidad de encontrar al electrón.  En la figura representación de un ORBITAL "s".

Modelo de Schrödinger: Modelo Actual

Luego de que Louis-Víctor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada

por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo.

En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. La gráfica siguiente muestra la densidad de probabilidad de ubicación del electrón para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo

de hidrógeno.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

A los niveles de energía también se les llama capas electrónicas y pueden contener un cierto número de electrones. Los niveles de energía principales (n) están enumerados, comenzando con n = 1 para el nivel más cercano al núcleo y continuando hasta el n = 7 para los elementos conocidos.

Valor Subnivel Significado

0 s sharp

1 p principal

2 d diffuse

3 f fundamental

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El número de electrones que puede existir en cada nivel de energía es limitado. El número máximo de electrones para un determinado nivel de energía puede calcularse con la fórmula 2n2 siendo n el número del nivel principal de energía. También se puede decir que el número de niveles de energía de cada elemento viene dado por el periodo en que se encuentre cada elemento. Para los elementos representativos el número de electrones en la última capa coincide con el grupo al que pertenece este, para este mismo la penúltima capa debe tener 8e si esta no coincide con la primera.

Ejemplo: Realice la distribución electrónica del elemento sodio

Símbolo Na ; periodo 3 ; grupo IA

La ecuación utilizada es 2n2 Cuando n = 1 el primer nivel tiene 2

Cuando n = 2 el segundo tiene 8 y en el caso del último se aplica las reglas teóricas.

Los principales niveles de energía contiene subniveles identificados con las letras s,p ,d , f estos orbitales son aquellos los que se localizan los electrones.

SubnivelNúmero posibles de

orbitalesNúmero posible de

electrones

s 1 2

p 3 6

d 5 10

f 7 14

Para determinar que tipo de subnivel se presenta en un nivel dado de energía se necesita conocer el número máximo de electrones posibles en ese nivel de energía y aplicar tres reglas.

1. Un orbital no puede estar ocupado por más de dos electrones.2. Los electrones ocupan los subniveles de energía mínima posibles solo entran

en un nivel mayor cuando estén llenos o completos los niveles de menor energía.

Na 2e 8e 1e

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Incremento de energía

3. Los orbitales en un subnivel dado de igual energía están ocupados por un electrón único antes de que entre un segundo electrón. Por ejemplo, los tres orbitales p deben tener cada uno un electrón antes de que un segundo pueda entrar a cualquiera de estos orbitales. Energía del subnivel: s < p < d < f

Orden de energía creciente para los orbitales atómicos. Las líneas diagonales indican el orden en que se llenan.

1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p

7s

Molécula

Una molécula es la parte más pequeña de una sustancia que posee sus propiedades químicas. Las moléculas están constituidas por átomos.

En su composición pueden entrar distintos números de átomos. Así, las moléculas de los gases nobles son monoatómicas, el símbolo representa tanto al átomo como a la molécula (Ne, Ar, He, etc.); las moléculas como flúor, cloro, bromo, yodo, oxígeno e hidrógeno son diatómicas y siempre se representan con un subíndice en la parte inferior derecha del símbolo(O2); las moléculas de ozono son triatómicas (O3), al igual que las del agua y así sucesivamente. Las moléculas de

2p6

Número de electrones en el subnivel

Tipo de subnivel electrónico

Nivel principal de energía

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sustancias más complejas como las proteínas de ácidos nucleicos están constituidos por centenares de miles de moléculas y se llaman macromoléculas. De esta manera los átomos pueden unirse uno con otro, no solamente en interrelaciones sino también en distintas formas.

No en todos los casos las partículas que forman una sustancia representan una molécula. Muchas sustancias en estado sólido y líquido, por ejemplo, la mayoría de las sales, tienen estructura iónica.

Algunas sustancias tienen estructura atómica.

Según el tipo de átomos que las constituyen, las moléculas pueden ser: homogéneas y heterogéneas.Son homogéneas, cuando están formadas por átomos iguales, ejemplo: la molécula de oxígeno (O2) y la de ozono (O3). Las sustancias heterogéneas están constituidas por átomos diferentes como la molécula de agua (H2O), formada por 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno.

Acitvidades presenciales

1. Elabore un cuadro sinóptico sobre la evolución de los modelos atómicos.2. De los modelos atómicos presentados ¿Cuál es el modelo atómico actual y

porque?

3. ¿Qué son los números cuáticos y para que se utilizan?

4. ¿Qué necesita saber para realizar la configuración electrónica de un elemento?

5. ¿Cuál es la diferencia entre el átomo y la mólecula?

6. Escriba 5 ejemplos de mólecula y clasifiquela

7. Escriba la configuración electrónica de los elementos bromo, potacio, magnecio y calcio, haciendo uso de la distribución electronica por niveles y subniveles energéticos.

Actividades no Presenciales

a. Explique la importancia de que tiene el estudio del átomo en su labore docente.

b. Dibuje ejemplos de modelos atómicos para el átomo de sodio utilizando cada una de los modelos estudiados.

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c. Escriba 5 sustancias que usted conoce que se encuentre en la naturaleza en forma de molécula.

TABLA PERIÓDICA MODERNA3.1 Características3.2 Estructura

El descubrimiento de un gran número de elementos y el estudio de sus propiedades puso de manifiesto entre algunos de ellos ciertas semejanzas. Esto indujo a los químicos a buscar una clasificación de los elementos no solo con objeto de facilitar su conocimiento y su descripción, sino, más importante, para las investigaciones que conducen a nuevos avances en el conocimiento de la materia.

1. Primera tentativa de clasificación: Triadas de Döbereiner. Entre 1817 y 1829, J. W. Döbereiner, profesor de Química de la Universidad de Jean, expuso su ley de las triadas, agrupando elementos con propiedades semejantes.

2. Segunda tentativa de clasificación: Ley de las octavas de Newlands. En 1864, el químico inglés J. A. R. Newlands observó que dispuestos los elementos en orden crecientes a sus pesos atómicos, después de cada siete elementos, en el octavo se repetían las propiedades del primero y por analogía con la escala musical enunciaba su ley de las octavas.

3. Tercera tentativa de clasificación: Sistema periódico de Mendelejeff. Fue el químico ruso Dimitri I. Mendelejeff el que estableció la tabla periódica de los elementos comprendiendo el alcance de la ley periódica.

Los primeros trabajos de Mendelejeff datan de 1860 y sus conclusiones fueron leídas 1869 en la sociedad Química Rusa. El mismo resumió su trabajo en los siguientes postulados:

1. Si se ordenan los elementos según sus pesos atómicos, muestran una evidente periodicidad.

2. Los elementos semejantes en sus propiedades químicas poseen pesos atómicos semejantes (K, Rb, Cs).

3. La colocación de los elementos en orden a sus pesos atómicos corresponde a su valencia.

4. Los elementos más difundidos en la Naturaleza son los de peso atómico pequeño. Estos elementos poseen propiedades bien definidas. Son elementos típicos.

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5. El valor del peso atómico caracteriza un elemento y permite predecir sus propiedades.

6. Se puede esperar el descubrimiento de elementos aún desconocidos.

7. En determinados elementos puede corregirse el peso atómico si se conoce el de los elementos adyacentes.

La tabla periódica moderna consta de siete períodos y ocho grupos.

Períodos: Cada franja horizontal.

Grupo Cada franja vertical.

Familia: Grupo de elementos que tienen propiedades semejantes.

Sistema periódico o Tabla periódica, esquema de todos los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. El primer periodo, que contiene dos elementos, el hidrógeno y el helio, y los dos periodos siguientes, cada uno con ocho elementos, se llaman periodos cortos. Los periodos restantes, llamados periodos largos, contienen 18 elementos en el caso

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de los periodos 4 y 5, o 32 elementos en el del periodo 6. El periodo largo 7 incluye el grupo de los actínidos, que ha sido completado sintetizando núcleos radiactivos más allá del elemento 92, el uranio.

Tabla periódica moderna

En el presente siglo se descubrió que las propiedades de los elementos no son función periódica de los pesos atómicos, sino que varían periódicamente con sus números atómicos o carga nuclear. He aquí la verdadera Ley periódica moderna por la cual se rige el nuevo sistema: "Las propiedades de los elementos son función periódica de sus números atómicos"

Modernamente, el sistema periódico se representa alargándolo en sentido horizontal lo suficiente para que los períodos de 18 elementos formen una sola serie. Con ello desaparecen las perturbaciones producidas por los grupos secundarios. El sistema periódico largo es el más aceptado; la clasificación de Werner, permite apreciar con más facilidad la periodicidad de las propiedades de los elementos. 

Propiedades periódicas y no periódicas de los elementos químicos

Son propiedades periódicas de los elementos químicos las que desprenden de los electrones de cadena de valencia o electrones del piso más exterior así como la mayor parte de las propiedades físicas y químicas. 

Radio atómico

Es la distancia de los electrones más externos al núcleo. Esta distancia se mide en Ángstrom (A=10-8), dentro de un grupo Sistema periódico, a medida que aumenta el número atómico de los miembros de una familia aumenta la densidad, ya que la masa atómica crece mas que el volumen atómico, el color F (gas amarillo verdoso), Cl (gas verde), Br (líquido rojo), I sólido (negro púrpura), el lumen y el radio atómico, el carácter metálico, el radio iónico, aunque el radio iónico de los elementos metálicos es menor que su radio atómico.

Afinidad electrónica

La electroafinidad, energía desprendida por un ion gaseoso que recibe un electrón y pasa a átomos gaseosos, es igual el valor al potencial de ionización y disminuye al aumentar el número atómico de los miembros de una familia. La electronegatividad es la tendencia de un átomo a captar electrones. En una familia disminuye con el número atómico y en un período aumenta con el número atómico.

Electronegatividad

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Es la habilidad que tiene un átomo para atraer y sostener los electrones de enlace. Esta aumenta al recorrer un período de izquierda a derecha y al ir de abajo hacia arriba en un grupo.

Actividades Presenciales

Elabore un cuadro sinóptico sobre la estructura de la tabla periódica. ¿Cómo se diferencian los metales de los no metales en la tabla periódica?

¿Elabore un esquema que represente las distintas formas en que se organizaron los elementos químicos?

Actividades no presenciales

Responda

¿Cuál es el enunciado de la Ley periódica moderna?

Elabore un esquema que resuma las propiedades periódicas y no periódicas de los elementos químicos

ENLACE QUÍMICO3.4 Electrones de Valencia3.5 Regla del Octeto3.6 Tipos de Enlaces:

- Enlace Iónico- Enlace Covalente

Surge mediante la interacción entre átomos que forman sistemas poliatómicos estables que pueden ser moléculas, ión molecular y cristales. Entre más fuerte sea el enlace químico, se necesita mayor cantidad de energía para su rompimiento. A través de la formación del enlace químico, la energía siempre se libera a cuenta de la disminución de la energía potencial del sistema. Es gracias al enlace químico que los elementos químicos se mantienen unidos formando sustancias diversas. Se define el enlace químico, como la fuerza que mantiene unidos los átomos para formar las distintas sustancias existentes.

Regla del octeto

En 1916, Walther Kossel y Gilbert N. Lewis propusieron un esquema para dar una explicación acerca del enlace entre los átomos, llamada actualmente regla del octeto, la cual establece que los átomos se combinan con el propósito de alcanzar una configuración electromagnética más estable. Esta regla está basada en el hecho que todos los gases nobles poseen 8e- en la última capa y ésta es la

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configuración electrónica más estable, ya que en los gases nobles, la capacidad de combinación con otros elementos es prácticamente nula.

Iones

Los átomos están constituidos por el núcleo y la corteza y que el número de cargas positivas del primero es igual al número de electrones de la corteza; de ahí su electronegatividad. Si la corteza electrónica de un átomo neutro pierde o gana electrones se forman los llamados iones.

Los iones son átomos o grupos atómicos que tienen un número de electrones excesivo o deficiente para compensar la carga positiva del núcleo.

En el primer caso los iones tienen carga negativa y reciben el nombre de aniones, y en el segundo están cargados positivamente y se llaman cationes.

Elementos electropositivos y electronegativos

Se llaman elementos electropositivos aquellos que tienen tendencia a perder electrones transformándose en cationes; a ese grupo pertenecen los metales.

Elementos electronegativos son los que toman con facilidad electrones transformándose en aniones; a este grupo pertenecen los metaloides.

Los elementos más electropositivos están situados en la parte izquierda del sistema periódico; son los llamados elementos alcalinos. A medida que se avanza en cada período hacia la derecha va disminuyendo el carácter electropositivo, llegándose, finalmente, a los halógenos de fuerte carácter electronegativo.

Electrones de valencia

La unión entre los átomos se realiza mediante los electrones de la última capa exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia.

La unión consiste en que uno o más electrones de valencia de algunos de los átomos se introducen en la esfera electrónica del otro.

Los gases nobles, poseen ocho electrones en su última capa, salvo el helio que tiene dos. Esta configuración electrónica les comunica inactividad química y una gran estabilidad.

Valencia electroquímica

Se llama valencia electroquímica al número de electrones que ha perdido o ganado un átomo para transformarse en ion. Si dicho número de electrones

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perdidos o ganados es 1, 2, 3, etc. Se dice que el ion es monovalente, bivalente, trivalente, etc.

Enlaces IónicosEn los enlaces iónicos, los electrones se transfieren completamente de un átomo a otro. Durante este proceso de perder o ganar electrones cargados negativamente, los átomos que reaccionan forman iones. Lo iones cargados de manera opuesta se atraen entre ellos a través de fuerzas electroestáticas que son la base del enlace iónico.

Un ión de sodio cargado positivamente (izquierda) y un ión de cloro cargado negativamente (derecha).

Sodio (en la derecha) pierde su única valencia de electrones al cloro (a la derecha),

Note que cuando el sodio pierde su electrón de valencia, se hace más pequeño, mientras que el cloro se hace más grande cuando gana una valencia de electrón adicional. Esto es típico de los tamaños relativos de iones a átomos. Después que la reacción tiene lugar, los iones cargado Na+ y Cl- se sujetan gracias a las fuerzas electroestáticas, formando así un enlace iónico. Los compuestos iónicos comparten muchas características en común:

Los enlaces iónicos se forman entre metales y no metales, Al nombrar compuestos iónicos simples, el metal siempre viene primero,

el no metal segundo (por ejemplo, el cloruro de sodio),

Los compuestos iónicos se disuelven fácilmente en el agua y otros solventes polares,

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En una solución, los compuestos iónicos fácilmente conducen electricidad,

Los compuestos iónicos tienden a formar sólidos cristalinos con temperaturas muy altas.

Esta última característica es un resultado de las fuerzas intermoleculares (fuerzas entre las moléculas) en los sólidos iónicos. Si consideramos un cristal sólido de cloruro de sodio, el sólido está hecho de muchos iones de sodio cargados positivamente (dibujados a debajo como pequeñas esferas grises) y un número igual de iones de cloro cargados negativamente (esferas verdes). Debido a la interacción de los iones cargados, los iones de sodio y de cloro están organizados alternadamente como demuestra el esquema a la derecha. Cada ión de sodio es atraído igualmente por todos sus iones de cloro vecinos, y de la misma manera por la atracción del cloruro de sodio. El concepto de una molécula sola se vuelve borroso en cristales iónicos ya que el sólido existe como un sistema continuo. Las fuerzas entre las moléculas son comparables a las fuerzas dentro de la molécula, y los compuestos iónicos tienden a formar como resultado cristales sólidos con altos puntos de fusión.

Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1

Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1

Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1

Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1

Cristal de Cloruro de Sodio Esquema de Cristal NaCl

Enlace CovalentesEl segundo mayor tipo de enlace atómico ocurre cuando los átomos comparten electrones. Al contrario de los enlaces iónicos en los cuales ocurre una transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o más) elementos comparten electrones. El enlace covalente ocurre porque los átomos en el compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los no elementos que participan en el enlace querrán ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para poder llenar sus envolturas de valencia. Un buen ejemplo de un enlace covalente es ese que ocurre entre dos átomos de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno (H) tiene un electrón de valencia en su primera envoltura. Puesto que la capacidad de esta envoltura es de dos electrones, cada átomo hidrógeno 'querrá' recoger un segundo electrón. En un esfuerzo por recoger un segundo electrón, el átomo de hidrógeno reaccionará con átomos H vecinos para formar el compuesto H2. Ya que el compuesto de hidrógeno es una combinación de

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átomos igualados, los átomos compartirán cada uno de sus electrones individuales, formando así un enlace covalente. De esta manera, ambos átomos comparten la estabilidad de una envoltura de valencia.

Ya que los electrones están compartidos en molécula covalentes, no se forman cargas iónicas. Por consiguiente, no hay fuerzas intermoleculares fuertes en los compuestos covalentes tal como las hay en las moléculas iónicas. Como resultado, muchos compuestos iónicos son gases o líquidos a temperatura ambiente en vez de sólidos como los compuestos iónicos en las moléculas covalentes que tienden a tener una atracción intermolecular más débil. Igualmente, al contrario de los compuestos iónicos, los compuestos covalentes existen como verdaderas moléculas. Enlaces Múltiples: Para cada par de electrones compartidos entre dos átomos, se forma un enlace covalente único. Algunos átomos pueden compartir múltiples pares de electrones, formando enlaces covalentes múltiples. Por ejemplo, el oxígeno (que tiene seis electrones de valencia) necesita dos electrones para completar su envoltura de valencia. Cuando dos átomos de oxígeno forman el compuesto O2, ellos comparten dos pares de electrones, formando dos enlaces covalentes. Las Estructuras de Puntos de Lewis: Las estructuras de puntos de Lewis son una taquigrafía para representar los electrones de valencia de un átomo. Las estructuras están escritas como el elemento del símbolo con puntos que representan los electrones de valencia. Abajo están las estructuras de Lewis para los elementos en los dos primeros períodos de la Tabla Periódica.

Las Estructuras de Puntos de Lewis

Las estructuras de Lewis también pueden ser usadas para mostrar el enlace entre átomos. Los electrones que se enlazan se colocan entre los átomos y pueden ser representados por un par de puntos, o un guión (cada guión representa un par de electrones, o un enlace). Abajo están las estructuras de Lewis para el H2 y el O2.

H2 H:Hor

H-H

O2

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Enlaces Polares y No-Polares En realidad, hay dos sub tipos de enlaces covalente. La molécula H2 es un buen ejemplo del primer tipo de enlace covalente el enlace no polar. Ya que ambos átomos en la molécula H2 tienen una igual atracción (o afinidad) hacia los electrones, los electrones que se enlazan son igualmente compartidos por los dos átomos, y se forma un enlace covalente no polar. Siempre que dos átomos del mismo elemento se enlazan, se forma un enlace no polar. Un enlace polar se forma cuando los electrones son desigualmente compartidos entre dos átomos. Los enlaces polares covalentes ocurren porque un átomo tiene una mayor afinidad hacia los electrones que el otro (sin embargo, no tanta como para empujar completamente los electrones y formar un ión). En un enlace polar covalente, los electrones que se enlazan pasarán un mayor tiempo alrededor del átomo que tiene la mayor afinidad hacia los electrones. Un buen ejemplo del enlace polar covalente es el enlace hidrógeno - oxígeno en la molécula de agua.

Las moléculas de agua contienen dos átomos de hidrógeno (dibujados en rojo) enlazados a un átomo de oxígeno (en azul). El oxígeno, con seis electrones de valencia, necesita dos electrones adicionales para completar su envoltura de valencia. Cada hidrógeno contiene un electrón. Por consiguiente el oxígeno comparte los electrones de dos átomos de hidrógeno para completar su propia envoltura de valencia, y en cambio, comparte dos de sus propios electrones con cada hidrógeno, completando la envoltura de valencia H.

Enlace polar covalente simulado en una molécula de agua.La principal diferencia entre el enlace H-O en el agua y el enlace H-H, es el grado de los electrones compartidos. El gran átomo de oxígeno tiene una mayor afinidad hacia los electrones que los pequeños átomos de hidrógeno. Ya que el oxígeno tiene una atracción más fuerte en los electrones que se enlazan, el electrón ocupado anteriormente conduce a una desigual participación.

Los dipolos

Ya que los electrones de valencia en las moléculas de agua ocupan más tiempo alrededor del átomo de oxígeno que los átomos de hidrógeno, la parte de oxígeno de la molécula desarrolla una carga parcial negativa (debido a la carga negativa en los electrones). Por la misma razón, la parte de hidrógeno de la molécula desarrolla una carga parcial positiva. Los iones no se forman, a pesar de que la molécula desarrolla en su interior una carga eléctrica parcial llamada un dipolar. El dipolo de agua está representado por una flecha en la animación (ver más arriba) en la cual la cabeza de la flecha apunta hacia la parte densa final (negativa) del

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electrón del dipolo y el otro electrón se encuentra cerca de la parte delgada final (positiva) al otro lado de la molécula.

Actividades a realizarce en clase

1. ¿A qué se le llama Enlace químico?2. Escriba el enunciado de la regla del octeto.

3. Elabore un cuadro sinóptico sobre los tipos de enlace que pueden formar los elementos químicos.

4. Escriba ejemplos d eenlaces Iónicos, covalentes

Actividades no presenciales

a. Mencione el 5 tipo de enlace que se genera entre metales y no metales (de ejemplos) y Entre no metales (de ejemplos).

b. Escriba a la par de cada fórmula el enlace que une sus elementos y representeles.

CaO__________________ NaCl____________________

H2O__________________ NaF_____________________

O2 ___________________ O3 _____________________

II. UNIDAD: TIPOS DE SUSTANCIAS Y MEZCLAS

Competencias

Explica el significado de mezcla, sustancia pura y elemento considerando situaciones, presentes en su comunidad.

Clasifica los tipos de mezcla y sustancias existentes en la naturaleza tomando, como base sus propiedades a través de ejemplos concretos.

Demuestra actitud de responsabilidad, respeto y solidaridad en los trabajos de equipo.

La Materia1.1 Características y propiedadesMateria es todo lo que vemos, sentimos y tocamos; el mundo que nos rodea. Desde la antigüedad el hombre ha querido descubrir los misterios que encierra la

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vida y la naturaleza misma; pero esta aún encierra secretos que el hombre trata de explicar.

Existen cambios que en la misma naturaleza, ya sea por evolución o por alteración del orden establecido, lo que repercute en la calidad de vida de los habitantes del planeta.

Materia, es todo aquello que posee masa y ocupa un espacio. La materia se puede presentar en tres estados de sólido, líquido y gaseoso.¿De qué depende que la materia se encuentre en estado líquido, sólido y gaseoso?

La materia está formada por pequeños partículas llamadas moléculas, la cuales están separadas por pequeños espacios vacíos y depende de dos tipos de fuerza: cohesión o atracción y repulsión o expansión.

Las fuerzas de cohesión atraen las partículas, y las fuerzas de repulsión, apartan las partículas haciendo grandes espacios entre las moléculas.Si los cambios de la materia dependen de la fuerza de cohesión y de repulsión, basta aumentar o disminuir algunas de estas fuerzas, para que la materia cambie de estado.

Propiedades de la Materia

Masa y Volumen

Generales

Propiedadesde laMateria Específicas

Características y propiedades de la materiaLa materia se caracteriza por presentarse en diversas formas, una de ellas es la energía. El principio de conservación de la materia establece que la materia no se

Esenciales

ImpenetrabilidadPesoInerciaElasticidadComprensibilidadPorosidad

Físicas

Química

Estados físicosCambio de estadoDurezaPropiedades organoléplicas

CombustibleComburenciaReactividad

colorolorsabor

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crea ni se destruye solamente se transforma, es decir, la materia se conserva, se presenta en una cantidad constante y requiere una fuerza para variar su estado de movimiento o reposo.

Otra forma en que se presenta la materia es la sustancia, la cual tiene composición definida y distintas propiedades.

Estás propiedades pueden ser físicas y químicas. Una propiedad es física cuando esta puede observarse o medirse sin que ocurra cambio alguno en la composición química de la sustancia, es decir, se mantiene su identidad. Ejemplo: podemos con un mortero de porcelana y pistilo triturar o pulverizar carbón, se obtienen partículas de carbón con mayor superficie de contacto, pero continúa siendo el mismo carbón.

En cambio, al dejar a la intemperie un pedazo de hierro, éste reacciona con el oxígeno del aire, oxidándose y formando una herrumbre conocida comúnmente como sarro, ésta es una propiedad química, pues hubo cambio en la composición de la sustancia, es decir, ocurrió un cambio químico.

Otras propiedades generales de la materia son: masa, peso, inercia, impenetrabilidad, extensión,etc.

La masa se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo. Se mide con balanzas, que pueden ser: tradicionales, romanas, digitales y electrónicas. Ejemplo: 200g de hierro, 1000 g de hidróxido de sodio.

El peso es la fuerza con que la tierra atrae a un cuerpo. Se mide en newton (N) con un aparato llamado dinamómetro. Éste siempre está dirigido hacia el centro de la tierra. Ejemplo: un cuerpo de masa de 10 Kg, ejerce une fuerza de 98 N sobre la superficie de una mesa.

La inercia es la propiedad que tiene la materia de mantenerse en reposo o en movimiento con velocidad constante, mientras sobre ella no actúe una fuerza externa. Ejemplo: un libro permanece en estado de reposo, mientras sobre él no actúe una fuerza no variará su estado.

La impenetrabilidad es la resistencia que ofrece un cuerpo a ser penetrado por otro cuerpo. Ejemplo: el agua es penetrable, pero el mercurio es más difícil de ser penetrado.Extensión: es la propiedad que posee la materia de extenderse.

Actividades Presenciales1. Responde con tus propias palabras ¿Qué es materia?

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2. Realiza un recorrido por los alrededores y recolecta diferentes objetos, piedra, palitos etc. Llévalos al aula de clase y llena el siguiente cuadro:

Materia Propiedad general Propiedad específica

Actividades No presenciales

Construye un mapa semántico de las propiedades de la materia e ilustra ejemplos de cada una

MEZCLAS2.1Mezclas Heterogéneas

- Características- Coloides y

SuspensionesMezclas HeterogéneasSon conocidas también como mezclas de composición no uniforme, ya que no mantienen una composición uniforme, por ejemplo azúcar combinada con virutas de hierro o un puñado de tierra fina que posee granos de arena y arcilla.

Un ejemplo de mezclas heterogéneas, son los coloides. Un coloide es una sustancia formada por partículas dispersas en un líquido y que poseen un tamaño superior a las partículas que constituyen las disoluciones.

Coloides y Suspensiones

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También pertenecen a las mezclas heterogéneas las suspensiones. Estas son sistemas químicos formados por dos o más sustancias insolubles entre sí y cuyas partículas tienen un diámetro mayor de 0.1 micrómetros.Los coloides, las disoluciones y suspensiones se diferencian entre sí en el tamaño de sus partículas, ya que las partículas que poseen las disoluciones verdaderas tienen un tamaño menor de 0.001 micrómetros, mientras que las de los coloides y suspensiones son mayor de 0.001micrómetros.

2.2Mezclas Homogéneas- Características- Disoluciones- Métodos de Separación de Mezclas

Mezclas HomogéneasSon también llamadas disoluciones que se caracterizan por mantener una composición uniforme, es decir, que la mezcla es la misma en toda la disolución. Son disoluciones: la leche, el aire de la atmósfera, el agua de mar, entre otras. Estas mezclas tienen un aspecto homogéneo.Ejemplo:

Métodos de Separación de MezclasMezcla. Es la unión física de dos o más sustancias. La mezcla de varias sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, sin que ninguna de ellas pierda o cambie sus propiedades. Las mezclas son un cambio físico bastante frecuente, que vamos a estudiar más detenidamente.

Las homogéneas, pueden ser sustancias puras o compuestas y disoluciones; las puras son elementos. Son de mayor abundancia en la naturaleza: carbono, oxigeno, nitrógeno y silicios.

Los elementos están constituidos por átomos, (ejemplo H2) y compuestos están constituidos por moléculas (H2O) o iones (N2Cl).Las soluciones, son sustancias homogéneas, llamadas también mezclas, constituidas por un soluto y un disolvente y su composición puede variar.

Clases de mezclas y métodos de separación.Hay dos tipos de mezclas:

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homogéneas: si no podemos distinguir a simple vista sus componentes; por ejemplo, el aire que respiramos es una mezcla de gases: oxígeno, nitrógeno y, en menor proporción, dióxido de carbono, vapor de agua y otros; el agua de mar es una mezcla de agua y diferentes sales;

heterogéneas: si podemos distinguir sus componentes; por ejemplo, un vaso con agua y aceite: ambos se distinguen perfectamente; o una piedra de granito, en la que se aprecian sus tres componentes, cuarzo, feldespato y mica, al tener cada uno diferente color.

Pero también existen mezclas heterogéneas; que pueden ser coloides y suspensiones, además existen mezclas mecánicas.

Hay seis métodos físicos principales para separar los componentes de una mezcla, eligiéndose uno u otro según que la mezcla sea sólida o líquida, y según las características de sus componentes:

Por tamización: si la mezcla está formada por granos de diferentes tamaños, haciéndola pasar por un tamiz, la separaremos en sus componentes. Los buscadores de oro usaban esta técnica para buscar las pepitas del mineral.

Por filtración: separamos un sólido del líquido en el que está suspendido, vertiendo la mezcla en un embudo con un filtro poroso por el que el líquido puede penetrar fácilmente. Así podemos separar arena y agua.

Por decantación: separamos dos líquidos de diferentes densidades, vertiendo la mezcla en un embudo de decantación; cuando ha reposado y se han formado dos capas, abrimos la llave inferior del embudo y dejamos caer el más denso, quedando el menos denso en el embudo. Así separamos una mezcla de aceite y agua, por ejemplo.

Por separación magnética: si una de las sustancias de la mezcla tiene propiedades magnéticas, como el hierro, la podemos separar con un imán.

Por evaporación: si en una mezcla líquida conseguimos que uno de los componentes se evapore, quedando el otro.

Por cristalización y precipitación: algunas mezclas líquidas, como la del sulfato de cobre en agua, tras calentarlas y filtrarlas, se dejan en un cristalizador (recipiente bajo y ancho), de manera que al enfriarse, el agua se evapora y el sulfato de cobre queda separado en forma de cristales.

Actividades Presenciales1. ¿Qué son mezclas?

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3. ¿Cuál es la diferencia entre mezcla Homogénea y mezcla heterogénea?

4. Mediante un ejemplo explique cada una de las formas de separar las mezclas.

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Identificación de los tipos de mezclas

Experimento

Materiales y reactivos- Arena- Agua- Vaso de vidrio- Sal común- Aceite- Cuchara pequeña

Procedimiento1. Coloca en vaso agua y arena2. Agrega en otro vaso agua y aceite y agítalo durante unos instantes.3. En otro vaso con agua agrega una cucharadita de sal.

Clasifica la mezcla de acuerdo al los tipos estudiados:

Resultados ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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¿Expliqué el porqué de los resultados obtenidos?

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Actividades no presencialesResuelve:

1. Si necesitaras la arena del agua de mar, ¿qué harías para separarla del agua?

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Ilustra tu procedimiento.

¿Cuántas sustancias forman esta mezcla?

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¿A simple vista se distinguen qué cosas la forman (sus componentes)?

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1. Investiga el procedimiento para la obtención de la sal como se obtiene la sal de cocina.

3. SUSTANCIAS PURASCaracterísticas4. Clasificación de las sustancias3.2 Sustancias Simples

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3.2 Sustancias Compuestas

Sustancias purasSe llama sustancia pura a aquella que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos físicos (como calentamiento o un campo magnético). Es posible que la sustancia pura se descomponga mediante procesos químicos. Si ello es posible, se dice que la sustancia es compuesta; en caso contrario, se dice que es una sustancia simple.

También podemos considerar que Sustancias puras: son aquellas que tienen propiedades constantes clasificadas en elementos como metales y no metales que forman compuestos como óxidos, ácidos, sales, bases y compuestos orgánicos.

Propiedades de las sustancias puras: Las sustancias puras están formadas por partículas (átomos o moléculas) iguales, tienen una composición fija, no pueden separase por medios físicos. Tienen  propiedades específicas: densidad, la temperatura permanece constante en los cambios de estado  temperatura de ebullición y fusión), solubilidad, conductividad térmica y eléctrica  y numerosas  propiedades más. 

  Por ejemplo el alcohol etílico (componente de las bebidas alcohólicas) tiene, entre otras, las siguientes propiedades específicas:   - densidad  0,79 g/ml  - punto de fusión -114ºC   - punto de ebullición 78,5ºC   Además, es incoloro, de olor característico y totalmente miscible con el agua. Otro ejemplo: Cuando calentamos y evaporamos agua pura no queda ningún residuo y el líquido obtenido al condensar el vapor agua  sigue siendo agua pura. 

  Para distinguir una sustancia pura de otra nos basamos en sus propiedades.  

Clasificación de las sustancias puras: las sustancias puras son de dos tipos: elementos y compuestos. Ambos materiales son ópticamente homogéneos y mantienen sus propiedades características. Las sustancias puras pueden cambiar de estado físico sin alterar la naturaleza o composición.

Actividades Presenciales

1. Escriba 3 ejemplos de sustancias puras, simples y compuestas.

Actividades no presenciales

Escriba a la par de cada compuesto la clasificación que le corresponde

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Agua_________________ Cloro__________________ Cloruro de sodio (sal común) ______________ Oro ______________ Plata______________ Jugo de naranja _________________ Pinolillo ________________________

4. LOS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁS REPRESENTATIVOS EN SU REGIÓN4.4Características4.5Clasificación4.6Existencia

Elementos químicosUn elemento químico es una sustancia simple, formada por átomos de una misma clase, que tienen prácticamente un comportamiento químico idéntico. Éste no puede separase en sustancias más sencillas usando medios químicos. Actualmente se conocen 112 elementos químicos, de los cuales83 son naturales, el resto fueron obtenidos artificialmente por los científicos mediante procesos nucleares. Estos fueron representados por los alquimistas, usando para ello símbolos naturales, por ejemplo de astros. Así, la plata la representaban por una luna, el oro por un círculo.

Posteriormente el científico inglés Jhon Dalton los representó de otro modo.En 1811, el químico sueco J.J Berzelius, representó los elementos usando la primera letra de su nombre, este puede proceder de diferentes idiomas. Cuando el nombre de varios elementos empieza con la misma letra, entonces el símbolo está formado por otra letra, además de la primera, que puede ser la siguiente o alguna otra de su nombre. De tal manera que la primera siempre es mayúscula, pero las siguientes son siempre minúsculas.

Nombre del Elemento Nombre Original Idioma Símbolo

Nombre del elemento N. Original Idioma Simbolo Carbono Carboneum latín CCadmio28 Capmia griego CdPlatino P t español PtFósforo Phosphoros griego PNíquel Nickel alemán NiNitrógeno Nitrógeno griego NClasificaciónLos elementos químicos se dividen en: metales, no metales y metaloides.

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Un metal se caracteriza por poseer brillo metálico, ser buen conductor del calor y la electricidad, ser maleable, dúctil y tenaz. En cambio los no metales no poseen ninguna de estas propiedades.Un metaloide tiene propiedades intermedias entre metal y no metal, la mayoría de los elementos conocidos son metales, 17 elementos son no metales y 8 son metaloides.

AbundanciaDe los 112 elementos conocidos en la actualidad, solamente 8 de ellos son muy abundantes en la corteza terrestre que forman el 97%, estos elementos son: el oxígeno, calcio, hierro, aluminio, magnesio, potasio, silicio y sodio. Hay un 50.002% de oxígeno, 25.08% de silicio, 7.3% de aluminio, 4.18% de hierro, 3.22% de calcio, 2.36% de sodio, 2.28% de potasio y 2.08% de magnesio. Así también, poco abundante el Nitrógeno que forma el 0.95 % y raramente hay otros elementos formando el 1.81%

Algunos se hallan en estado libre en la naturaleza, como el oro, oxígeno, nitrógeno, carbono, etc., pero la mayoría de ellos se encuentran formando sustancias compuestas. En estado libre se hallan el oro, la plata, cobre, platino, bismuto y paladio.

Actividades no Presenciales

Responda las siguientes preguntas

¿Qué son los elementos químicos?

¿Cuál es la clasificación de los elementos químicos y su abundancia?

Actividades no presenciales

¿Cuáles son los elementos mas abundantes en tú comunidad?

¿Cuál es el uso que le dan ha estos elementos?

III. UNIDAD: COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS

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Competencias Analiza las reglas para formular y nombrar compuesto químicos inorgánicos, así como las causas y efectos de estos en el medio ambiente.

Aplica fórmulas de compuestos químicos que se utilizan en el hogar y que benefician al ser humano.

Demuestra una actitud crítica, propositiva en defensa del medio ambiente.

Compuestos Químicos Inorgánicos4.3 Características de los Compuestos Químicos Inorgánicos

Los compuestos inorgánicos resultan de la combinación de varios elementos que se enlazan químicamente. Un enlace químico es una atracción entre dos átomos mediante el intercambio de sus electrones de valencia. El tipo de intercambio depende de la naturaleza de los elementos y puede ser en forma de la transferencia de un átomo a otro o de compartición entre los átomos.

Los compuestos inorgánicos son aquellos que proceden de los minerales, su composición es variable.

En su origen los compuestos inorgánicos se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrolisis y reacciones químicas a diversas temperaturas. La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formación de estas sustancias.

Los compuestos inorgánicos generalmente no presentan isómeros. Un buen número de los compuestos inorgánicos son encontrados en la

naturaleza en forma de sales, óxidos ácidos, etc, Los compuestos inorgánicos con excepción de algunos silicatos no forman

cadenas. El número de los compuestos orgánicos es muy grande comparado con el de

los compuestos inorgánicos.

Clasificación de los Compuestos Químicos Inorgánicos. Formulación y Nomenclatura de los Compuestos más abundantes

De acuerdo con los elementos que los forman, los compuestos químicos inorgánico se clasifican por grupos que poseen la misma característica y comportamiento. Estos grupos, llamados también funciones, están estructurados de la siguiente manera: 

Óxidos básicos Óxidos ácidos o anhídridos Hidruros Ácidos

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Sales Óxidos básicos: Estos compuestos están formados por la unión de un metal y oxígeno; se encuentran comúnmente e la naturaleza, ya que se obtienen cuando un metal se pone en contacto con el oxigeno del medio ambiente, y que con el paso del tiempo se va formando óxido del metal correspondiente. Pueden prepararse industrialmente mediante la oxidación de los metales. Ejemplos: óxido de calcio, óxido plúmbico: Metal + Oxígeno à Óxido básico 2Ca2 + O2 (2-) à 2CaO (Óxido de Calcio)Pb4 + O2 (2-) à PbO2 (Óxido Plúmbico) En este caso, el calcio tiene el mismo número de oxidación que el oxigeno, 2+ y 2- respectivamente; por lo tanto, su relación es 1 a 1. Por otra parte, la molécula de todos los metales es monoatómica y la del oxigeno es diatómica; en consecuencia, se requieren dos moléculas de calcio para reaccionar con la del oxigeno y formar dos moléculas e óxido de calcio. El numero de oxidación del plomo es 4+, mientras que el de cada oxigeno es 2-; por lo tanto la relación es de un átomo de plomo por dos de oxigeno (1 a 2). Óxidos ácidos o Anhídridos: Se forman al hacer reaccionar el oxígeno con elementos no metálicos. Como interviene el oxigeno en su formación, son también conocidos como óxidos, pero para diferenciar un óxido básico de un óxido ácido, a estos últimos se les nombra anhídridos. Ejemplos: anhídrido carbónico (oxido de carbono), anhídrido hipocloroso. 

No Metal + Oxigeno à Óxido ácidoC4+ + O2 (2-) à CO2 (anhídrido carbónico)2Cl2 (1+) + O2 (2-) à Cl2O (anhídrido hipocloroso)

 El oxigeno y el cloro son moléculas diatómicas, es decir, formadas por dos átomos. Cada átomo de oxígeno tiene como numero de oxidación 2- y cada átomo de cloro 1+; en consecuencia, se necesitan dos átomos de cloro para unirse a un átomo de oxígeno; o bien, cuatro átomos de cloro por dos de oxígeno para formar dos moléculas de anhídrido hipocloroso. Hidruros: Son compuestos formados de la unión del hidrogeno con elementos metálicos como el hidruro de estroncio, etc. La formación de los hidruros es el único caso en que el hidrogeno trabaja con valencia negativa. Ejemplos: hidruro de sodio, hidruro cúprico. 

Metal + Hidrógeno à Hidruro2Na1+ + H2 (1-) à 2NaH (hidruro de sodio)Cu2+ + H2 (1-) à CuH2 (hidruro cúprico)

 

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Hidróxidos: Se caracterizan por llevar en su molécula el radical (OH-) llamado radical oxhidrilo o hidroxilo. Se forman al agregar agua a un óxido metálico. Ejemplos: hidróxido de calcio, hidróxido plúmbico: 

Metal + Agua à HidróxidoCaO + H2O à Ca(OH-) (hidróxido de calcio)PbO2 + 2H2O à Pb(OH)4 (hidróxido plúmbico)

 Ácidos: Tienen la característica de que sus moléculas inician siempre con el hidrógeno. Pueden ser: 

Hidrácidos: Se forman con el hidrógeno y un no metal. Ej.: ácido bromhídrico, ácido clorhídrico.

Oxiácidos: Son aquellos que llevan oxígeno en su molécula además del hidrógeno y el no metal. Ej.: ácido sulfúrico, ácido nítrico.

 Sales: Son compuestos que provienen de la sustitución de los hidrógenos de los ácidos por un metal, cuando reacciona un ácido con un hidróxido; por lo tanto, de los hidrácidos resultan las sales haloideas o binarias, las cuales quedan formadas por un metal y un no metal. Ej.: cloruro de sodio, sulfuro de plata:

Hidrácido + Hidróxido à Sal haloidea o binaria + Agua De los oxiácidos pueden formarse tres tipos de sales: oxisales neutras, ácidas y complejas. 

Oxisales neutras: Se forman cuando se sustituyen totalmente los hidrógenos del ácido. Ej.: nitrato de sodio, sulfato de potasio.

Oxisales ácidas: Se obtienen cuando la sustitución de los hidrógenos es parcial.

Oxisales complejas: Resultan de la sustitución de los hidrógenos del ácido por dos o tres metales diferentes. Ej.: fosfato de calcio y potasio.

Nomenclatura y formulación de compuestos químicosPara la inteligencia una palabra es suficiente, escribió Benjamin Franklin. Si usted es un estudiante de química, inteligente, le tenemos una sola palabra: Nomenclatura. En realidad, la nomenclatura son muchas palabras, pero si desea aprender lo relacionado con la química y estar en condiciones de comunicarse fluidamente, deberá comprender las palabras que forman el lenguaje de la química.La nomenclatura constituye el conjunto de reglas pre-establecidas internacionalmente mediante las cuales se debiera asignar nombres unívocos a las sustancias simples o compuestas. Distinguiremos tres tipos de nombres:El Nombre Común o Vulgar es todo nombre no ajustado a un sistema prefijado y que está muy arraigado en el lenguaje químico convencional. Generalmente hace referencia a la etimología, origen, propiedad notable o reglas en desuso, por lo que se recomienda memorizarlos.

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Fórmula Nombre vulgar Usos

NaOH Soda caústica Manufactura de papel, jabón, limpiadores, etc.

NH3 amoníaco Fertilizantes, fibras, plásticos, explosivos, limpiadores

H2O agua Solvente universal

Ca(OH) 2 Cal apagada Manufactura de metales, control de la contaminación

H3PO4 Ácido fosfórico Fertilizantes, detergentes, alimentos

El Nombre Funcional es el que resulta de la combinación de dos palabras que establecen la identificación de un compuesto, basándose en la función química que lo constituye. El primer vocablo indica el nombre genérico y el segundo, el nombre específico, indicativo de la especie química concreta de la que se trata.

Fórmula Nombre Funcional Usos

H2SO4 ácido sulfúrico Fertilizantes, manufactura de productos químicos

Na2CO3 Carbonato de sodio Detergentes, vidrios, limpiadores

HNO3 Ácido nítrico Fertilizantes, plásticos, explosivos, etc.

SO2 Anhídrido sulfuroso Contaminante atmosférico

Este tipo de nomenclatura si bien se encuentra muy arraigado en casos concretos, se pretende que desaparezca por ser arbitrario, ambigua en algunos casos y requerir de un gran número de excepciones.El nombre sistemático es el que indica la naturaleza y las proporciones de los constituyentes de una sustancia. Está formado a base de un sistema de prefijos y sufijos, que indican en el primer caso la estequiometría y en el segundo caso la naturaleza de las especies implicadas.

Fórmula Nombre sistemático Usos

BCl3 Tricloruro de boro Producción de compuestos de boro

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CO Monóxido de carbono Serio contaminante del aire

N2O4 Tetróxido de dinitrógeno Componente del combustible para naves espaciales

NO2 Dióxido de nitrógeno Serio contaminante ambiental

La estequiometría de los constituyentes en un compuesto puede indicarse directamente, haciendo uso de prefijos numerales, o indirectamente, mediante el sistema stock. Los prefijos numerales sólo pueden utilizarse cuando en una sustancia existen varios constituyentes idénticos. Si los constituyentes son monoatómicos, los prefijos son:

Prefijo Numeral

Mono 1

di 2

tri 3

tetra 4

penta 5

hexa 6

hepta 7

octa 8

nona 9

deca 10

El sistema stock consiste en colocar entre paréntesis, e inmediatamente después del nombre del elemento un número romano que indique el estado de oxidación del mismo.

Fórmula Sistema Stock Usos

SO3 óxido de azufre (VI) Fabricación de ácido sulfúrico

N2O óxido de nitrógeno ( I )Anestesia, oxidante para combustible de alta energía

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CO2 óxido de carbono ( IV ) Efecto invernadero

VALENCIA.Es la capacidad que tiene un átomo de un elemento para combinarse con los átomos de otros elementos y formar compuestos.La valencia es un número, positivo o negativo, que nos indica el número de electrones que gana, pierde o comparte un átomo con otro átomo o átomos. Valencias de los elementos más importantes del sistema periódico. METALES.

 VALENCIA 1 VALENCIA 2 VALENCIA 3LitioSodioPotasioRubidioCesioFrancioPlata

LiNaKRbCsFrAg

BerilioMagnesioCalcioEstroncioZincCadmioBarioRadio

BeMgCaSrZnCdBaRa

Aluminio Al

VALENCIAS 1, 2   VALENCIAS 1, 3   VALENCIAS 2, 3  CobreMercurio

CuHg

OroTalio

AuTl

NíquelCobaltoHierro

NiCoFe

VALENCIAS 2, 4   VALENCIAS 2, 3, 6

  VALENCIAS 2, 3, 4, 6, 7

 

PlatinoPlomoEstaño

PtPbSn

Cromo Cr Manganeso Mn

 NO METALES. VALENCIA -1 VALENCIAS +/- 1, 3, 5, 7 VALENCIA -2Flúor F Cloro

BromoYodo

ClBrI

Oxígeno O

VALENCIAS +/-2, 4, 6 VALENCIAS 2, +/- 3, 4, 5 VALENCIAS +/- 3, 5AzufreSelenioTeluro

SSeTe

Nitrógeno N FósforoArsénicoAntimonio

PAsSb

VALENCIAS +/-2, 4   VALENCIA 4   VALENCIA 3  Carbono C Silicio Si Boro B

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 HIDRÓGENO. VALENCIA +/-1  Hidrógeno H Número de oxidación: Se define como número de oxidación, la carga eléctrica que en apariencias tiene un átomo cuando se cuentan los electrones (e) cedidos o recibidos.Esto se hace atendiendo a ciertas reglas que pueden considerar se un tanto arbitrarias.1. El número de oxidación de un elemento libre o de una sustancia simple, es

cero.2. el número de oxidación del oxigeno en los compuestos es (2-), excepto en los

peróxidos, superóxidos y compuestos del fluor, que es (1-).3. El número de oxidación del hidrógeno es (1+) en todos los compuestos,

excepto en los hidruros metálicos que es (1-)4. La suma de los números de oxidación positivos y negativos de todos los

átomos de un compuesto es cero. Si el compuesto es un ión, la suma debe ser igual a la carga del ión.

Ejemplo: calcular el número de oxidación del Azufre en la siguiente fórmula H2SO4

Nomenclaturas Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la IUPAC (unión internacional de química pura y aplicada). Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos, la sistemática, la nomenclatura de stock y la nomenclatura tradicional. Nomenclatura sistemática.

 Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los prefijos: MONO_, DI_, TRI_, TETRA_, PENTA_, HEXA_, HEPTA_...

 Cl2O3 Trióxido de dicloroI2O Monóxido de diodo

 

Nomenclatura de stock. 

En este tipo de nomenclatura, cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de una valencia, ésta se indica al final, en números romanos y entre paréntesis:

 

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Fe(OH)2 Hidróxido de hierro (II)Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III)

 Nomenclatura tradicional.En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los elementos en ese compuesto se utilizan una serie de prefijos y sufijos:

                   

 3 valencias

  4 valencias

Hipo_ _oso

Valencia menor  Valencia mayor

   2 valencias

_oso

1 valencia _ico

      Per_ _ico

 Óxidos Son compuestos binarios formados por la combinación de un elemento y oxígeno. Hay dos clases de óxidos que son los óxidos básicos y los óxidos ácidos (anhídridos). 

Óxidos básicos.Compuestos Binarios con el Oxigeno (Formación de óxidos)

Se define un oxido como la combinación binaria de un elemento con el oxigeno. En esta combinación es frecuente que los elementos presenten varios grados de valencia o número de oxidación mientras que el oxigeno siempre es divalente excepto en los peróxidos donde actúa con una valencia de -1.

Estos pueden ser óxidos metálicos y no metálicos.

Óxidos metálicos o también llamados óxidos básicos se forman por la reacción del oxigeno con un elemento metálico.

Metal + Oxigeno óxido metálico

Na + O2 Na2O

Sodio + Oxigeno Oxido de sodio

Para nombrarlos se emplea la nomenclatura Stocks, que añade un paréntesis con la valencia en números romanos después del nombre esto cuando el elemento

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metal posee más de una valencia ejemplo: oxido de hierro (II) FeO, oxido de hierro (III) Fe2O3.

Óxidos no metálicos o también llamados óxidos ácidos es la combinación del oxigeno con un elemento no metal.

No metal + Oxigeno óxido no metálico

C + O2 CO2

Carbono + Oxigeno Dióxido de Carbono

 Son compuestos binarios formados por la combinación de un metal y el oxígeno. Su fórmula general es:

 M2OX

Donde M es un metal y X la valencia del metal (el 2 corresponde a la valencia del oxígeno).

 LAS VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS SE INTERCAMBIAN ENTRE ELLOS Y SE PONEN COMO SUBÍNDICES. (Si la valencia es par se simplifica).

 Valencia Fórmula N. sistemática N. stock

(la más frecuente)N. tradicional

1 Na2O Monóxido de disodio Óxido de sodio Óxido sódico

2 Ca2O2 = CaO Monóxido de calcio Óxido de calcio Óxido cálcicoFe2O2 = FeO Monóxido de hierro Óxido de hierro (II) Óxido ferroso

3 Fe2O3 Trióxido de dihierro Óxido de hierro (III) Óxido férrico

4 Pb2O4 = PbO2 Dióxido de plomo Óxido de plomo (IV)

Óxido plúmbico

 Óxidos ácidos o anhídridos

 Son compuestos binarios formados por un no metal y oxígeno. Su fórmula general es:

N2OX

 Donde N es un no metal y la X la valencia del no metal (el 2 corresponde a la valencia del oxígeno).

 LAS VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS SE INTERCAMBIAN ENTRE ELLOS Y SE PONEN COMO SUBÍNDICES. (Si la valencia es par se simplifica).

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 Valencia Fórmula N. sistemática

(la más frecuente)N. stock 

N. tradicional

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F2O Monóxido de diflúor Óxido de flúor Anhídrido hipofluoroso (excepción a la norma general de prefijos y sufijos)

Cl2O Monóxido de dicloro Óxido de cloro (I) Anhídrido hipocloroso)

2 SO Monóxido de azufre Óxido de azufre (II)

Anhídrido hiposulfuroso

3 I2O3 Trióxido de diodo Óxido de Iodo (III) Anhídrido sulfuroso

4 SeO2 Dióxido de Selenio Óxido de selenio (IV)

Anhídrido selenioso

5 Br2O5 Pentaóxido de dibromo

Óxido de bromo (V)

Anhídrido brómico

6 S2O3 Trióxido de azufre Óxido de azufre (VI)

Anhídrido sulfúrico

7 I2O7 Heptaóxido de diodo

Óxido de Yodo (VII)

Anhídrido periódico

Aplicación de los compuestos químicos más abundantes para el desarrollo sostenibleHoy en día existe una gran variedad de compuestos químicos, así como elementos que son bien aprovechados por el hombre, pero también hay otros que no, es decir la química por si sola no es mala pero el ser humano es el que manipula esta ciencia.

La química inorgánica se caracteriza por estudiar todas las sustancias químicas que existen en la naturaleza y que su centro no es el átomo de carbono, es decir de las sales minerales. Su uso es más reducido que el de los compuestos orgánicos, pero son utilizados en la agricultura, en la síntesis de urea, para la conformación de blindajes es decir metales. Algunos usos son por ejemplo:Los ácidos son utilizados para los acumuladores es decir baterías, otros como solventes por su alto poder corrosivo. Las sales forman parte de la dieta alimenticia puesto que de ellas se extraen iones de sodio, calcio, potasio, bromo, cloro entre otros.

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Los metales en las diferentes aleaciones, para la construcción de aviones, automóviles, utensilios de cocina u hospital y varios de ellos son utilizados de forma natural y son considerados minerales preciosos como el oro, la plata, platino entre otros.

Compuesto químicos que dañan el medio ambiente.1.1Causas y Efectos 1.2Medidas Preventivas

Los agentes químicos representan el grupo de contaminantes más importante debido a su gran número y la omnipresencia en todos los campos laborales y en el medio ambiente.

Como agentes (o contaminantes) químicos se puede entender toda sustancia orgánica e inorgánica, natural o sintética que tiene probabilidades de lesionar la salud de las personas en alguna forma.

Los contaminantes químicos se pueden diferenciar según el siguiente esquema:

Asbestos, sílice y otros minerales Metales

ejemplos: plomo, mercurio y compuestos orgánicos de mercurio, cadmio, zinc, cromo y cobre (entre otros)

Semimetales arsénico, fósforo, selenio, telurio

Otros sustancias y compuestos inorgánicas como:

Halógenos (flúor, cloro, bromo) Azufre y compuestos de azufre (ácido sulfúrico, dióxido de azufre)

Derivados del nitrógeno (amoniaco, óxidos de nitrógeno)

Cianuro, ácido cianhídrico, derivados cianohalogenados (entre otros)

Compuestos orgánicos

Hidrocarburos como:

Hidrocarburos alifaticos (todo tipo de combustible, metano, butano, propano etcétera)

Hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, xileno) ("BTX")

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Hidrocarburos aromáticos policiclicos (antraceno, benzoantraceno, naftalina)

Hidrocarburos clorados / halogenizados (clorobenceno, clorofenol)

Otros grupos de compuestos orgánicos como por ejemplo:

Alcoholes(metilico,propilicoetcétera) aldehidos(formaldehído) Glicoles Cetonas Esteres Eteres Acidos orgánicos

Efectos tóxicos

Como tóxico se entiende cualquier sustancia que, introducida en el cuerpo en una cierta cantidad, ocasiona la muerte o graves trastornos. Los efectos tóxicos pueden variar entre reacciones alérgicas más o menos leves y la muerte, con todo tipo de enfermedad o daño temporal o permanente en el entremedio.

Son muy escasos los casos de que una contaminación ambiental causa una intoxicación tan grave que se produce la muerte instantánea o en poco tiempo (aunque se conocen casos extremos de este tipo). Más común es que contaminaciones del agua o del suelo producen algún tipo de enfermedad (incluyendo cáncer) o reacciones alérgicas.

Existen numerosos sustancias que, en pequeña dosis, son necesarios o beneficiosos para el cuerpo / la salud y que ingeridas en dosis superior a un cierto limite pueden dañar al organismo. La ciencia que estudia las propiedades venenosas (o tóxicas) de las sustancias y sus efectos en seres vivos es la toxicología. La meta principal de la toxicología es la definición del limite (o sea, de la concentración) en que una sustancia comienza a tener efectos nocivos.

La vía de entrada al organismo, Depende de las características de la sustancia existen tres posibilidades como contaminantes / tóxicos pueden ingresar al cuerpo por contacto epidérmico, inhalación o ingestión.

Transformación y eliminación de tóxicos

La absorción de sustancias tóxicas en el cuerpo produce una serie de reacciones que pueden modificar y / o eliminar la sustancia. El tóxico modificado se llama "metabolito". Puede ocurrir que al transformarse las características nocivas de la

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sustancia aumentan, o sea el metabolito es más peligroso que la sustancia original.

Ejemplos para algunas sustancias

Metales pesadas y semimetales

Talio, Bario, Cadmio, Plomo, Mercurio, Cromo, Cinc, Níquel, Cobre, Arsénico (entre otros).

Las fuentes de estas sustancias pueden ser naturales o artificiales.

Yacimientos de minerales (o anomalías geoquimicas como zonas de alteración hidrotermal) pueden mostrar contenidos elevados de metales pesadas y otros oligoelementos en el suelo y el agua. Por procesos naturales (meteorizacion) los elementos químicos nocivos pueden ser liberados al suelo y al agua - alcanzando a veces valores que sobrepasan todas las normas permisibles.

Aparte de esto, los metales pesadas tienen gran distribución y un amplio espectro de aplicaciones en industria y técnica. Los relaves que produce la minería contienen muchas veces (o sea, siempre) metales pesadas como plomo o mercurio.

Plomo Aproximadamente el 50 % del plomo se usan en forma pura o las aleaciones Para soldadura (50 - 80 % Pb), Tipo de imprenta (60 - 90 % Pb), bronce (hasta 15 a 20 % de Pb).

La otra mitad se usa en numeroso compuestos químicos como por ejemplo el Plomo tetraetilo C2H5Pb en el combustible plomado.

Los mejores consumidores del plomo son la industria de baterías (con un gran porcentaje de reciclaje de baterías), la industria de petróleo (componente del combustible) y otros como industria de cables, pinturas entre otros.

Mercurio Mercurio aparece en la naturaleza en forma elemental (liquido) y compuesto con otros elementos químicos (ejemplo: HgS - Cinabrio). En la minería artesanal de oro se utiliza el mercurio elemental para la amalgamizacion de oro. El oro se obtiene por la quema del amalgamo (vaporización del mercurio)

El mercurio liberado al medio ambiente forma con otros elementos químicos compuestos que son más problemáticos que el mercurio puro.

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En particular se trata del mercurio metilizado, un compuesto orgánico [(CH3)2Hg]. Este compuesto es fácil soluble y de gran toxicidad. La actividad de microorganismos (bacterias, algas, hongos) transforma el mercurio a mercurio metilizado que se acumula con gran facilidad en organismos vivos.

Ejemplos para efectos cancerígenos y no cancerígenos de algunas sustancias

Sustancia Efectos cancerígenos Efectos no cancerígenos

Plomo Tumores en el riñón (en animales de laboratorio)

Peso de nacimiento reducido, anemia, aumento de la tensión sanguínea, danos en el cerebro y riñones deterioro del IQ, disminución de la capacidad de aprendizaje

Arsénico (por inhalación) Cáncer del pulmón Daños en el hígado, fibrosis

pulmonar, danos neurológicos

Cadmio (por inhalación)

Cáncer del pulmón (en animales de laboratorio)

Danos en riñones, osteoporosis, anemia

Cromo (por inhalación) Cáncer de pulmón Bronquitis, danos en hígado y

riñones

Hidrocarburos aromáticos policíclicos

Cáncer de pulmón (por inhalación), estómago (por ingestión) y piel (por contacto

epidérmico)

Danos en el hígado, dermatitis

Benceno LeucemiaSomnolencia, vértigo, dolores de cabeza, anemia, falta de inmunidad, fetotoxicidad

Compuestos orgánicos clorados

Cáncer de hígado (en animales de laboratorio)

Danos en el hígado, efectos neurológicos (en animales de laboratorio)

Actividades Presenciales

Formula las siguientes sustancias:

1.      Óxido de bario

2.      Óxido de sodio

3.      Anhídrido sulfuroso

30.   Sulfuro de hierro (II)

31.   Ácido nítrico

32.   Ácido carbónico

34.   Ácido fosfórico

37.   Ácido sulfúrico

39.   Hidruro de magnesio

41.   Hidróxido de calcio

42.   Hidróxido de hierro (III)

44.   Hidróxido de aluminio

45.   Bromuro de cobalto (II)

46.   Hidróxido de potasio

47.   Sulfato de calcio

50.   Carbonato sódico

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27.   Li2O

28.   FeS

29.   HNO3

30.   H2CO3

31.   HClO4

32.   H3PO4

35.   H2S

36.   MgH2

37.   H2SiO3

38.   Ca(OH)2

39.   Fe(OH)3

40.   HNO2

41.   Al(OH)3

42.   KOH

43.   CaSO4

44.   Al2(SiO3)3

45.   CoCl2

46.   LiNO2

47.   Na2CO3

48.   Ca3(PO4)2

49.   KHCO3

50.   ZnCl2

51.   Na2CO3

53.   NaOH

6.      Óxido de níquel (III)

7.      Óxido de cloro (VII)

8.      Óxido nitroso

11.   Cloruro de cobalto (III)

12.   Hidruro de plata

13.   Ácido bromhídrico

14.   Ácido sulfhídrico

15.   Amoniaco

18.   Hidruro de calcio

19.   Peróxido de sodio

Mencione cual de los elementos anteriores son nocivos al medio ambiente

Pon nombre a los siguientes compuestos:

1.      BaO

2.    Na2O

3.      SO2

4.      CaO

5.      Ag2O

6.      NiO

7.      Cl2O7

8.      P2O5

9.      LiH

10.   CaO

11.   AgH

12.   HBr

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13.   H2S

14.   NH3

15.   HCl

16.   BaO

17.   CaH2

19.   PH3

21.   PbI2

22.   KBr

Determine el estado de oxidación con el que reacciona cada elemento químico en la fórmula presentada. Y señale cuales son nocivos al medio ambiente.

VI. LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS EN LA NATURALEZA

Competencias

Analiza las características de los compuestos orgánicos, fuentes y clasificación.

Aplica los conocimientos sobre los compuestos orgánicos en ejemplos concretos de la vida cotidiana con base en el estudio del átomo de carbono.

Demuestra orden, disciplina y compañerismo al realizar trabajos en grupos o individual.

Contenidos

1. Compuestos Orgánicos1.1 Características de los compuestos químicos orgánicos1.2 Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos1.3 Aplicación de los compuestos orgánicos

Compuestos Orgánicos

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Los compuestos orgánicos están ampliamente distribuidos en la naturaleza los encontramos en la escuela, en la casa, en el parque etc. Pero ¿Cuáles son las características más notorias?: en su mayoría no se disuelven con el agua, son de origen animal y vegetal, son derivados del petróleo y desde otros puntos de vista están compuesto por carbono como principal elemento, en su mayoría son utilizados como fuente de energía. Ahora mencionemos algunos compuestos orgánicos: madera, petróleo, pan, maíz, leche, mantequilla, aceite de pescado esto desde el punto de vista natural, pero hay otros que se derivan de estos o simplemente son elaborados por el hombre ejemplo llanta de los carros, gas licuado, las pinturas y algunos tipos de telas, medicamentos, los plásticos etc.

Características de los compuestos Orgánicos

Son Combustibles Poco Densos

Electro conductores

Poco Hidrosolubles

Pueden ser de origen natural u origen sintético

Tienen carbono

Casi siempre tienen hidrogeno

Componen la materia viva

Su enlace mas fuerte en covalente

Presentan isomería

Existen mas de 4 millones

Presentan concatenación

Productos Naturales y sintéticos

Los productos naturales son compuestos formados esencialmente por carbono, obtenidos de fuentes naturales (flora, fauna, tierra, etc.) y que generalmente poseen muy diversas e interesantes propiedades. Tambien hay minerales que se forman en la tierra.

Algunas de las aplicaciones más relevantes de los productos naturales orgánicos son su utilización como:

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a.- Petróleo: (Petra=piedra; Óleo=aceite) es un líquido natural formado por mezcla de hidrocarburos, que son transformados en la industria petroquímica mediante destilación fraccionada y crackeo para dar gasolinas, gas natural, etc.

b.- Jabón: es la sal sódica de un ácido graso. Tiene una parte hidrofílica (se disuelve en agua) y otra lipofílica (disuelve la suciedad en grasa).

c.- Azúcares: son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas naturales con diferentes funciones: estructura, almacenamiento de energía, componentes de los ácidos nucleicos, etc.. Se forman por fotosíntesis en la plantas y se clasifican en monosacáridos (glucosa), disacáridos (sacarosa) y polisacáridos (celulosa, almidón, etc.).

d.- Edulcorantes: son sustancias naturales o sintéticas que confieren un sabor dulce a los alimentos. Podemos encontrar edulcorantes naturales como: la sacarosa (caña y remolacha), fructosa (azúcar más sencillo y dulce, miel), lactosa y galactosa (azúcares de la leche, menos dulces), y sintéticos como: la sacarina (300 veces más dulce que la sacarosa), aspartamo (160 veces más dulce), etc.

e.- Agroquímicos: pesticidas, reguladores del crecimiento de plantas, etc.

f.- Feromonas: modificadores del comportamiento de animales.

g.- Fármacos: Producto que se administra con fines curativos. Aunque son muchos los productos de fuente natural que se utilizan como medicamentos, la síntesis de fármacos está muy desarrollada y proporciona una gran cantidad de sustancias que son usadas como tal. Por ejemplo: sedantes, anti-inflamatorios, diuréticos, antivirales, hepatoprotectores, etc...

Los compuestos minerales inorgánicos son en su mayoria sales minerales, de donde se extraen los elementos preciosos como el oro, plata, calcio entre otros.

El uso de los productos naturales, va desde la cosmética hasta la medicina, siendo esta última un tema de considerablemente extenso, el uso de las plantas se remonta a épocas muy antiguas, tales "remedios populares:" variaron, como es lógico, de acuerdo con las especies existentes en una determinada región y pueden ser estudiadas hoy en las sociedades más o menos primitivas que todavía existen.

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples.

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Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos.

En el ámbito de la informática, los materiales sintéticos son fundamentales para la fabricación tanto de los componentes de una computadora (chips y demás componentes electrónicos) como de su estructura física de bajo coste.

Un material sintético es un material creado por el hombre en condiciones controladas hay plásticos y metales (aleaciones) pueden ser sintetizados en laboratorio o en la industria por medio de procesos como laminaciones extrusiones o en caso de los metales fundiciones para mejorar las propiedades mecánicas químicas o físicas de los materiales ejem. ABS BOPP hay algunas aleaciones que tiene memoria y se usan para verificar que algunos medicamentos delicados no se hayan descongelado en su transportación.

Ejemplo de estos son:

ACRILICO: Es una de las tantas variantes del plástico. La gracia del acrílico, es que puede permanecer largo tiempo, en la intemperie, sin sufrir daño alguno. Por lo mismo, el acrílico es un material, largamente utilizado en las construcciones. Debido principalmente, a lo antes señalado, como al hecho de que es un tipo de plástico, más flexible de de lo normal. Lo que lo hace aún más fácil de trabajar. Pero en la construcción, no es el único campo donde se utiliza el acrílico. También es utilizado el acrílico en ciertos medios de transporte, como lo son las motos y las lanchas a motor. Ya que éste material, se utiliza para la fabricación de los parabrisas que utilizan estos medios de transporte. Asimismo, el acrílico es ocupado en la protección de equipos eléctricos.

Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos.Los compuestos orgánicos típicos se caracterizan por poseer ciertas propiedades, que se diferencian de las propiedades de las sustancias inorgánicas. Ellas son: La inmensa mayoría de las sustancias inorgánicas son sólidas y presentan alto

punto de fusión, mientras que una gran parte de las sustancias orgánicas son sólidas o líquidas con bajo punto de fusión.

Muchas reacciones químicas de los compuestos orgánicos se llevan a cabo con mayor lentitud que las reacciones de compuestos inorgánicos.

Los compuestos químicos orgánicos son menos estables que los compuestos inorgánicos.

En los compuestos orgánicos predominan los enlaces covalentes, mientras que en los compuestos inorgánicos no predomina un solo tipo

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-Todos los compuestos orgánicos utilizan como base de construcción al átomo de carbono y unos pocos elementos más, mientras que en los compuestos inorgánicos participan a la gran mayoría de los elementos conocidos.

En su origen los compuestos inorgánicos se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrolisis y reacciones químicas a diversas temperaturas. La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formación de estas sustancias.

Las sustancias orgánicas se forman naturalmente en los vegetales y animales pero principalmente en los primeros, mediante la acción de los rayos ultravioleta durante el proceso de la fotosíntesis: el gas carbónico y el oxígeno tomados de la atmósfera y el agua, el amoníaco, los nitratos, los nitritos y fosfatos absorbidos del suelo se transforman en azúcares, alcoholes, ácidos, ésteres, grasas, aminoácidos, proteínas, etc., que luego por reacciones de combinación, hidrólisis y polimerización entre otras, dan lugar a estructuras más complicadas y variadas.

Los compuestos orgánicos encontrados en la naturaleza, tienen origen vegetal o animal, muy pocos son de origen mineral; un buen número de los compuestos inorgánicos son encontrados en la naturaleza en forma de sales, óxidos, etc.

El número de los compuestos orgánicos es muy grande comparado con el de los compuestos inorgánicos.

Los compuestos inorgánicos se encuentran ampliamente distribuidos y son fuente de materia prima como los metales, o minerales como la sal común. Otros en forma de minerales como el oro, plata, cobre y aleaciones como el acero.

La mayoría de los compuestos orgánicos elaborados por el hombre son contaminantes como el caso del plástico, llantas de hule, detergentes etc.

Aplicación de los compuestos orgánicos

Dentro de los principales compuestoAlcoholes. Se usa como disolvente en la fabricación de barnices, pinturas, grasas y

aceites, entre otros. Se usa como desinfectantes y antisépticos Se usa en la fabricación Se usa en la fabricación de bebidas alcohólicas.

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También se usa como combustible y aditivo para la gasolina, ya que su índice de octano es mayor al de la gasolina, además de que es mas seguro y mas limpio, por lo que contamina menos.

Importancia:Posee una gran importancia por utilizarse como materia prima para la obtención de una amplia variedad de compuestos.

Éteres. Se utiliza como disolvente en la fabricación de explosivos y en medina como

antiespasmódico. Anteriormente se empleaba como anestésico, pero debido a que es muy

inflamable y a los efectos secundarios, ha sido reemplazado por otras sustancias.Importancia:El éter es uno de los disolventes orgánicos más importantes debido a que además de los usos ya dichos anteriormente, también se usa con frecuencia en el laboratorio como disolvente de grasas, aceites, resinas y alcaloides, entre otros compuestos.

Fenol.Es usado para la fabricación de plásticos.

Se utiliza para la preparación de antisépticos usado en pastillas para la garganta y enjuagues bucales.

También es usado para la elaboración de desinfectantes para el hogar.Importancia:La importancia de fenol se basa en el destacado papel que desempeñan en diversos procesos de síntesis orgánica.

Cetona. Se usa mucho como disolvente industrial.

En la industria química se producen variedades sencillas de cetonas en grandes cantidades, para utilizarlas como materias primas a fin de preparar muchos otros compuestos.

La propanona o también llamada acetona es un tipo de “cetona” que se usa como disolvente de esmalte de uñas, de barnices y pinturas.

La mucosa que es otro tipo de cetona, que posee un olor agradable, es usada en la fabricación de perfumes.

Actividades Presenciales

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Responde las siguientes preguntas ¿Qué son compuestos Orgánicos?

¿Cuáles son las principales características de los compuestos orgánicos?

Elabore un cuadro comparativo que resuma las diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos.

¿Cuál es el uso que se les da a los compuestos orgánicos?

Realicemos la siguiente experiencia para diferencias lo compuestos orgánicos de los otros llamados inorgánicos.

Materiales y sustancias

AguaAceiteCandelaSal comúnBicarbonato de sodio4. Vaso de vidrio Candela de espelmaFósforoMarcador

Procedimiento

En cada uno de los vasos agregar agua hasta la mitad de su volumen. Al primer vaso agregue candela derretida. Al segundo vaso le agrega aceite. Al vaso 3 agréguele una cucharada de sal común. Al vaso 4 agregue bicarbonato.

Compara los frascos y anote los resultados

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¿Expliqué el porqué de los resultados obtenidos?

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En equipos de trabajo responderán las siguientes preguntas.

1. ¿Qué son los compuestos orgánicos?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Dónde encuentras compuestos orgánicos?

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2. ¿Para qué sirven los compuestos orgánicos?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. ¿Por qué los compuestos orgánicos son contaminantes?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Actividades no presenciales¿Cómo diferenciaría un compuesto orgánico de un inorgánico?

Escriba 5 compuestos orgánicos que usted conoce y escriba a la par de el porque lo escogió, considerando las características de estos compuestos.

2. Los compuestos orgánicos básicos para la formación de la vida.2.1 Bioelementos

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2.2 Biomoleculas

Los elementos de la vida Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos . Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos.Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías:

Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N

Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.

Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:

Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones

El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico

Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables.

A causa configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes.Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.

Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas. Estos presentan características físicas y químicas diferentes, y dan a las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de creación de nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.

Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples.

Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, ClLos encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

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AzufreSe encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A

Fósforo

Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

MagnesioForma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.

CalcioForma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial

Oligoelementos

Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro:

Hierro

Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.

Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis

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en las plantas.

Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo

Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.

Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .

Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.

Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.

Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

BIOMOLÉCULAS Agua Carbohidratos

Lípidos

Proteínas

Ácidos Nucleicos

Una célula viva está constituida básicamente por cuatro elementos (C, H, O y N) los cuales combinados entre sí, dan origen a un gran número de compuestos. La sustancia más abundante en la célula viva es el agua y llega a representar más del 70% de su peso. Esta molécula es de gran importancia pues la mayor parte de las reacciones intracelulares se llevan a cabo en ambiente acuoso y todos los organismos se han diseñado alrededor de las propiedades del agua, tales como su carácter polar, su capacidad para formar enlaces de hidrógeno y su alta tensión superficial.

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Si se deja de lado el agua, casi todas las moléculas en la célula son compuestos carbonados asociados a otros elementos, entre otros se consideran los carbohidratos, lípidos, proteínas y los ácidos nucleicos.

Agua

Es el compuesto líquido más importante para los seres vivos. La cantidad de agua varía entre los diferentes organismos, así por ejemplo en las medusas el 95% de su estructura es agua, mientras que en los tejidos humanos el porcentaje de ese compuesto varía desde el 20% en los huesos, hasta el 85% en las células cerebrales. En los seres vivos el agua está en mayor proporción durante el desarrollo embrionario y en los estados juveniles; en el envejecimiento ella disminuye y esto se refleja en el deterioro de las diferentes actividades metabólicas.

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno débilmente electronegativos unidos a un átomo de oxígeno fuertemente electronegativo (Figura 1); por tanto, la molécula de agua presenta una distribución interna asimétrica de carga que le confiere un carácter polar y cohesivo para formar enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares, así como interactuar con iones cargados positiva o negativamente. Como resultado de estas interacciones, los iones y moléculas polares son fácilmente solubles en agua (hidrofílicos). Las moléculas de agua son fuertemente cohesivas debido a la presencia de puentes de hidrógeno entre ellas. Las fuerzas de adhesión explican por qué el agua moja las cosas. Además tiene un alto grado de tensión superficial debido a la cohesión de sus moléculas. Así las moléculas de agua de la superficie libre se agrupan, formando una fuerte capa por la atracción que ejercen sobre ellas otras moléculas de agua situadas por debajo. Por otra parte, las fuerzas de adhesión y cohesión explican la tendencia del agua a ascender por tubos de calibre muy pequeño, fenómeno que recibe el nombre de capilaridad.

Carbohidratos

Son compuestos orgánicos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, y muchos de ellos contienen estos elementos en la relación de Cn(H2O)n. Químicamente se definen como aldehídos o cetonas, dentro de ellos se clasifican los azúcares simples o monosacáridos en donde n es un número entero de 3 a 7. Si se unen dos monosacáridos forman un disacárido; si se unen de 3-20 monosacáridos resulta un oligosacárido y cuando se unen numerosas unidades de monosacáridos, constituyen un polisacárido como por ejemplo los almidones, celulosas, pectinas, quitinas, etc.

Los carbohidratos como los azúcares y los almidones generalmente se utilizan por los organismos como fuentes de energía; mientras que los otros como las celulosas, pectinas y quitinas tienen función estructural en células individuales y

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aún en organismos completos como hongos, plantas, bacterias artrópodos, etc. Además, algunos polisacáridos y polímeros más cortos de azucares actúan como marcadores para una variedad de procesos de reconocimiento en las células, incluyendo la adhesión de ellas con sus vecinas y el transporte de proteínas a los destinos intracelulares apropiados y otros hacen parte de sustancias celulares importantes como son los ácidos nucleicos y como cofactores que contienen vitaminas.

En cuanto a sus propiedades fisicoquímicas, los carbohidratos de peso molecular bajo son solubles en agua y tienen poder edulcorante (endulzante) alto, características que son opuestas en los carbohidratos de peso molecular alto en los cuales la solubilidad se reduce notablemente.

Lípidos

Los lípidos son un grupo amplio y heterogéneo de compuestos insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos no polares como el éter, el cloroformo o el benceno. En su molécula ellos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, pero este último en menor proporción respecto al carbono y al hidrógeno que en los carbohidratos. En los organismos vivos cumplen diversas funciones como las que se citan a continuación:

son reservas energéticas y se utilizan como combustibles biológicos importantes, ya que pueden suministrar cerca de 9.3 Calorías por gramo ( una caloría con C mayúscula equivale a 1000 calorías; el termino Caloría se usa para medir el contenido energético de los alimentos), comparada con 4.1 Calorías de azúcares y proteínas

forman cubiertas aislantes en la superficie de plantas y de animales para evitar infecciones y mantener el equilibrio hídrico en ellos.

sirven como componentes estructurales de las membranas biológicas en donde contribuyen a la formación de compartimentos con respuestas bioquímicas específicas.

Constituyen sistemas aislantes contra choques térmicos, eléctricos y químicos a nivel de la hipodermis o en cubiertas de órganos internos.

otros pueden ser hormonas que participan en el control de procesos metabólicos

además sirven como precursores de otros compuestos complejos como lipoproteínas, glicoproteínas, vitaminas liposolubles etc.

Los lípidos se clasifican en tres grupos principales:

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1. LÍPIDOS SIMPLES que incluyen Grasas verdaderas saturadas (sólidas), aceites insaturados (líquidos) y ceras los cuales tienen estructura similar y en su molécula solamente poseen carbono, hidrógeno y oxígeno.

2. LÍPIDOS COMPLEJOS comprenden los fosfolípidos o fosfoglicéridos, de estructura similar a las grasas pero además contienen fósforo y nitrógeno; los esfingolípidos (ceramidas, esfingomielinas, cerebrósidos y gangliósidos). A los cerebrosidos y gangliósidos también se les conoce como glicolípidos.

3. LÍPIDOS DERIVADOS, incluyen los lípidos que no se clasifican en los anteriores grupos como la familia de los esteroides, carotenoides, las prostaglandinas y las vitaminas liposolubles.

De los anteriores grupos sólo las grasas y los aceites cumplen un papel importante como almacenes de energía.

Proteínas

Son las moléculas más diversas, complejas y de mayor tamaño presentes en la célula. Contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y usualmente azufre. En algunas proteínas pueden encontrarse unidos diferentes tipos de sustancias químicas llamadas grupos prostéticos, estos incluyen carbohidratos, lípidos, grupos fosfato, el grupo hem que contiene hierro e iones metálicos tales como el cobre y el zinc. Las proteínas tienen formas tridimensionales que son necesarias para su función específica.

Entre las funciones más importantes de las proteínas se consideran:

Su papel como catalizadores orgánicos (enzimas) de casi todas las reacciones de los sistemas biológicos.

Como hormonas transmitiendo información entre células.

Su participación en el transporte y almacenamiento de otras moléculas pequeñas, por ejemplo el transporte de oxígeno por la hemoglobina.

En el caso de los anticuerpos proporcionan defensa contra infecciones.

Sirven como componentes estructurales en las células y tejidos.

Ser la molécula básica en los mecanismos de movimiento, como en el caso de las proteínas contráctiles.

Ser el último recurso para la obtención de energía cuando el organismo carece de otras reservas tales como lípidos y carbohidratos.

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Para entender esta variedad de funciones se debe estudiar la estructura de las proteínas y examinar las propiedades de los componentes y las características de los enlaces que ellos establecen para formarlas.

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido desoxirribonucleico) son polímeros especializados en almacenar, transmitir y expresar la información genética en secuencias de aminoácidos, las cuales luego de algunos procesos conforman las proteínas de una célula.

El ADN fue descubierto como el principal constituyente químico del núcleo de células eucarióticas, en tiempos en los cuales Mendel y Darwin publicaron sus trabajos alrededor de la mitad del siglo XIX. Sin embargo, durante los años 1900s, las proteínas se consideraron como las mejores candidatas para almacenar la información hereditaria.Friederick Miescher en 1869 en trabajos con glóbulos blancos obtenidos a partir de vendajes de pacientes con heridas infecciosas, realizó la primera extracción de los ácidos nucleicos. Su técnica se basó principalmente en lavar los vendajes que tenían secreciones producto de la infeccion con una solución salina, luego adicionó a este material que contenía principalmente un buen número de linfocitos, una solución alcalina que permitió que esas células se lisaran y el núcleo se precipitara en ella. La sustancia química que se encontró en estos núcleos, después de ciertos análisis la denominó nucleína y comprobó su presencia en otras células diferentes.

Los primeros estudios (1950) que permitieron comprobar la estructura de doble hélice del ADN fueron realizados por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins quienes mediante técnicas de cristalografía y difracción de rayos X lograron diversas preparaciones de fibras de ADN uniformemente orientadas, con las que concluyeron que las bases de los nucleótidos del ADN, que son moléculas planas, están apiladas unas sobre otras. Por su parte Erwin Chargaff, junto con sus colegas en la universidad de Columbia encontraron que el ADN de muchas especies diferentes y de diferentes fuentes en un mismo organismo presentaba ciertas regularidades. En casi todos los ADN analizados se conservaron las siguientes características, conocidas como la regla de Chargaff:a. La cantidad de adenina es igual a la cantidad de timina.b. La cantidad de guanina es igual a la cantidad de citocina.c. Por lo anterior la cantidad total de purinas es igual a la cantidad total de pirimidinas.

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Con base en los resultados analíticos de Chargaff y los patrones de difracción de Franklin y Wilkins, los investigadores J. Watson y F. Crick propusieron en 1953 un modelo de la molécula de ADN. A partir de los trabajos anteriores se concluyó:

1. La molécula de ADN consta de un hélice constituida por dos bandas.2. Las bandas presentan un diámetro uniforme.

3. La hélice se enrrola hacia la derecha, en el sentido de las manecillas del reloj.

4. Las dos bandas corren en direcciones opuestas.

5. Los enlaces fosfato-azúcar que constituyen el esqueleto de la cadena, están ubicados hacia fuera en la cadena, mientras que hacia el centro se presentan las purinas y pirimidinas sostenidas mediante puentes de hidrógenos que se forman entre ellas.

Actividades presenciales

En equipo de trabajo

Analiza los bioelementos que conforman la materia viva y elabora un cuadro sinóptico sobre ellos.

Construye un mapa semántico sobre las biomoleculas que conforman la materia viva.

Actividades no presenciales

Elabora un resumen ilustrando los bioelementos y biomoleculas que conforman la materia viva

V.LA QUÍMICA PARA EL DESARROLLO DE LA HUMANIDAD

Competencias

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Explica la influencia de la Química en el desarrollo de la humanidad a través del estudio de fenómenos químicos cotidianos, composición química de los alimentos, alimentos transgénicos y aditivos alimentarios.

Aplica de la importancia de conocer sobre los fenómenos químicos cotidianos, la utilización de plaguicidas en la producción de alimentos, alimentos transgénicos y aditivos alimentarios, en beneficio de la humanidad y el medio ambiente.

Demuestra de actitud crítica y responsable ante el consumo de alimentos saludables

Fenómenos Químicos cotidianos4.1 Combustión 4.2 Fermentación4.3 Descomposición de los alimentos4.4 Efervescencia

Entre los fenómenos químicos más importantes están: La combustión, la fermentación, descomposición de la materia orgánica y la efervescencia.

La combustión

Cuántos de nosotros no hemos preguntado porqué al hierro se le forma una costra a la que llamamos sarro, sencillo esto no es más que la acción del oxigeno sobre algunos metales estos no es más que la llamada oxidación este es un proceso lento al que ayuda la humedad y este a su ves desprende una determinada cantidad de calor.

Cuando la oxidación está acompañada de un gran desprendimiento de luz y calor, al proceso se le denomina combustión.

En el proceso de la combustión, la sustancia que se quema (arde) se le llama combustible y la otra sustancia es el comburente generalmente es el oxigeno, pero no solamente el oxigeno puede actuar como comburente sino que también hay otras sustancias tales como el Antimonio (Sb) y el Arsénico (As) arden en atmósfera de cloro. Son combustibles todas aquellas sustancias que arden con facilidad como carbón, papel entre otras. Este fenómeno lo observamos a diario cuando encendemos la cocina, o quemamos la basura o simplemente encendemos un fósforo. Algunos de los productos que se obtiene podemos mencionar energía lumínica, dióxido de carbono y vapor de agua.

El estudio de este fenómeno nos ayuda a entender algunas cosas tales como apagar fuegos provocados por gasolina este se hace cortando el suministro de oxigeno y para ello se utiliza polvo o explicar como funciona la casina de gas.

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Fermentación

Es un fenómeno químico que ocurre mediante la acción de unas sustancias llamadas fermentos. Estos fermentos son enzimas muchas de estas son producidas por bacterias dentro del organismo.

Este proceso juega un gran papel en los sistemas biológicos, la mayoría de las reacciones químicas que ocurren en el proceso de digestión son catalizadas por enzimas. Hay microorganismos que se caracterizan por liberar fermentos, estos pueden ser formados en fuentes naturales (hongos y bacterias) u obtenidos artificialmente.

La fermentación puede ser de dos tipos; la fermentación alcohólica que es cuando se obtiene vinagre, alcohol y bebidas alcohólicas como licores y la ácido láctica que se da en la leche del cual se obtiene crema, queso.

Dentro del proceso de fermentación se obtiene productos primarios como la producción de alcohol, vinagre, crema entre otras pero también hay productos secundarios como el dióxido de carbono que se libera durante la reacción.

Descomposición de la materia orgánica

La materia orgánica se descompone por la acción de sustancias químicas como comburentes que permiten la combustión y la descomposición final.

La materia orgánica en la naturaleza se descompone principalmente por acción de microorganismos como bacterias, protozoarias y ciertos hongos. La descomposición de la materia orgánica se puede producir mediante la acción de bacterias aerobias y anaerobias las primeras actúan sin presencia del aire y las segundas con presencia de este.

Esta descomposición se puede comprobar fácilmente; deje destapado un poco de alimentos durante 24 horas y al mismo tiempo introduzca esa misma cantidad de alimentos en un recipiente y tápelo herméticamente durante el mismo tiempo del anterior. Compare las dos porciones de alimentos; notara que la segunda el olor es más desagradable que la primera, las sustancias que generan estos olores desagradables son el metano, amoniaco y sulfuro de hidrogeno es te último es el que evidencia la descomposición de proteínas.

Efervescencia

Químicamente es el proceso mediante el cual hay un desprendimiento de gas a través de un líquido, producto de una reacción química. Una reacción efervescente

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es la que ocurre al disolver alkaseltzer o Sal Andrews en agua, en la cual se libera dióxido de carbono y agua. Esta reacción es de neutralización de un ácido con una base.

Actividad presencial

Fenómenos químicos cotidianos

Materiales y Reactivos Bicarbonato de sodioAguaLimónPapelFósforoVaso de vidrio transparente

Procedimientos

Efervescencia

En un vaso de vidrio coloca el paquetito de bicarbonato Agregar agua hasta la mitad Exprima el limón sobre vaso y observe.

Combustión

Encienda el papel con el fósforo Deje caerle un trapo lo suficientemente grande que tape el área de la llama Observe y anote

Resultados

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¿Expliqué el porqué de los resultados obtenidos?

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Actividades no presenciales

En  equipos  de   trabajo   llena   el   siguiente   cuadro  al  menos  2   fenómenos  de   cada  uno  de   los estudiados

Ejemplo de fenómeno químico

Clasificación Como se produce

Importancia dentro de su casa o la comunidad

Uso racional de los conocimientos de Química4.5 Plaguicidas y el medio ambiente4.6 Composición química de los alimentos4.7 Alimentos transgénicos4.8 Aditivos alimentarios y la salud

Los plaguicidas son compuestos que se utilizan para prevenir, mitigar, repeler o controlar alguna plaga de origen animal o vegetal. Se aplican durante la producción, el almacenamiento, el transporte, la distribución y la elaboración de productos agrícolas y sus derivados.

La principal fuente de contaminación del ambiente por el uso de plaguicidas es el residuo que resulta de su aplicación. Aunque su aplicacion se restinja a zonas determinadas, su dispersion es universal. Se han encontrado restos de plagicidas incluso en locaciones tan remotas como la Antártida.

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El factor más importante que influye sobre la persistencia de un compuesto es la naturaleza química del mismo. Estas propiedades son: solubilidad en agua, volatilidad, estabilidad química y biológica.

Los insecticidas organoclorados, debido a su estructura química, resisten la degradación química y bacteriana. Cuando son liberados permanecen inalterados por largo tiempo en el ambiente. Como son sustancias poco solubles en agua se evaporan pasando al aire o uniéndose a las partículas del suelo, como vapor o polvo. Pueden ser transportados grandes distancias y nuevamente ser depositados a través de lluvias sobre la tierra o aguas superficiales.

Desde las aguas superficiales, estas sustancias tienden a ser absorbidas por pequeños organismos llamados plancton entrando de esta manera en los niveles más bajos de la cadena alimentaria. Como los animales superiores y los peces comen a estos pequeños animales los contaminantes pasan a lo más alto de la cadena trófica.

El último eslabón de la misma puede ser el hombre cuando se alimenta de peces contaminados. Como estas sustancias se acumulan en las grasas de un organismo su concentración va aumentando en cada etapa de la cadena.

El aumento de la concentración del contaminante en los tejidos animales en cada etapa de la cadena se lo conoce como biomagnificación

Clasificación de los plaguicidasLa FAO/OMS define el término plaguicida como “cualquier sustancia o mezcla de ellas utilizada para prevenir o controlar plantas o animales indeseables e incluso aquellas otras destinadas a utilizarse como regulador del crecimiento de la planta, defoliante o desecante”.Desde el punto de vista de su estructura química existe una gran variedad, pudiéndose clasificar como (Ware, 1983; García y Hernanz, 1987): Insecticidas y acaricidas Organoclorados: Derivados ciclodiénicos (aldrin, dieldrin, endosulfan, mirex),

derivados del 2,2-difeniletano (DDT, dicofol), derivados del ciclohexano (lindano), policloroterpenos

Organofosforados: Esteres fosfóricos: ortofosfaftos, pirofosfatos (TEPP, diclorvos), ésteres tiofosfóricos: fosfotionatos, fosfotiolatos (paratio, fenitrotion), ésteres diotiofosfóricos (dimetoato, metidation, malarion), amidas del ácido ortofosfórico, amidas del ácido pirofosfórico, fosfonatos (triclorfon), tiofosfinatos

Organosulfurados (tetradifon, clorfenson) Carbamatos: N-metil carbamatos (carbaril, aldicarb), N,N-dimetil carbamatos

(dimetan, pirolan). Otros grupos: Formamidinas (amitraz), dinitrofenoles (dinocap), tiocianatos

orgánicos (lethane, thanite), organoestánnicos (cihexatin, fenbutestan),

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compuestos de flúor (fluoruro sódico),, insecticidas naturales (botánicos) ( piretrinas, nicotina), piretroides sintéticos (fenvalerato, cipermetrina, deltametrina), compuestos inorgánicos (azufre, arseniatos)

Herbicidas Inorgánicos (sulfamato amónico, boratos) Orgánicos: Aceites derivados del petróleo, derivados organoarsenicales

(DSMA, MSMA), ácidos fenoxialifáticos (2,4-D, MCPA), amidas sustituidas (propanil), nitroanilinas (trifularin), ureas sustituidas (diuron, linuron), carbamatos (profam, carbyne), tiocarbamatos (EPTC, metm sodio), heterociclos con nitrógeno: triazinas, triazoles, derivados de la piridina, uracilos sustituidos (atrazina, simazina, amitrol, bromacilo, picloram), ácidos alifáticos (dalapon), ácidos aril alifáticos (dicamba), derivados fenólicos (PCP), nitrilos sustituidos (ioxinil, bromoxinil), bipiridilios (paraquat, diquat)

Fungicidas Inorgánicos: Azufre, cobre, mercurio Orgánicos : Ditiocarbamatos (maneb, zineb), tiazoles (etridiazol), triazinas

(anilazina), aromáticos sustituidos (HCB, dicloran), dicarboxiimidas (sulfenimidas) (captan, folpet), dinitrofenoles (dinocap), quinonas (cloranil), organoestánnicos

Composición Química de los Alimentos

Todos estos nutrientes se dividen en seis grupos principales; Glúcidos o Hidratos de CarbonosCaracterísticas:Estan compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno.Su función es aportar energía al organismo.Algunos también se utiliza para formar y desintegrar moléculas de grasas y proteínas.Tiene una combustión limpia, es decir al ocupar esta energía, no se liberan tantos residuos tóxicos.Los glúcidos son transformados en glucosa, absorvido por el intestino y luego trasladados al hígado; en donde se convierten en glucógeno. El cual es una reserva de energía inmediata que se ocupa cuando la persona no esta ingiriendo alimentos.Los glúcidos se dividen en tres grupos principales;* Almidones: Los cuales se encuetran en alimentos tales como las papas, legumbres, cereales, etc. Y son utilizados como reserva energética.Pertenecen al grupo de los polisacáridos, por lo tanto se necesita degradarlos para poder digerirlos; para esto una enzima llamada amilasa los descomponen.

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* Azucares: Estos se dividen en dos grupos principalmente;-Azucares Simples o monosacaridos: Es decir la glucosa, fructosa y galactosa. Esta es energía deinmediata y no necesita degradarse antes de absorverse.-Azucares Complejos o disacaridos: como por ejemplo, la lactosa, maltosa y galactosa; estas tambien son fuentes de energía pero antes de digerirlas y asimilarlas, necesitan degradarse.* Fibras: Estas se encuentran en los cereales integrales, verduras, frutas, etc. Y apesar de que se puede obtener pequenas cantidades de energía de ellas, son unas moléculas muy firmes y resistentes; difíciles de digerir y asimilar. Es por esto que mas bien pasan directo al intestino, y sirve para limpiarlo.Las necesidades diarias de Glúcidos son 100grs aprox. Es decir qe formen parte de un 50 a un 60 por ciento de las calorías de la dieta.

Lípidos o GrasasAportan energía al organismo e intervienen en la absorción de algunas vitaminas, la sintezis de hormonas.Sirve como material aislante, membranas y de relleno para algunos organos.Se encuentran en los aceites vegetales, tales como el de maiz, de oliva, de maravilla, etc.También se encuentran en las grasas animales, como la manteca de cerdo, mantequilla, etc.Son una reserva energética muy importante, ya que proporcionan el doble de energía que los demas nutrientes.Pertenecen al grupo de los trigleceridos, es decir tres acidos grasos, unidos a una molécula de glicerol o glicerina. Estos acidos grasos pueden ser:* Saturados, es decir que ya casi no pueden combinarse con otras moléculas, ya que sus conexiones estan utilizadas; esto hace que sea mas dificil de degradar y digerir.* Insaturados, que quiere decir que aun puede unirse con mas moléculas porque no tiene todos los enlaces completos; por lo que la hace ser mas degradable.Las necesidades diarias son que ojala aporte desde un 20 a un 30 por ciento de las necesidades energéticas diarias; diididas de la sgte. Manera:10 porciento de grasas saturadas de origen animal5 por ciento de grasas insaturadas5 por ciento de grasas poliinsaturadas Aprox.

Proteínas

Desempeñan la mayor parte de las funciones en el organismo; tales como formar parte de los tejidos, músculos, tendones, piel, etc. También

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desempeñan funciones metabólicas y reguladoras, transportan oxígeno, e incluso definen la identidad de cada ser, ya que forman parte de la estructura básica del ADN.

Estan formados por cadenas de aminoácidos.

Su componente principal es el nitrógeno, lo cual permite que al consumir proteínas, recuperemos ademas el nitrógeno que hemos perdido con la orina y las heces fecales (tenemos que reponer la misma cantidad que perdemos)

Efectuan el recambio protéico, el cual consiste en un proceso de renovación de proteínas, es decir que a medida que se degradan proteínas hasta dejarlas en aminoácidos; se estan uniendo aminoácidos para formar nuevas proteínas.

Para poder asimilarlas, se necesita degradarlas al estado de aminoácidos.

* Origen Vegetal, las cuales se encuentran en frutos secos, legumbres, champiñiones, etc. Son poco complejas, es decir simples de degradar.

* Origen Animal, las cuales se encuentran en carnes, huevos, productos lacteos, etc. Estas ademas contienen los llamados aminoácidos escenciales, los cuales nos permiten sintetizar algunas proteínas.

Son más complejas que las vegetales, por lo tanto poseen mayor cantidad de aminoácidos. Y de esta menera se hacen más dificiles de digerir.

También poseen desechos del animal del que provienen, y estos actuan como tóxicos en nuestro organismo.

Las necesidades diarias, a pesar de que dependen mucho de la edad, sexo, estado de salud, etc; son de 40 a 60 grs de proteínas para un adulto sano o 0,8 grs, por kilógramo de peso.

VitaminasSon sustancias oragánicas indispensables para las funciones vitales.No aportan energía, pero si sirven para poder utilizar los elementos energéticos y constructivosEl cuerpo humano no las puede sintetizar (a excepción de algunas), es por esto que las tienen que ingerir.Existen dos tipos de Vitaminas;* Liposolubles, las cuales se disuelven en aceites y grasas. (Vitaminas A,D,E,K)* Hidrosolubles, las cuales se disuelven en agua (C y Complejo B)

MineralesSon componentes inorgánicos, es decir nunca formaron parte de seres vivos.

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Sirven para elaborar tejidos, sintetizar hormonas y participan en las reacciones químicas en donde también intervienen las enzimas.*Los Macroelementos: Los cuales son necesitados por el organismo en gran cantidad. Se miden en gramos (Sodio, Potasio, Calcio, Fosforo, etc)* Los Microelementos: Los cuales son necesitados por el organismo en menor cantidad. Se miden en miligramos.(Hierro, fluor, Yodo, Cobalto, etc)* Los Oligoelemnetos: Los cuales son necesitados por el organismo en infimas cantidades. Se miden en microgramos.(Silicio, Niquel, Cromo, Litio,etc)

AguaEs el componente principal de los seres vivos.Es el medio por el cual se comunican las células, se transporta oxígeno, y por el cual se llevan nutrientes a los tejidos.También retira de nuestro cuerpo los residuos y regula la temperatura corporal a través de la transpiración y perdiendo mucosas en el caso de que la temperatura. exterior fuese muy elevada.Las necesidades diarias son tres litros. De los cuales 1 y medio esta incluido en los alimentos, y es recomendado que el otro litro y medio sea bebido.

Alimentos transgénicos

Los alimentos sometidos a ingeniería genética o alimentos transgénicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado genéticamente mediante ingeniería genética. Dicho de otra forma, es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir las características deseadas. En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgénicas como el maíz, la cebada o la soja (soya).

Tambien podemos decir que son aquellos que incluyen en su composición algún ingrediente procedente de un organismo al que se le ha incorporado, mediante técnicas genéticas, un gen de otra especie. Gracias a la biotecnología se puede transferir un gen de un organismo a otro para dotarle de alguna cualidad especial de la que carece. De este modo, las plantas transgénicas pueden resistir plagas, aguantar mejor las sequías, o resistir mejor algunos herbicidas. En Europa no todas las modalidades de transgénicos están autorizadas, sólo algunas pueden ser cultivadas y posteriormente comercializadas.

Ventajas e inconvenientes de los transgénicos.

La posibilidad de obtener alimentos transgénicos tiene tanto ventajas y a su vez, inconvenientes.Ventajas

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- Podremos consumir alimentos con más vitaminas, minerales y proteínas, y menores contenidos en grasas.- Producción de ácidos grasos específicos para uso alimenticio o industrial.

- Cultivos más resistentes a los ataques de virus, hongos o insectos sin la necesidad de emplear productos químicos, lo que supone un ahorro económico y menor daño al medio ambiente.- Cultivos resistentes a los herbicidas, de forma que se pueden mantener los rendimientos reduciendo el número y la cantidad de productos empleados y usando aquellos con características ambientales más deseables.

- Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras.- Aumento de la producción.- Disminución de los costes de la agricultura.- La biotecnología puede ayudar a preservar la biodiversidad natural.- Cultivos tolerantes a la sequía y estrés (por ejemplo, un contenido excesivo de sal en el suelo).

Inconvenientes

- Existe riesgo de que se produzca hibridación.- Siempre puede haber un rechazo frente al gen extraño.- Puede que los genes no desarrollen el carácter de la forma esperada.- Siempre van a llegar productos transgénicos sin etiquetar a los mercados

Algunos elementos de este tipo

Los vegetales transgénicos más importantes para la industria alimentaria son, por el momento, la soja resistente al herbicida glifosato y el maíz invulnerable al taladro, un insecto. Aunque se emplee en algunos casos la harina, la utilización fundamental del maíz en relación con la alimentación humana es la obtención del almidón, y a partir de éste, de glucosa y fructosa. La soja está destinada a la producción de aceite, lecitina y proteína.

1. El primer alimento disponible para el consumo producido por Ingeniería Genética fue el tomate "Flavr Savr". Éste había sido modificado para que resistiera más tiempo después de madurar, evitando que produjera una enzima esencial en el proceso de envejecimiento del vegetal en cuestión.

2. Otro producto importante es la soja transgénica. En este caso, lo que se ha hecho es introducir un gen que la hace resistente al herbicida glifosato. Es conocida con el nombre de "Roundup Ready" y producida por la empresa Monsanto. Contiene un gen bacteriano que codifica el enzima 5-enolpiruvil-shikimato-3-fosfato sintetasa. Ésta participa en la síntesis de los aminoácidos

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aromáticos, y el propio del vegetal es inhibido por el glifosato; de ahí su acción herbicida. El bacteriano no es inhibido.

3. El maíz transgénico se ha obtenido para que sea resistente a un insecto, el taladro del maíz, y a un herbicida, el glufosinato. Contiene un gen que codifica una proteína llamada Bacillus thuringiensis, que tiene acción insecticida al ser capaz de unirse a receptores específicos en el tubo digestivo de determinados insectos, interfiriendo con su proceso de alimentación y causando su muerte. La toxina no tiene ningún efecto sobre las personas ni sobre otros vegetales.

También se ha obtenido una colza con un aceite de elevado contenido en ácido laúrico, mediante la inserción del gen que codifica una tioesterasa de cierta especie de laurel.

Además, ya existen varias docenas de plantas más a punto de comercializarse, y en los próximos años su número ascenderá a centenares, puesto que están en desarrollo patatas, frutas, etc., con genes que les confieren resistencia a insectos, heladas, salinidad, etc. Estos productos exigirían un examen minucioso en cuanto a seguridad (toxicidad a corto y largo plazo, alergias) antes de su comercialización. También se desarrollarán bacterias, levaduras, entre otros, utilizables en la fabricación de alimentos (pan, cerveza, yogurt), modificando el genoma de las convencionales, introduciendo el gen de un enzima de otro microorganismo o induciendo la sobre expresión de un gen propio. Es un campo muy prometedor, donde están empezando a obtenerse resultados. También es uno de las áreas en la que hay mayor porcentaje de investigación pública.

No obstante, ya estamos consumiendo alimentos transgénicos sin saberlo, ya que están contenidos en otros productos fabricados con derivados de vegetales modificados, como lecitina proveniente de soja obtenida mediante este proceso.

Es posible que haya alimentos transgénicos en:

Carnes: salchichas, medallones, supremas, rebozados o bocaditos de  pollo, hamburguesas, milanesas, patés...

Pastas: fideos, capeletis, ñoquis, pizzas de mozzarela, ravioles...

Cereales: arroz y cereales para el desayuno

Golosinas: galletitas, alfajores, bocaditos, bombones, bizcochos, caramelos, chupetines, chocolates, obleas, turrones...

Panadería: panes lactales, magdalenas, budines, bizcochuelos, tostadas, galletitas de agua o saladas, pan de salvado...

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Otros: Leches y chocolates en polvo, chocolates líquidas, milanesas de soja, sopas, helados, productos de repostería, jugos cerveza, empanadas preelaboradas, margarinas, mayonesas, papas fritas.

Por tal motivo es necesario que se etiqueten de manera especial los alimentos modificados, para que el consumidor sepa qué está comprando.

Aditivos alimentarios y la salud

En el más amplio sentido de la palabra, un aditivo es una substancia añadida a un alimento. Legalmente, la palabra se refiere a cualquier substancia cuyo uso "resulta o puede razonablemente esperarse que directa o indirectamente al convertirse en un componente," afecte las características de cualquier alimento. Esta definición incluye cualquier substancia usada en la producción, tratamiento, empaquetado, transporte o almacenamiento de alimentos.

Si una substancia es añadida a un alimento con un propósito específico, es considerada un aditivo directo. Por ejemplo, el dulcificante aspartamo, usado en bebidas, pudines, yogurt, goma de mascar y otros alimentos, es considerado un aditivo directo. Muchos aditivos directos son identificados en la etiqueta de ingredientes de los alimentos.

Los aditivos indirectos de alimentos son aquellos que se convierten en parte del alimento mismo aunque en cantidades insignificantes, lo cual puede suceder durante la manipulación, empaque, o almacenamiento. Por ejemplo, diminutas cantidades de substancias de los empaques pueden llegar a mezclarse con los alimentos durante el almacenamiento. Los fabricantes y empacadores de alimentos tienen que comprobar a la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) que todos los materiales que hagan contacto con los alimentos son seguros, antes que les sea permitido usarlos de esa manera.

¿QUÉ SON LOS ADITIVOS?Los aditivos alimentarios son sustancias que se añaden a los alimentos y a las bebidas con la finalidad de modificar y conservar sus características y lograr adaptarse al gusto de los consumidores sin variar su valor nutritivo.

Se sabe que desde la prehistoria se recurría al uso de la sal y de lo ahumado. Hoy en día debido a la modernidad se ha recurrido al tratamiento industrial de los alimentos para mejorar su estabilidad y no deteriorar la calidad de los alimentos.

Dentro de esta tecnología, los aditivos son una parte muy importante ya que permiten la preparación de productos adecuados a las exigencias de la vida moderna, por ejemplo: Pan (de larga duración), margarinas con grasas insaturadas, postres, salsas, conservas, etc.

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¿QUÉ ACCIÓN TIENEN LOS ADITIVOS SOBRE LOS ALIMENTOS?Por la acción que desempeñan sobre los alimentos los dividimos en 4 categorías:

Sustancias aditivas que se utilizan para impedir alteraciones químicas y biológicas y para evitar el deterioro de los alimentos.

Sustancias aditivas que mantienen su valor nutritivo evitando la pérdida de nutrientes y reponiendo las que se producen por los tratamientos seguidos en el proceso de elaboración del producto.

Sustancias aditivas que se usan para mejorar y garantizar las cualidades de textura y consistencia de los alimentos.

Sustancias que se utilizan para mejorar las características de los alimentos (olor, sabor, color, textura).

¿DE DÓNDE SE OBTIENEN LOS ADITIVOS?No todos los aditivos son sintéticos. Hay aditivos que proceden de sustancias

naturales y otros que si se obtienen en los laboratorios.ADITIVOS NATURALES DE ORIGEN VEGETAL

Extractos de semillas que utilizados como espesantes.

Semillas de las que se extraen sustancias colorantes.

Ácidos que se obtienen de las frutas.ADITIVOS SINTÉTICOS (QUÍMICOS) CON ESTRUCTURA SEMEJANTE A LAS SUSTANCIAS NATURALES

Ácido cítrico, ácido ascórbico (en su estado natural en las frutas ácidas).

Tocoferol (antioxidante que se encuentra en los aceites vegetales).

Colorantes (carotenoides que se encuentran en sustancias vegetales).

Aditivos que se obtienen transformando productos naturales:Grasas emulsionadas.Almidones modificados.Aditivos obtenidos por síntesis química:Antioxidantes químicos.Colorantes artificiales.

Dependiendo de la función que realizan los podemos clasificar en:

CONSERVADORESCuya   acción   protege   al   alimento   de   las   alteraciones   biológicas   naturales   (fermentación   y 

putrefacción).Acido Sórbico (E-200).Acido Benzoico (E- 211).

ANTIOXIDANTES

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El aire, la luz o el calor producen la oxidación y él enranciamiento natural de los alimentos, y estos aditivos hacen que sea más lenta la descomposición de los mismos.

Acido ascórbico, conocido como vitamina C (E-300).El tocoferol, conocido como vitamina E (E-306).

SINERGICOS DE ANTIOXIDANTESRefuerzan la acción de los antioxidantes en presencia de éstos.

ESTABILIZANTESInhiben reacciones químicas que provocan cambios en la naturaleza de los

alimentos.

EMULGENTESEstabilizan alimentos que contienen agua y grasas como la leche o las salsas.

ESPESANTESAumentan la densidad y la viscosidad de los alimentos.

GELIFICANTESProvocan la transformación de los productos en gel.Los estabilizantes, emulgentes, gelificantes y sinérgicos de los antioxidantes

SON:El Alginato (E-401).Los Polifosfatos (E- 450).

HUMECTANTESEvitan las pérdidas de agua en los alimentos.

El Sorbitol (E- 420). La Glicerina.

ANTIAPELMAZANTESUtilizados para conservar la textura de los alimentos.

El Caolín (E- 559).Los Silicatos.(E- 560).

REGULADORES DEL PHSe usan para estabilizar la acidez o alcalinidad de los productos.

El Carbonato Sódico (E-500).El Acido Cítrico (E-330).

GASIFICANTESProvocan la incorporación de CO2 en la masa.El CO2 (E-290).

COLORANTESActúan conservando o variando el color de los productos.

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El Caramelo (E-150).El Betacaroteno (E- 160).La Clorofila (E-140).La Quinoleína (E- 104).

POTENCIADORES DEL SABORIntensifican el sabor de los alimentos.El Glutamato Monosódico (E-621).

EDULCORANTESPara endulzar los alimentos.

El Azúcar.La Fructuosa.La Glucosa.La Lactosa.La Miel de Abeja.El Jarabe de Maíz.El Sorbitol.El Xilitol.La Sacarina.(H-6884)El Ciclamato.(H-6880).El Acesulfame K.El Aspartame.La Sucralosa.

¿CÓMO IDENTIFICAR UN ADITIVO?Los aditivos deben especificarse en la lista de ingredientes de la etiqueta de cada producto alimentario designándolos por el nombre del grupo al que pertenecen según su acción sobre el alimento, su nombre específico o el número asignado.

El uso de los aditivos en la industria alimentaria está absolutamente controlado por las autoridades sanitarias.

Existe una comisión creada por la FAO y la OMS con la intención de proteger la salud de los consumidores y establecer las normas para su correcta utilización.

Por estos motivos una vez que un aditivo ha sido admitido y han sido aceptadas las condiciones para su utilización, podemos afirmar que no existen prácticamente riesgos de salud para el consumidor.

Actividades presenciales

Responda las siguientes preguntas ¿Qué son los plaguicidas?

¿Cuál es el daño que causan al medio ambiente?

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¿Cuál es la calcificación de los plaguicidas?

¿Cuál es la composición química de los alimentos?

¿Qué son los alimentos transgénicos?

¿Cuáles son los inconvenientes en el consumo de los alimentos

transgénicos?

¿Qué son aditivos alimentarios?

¿Cuál es la clasificación de los aditivos alimentarios?

Actividades no presenciales

Responda las siguientes interrogantes En su comunidad ¿Cuáles son los plaguicidas que mas se utilizan?

¿Causan algún daño en la comunidad?

Escriba ejemplos de alimentos transgénicos

Cuales son las ventajas y desventajas de los alimentos transgénicos.

Solicite a los estudiantes que lleven diferentes empaques de alimentos e

identifica que los aditivos que estas empresas utilizan en ellos y para que lo

hacen.

5. La Química y su relación con:5.1 La salud5.2 La Agricultura5.3 Los alimentos5.4 El Medio Ambiente

Es obvia la importancia que tiene la Química en el campo de la salud y de la medicina, pues ha permitido logros en dos direcciones: en la prevención de las enfermedades y en la curación de las mismas. Los sistemas de salud hacen uso de la medicina preventiva, utilizando los diversos fármacos como vacunas y antibióticos, para proteger a la sociedad de enfermedades infectocontagiosas.

Los cirujanos usan mucho la anestesia para realizar operaciones en casos difíciles como la apendicitis, cálculos renales, cálculo en la vesícula, lesión cerebral, etc.Actualmente se está desarrollando la terapia genética que consiste en introducir un gen sano a la célula del paciente afectado, en enfermedades como cáncer, SIDA, artritis, entre otras y así reponer al gen o genes que están deteriorados y que están implicados en las defensas del cuerpo. Para realizar todos estos

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procedimientos, el médico debe tener conocimiento sobre las propiedades químicas de cada uno de los componentes moleculares implicados en el tipo de terapia.

Indudablemente que en la industria farmacéutica es de vital importancia la química, pues los químicos farmacéuticos investigan medicamentos que tengan pocos o nulos efectos colaterales para tratar diferentes enfermedades como el SIDA, fármacos que garanticen aumentar exitosamente el número de transplantes de órganos.En resumen, la importancia de la Química en la salud y en la medicina, es llevar junto con otras ciencias una vida más saludable a la humanidad entera.

Agricultura y los alimentos¿De qué manera es posible garantizar alimentos a la población mundial que crece rápidamente?

En los países tercermundistas, la agricultura ocupa un lugar primordial, ya que ocupa cerca del 80% de la fuerza laboral y la mayor parte del presupuesto familiar es destinado a la alimentación.

La producción agrícola es afectada por diversos factores, tales como la riqueza del suelo, la maleza que compite por los nutrientes, los insectos y las enfermedades que perjudican a los cultivos. Para mejorar la producción, los agricultores hacen uso de fertilizantes, herbicidas e insecticidas. Con el uso de estos productos químicos han contaminado la tierra, el agua y el aire.

Con el propósito de satisfacer las demandas alimenticias de este siglo, se están desarrollando nuevas estrategias para la agricultura. La Biotecnología ha demostrado que puede lograr mejores cultivos y más extensos. Estas técnicas permiten mejorar la producción y aumentar las cosechas. Por ejemplo, los científicos han encontrado la forma de prevenir la reproducción de la plaga de los insectos, ya que éstos se comunican entre sí al producir o reaccionar a moléculas especiales llamadas feromonas, identificando y sintetizando las feromonas implicadas en el apareamiento de los insectos o bienn engañando a las hembras para que éstas se apareen con machos estériles.

La química y el medio ambiente

Las cuestiones medioambientales como el cambio climático, la contaminación del agua y las energías renovables ocupan la portada de los periódicos y están cobrando mucha importancia en nuestra vida cotidiana. Mucha gente considera que las industrias químicas y la química en sí son muy perjudiciales para el medioambiente. No obstante, son numerosos los avances y las investigaciones científicas en el campo de la química que están permitiendo desarrollar unos

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materiales y unas aplicaciones que protegen el medioambiente y conservan la calidad y el estilo de vida que deseamos.

A lo largo de los años, la industria y la sociedad han ido concienciándose de los efectos nocivos de algunas de las prácticas del pasado y de la necesidad de proteger el medioambiente. En el pasado, muy pocos conocían el efecto pernicioso de la vida moderna sobre el entorno, teniendo en cuenta únicamente el potencial positivo de la creación de nuevos materiales y productos.

La investigación en ciencias de la biología y de la química ha revelado que los procesos industriales en química y petroquímica desempeñan un papel fundamental en la resolución de problemas medioambientales, como son el cambio climático, las basuras o la eficiencia energética por nombrar sólo unos cuantos. Sin los químicos quizás nunca hubiéramos llegado a comprender esta problemática. Se han producido - y siguen produciéndose -cambios muy profundos para encontrar soluciones alternativas.

La industria ha desarrollado asimismo bastantes iniciativas voluntarias, como el Programa 'Responsible Care’, para elevar los niveles en la gestión sanitaria y medioambiental y establecer unos sistemas de transporte seguro y sostenible totalmente conformes con la regulación. Como parte de este programa "Responsible Care", la industria ha publicado un manual con consejos sobre la distribución y manipulación de las sustancias químicas que requieren especial precaución. Todos estos esfuerzos, unidos a la nueva legislación europea (llamada REACH), garantizan que toda la producción química se lleva a cabo de manera mucho más segura y respetuosa con el medioambiente.

Paralelamente, los químicos y petroquímicos están investigando nuevos métodos más sostenibles y respetuosos con el medioambiente, manteniendo a la vez el desarrollo de la economía y la industria actual. Por ejemplo:

Biocarburantes: el carburante derivado de la biomasa. Una gran variedad de productos de biomasa, como el azúcar de caña, las semillas de colza, el maiz, la paja, la madera y los residuos y desechos animales y agrícolas pueden transformarse en carburantes para el transporte;

Bioplásticos: la producción de materiales plásticos biodegradables a partir de recursos naturales como las plantas;

Aislamiento: la mejora de los materiales aislantes para conseguir viviendas y edificios con más eficiencia energética;

Compuestos plásticos de bajo peso que contribuyen a reducir el consumo de carburante de los coches y los aviones;

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Pilas de combustible: cuando se utilizan para hacer funcionar los coches y las motos, las pilas de combustible de hidrógeno producen vapor de agua en lugar de gases de escape;

Nuevas tecnologías de alumbrado, como los diodos de emisión de luz orgánica (OLEDS), que producen más luz con menos electricidad;

Turbinas de viento y paneles solares, que están construidas con materiales producidos por la industria química. Las aspas de metal de las turbinas de viento han sido sustituidas por aspas de poliéster reforzado con fibra de vidrio para resistir las peores inclemencias meteorológicas.

La sociedad suele considerar que todos los productos químicos fabricados por el hombre son malos, mientras que los naturales son buenos. Sólo por ser naturales no significa que sean buenos para la salud o el medioambiente; ni al contrario, que los productos químicos sean malos por estar fabricados por el hombre. Por ejemplo ¿qué hay de más natural que la madera ardiendo en un incendio? Lo cierto es que el humo de un incendio es tan perjudicial para la salud y el medioambiente como cualquier otro proceso de combustión.

Además, hay que tener en cuenta todo el ciclo de vida de un producto (desde su creación hasta su destrucción) a la hora de considerar su impacto. ¿Alguna vez se ha planteado que el impacto del cultivo del algodón en el medioambiente puede ser mayor que la fabricación de fibras sintéticas como el poliéster? La razón está en que el algodón necesita cantidades ingentes de agua, fertilizantes y pesticidas.

Es fundamental potenciar las ciencias químicas a través de la investigación y el desarrollo para que podamos conservar un buen nivel de vida en armonía con el medioambiente y la naturaleza. Se trata del mayor desafío de todas las ramas de la ciencia moderna, en especial las que se dedican al medioambiente: la integración de la tecnología con la naturaleza y el ser humano.

6. Importancia de la Química para el ser humano

En la vida actual, particularmente en las actividades productivas del hombre, la Química juega un papel importante y exclusivo. No hay tan solo un área de la producción que no esté relacionada con la Química. La naturaleza nos proporciona la materia prima: madera, minerales, petróleo y otros. Sometiendo estos materiales naturales a un tratamiento químico, se obtienen diversas sustancias, necesaria para la producción agrícola, para la preparación de artículos industriales y para el acondicionamiento de nuestras casas: abonos, fertilizantes, metales, plásticos, pintura, medicamentos, jabón, soda, etc.

Para el tratamiento químico de la materia prima, es necesario saber las leyes generales de la transformación de las sustancias y estos conocimientos sólo la Química nos los proporciona.

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Se hace química al cocinar y el cocinero sabe que el agua se evapora al calentarse. El bicarbonato de sodio es usado para hornear el pan, la olla de presión es utilizada para cocer más rápido los alimentos, para quitar el olor del pescado se usa jugo de limón. Todo esto ocurre diariamente sin pensar en la naturaleza química.

Actividades presenciales Solicite a los estudiantes que realicen una lectura reflexiva sobre el la

relación de la química y elaboren una síntesis reflexiva sobre lo leído, así como la ilustración de esa síntesis haciendo uso de material del medio.

Realice un plenario donde los estudiantes presenten su síntesis al resto de la clase.

Actividades no presenciales

Redacte un ensayo sobre el papel de la química en el desarrollo de su comunidad.

Bibliografía

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