Quimica

Química I

Química I

Dirección y realización del proyecto L.C.C. Gabriel Barragán Casares Director General del Colegio de Bachilleres del Estado de Yucatán Planeación y coordinación Lic. Alejandro Salazar Ortega Director Académico Metodología y estrategia didáctica Lic. Lorenzo Escalante Pérez Jefe del Departamento de Servicios Académicos Coordinadora de la asignatura de 1a y 2a edición Q.F.B. Ruby Azucena Basto Rodríguez Revisión de la 3a edición Q.F.B. Maricarmen Aguilar Méndez Jefa de materia Colaboradores Q.F.B. Nidia Rosa Maldonado Q.F.B. Ana Victoria Zapata Encalada C.D. Diego Silvestre L.E.M. Juan Jesús Nadal Ing. José Garrido

3ª Edición Julio 2011

Impreso en México

DERECHOS RESERVADOS Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del texto de la presente obra, bajo cualquier forma electrónica o mecánica, incluyendo fotocopiado, almacenamiento en cualquier sistema de recuperación de información o grabado sin el consentimiento previo y por escrito del editor.

Química I La Reforma Integral de la Educación Media Superior La Educación Media Superior (EMS) en México enfrenta desafíos que podrán ser DWHQGLGRVVyORVLHVWHQLYHOHGXFDWLYRVHGHVDUUROODFRQXQDLGHQWLGDGGHÀQLGDTXH permita a sus distintos actores avanzar ordenadamente hacia los objetivos propuestos. Es importante saber que la EMS en el país está compuesta por una serie de subsistemas que operan de manera independiente, sin correspondencia a un SDQRUDPDJHQHUDODUWLFXODGR\VLQTXHH[LVWDVXÀFLHQWHFRPXQLFDFLyQHQWUHHOORV El reto es encontrar los objetivos comunes de esos subsistemas para potenciar sus alcances y de esta manera lograr entre todos reglas claras de operación. Es importante para el desarrollo de la EMS, que ustedes docentes y estudiantes conozcan los ejes que la regulan, como opera y los retos que enfrenta en la actualidad para asumir a partir de dicho conocimiento una actitud diferente que nos permita coadyuvar en este esfuerzo. Los diferentes subsistemas de la EMS han realizado cambios en sus esWUXFWXUDVORVFXDOHVSUHWHQGLHURQGDUODSHUWLQHQFLDHÀFDFLD\FDOLGDGQHFHVDULDV para que la población a la que atiende (jóvenes entre los 15 y 21 años aproximadamente) adquiriera conocimientos y habilidades que les permitan desarrollarse de manera satisfactoria, ya sea en sus estudios superiores o en el trabajo y, de manera más general, en la vida. En esta misma línea, no se debe perder de vista el contexto social de la EMS: de ella egresan individuos en edad de ejercer sus derechos y obligaciones como ciudadanos, y como tales deben reunir, en adición a ORVFRQRFLPLHQWRV\KDELOLGDGHVTXHGHÀQLUiQVXGHVDUUROORSHUVRQDOXQDVHULHGH actitudes y valores que tengan un impacto positivo en su comunidad y en el país en su conjunto. Es en este contexto que las autoridades educativas del país, han propuesto la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS), cuyos objetivos consisten en dar identidad, calidad, equidad y pertinencia a la EMS, a través de mecanismos que permitan articular los diferentes actores de la misma en un Sistema Nacional de Bachillerato dentro del cual se pueda garantizar además de lo anterior, tránsito de estudiantes, intercambio de experiencias de aprendizaje y la FHUWLÀFDFLyQGHORVPLVPRV Lo anterior será posible a partir del denominado Marco Curricular Común (MCC) de la RIEMS, el cual se desarrolla considerando el modelo de competencias, y que incluye: Competencias Genéricas, Competencias Disciplinares (básicas y extendidas) y Competencias Profesionales (básicas y extendidas). Esta estructura permite observar de manera clara, los componentes comunes entre los diversos subsistemas, así como aquellos que son propios de cada uno y que por consiguiente, los hace distintos. Lo anterior muestra como la RIEMS respeta la diversidad del nivel educativo del país, pero hace posible el Sistema Nacional del Bachillerato, conformado por las distintas instituciones y subsistemas que operan en nuestro país. Bachillerato Universitario

Bachillerato General

Bachilleratos Tecnológicos

Competencias Genéricas Competencias Disciplinares Básicas Competencias Disciplinares extendidas Competencias Profesionales Básicas Competencias Profesionales Extendidas

III

Química I Una competencia es la integración de habilidades, conocimientos y actiWXGHVHQXQFRQWH[WRHVSHFtÀFR(VWDHVWUXFWXUDUHRUGHQD\HQULTXHFHORVSODQHV y programas de estudio existentes y se adapta a sus objetivos; no busca reempla]DUORVVLQRFRPSOHPHQWDUORV\HVSHFLÀFDUORV'HÀQHHVWiQGDUHVFRPSDUWLGRVTXH KDFHQPiVÁH[LEOH\SHUWLQHQWHHOFXUUtFXORGHOD(06 Nuestro subsistema pertenece al conjunto de los que ofrecen bachilleUDWRJHQHUDOHOFXDOHQODGHÀQLFLyQGHO0&&GHODUHIRUPDLQWHJUDOGHEHUiGHsarrollar en los estudiantes capacidades que les permitan adquirir competencias genéricas, competencias disciplinares básicas y extendidas, además de competencias profesionales básicas. Las competencias genéricas son las que todos los bachilleres deben estar HQFDSDFLGDGGHGHVHPSHxDUODVTXHOHVSHUPLWHQFRPSUHQGHUHOPXQGRHLQÁXLU en él; les capacitan para continuar aprendiendo de forma autónoma a lo largo de sus vidas, y para desarrollar relaciones armónicas con quienes les rodean, así FRPR SDUWLFLSDU HÀFD]PHQWH HQ ORV iPELWRV VRFLDO SURIHVLRQDO \ SROtWLFR 'DGD VX LPSRUWDQFLD GLFKDV FRPSHWHQFLDV VH LGHQWLÀFDQ WDPELpQ FRPR FRPSHWHQFLDV FODYH\FRQVWLWX\HQHOSHUÀOGHOHJUHVDGRGHO6LVWHPD1DFLRQDOGH%DFKLOOHUDWR$ continuación se listan las once competencias genéricas, agrupadas en sus categorías correspondientes: Se autodetermina y cuida de sí 1.

Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.

2.

Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros.

3.

Elige y practica estilos de vida saludables.

Se expresa y comunica 4.

Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

3LHQVDFUtWLFD\UHÁH[LYDPHQWH 5.

Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

6.

Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia geQHUDOFRQVLGHUDQGRRWURVSXQWRVGHYLVWDGHPDQHUDFUtWLFD\UHÁH[LYD

Aprende de forma autónoma 7.

$SUHQGHSRULQLFLDWLYDHLQWHUpVSURSLRDORODUJRGHODYLGD

Trabaja en forma colaborativa 8.

Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Participa con responsabilidad en la sociedad 9.

Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.

10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales. 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

IV

Química I Las competencias disciplinares son las nociones que expresan conocimientos, habilidades y actitudes que consideran los mínimos necesarios de cada FDPSRGLVFLSOLQDUSDUDTXHORVHVWXGLDQWHVVHGHVDUUROOHQGHPDQHUDHÀFD]HQGLIHrentes contextos y situaciones a lo largo de la vida. Las competencias disciplinares pueden ser básicas o extendidas. Las competencias disciplinares básicas procuran expresar las capacidades que todos los estudiantes deben adquirir, independientemente del plan y programas de estudio que cursen y la trayectoria académica o laboral que elijan al terminar sus estudios de bachillerato. Las competencias disciplinares básicas dan sustento a la formación de los estudiantes en las competencias genéricas que inteJUDQHOSHUÀOGHHJUHVRGHOD(06\SXHGHQDSOLFDUVHHQGLVWLQWRVHQIRTXHVHGXFDWLvos, contenidos y estructuras curriculares; se organizan en los campos disciplinares siguientes: Matemáticas, Ciencias Experimentales (Física, Química, Biología y Ecología), Ciencias Sociales y Humanidades (Historia, Sociología, Política, Economía, $GPLQLVWUDFLyQ/yJLFDeWLFD)LORVRItD\(VWpWLFD \&RPXQLFDFLyQ/HFWXUD\([presión oral y escrita, Literatura, Lengua extranjera e Informática). Para la asignatura Introducción a las ciencias sociales se tienen las siguientes competencias disciplinares básicas: Propósito (O SUHVHQWH WtWXOR EXVFD FRQVROLGDU \ GLYHUVLÀFDU ORV DSUHQGL]DMHV \ GHVHPSHxRV adquiridos, ampliando y profundizando los conocimientos, habilidades, actitudes y valores relacionados con el campo de las ciencias experimentales, promoviendo el reconocimiento de esta ciencia como parte importante de su vida diaria y como una herramienta para resolver problemas del mundo que nos rodea, implementanGRHOPpWRGRFLHQWtÀFRFRPRXQHOHPHQWRLQGLVSHQVDEOHHQODUHVROXFLyQ\H[SORUDFLyQGHpVWRVFRQODÀQDOLGDGGHFRQWULEXLUDOGHVDUUROORKXPDQR\FLHQWtÀFR La relación de la Química con la tecnología y la sociedad, y el impacto que ésta genera en el medio ambiente, buscando generar en el estudiante una conciencia de cuidado y preservación del medio que lo rodea así como un accionar ético y responsable del manejo de los recursos naturales para su generación y las generaciones futuras. Estrategia didáctica Para contribuir al desarrollo de las sesiones de aprendizaje en el aula, se estableció una estrategia que permita integrar los elementos del programa de la asignatura, con los materiales de apoyo y la actividad de docentes y estudiantes. 6H OH GHQRPLQD HVWUDWHJLD HQ HO VHQWLGR GH VX ÁH[LELOLGDG \D TXH QR pretende ser un algoritmo que el docente deba seguir al pie de la letra, si no que debe adaptarlo a las características propias del contexto en el que se desarrollan las sesiones de aprendizaje. La estrategia consta de seis pasos o etapas, mismas que deberán conocerse en las primeras sesiones, para un mejor desarrollo de las mismas. Los pasos se listan y describen a continuación: »

Dinamización y motivación

»

Contextualización

»

Desarrollo de criterios

»

Síntesis

»

Realimentación

»

Evaluación de la competencia

Dinamización y motivación En el proceso de construcción del aprendizaje, es indispensable para el facilitador tener evidencia de los aprendizajes previos que el alumno ha adquirido y considerar que es a partir de los mismos que se desarrollarán los nuevos.

V

Química I Contextualización En el desarrollo de competencias se hace necesario el aprendizaje contextual, es GHFLUSUHVHQWDUHOHPHQWRVDWUDYpVGHHVFHQDULRVTXHOHVHDQVLJQLÀFDWLYRVDORV estudiantes. La contextualización deberá realizarse al inicio de cada bloque en los que se organizan los contenidos en los programas de estudio. Desarrollo de criterios (WDSDHQODFXDOHOIDFLOLWDGRUDSDUWLUGHOD%DVH2ULHQWDGRUDGHOD$FFLyQ%2$  facilita el quehacer del estudiante en la adquisición de competencias. En esta etapa de la estrategia, estudiantes y docentes deben estar pendientes del proceso de asimilación. Galperin lo describe como un proceso de etapas y no como un fenómeno inmediato. Las distintas etapas del proceso de asimilación que el alumno experimenta para desarrollar el aprendizaje son: la etapa de motivación la cual debe fomentarse y mantenerse durante todo el curso, recordemos que si un alumno no esta motivado, difícilmente aprenderá. La segunda etapa de este proceso es la IRUPDFLyQGHOD%2$HVWDLQFOX\HODIRUPDTXHHOIDFLOLWDGRUXWLOL]DSDUDTXHHO alumno desarrolle una competencia. La RIEMS sugiere la creatividad como método RIRUPDGHHQVHxDQ]DSDUDFXPSOLUWDOHVÀQHV /D%2$SXHGHOOHYDUVHDFDERGHYDULDVIRUPDVFXEULHQGRWUHVDVSHFWRV importantes, la orientación al alumno, que como ya dijimos debe estar precedida por una buena carga de motivación, dicha orientación puede ser de dos tipos, completa en la que el maestro le proporciona al alumno todos los aspectos de un contenido, e incompleta en la cual se dejan ciertos aspectos de un contenido para que el alumno pueda descubrir o investigar por sí mismo. La generalidad es otro DVSHFWRLPSRUWDQWHHQODFRQVWLWXFLyQGHO%2$HVWDSXHGHVHUFRQFUHWDRJHQHUDlizada, es decir, el docente puede mostrar hechos concretos relativos a algún contenido o puede abarcar el mismo contenido pero por medio de hechos generales, que tengan alguna relación con el concepto que se expone al alumno. (OPRGRGHREWHQFLyQHVHO~OWLPRGHORVDVSHFWRVTXHLQFOX\HOD%2$ Este se presenta de dos formas pre-elaborada e independiente. En el primero, el alumno llega a obtener el aprendizaje de manera conjunta con el facilitador y en la segunda los alumnos adquieren el conocimiento en forma independiente. Síntesis $FWLYLGDGTXHSHUPLWHLQWHJUDUORVDSUHQGL]DMHVGHOHVWXGLDQWHDWUDYpVGHHYLGHQcias de conocimiento, desempeño, producto y actitud de manera que el docente cuente con estrategias para la evaluación formativa logrando involucrar al estudiante en procesos de coevaluación. Realimentación $O ÀQDOL]DU FDGD EORTXH VH HQFXHQWUD XQD RSRUWXQLGDG GH UHODFLRQDU ORV VDEHUHV con la vida cotidiana del estudiante y se hace referencia a las situaciones en las cuales éstos resultarán útiles prácticamente al estudiante. Evaluación de la competencia Para llevar a cabo la evaluación sumativa de las competencias que se indican en los programas de estudio, se contempla esta etapa la cual debe verse como parte del proceso, es decir, no debe en ningún momento separarse de la formativa. La mejor forma de lograr esta unidad será integrando un portafolio de evidencias de aprendizaje.

VI

Química I Simbología empleada en la guía

1. Dinamización y motivación

2. Contextualización

3. Desarrollo de criterios

4. Síntesis

5. Realimentación

6. Evaluación de la competencia

VII

Química I Contenido Bloque I Reconoces a la Química como una herramienta para la vida 2 Sesión A. ¿Qué es la Química? ¿Qué es la Química?

5

La Química en nuestro mundo cotidiano

6

Sesión B. Desarrollo histórico de la Química

7

La Química a través del tiempo

8

Relación de la Química con otras ciencias

9

Sesión C. El método científico Método científico

Bloque II Comprendes la interrelación de la materia y la energía Sesión A. Aprendiendo las propiedades de la materia

11 11

24 27

Definición de materia

27

Clasificación de la materia

28

Propiedades extensivas e intensivas

29

Propiedades químicas y físicas de la materia

30

Sesión B. Características de los estados de agregación y los cambios de la materia

30

Estados de agregación de la materia

31

Cambios de estado de la materia

33

Cambios de la materia

34

Sesión C. Tipos de energía y sus características

VIII

5

36

Energía

36

Características y manifestaciones de la energía

37

Química I Bloque III Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones Sesión A. Aportaciones históricas al modelo atómico actual

52 55

Primeras aproximaciones al modelo atómico

55

El cubo atómico

57

Sesión B. Partículas subatómicas

59

Partículas subatómicas y sus características más relevantes

59

El electrón y el modelo atómico de Thomson

59

Eugen Golstein: El protón y los rayos canales

60

El neutrón y los experimentos de Chadwik

60

Sesión C. Isótopos y su aplicación

63

Isótopo

63

Radiactividad

67

Utilidad de los isótopos

69

Sesión D. Modelo atómico actual de la mecánica cuántica (números cuánticos y configuraciones electrónicas)

70

Modelo atómico actual

71

Números cuánticos

72

La configuración electrónica

74

Representación gráfica o diagrama energético

77

Configuraciones y diagramas energéticos con la técnica de Kernel

78

Electrón diferencial

80

Bloque IV Interpretas la tabla periódica Sesión A. Historia de la tabla periódica

88 91

Tabla periódica

91

Ubicación y clasificación de los elementos

91

IX

Química I Sesión B. Características de la tabla periódica

92

Distribución de los elementos en la tabla periódica

93

Grupo, periodo y bloque

93

Bloques s, p, d y f

95

Sesión C. Las propiedades periódicas Propiedades periódicas y su variación en la tabla periódica

97

Radio atómico

97

Energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad

98

Sesión D. Importancia de los metales y no metales

100

Utilidad e importancia de los metales y no metales para la vida socioeconómica del país

100

Características de los metales

101

Características de los no metales

102

Bloque V Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares Sesión A. Enlace químico, estructura de Lewis y regla del Octeto

108 110

Enlace químico

111

Regla del octeto

112

Formación de iones y enlace iónico

116

Sesión B. Enlace covalente

118

Enlace covalente

119

Características de los diferentes tipos de enlace covalente

120

Geometría molecular y polaridad

124

Teoría de orbitales moleculares

125

Sesión C. Enlace metálico

X

97

127

El enlace metálico, concepto y teorías

127

Teoría de bandas

127

Química I Sesión D. Fuerzas intermoleculares

129

Fuerzas Intermoleculares

129

Fuerzas de Van der Waals

130

Fuerzas dipolo-dipolo

130

Fuerzas de dispersión o fuerzas de London

130

Sesión E. Puente de hidrógeno

131

Puente de hidrógeno

131

Características del agua

133

Bloque VI Manejas la nomenclatura Química inorgánica Sesión A. Reglas de nomenclatura

140 144

Valora la utilidad y manejo del lenguaje químico

145

Nomenclatura de los compuestos inorgánicos

152

Sesión B. Óxidos metálicos y no metálicos Óxidos metálicos (óxidos básicos)

157 158

Sesión C. Hidruros metálicos, hidruros no metálicos (con carácter ácido), hidruros no metálicos (o hidrobase) y sales binarias 165 Hidruros metálicos

166

Hidruros no metálicos (con carácter ácido)

167

Hidrácidos

167

Hidruros no metálicos o Hidrobase

168

Sales binarias

169

Bloque VII Representas y operas reacciones químicas

174

Sesión A. Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas

177

Símbolos y fórmulas

177

Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas

178

XI

Química I Sesión B. Tipos de reacciones químicas Las reacciones químicas

180

Reacciones por descomposición

182

Reacciones de sustitución simple

183

Reacciones de sustitución doble

184

Sesión C. Balanceo de ecuaciones químicas

185

Balanceo de ecuaciones químicas

186

Balanceo por tanteo (aproximaciones)

186

Balanceo de ecuaciones rédox por el método del número de oxidación

188

Reglas de asignación para los números de oxidación

190

Pasos para balancear una ecuación por rédox:

191

Bloque VIII Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

202

Sesión A. Entalpía de formación y de reacción, y reacciones exotérmicas y endotérmicas

206

Entalpía de formación y entalpía de reacción

206

Reacciones endotérmica y exotérmica

207

Sesión B. Velocidad de reacción

209

Velocidad de reacción

210

Teoría de las colisiones

210

Frecuencia de colisión

210

Orientación

210

Energía de activación

211

Factores que modifican la velocidad de reacción

211

Sesión C. Desarrollo sustentable

XII

180

214

Desarrollo sustentable

214

Desarrollo tecnológico

215

Química I

XIII

Bloque I Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

Comprende el concepto de química su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias.

»

8WLOL]DHOPpWRGRFLHQWtÀFRHQODUHVROXFLyQGHSUREOHPDVUHODcionados con la Química de su entorno inmediato.

Objetos de aprendizaje »

La Química

»

(OPpWRGRFLHQWtÀFR\VXVDSOLFDFLRQHV

Competencias a desarrollar 1.

Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad \HODPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV

2.

Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.

3.

,GHQWLÀFD SUREOHPDV IRUPXOD SUHJXQWDV GH FDUiFWHU FLHQWtÀFR \ plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

4.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a SUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\ realizando experimentos pertinentes.

5.

Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.

6.

Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos IHQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV

7.

([SOLFLWDODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUDOD solución de problemas cotidianos.

8.

Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de QRFLRQHVFLHQWtÀFDV

10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o PRGHORVFLHQWtÀFRV 11. $QDOL]DODVOH\HVJHQHUDOHVTXHULJHQHOIXQFLRQDPLHQWRGHOPHGLR físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 14. $SOLFDQRUPDVGHVHJXULGDGHQHOPDQHMRGHVXVWDQFLDVLQVWUXPHQWRV y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Química I Proyecto 5HFRQR]FROD4XtPLFDFRPRSDUWHGHPLYLGDFRWLGLDQDHLGHQWLÀFRHOPpWRGRFLHQWtÀFRHQODUHVROXFLyQGHSUREOHPDVGHOPXQGRTXHPHURGHD

Dinamización y motivación $ OR ODUJR GH OD SUHVHQWH JXtD SUHVHQWDUHPRV ORV HOHPHQWRV TXH WH D\XGDUiQ D VHQWLUWHFyPRGRGXUDQWHHOGHVDUUROORGHDSUHQGL]DMHVVLJQLÀFDWLYRVHQODSDUWH de la Química que nos toca desarrollar en este curso. Es importante comprender las intenciones de cada bloque, las cuales se incluyen en las unidades de competencias que aparecen al inicio de éstos, de tal manera que establezcas el compromiso de aprender la importancia que tiene la Química en nuestra vida diaria. Para comenzar, seguramente, alguna vez te has preguntado qué es la Química y para qué te puede servir. Pues bien, el objetivo de este bloque es, precisamente, tratar de dar respuesta a éstas y a otras muchas preguntas.

Contextualización $QDOLFHPRVODVLJXLHQWHVLWXDFLyQ Lupita se levanta a las 6:00 a.m. para iniciar su rutina de cada día. Por lo general, antes de salir de su casa, realiza las siguientes actividades: se baña, GHVD\XQD\VHODYDORVGLHQWHV$OOOHJDUDODRÀFLQDFRPLHQ]DVXMRUQDGDODERUDO con mucho entusiasmo, mostrándose siempre muy alegre y colaborativa con sus FRPSDxHURV$ODKRUDGHODFRPLGDVHHQFXHQWUDFRQVXQRYLR&DUORV\DOPXHU]DQ juntos. Sus amigas le han dicho que él no es nada guapo, no se explican por qué anda juntos: ella es muy bonita; a lo cual ella les responde que “hubo química” entre ambos y que además la trata muy bien. Cuando regresa al trabajo, cumple todas sus tareas, procurando dejar el menor número posible de pendientes para el día siguiente. Se retira a las 7:00 p.m., llega a su casa, se cambia de ropa y sale a caminar al parque con su perro. Después de un rato, vuelve casa, prepara una rica cena, se baña y se dispone a dormir, para descansar y poder comenzar de nuevo su rutina al día siguiente. Después de haber leído el texto anterior, contesta lo siguiente:

4

1.

¿En qué parte de la rutina diaria de Lupita interviene la Química?

2.

¿Crees que la Química tiene que ver con el hecho de que Lupita haya aceptado por novio a Carlos?

3.

¿Qué ocurre químicamente en Lupita cuando duerme?

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

Nube Árbol Fábrica

Oxidación

Automóvil Ser humano Basándote en la imagen anterior, describe qué relación tiene la Química con las actividades que se están realizando.

Sesión A. ¿Qué es la Química? Criterios a desarrollar »

Comprendo la importancia de la Química, ubicando las aplicaciones que ésta tiene en las actividades que realizo de manera cotidiana.

»

Desarrollo un sentido de responsabilidad al conocer la utilidad que tiene la Química en mi vida cotidiana.

Desarrollo de criterios

¿Qué es la Química? La Química es la ciencia que se encarga de estudiar las transformaciones de la materia y forma parte, al igual que la Física y la Biología, de las Ciencias Naturales. Llamamos naturaleza al conjunto de seres y hechos que nos rodean, los cuales constituyen el campo de estudio de las ciencias. 3RGHPRVGHÀQLUDODFLHQFLDFRPRXQFRQMXQWRVLVWHPiWLFRGHFRQRFLPLHQWRV RUGHQDGRV OyJLFDPHQWH TXH VH UHÀHUHQ D KHFKRV UHODFLRQDGRV HQWUH Vt FRPprobables mediante experimentación y cuyo objetivo es llegar a la llamada verdad absoluta.

5

Química I

Actividad de aprendizaje 1 1.

Organizados en equipos de tres integrantes, elaboren una lista de las acciones que realizan cotidianamente.

2.

Indiquen cuáles de las actividades enlistadas consideran que interviene la Química.

3.

(Q SOHQDULD FRPSDUWDQ VX RSLQLyQ FRQ HO JUXSR$O WHUPLQDU SUHVHQWHQ VXV conclusiones por escrito.

La Química en nuestro mundo cotidiano

Fig. 1.2 La quema excesiva de combustibles está dañando el ambiente.

Química es la ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformación de la materia.

6

*UDFLDVDODDSOLFDFLyQFLHQWtÀFDGHOD4XtPLFDHO hombre ha creado millares de sustancias para su bienestar. En efecto, esta ciencia resulta decisiva en el área alimentaria, tanto en la fabricación de DERQRV DUWLÀFLDOHV \ SURGXFWRV TXtPLFRV TXH LQcrementan la cantidad y calidad de nuestros alimentos, como en la conservación de éstos; en la industria del vestido, al permitir el desarrollo y SURGXFFLyQ GH ÀEUDV DUWLÀFLDOHV \ VLQWpWLFDV TXH VXVWLWX\HQDODVÀEUDVYHJHWDOHV\DQLPDOHVHQHO campo de la salud, al suministrar medicamentos como las vitaminas, las hormonas, la quinina, las sulfamidas, la penicilina, los anestésicos y los desinfectantes, salvan y prolongan la vida humana, al Fig. 1.1 La Química puede encontrarse en combatir las enfermedades y aliviar el dolor; o en nuestra vida cotidiana. otros ámbitos como el de la fabricación de materiales de construcción, el de la comunicación, el WUDQVSRUWHHWFpWHUD(QÀQODHQFRQWUDPRVSUHVHQWHHQSUiFWLFDPHQWHWRGRVORV productos y materiales que utilizamos a diario. La Química aparece en todos los fenómenos que observamos durante el día. Por ejemplo, cuando se quema un combustible, ocurren reacciones químicas que liberan energía capaz de proporcionar potencia para el transporte y la electricidad, o calor para hogares y negocios. Sin embargo, algunos de los productos secundarios originados por la quema de cantidades masivas de combustibles están dañando nuestro ambiente. Los investigadores trabajan en estos problemas. Las sustancias químicas adicionadas a los alimentos proporcionan energía y nos ayudan a conservar la salud, pero en ocasiones también SXHGHQ SURYRFDU FiQFHU /RV FLHQWtÀFRV WDPELpQ buscan resolver los problemas relacionados con el cuidado de la salud, por lo que han desarrollado sustancias químicas para ayudar en el diagnóstico y tratamiento de muchos problemas médicos: compuestos que sirven para combatir infecciones, aliviar el dolor, controlar el cáncer y detectar paFig. 1.3 La Química ayuda en el tratamiento GHFLPLHQWRVFRPRODGLDEHWHVRHO6,'$/D4XtPL- de mucho problemas médicos.

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

ca está ayudando a mejorar la calidad de vida en muchas y diversas áreas: hace posible desarrollar la alta tecnología de la actualidad, desde los chips de compuWDGRUDKDVWDORVFULVWDOHVOtTXLGRV\ODVÀEUDVySWLFDV$VLPLVPRRIUHFHPDWHULDles nuevos que visten, abrigan y divierten, como por ejemplo: trajes espaciales, PDWHULDOHVDLVODQWHVWDEOHURVVRODUHVUDTXHWDVGHWHQLV\FDxDVGHSHVFDU$VtOD Química resulta fundamental para prácticamente todo lo que la sociedad produce y consume.

Actividad de aprendizaje 2 Investiga acerca de la utilidad de la Química en la industria médica, alimentaria, textil, del plástico y agropecuaria.

Síntesis 1.

2.

$ WUDYpV GH XQD OOXYLD GH LGHDV FRQVWUX\H ODV GHÀQLFLRQHV GH ODV VLJXLHQWHV SDODEUDV5HÁH[LRQDVREUHODVSURSXHVWDVGHWXVFRPSDxHURVGLVFXWHDFXHUGD \FRQFOX\HXQDGHÀQLFLyQSDUDFDGDWpUPLQR »

Ciencia:

»

Naturaleza:

»

Materia:

»

Masa:

»

Energía:

De manera individual, redacta un ensayo sobre la importancia que tiene la Química en tu vida cotidiana.

Sesión B. Desarrollo histórico de la Química Criterios a desarrollar »

Reconozco los grandes momentos del desarrollo de la Química.

»

Relaciono la Química con otras ciencias como las Matemáticas, la Física y la Biología, entre otras.

»

Valoro las aplicaciones de la Química en mi vida cotidiana y en el desarrollo de la humanidad.

7

Química I Desarrollo de criterios

La Química a través del tiempo $QWHVGHOQDFLPLHQWRGHOD4XtPLFDFRPRXQDFLHQFLDIRUmal, los materiales habían sido ya objeto de transformaciones y estudio. En el Medioevo, los alquimistas practicaron la metalurgia, la fabricación de vidrio, la destilación, la fermentación e, incluso, la manufactura de explosivos. (OKRPEUHDOPRGLÀFDUODQDWXUDOH]DLQWHQWDEDVXSURSLD SXULÀFDFLyQ'HDKtSURYLHQHODE~VTXHGDGHORUR´HOPiV perfecto de los materiales”. Los artesanos de la antigua Mesopotamia (3000 años a. C.) aprendieron a alear cobre y estaño para obtener bronce. Los chinos propusieron que la materia se componía de cinco elementos: agua, fuego, metal, tierra y madera D& $OUHGHGRUGHODxRD&DSDUHFLyHOSRVFig. 1.4 Demócrito. tulado del yin-yang, el cual proponía que los cambios que ocurren en la naturaleza son el resultado de mezclar dos elementos opuestos: un yang (elemento positivo) y un yin (elemento negativo). Según esta propuesta, los planetas se originaron de la combinación del sol (yang), que simbolizaba el fuego, y la luna (yin), que simbolizaba el agua. En esta misma época, los egipcios y los persas utilizaban el oro, el cobre y compuestos de plomo en tareas de alfarería y para teñir ropas con índigo. También realizaban embalsamamientos. Por su parte, los chinos y los egipcios sabían preparar bebidas alcohólicas mediante el método de fermentación. Las contribuciones griegas (6600 a 200 años a. C.) fueURQVyORHVSHFXODFLRQHV\DTXHQRUHDOL]DURQH[SHULPHQWRV$ULVWyWHOHVD & DÀUPyTXHKDEtDFXDWURHOHPHQWRVWLHUUDDJXDIXHJR\DLUH/HXFLSR\VXGLVcípulo Demócrito (460-370 a.C.) argumentaron que la materia no era continua y que estaba compuesta de pequeñas partículas indivisibles (átomos). Los alquimistas pensaban que las sustancias inanimadas se comportaban de alguna manera como seres vivos. También creían que todo tiene una perfección natural, alcanzable mediante la intervención humana. Entre los metales, la perfección era el oro y la transmutación en este metal podía lograrse con una sustancia conocida como HOHOL[LUR´ODSLHGUDÀORVRIDOµ$OJXQRVFUHtDQTXHDOSRVHHUODSLHGUDÀORVRIDOSRGtDQFXUDUFXDOTXLHUHQIHUPHGDG y rejuvenecerse ellos mismos. En el siglo XII, la alquimia se extendió desde el mundo árabe hacia Europa occidental, época en la que el alquimista Paracelso  LQÁXyó notablemente en la Medicina con sus criterios sobre la salud y la enfermedad, así como con el uso que hacía de drogas preparadas mediante principios químicos.

Fig. 1.5 Paracelso, alqui-

Se considera que la Química moderna empezó PLVWD TXH LQÁX\y QRWDcon la publicación, en 1661, de El químico escéptico, es- blemente en la Medicina durante la Edad Media. FULWR SRU HO FLHQWtÀFR LUODQGpV 5REHUW %R\OH   En este libro, Boyle atacó los puntos de vista aristotélicos y alquimistas sobre la materia y propuso una forma de atomismo.

8

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

Por la misma época, Georg Ernst Stahl (1660-1734) propuso la Teoría del ÁRJLVWRFRQVLGHUDGDFRPRHOSULPHUSULQFLSLRLPSRUWDQWHHQ4XtPLFD6WDKOSURSXVRTXHWRGRVORVPDWHULDOHVFRPEXVWLEOHVFRQWHQtDQÁRJLVWRHOFXDOHUDOLEHUDGR DOTXHPDUODVXVWDQFLD6RORGHVSXpVGHTXHHOTXtPLFRIUDQFpV$QWRLQH/DYRLVLHU (1743-1794) rebatiera dicha teoría y explicara la combustión como la combinación de la materia con el oxígeno, pudo desarrollarse la nueva Química.

Actividad de aprendizaje 3 1.

2.

Organizados en equipos, investiguen sobre las aportaciones de cada uno de los siguientes personajes de la ciencia. Una vez que hayan recabado la información, elaboren con ella un cuadro sinóptico, en el que incluyan las fechas en que tales aportaciones fueron realizadas: »

Leucipo y Demócrito

»

Georg Ernst Stahl

»

$QWRLQH/DXUHQWGH/DYRLVLHU

»

John Dalton

»

John Joseph Thomson

»

Pierre y Marie Curie

»

Ernest Rutherford

»

Niels Bohr

»

Erwin Schrödinger

»

Werner Heinserberg

»

Vicente Ortigosa

»

Mario José Molina Henríquez

Fig. 1.6 Lavoisier, uno de los principales sabios de la Química.

Con la información que obtuviste en la investigación anterior, contesta en tu cuaderno lo siguiente: ¿piensas que la ciencia está en constante cambio? ¢3RUTXpVHGLFHTXHHOFRQRFLPLHQWRFLHQWtÀFRHVWiOLPLWDGRSRUODVRFLHGDG HQODTXHVHGHVDUUROOD"-XVWLÀFDWXVUHVSXHVWDV

Relación de la Química con otras ciencias Existen muchas ciencias relacionadas con la Química, como es el caso de la MeGLFLQDOD$JULFXOWXUDOD2FHDQRJUDItDOD,QJHQLHUtD\ODV0DWHPiWLFDV(VWD~Otima, por ejemplo, es utilizada por la Química para representar las ecuaciones TXtPLFDVHIHFWXDUFiOFXORVHLQWHUSUHWDUODVOH\HVFLHQWtÀFDV

9

Química I

Biología Botánica Agronomía

Biología celular Microbiología Anatomía Fisiología Genética

Bioquímica Biología molecular Inmunología Endocrinología Ingeniería genética

Ciencias ambientales Ecología Estudios de contaminación

Medicina y C.C de la Salud

Química

Farmacología Nutrición Química Clínica Radiología

Geología Física Astronomía

Física atómica y nuclear Mecánica cuántica Espectrocopía Ciencias de materiales Biomecánica

Química nuclear Radioquímica Medicina Nuclear

Fig. 1.7 Ciencias con las que se relaciona la Química.

El campo de estudio de la Química es muy amplio, por lo que resulta imposible que alguien pueda poseer todos los conocimientos que constituyen a esta ciencia. Es por ello que se le divide en diferentes ramas, entre las cuales, las más importantes son: »

Química general DERUGD ORVSULQFLSLRV EiVLFRVORVFXDOHV VH UHÀHUHQ a la estructura íntima de los cuerpos y sus propiedades. Esta rama se relaciona estrechamente con la Física.

»

Química inorgánica: cuyo objeto de estudio son las sustancias que forman el reino mineral. No estudia los compuestos del carbono, con excepción de los compuestos oxigenados de este elemento.

»

Química orgánica: que estudia los compuestos del carbono.

»

Química analítica: que comprende los métodos del reconocimiento y determinación de los constituyentes de los compuestos, tanto en su calidad (análisis cualitativo) como en su cantidad (análisis cuantitativo).

»

Fisicoquímica: que comprende las leyes básicas de la Química, junto con las hipótesis y teorías físicas que se emplean para explicarlas.

»

Bioquímica: cuyo objeto de estudio lo constituyen los procesos químicos que ocurren en los seres vivos.

([LVWHQ RWUDV UDPDV GH OD 4XtPLFD GH DSOLFDFLyQ PiV HVSHFtÀFD FRPR son: la Termoquímica, la Electroquímica, la Cinética química, la Geoquímica, la $VWURTXtPLFDHWFpWHUD

Actividad de aprendizaje 4 Organizados en equipos, elaboren un mapa mental en donde se muestre la relación TXHWLHQHOD4XtPLFDFRQRWUDVFLHQFLDV,OXVWUHQFRQÀJXUDVUHFRUWDGDVFDGDXQD de las ciencias que señalaron.

10

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

Síntesis 1.

Elabora en tu cuaderno un diagrama con lo más relevante de la historia de la Química.

2.

Realiza una investigación sobre alguno de los conceptos siguientes: quimioterapia, radioisótopos, biomasa, cosmología y Agroquímica. Los aspectos que deben investigar son: a)

6LJQLÀFDGR

b)

Aplicación

c)

%HQHÀFLRV

d)

Riesgos

e)

Relación con la Química

Sesión C. El método científico Criterios a desarrollar »

5HFRQR]FRORVSDVRVGHOPpWRGRFLHQWtÀFR\ORVDSOLFRHQODUHVROXFLyQ de problemas del campo de la Química.

»

Participo en el desarrollo de actividades experimentales y/o de campo, SURPRYLHQGRHOWUDEDMRPHWyGLFR\RUJDQL]DGRGHOPpWRGRFLHQWtÀFR

Desarrollo de criterios

Método científico

(OPpWRGRFLHQWtÀFRHV utilizado por diversas ciencias.

$SDUWLUGHODFRQVROLGDFLyQGHOPpWRGRFLHQWtÀFRODVFLHQFLDVSXGLHURQDOFDQ]DU un desarrollo continuo. Para obtener conocimientos, sistematizarlos y llegar a conFOXVLRQHVWRGDVODVFLHQFLDVVLJXHQXQSURFHGLPLHQWRHOPpWRGRFLHQWtÀFRTXH SXHGH YDULDU HQ IXQFLyQ GH ORV REMHWLYRV HVSHFtÀFRV GH FDGD FLHQFLD HO FXDO HV explicado a continuación:

11

Química I

Observación

Planteamiento del problema

Formulación de hipótesis

Experimentación

Confirmación de la hipótesis

Rechazo de la hipótesis

Establecimiento de una teoría

Formulación de una ley Fig. 1.8 /RVSDVRVGHOPpWRGRFLHQWtÀFR

12

1.

2EVHUYDFLyQ R LGHQWLÀFDFLyQ GH SUREOHPDV. Cuando observamos también debemos utilizar nuestros cinco sentidos y contar con instrumentos de medición como: la regla, la báscula, el termómetro, el microscopio, etcétera. La observación nos permite determinar las características del fenómeno en estudio, por lo que debe de tener una intención, un propósito y objetivos bien planteados.

2.

)RUPXODFLyQ GH SUREOHPDV GH FDUiFWHU FLHQWtÀFR. Consiste en plantearse preguntas acerca del fenómeno observado.

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

3.

4.

Bloque I

Planteamiento de hipótesis. Es una suposición que debe expresarse de una manera lógica y ordenada. Para plantear una hipótesis, debemos partir de: a)

Un suceso, el cual se plantea con base en experiencias y en la investiJDFLyQELEOLRJUiÀFD

b)

Una variable experimental, donde se consideran las características del IHQyPHQRTXHYDPRVDPRGLÀFDU

c)

Una predicción, que es una conjetura sobre lo que esperamos obtener u observar al variar las características del fenómeno en estudio.

Experimentación. Es un plan de trabajo para poder comprobar la hipótesis planteada. Este plan debe incluir los siguientes puntos: a)

Elaborar una lista del material necesario.

b)

Estudiar cuáles serán las características del fenómeno que se va a poner a prueba (variable independiente) y qué es lo que va a cambiar de éste a causa de aquéllas (variable dependiente); además, de reconocer las constantes, es decir, los demás aspectos del fenómeno que no serán PRGLÀFDGRV

c)

Preparar los testigos, es decir, obtener muestras en las cuales no se KDFHQLQJXQDPRGLÀFDFLyQSDUDTXHHOIHQyPHQRVHSUHVHQWHWDOFRPR se observa en la naturaleza. Tales muestras o testigos sirven como punto de comparación.

d)

Desarrollar las pruebas experimentales que se van a realizar.

5.

Obtención y registro de información. Consiste en la recopilación de los datos obtenidos durante la experimentación, el análisis de éstos y la redacción de las conclusiones a las que se ha llegado en un reporte de resultados.

6.

Contrastación de resultados: teoría y ley. Una vez que la hipótesis ha podido VHUFRQÀUPDGDSRUPHGLRGHODH[SHULPHQWDFLyQȩFXDQGRpVWDKDVLGRUHDOL]DGDGHGLIHUHQWHVPDQHUDV\ORVUHVXOWDGRVVRQFRQÀDEOHVȩVHSXHGHSURSRQHU FRPRXQDWHRUtD<VLpVWDVHSXHGHJHQHUDOL]DUȩSDUDORFXDOGHEHQWHQHU XQDFRPSUREDFLyQPDWHPiWLFDȩVHKDFHXQLYHUVDO\VHFRQYLHUWHHQXQDOH\

Actividad de aprendizaje 5 Realiza los siguientes ejercicios y, después, forma un equipo con dos de tus compañeros para comparar las respuestas. 1.

Los siguientes pasos son útiles para resolver problemas; ordénalos cronológiFDPHQWH\HVFULEHDTXpSDVRGHOPpWRGRFLHQWtÀFRFRUUHVSRQGHFDGDXQR a)

$QDOL]DORVGDWRVLGHQWLÀFDHOWLSRGHSUREOHPDGHOTXHVHWUDWD\GHVcribe un plan para llegar a la respuesta:

b)

Evalúa la respuesta y comprueba que es una solución correcta:

c)

,GHQWLÀFDHOSUREOHPD

d)

Pon en práctica el plan propuesto, para tratar de obtener una solución:

e)

Recopila, escribe los datos y hechos conocidos relacionados con el problema:

13

Química I 2.

Es cumpleaños de tu mamá y, para festejarlo con toda la familia, decides prepararle un pastel de nuez, con la famosa receta de tu abuelita. Después de leerla, consideras que el pastel tendrá mejor sabor si le agregas esencia GHYDLQLOOD\FKLVSDVGHFKRFRODWH$OSUHSDUDUHOSDVWHOYLHUWHVDOWDQWHROD esencia de vainilla y algunas chispas de chocolate y, cuando lo sirves, toda tu familia lo encuentra delicioso. Repites nuevamente la preparación, pero esta vez mides y registras la cantidad de vainilla y de chispas de chocolate que agregaste a la receta. Nuevamente el pastel le encanta a toda la familia. a)

¿Cuál es la experimentación?

b)

¿Cuál es la hipótesis?

c)

¿Cuál es la observación?

d)

¿Cómo redactarías en este caso tu teoría?

e)

¿Qué más tendrías que hacer para convertir tu teoría en una ley?

f)

(VFULEH XQD FRQFOXVLyQ HQ XQD ÀFKD GH WUDEDMR VREUH OD XWLOLGDG GHO PpWRGRFLHQWtÀFRHQODVDSOLFDFLRQHVGHOD4XtPLFD

Síntesis ,QGLFDFRQTXpSDVRVGHOPpWRGRFLHQWtÀFRVHFXHQWDHQHOVLJXLHQWHFDVR 1.

14

8QDJUyQRPRVHSUHJXQWDEDVLODQRFKHEXHQDVyORÁRUHFHHQLQYLHUQR\GHFLGLy hacer un experimento. La información que obtuvo fue la siguiente: a)

/DVQRFKHEXHQDVVRQSODQWDVGHIRWRSHULRGRFRUWRSRUORTXHVyORÁRrecen en invierno.

b)

7DOYH]ODVKRUDVGHOX]IRWRSHULRGR GHWHUPLQDQVLXQDSODQWDÁRUHFHR no. Si es así, las nochebuenas expuesta a la luz de los días cortos (de 10 KRUDVGHOX] ÁRUHFHUiQ

c)

$ORVGtDVGHTXHVHLQLFLyHOH[SHULPHQWRODVSODQWDVGHQRFKHEXHQD PDQLSXODGDVÁRUHFLHURQ\ODVRWUDVQR

d)

¢3RUTXpODVQRFKHEXHQDVyORÁRUHFHQHQLQYLHUQR"

e)

Se colocaron 50 plantas de nochebuena en un cuarto oscuro, en la époFDGHYHUDQR\VHOHVSURSRUFLRQyOX]DUWLÀFLDOGXUDQWHKRUDVSDUD simular las condiciones de los días invernales. Paralelamente, otras 50 plantas fueron expuestas a la luz natural.

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

Realimentación 1.

(VFULEHVREUHODVOtQHDVFRUUHVSRQGLHQWHVHOFRQFHSWRDTXHVHUHÀHUHFDGDXQD GHODVVLJXLHQWHVGHÀQLFLRQHV a)

Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio:

b)

Es el método que se aplica para el estudio de los fenómenos químicos:

c)

Es la ciencia que estudia la relación de los seres vivos con su medio ambiente:

2.

Las siguientes imágenes representan algunas de las ciencias que se relacionan con la Química. Escribe el nombre que les corresponde al lado de cada óvalo:

3.

Las siguientes imágenes representan cada una de las distintas etapas del método FLHQWtÀFR6REUHODVOtQHDVTXHODVDFRPSDxDQHVFULEHHOQRPEUHTXHOHVFRUUHVponde y la posición (número) que tienen en el orden del método en cuestión:

15

Química I

Actividad experimental 1: Conocimiento del equipo y material de laboratorio Objetivo Que el alumno conozca el equipo y material que se utiliza frecuentemente en el laboratorio de Química, así como el manejo de los mismos. Materiales Materiales de cristal, porcelana, metal, hule, plástico y todo el equipo que esté disponible. Sustancias No necesarias. Antecedentes /D4XtPLFDHVXQDFLHQFLDH[SHULPHQWDOORTXHVLJQLÀFDTXHVXHVWXGLRUHTXLHUHGH equipo y material de laboratorio, cuyas características y adecuado empleo resulta indispensable conocer. Solo mediante la observación y la comprobación, es decir a través del trabajo práctico, es posible experimentar el comportamiento de la materia, así como formar el hábito de trabajar con seguridad y precisión e interpretar los resultados obtenidos. De ahí la necesidad e importancia de conocer no solo el equipo y el material que integran un laboratorio químico sino, sobre todo, su uso correcto y seguro.

16

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

Procedimiento El maestro mostrará a los alumnos el equipo y material más usuales, explicando brevemente el uso de cada uno. Material de vidrio

}

}

Vidrio de reloj

} Matraz volumétrico

}

Probeta

Matraz de destilación

}

Frasco gotero

Matraz Erlenmeyer

}

Refrigerante

}

}

Tubos de ensayo

17

Química I Material de vidrio

}

Matraz kitazato

}

Vaso de precipitado

}

Cristalizador

}

Pipeta

Termómetro

}

}

Bureta

Material metálico

18

}

Pinza para tubo de ensayo

}

Pinza para bureta

}

}

$QLOOR metálico

Tela de asbesto

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

Material metálico

}

Pinza para crisol

}

Pinza tres dedos

}

}

Soporte universal

}

}

}

Tripié

Mechero de Bunsen

Espátula

Cucharilla de combustión

19

Química I Material de hule y plástico

}

}

Tapón de hule

}

Piseta

Manguera de hule

}

Embudo

Material de porcelana

}

Mortero

}

}

Crisol

Cápsula

Otros materiales

}

20

Gradilla

}

Balanza

&ODVLÀFDGH acuerdo a la lista, las actividades que considera que interviene la Química.

Realiza una lista de acciones cotidianas.

En equipos de tres integrantes:

Actividades de aprendizaje Criterios

Puntaje

Desarrollo un sentido de responsabilidad al conocer la utilidad que tiene la Química en mi vida cotidiana.

Comprendo la importancia de la Química ubicando las aplicaciones e importancia que ésta tiene en las actividades que realizo cotidianamente.

Duración:

0

No tengo idea del uso de la Química en mi vida diaria.

Pre-formal

0

Tengo algunas nociones del uso de la Química en mi vida diaria.

Inicial- receptivo

1

Reconozco algunas aplicaciones de la Química en mi vida diaria.

Resolutivo (básico)

Autónomo

3

5

Reconozco y describo fácilmente las aplicaciones que tiene la Química en mi vida y la importancia de la misma.

Estratégico

3. Competencias

Reconozco fácilmente el uso de la Química en mi vida cotidiana.

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

Reconozco a la Química como parte de mi vida cotidiana e LGHQWLÀFRDOPpWRGRFLHQWtÀFR en la resolución de problemas del mundo que me rodea.

Química I

Docente:

2. Proyecto Bloque I

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

Guía didáctica de Química I

Presentación PowerPoint

Rotafolio

6. Recursos

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

21

22 Puntaje

Reconozco los pasos del método FLHQWtÀFR\OR aplico en la resolución de problemas del campo de la Química.

Puntaje

Relaciono a la Química con otras ciencias, como las Matemáticas, la Física, y la Biología, entre otras.

Reconozco los grandes momentos del desarrollo de la Química.

Criterios

0

No reconozco los pasos del método FLHQWtÀFR

0

No tengo idea de la historia de la Química

Pre-formal

4

Reconozco los pasos del método FLHQWtÀFR\ realizo las actividades.

4

Realizo el cuadro con algunos personajes pero no con los más importantes

Resolutivo (básico)

7. Normas de trabajo

0

Reconozco los pasos del método FLHQWtÀFR pero no realizo las actividades.

2

Tengo idea de algunas nociones de la historia de la Química

Inicial- receptivo

Autónomo

7

Resuelvo los planteamientos aplicando los pasos del método FLHQWtÀFR

7

Realizo el cuadro con los más importantes personajes de la historia de la Química.

5. Estructura de la evaluación

10

$SOLFRORV pasos del método FLHQWtÀFRHQ la resolución de problemas y escribo mi conclusión acerca del método.

10

5HÁH[LRQR acerca de la historia de la Química y las aportaciones más relevantes de los FLHQWtÀFRV

Estratégico

Rotafolio

Periódico

Recortes

Revistas

Internet

Referencia ELEOLRJUiÀFD

Guía didáctica de Química I

6. Recursos

Los trabajos se deberán entregar de acuerdo a lo establecido por el facilitador durante el desarrollo de la sesión

Resuelve los planteamientos aplicando el PpWRGRFLHQWtÀFR y escribe una conclusión sobre la utilidad del método FLHQWtÀFR

5HÁH[LRQD de acuerdo a la investigación que realiza.

Realiza un cuadro de las aportaciones de los personajes de la ciencia señalando las fechas de sus aportaciones.

En forma individual:

Actividades de aprendizaje

4. Actividades del proyecto

Química I

Reconoces a la Química como una herramienta para la vida

Bloque I

23

Bloque II Comprendes la interrelación de la materia y la energía Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

Comprende el concepto, las propiedades y los cambios de la materia.

»

Caracteriza los estados de agregación de la materia.

»

Expresa algunas aplicaciones de los cambios de la materia en los fenómenos que observa en su entorno.

»

Promueve el uso responsable de la materia para el cuidado del medio ambiente.

»

Distingue entre las fuentes de energías limpias y contaminantes.

»

Argumenta la importancia que tienen las energías limpias en el cuidado del medio ambiente.

Objetos de aprendizaje »

Materia

»

Propiedades y cambios

»

Energía y su interrelación con la materia

Competencias a desarrollar 1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la socieGDG\HODPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV 2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. 3. ,GHQWLÀFD SUREOHPDV IRUPXOD SUHJXQWDV GH FDUiFWHU FLHQWtÀFR \ plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a SUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV y realizando experimentos pertinentes. 5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. 6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos IHQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV 7. ([SOLFLWDODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUDOD solución de problemas cotidianos. 8.([SOLFDHOIXQFLRQDPLHQWRGHPiTXLQDVGHXVRFRP~QDSDUWLUGH QRFLRQHVFLHQWtÀFDV 9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer QHFHVLGDGHVRGHPRVWUDUSULQFLSLRVFLHQWtÀFRV 10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instruPHQWRVRPRGHORVFLHQWtÀFRV 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Química I Proyecto Comprendo la relación de la materia y la energía, analizando sus características y ORVEHQHÀFLRVTXHWUDHHOFRQRFLPLHQWRGHpVWDV

Dinamización y motivación 6HJXUDPHQWHDOHVFXFKDUODSDODEUD´PDWHULDµWHYLHQHDODPHQWHDTXHOODGHÀnición que la describe como todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, pero VDEHVUHDOPHQWH¢TXpVLJQLÀFD"7HQHPRVDQXHVWURDOUHGHGRULQÀQLGDGGHREMHWRV FDGDXQRGHORVFXDOHVSRVHHXQDPDVDVHHQFXHQWUDRFXSDQGRXQHVSDFLR~QLFR que le corresponde y cuenta con ciertas características o propiedades. No necesitas ser químico para poder determinar las características de un objeto, distinguir sus propiedades y establecer los estados que pueden presentar las distintas cosas que nos rodean.

Actividad En tu cuaderno, escribe el nombre del estado de agregación (sólido, líquido, gaVHRVRRSODVPD DOTXHSHUWHQHFHFDGDXQDGHODVLPiJHQHVTXHWHSUHVHQWDPRV a continuación, así como sus propiedades o características físicas que puedas observar.

Ahora que te ha familiarizado con estos sencillos conceptos, continuemos esta fabulosa aventura por el mundo de la Química.

26

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

Sesión A. Aprendiendo las propiedades de la materia Criterios a desarrollar »

Reconozco las propiedades de la materia: extensivas e intensivas, físicas y químicas.

»

Explico el concepto de materia.

»

Promuevo el uso responsable de la materia para el cuidado del medio ambiente.

Desarrollo de criterios

Definición de materia /DPDWHULDVHSXHGHGHÀQLUVLPSOHPHQWHFRPR´HVRµGHORTXHHVWiQKHFKDVWRGDV ODVFRVDVPDWHULDOHVGHOXQLYHUVR(ODJXDODVDOHOD]~FDUHODFHURODVHVWUHOODV incluso los gases presentes en el aire, todo se compone de materia. La Química es la ciencia que estudia la materia y los cambios que ésta sufre. La masa es la medida de la cantidad de la materia. Incluso el aire tiene PDVDSHURTXL]iVRORQRVGDPRVFXHQWDGHHOORFXDQGRFDPLQDPRVFRQWUDXQYLHQto fuerte. Con frecuencia, se confunde la masa con el peso. El peso corresponde a la acción de la fuerza de gravedad sobre la masa de un objeto en particular. DuranWHODPD\RUSDUWHGHODKLVWRULDODUD]DKXPDQDHVWXYRUHVWULQJLGDDODVXSHUÀFLH GHO SODQHWD 7LHUUD TXH HMHUFH XQD IXHU]D JUDYLWDWRULD UHODWLYDPHQWH FRQVWDQWH sobre un objeto, de modo que los términos “masa” y “peso” se empleaban por lo general de manera indistinta. Se creía que, si algo tenía el doble de masa que RWUDFRVDWDPELpQSHVDUtDGRVYHFHVPiV6LQHPEDUJRFXDQGRVHLQLFLyODH[SORUDFLyQGHOHVSDFLRODVGLIHUHQFLDVHQWUHPDVD\SHVRVHKLFLHURQPiVHYLGHQWHV\ IiFLOHVGHGHVFULELU/DPDVDGHXQDVWURQDXWDHQODOXQDHVODPLVPDTXHVXPDVD HQOD7LHUUDODFDQWLGDGGHPDWHULDGHODTXHHVWiKHFKRQRFDPELD(OSHVRGHO DVWURQDXWDHQODOXQDVLQHPEDUJRHVVRORXQDVH[WDSDUWHGHVXSHVRHQOD7LHUUD debido a que la atracción que ejerce la luna es seis veces menor que la atracción GHOD7LHUUD(OSHVRFDPELDFRQODJUDYHGDGSHURODPDVa no.

Fig. 2.1 La materia se encuentra a nuestro alrededor.

¿Sabías que la materia es todo lo que ocupa un lugar HQHOHVSDFLR"

Actividad de aprendizaje 1 I.

Basado en la lectura que acabas de realizar y en tus conocimientos de MatePiWLFDVUHÁH[LRQDHQWRUQRDORVLJXLHQWH

1.

¢3RUTXpXQDPXHVWUDFXDOTXLHUDGHURFDWLHQHPiVSHVRHQOD7LHUUDTXHHQ ODOXQD"

2.

¢&yPRHVFRPSDUDWLYDPHQWHODPDVDGHODURFDHQHVWRVGRVDPELHQWHV"

27

Química I 3.

A veces, los términos “masa” y “peso” se utilizan indistintamente, ¿por qué HVWRHVLQFRUUHFWR"

4.

'HORVVLJXLHQWHVREMHWRV¢FXiOHVFRQWLHQHQPDWHULD\FXiOHVQR"([SOLFDWX respuesta.

a.

Luz

h.

Pintura

o.

Electricidad

b.

Fresas

i.

Chocolate

p.

Papel

c.

Agua

j.

Vidrio

q.

Madera

d.

Sonidos musicales

k.

Hidrógeno

r.

Vela

e.

Aire

l.

5D\ROiVHU

s.

Carbón

f.

Calor

m. Hierro

t.

Hielo

g.

$]~FDU

n.

3OiVWLFR

Clasificación de la materia 7RGDPXHVWUDGHPDWHULDVHSXHGHFODVLÀFDUFRPRVXVWDQFLDSXUDRFRPRPH]FOD Una sustancia pura puede ser un elemento o un compuesto, cuya composición es GHÀQLGD\ÀMD/DVVXVWDQFLDVSXUDVSUHVHQWDQSURSLHGDGHVHVWDEOHV\FRQVWDQWHV EDMRXQDVHULHGHFRQGLFLRQHVGHÀQLGDV Un elemento es una sustancia fundamental o elemental que no se pueGHGHVFRPSRQHUSRUPHGLRVTXtPLFRVHQRWUDVPiVVHQFLOODV/RV HOHPHQWRVVRQ como los ladrillos con los que se construyen todas las sustancias. Un compuesto, en cambio, es una sustancia pura que se puede descomponer, mediante diferentes PpWRGRVTXtPLFRVHQGRVRPiVHOHPHQWRV 8QDPH]FODHVWiFRQVWLWXLGDSRUGRVRPiVVXVWDQFLDVSXUDVFDGDXQDGH ODVFXDOHVPDQWLHQHVXLGHQWLGDG\SURSLHGDGHVHVSHFtÀFDV/DV PH]FODVSXHGHQ ser homogéneas y heterogéneas. Las mezclas homogéneas compuestas por gases, líquidos o sólidos, disueltas en líquidos, se denominan soluciones. Una solución es homogénea en todas sus SDUWHV\HVWiFRPSXHVWDSRUGRVRPiVVXVWDQFLDVSXUDV &RQVWDGHGRVRPiVSRUFLRQHVRIDVHVItVLFDPHQWHGLVWLQWDV\GLVWULEXLdas de manera irregular. En ella, podemos distinguir a simple vista, o con ayuda de una lupa o microscopio, las partes que la forman.

Actividad de aprendizaje 2 Utilizando los conocimientos que ahora tienes, integra equipos con tus compañeros \FODVLÀTXHQORVVLJXLHQWHVREMHWRVFRPRFRPSXHVWRVHOHPHQWRVPH]FODVKRPRgéneas, mezclas heterogéneas o soluciones. Al terminar, argumenten ante el grupo cada una de sus respuestas.

28

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

a.

Calcio

j.

Sonidos musicales

s.

Hierro

b.

Agua

k.

Aire

t.

3OiVWLFR

c.

Silicio

l.

Calor

u.

Electricidad

d.

Sal

m. $]~FDU

v.

Palomitas de maíz

e.

Papel

n.

Pintura

w. Madera

f.

$]~FDU

o.

Chocolate

x.

Vela

g.

Luz

p.

Vidrio

y.

Carbón

h.

Fresas

q.

Hidrógeno

z.

Hielo

i.

Agua

r.

5D\ROiVHU

Bloque II

Propiedades extensivas e intensivas /DVSURSLHGDGHVPHGLEOHVGHODPDWHULDVHSXHGHQFODVLÀFDUHQGRVWLSRVH[WHQVLvas e intensivas. Llamamos propiedades extensivas a aquellas características que dependen de la cantidad de materia, sin importar su estado de agregación molecular. Estas propiedades son aditivas, es decir, directamente proporcionales al tamaño de la muestra con que se esté trabajando, independientemente de la sustancia de que se trate. »

Volumen: Es la capacidad de la materia para ocupar un lugar en el espacio, por lo que en el vacío no hay materia.

»

Peso: (VODIXHU]DFRQODTXHODJUDYHGDGDWUDHXQFXHUSRKDFLDOD7LHrra, y depende directamente de la masa de este.

»

Inercia: Es la propiedad por la que un cuerpo se opone a cambiar el estado de movimiento rectilíneo uniforme, o de reposo, en que se encuentra.

»

Impenetrabilidad: Es la característica que impide que dos cuerpos puedan ocupar, al mismo tiempo, un mismo lugar.

»

Porosidad: 6HUHÀHUHDOVLVWHPDGHHVSDFLRVKXHFRVTXHH[LVWHQHQWUH las partículas que forman la materia.

»

Divisibilidad: 6HUHÀHUHDODFDSDFLGDGGHODPDWHULDSDUDIUDJPHQWDUVH

»

Elasticidad: Es la propiedad que le permite a la materia, dentro de cierto límite, deformarse cuando se le aplica una fuerza, y recuperar su IRUPDRULJLQDODOGHMDUGHDSOLFiUVHOHGLFKDIXHU]D

Fig. 2.2 Las propiedades de la materia.

El valor de una propiedad intensiva no se basa en la cantidad de materia TXHVHFRQVLGHUH\VHPDQWHQGUiFRQVWDQWHQRLPSRUWDQGRHOWDPDxRGHODPXHVtra. A diferencia de los ejemplos anteriores, estas propiedades no son aditivas.

29

Química I Entre las propiedades intensivas, tenemos: »

Punto de fusión: 7HPSHUDWXUDHQODTXHFRH[LVWHQHQHTXLOLEULRODIDVH sólida y la fase líquida de una sustancia.

»

Punto de ebullición: 7HPSHUDWXUDDODFXDOODSUHVLyQGHYDSRUGHXQ líquido iguala la presión atmosférica externa.

»

Densidad: Es la masa de una sustancia dividida entre su volumen.

»

Solubilidad(VODPi[LPDFDQWLGDGGHVROXWRTXHVHSXHGHGLVROYHUHQ XQDGHWHUPLQDGDFDQWLGDGGHGLVROYHQWHDXQDWHPSHUDWXUDHVSHFtÀFD

7DPELpQ VRQ SURSLHGDGHV LQWHQVLYDV HO FRORU HO RORU HO VDERU HO SHVR HVSHFtÀFR\ODWHPSHUDWXUD3RUHMHPSORODGHQVLGDGGHODFHLWHGHROLYDVLHPSUH VHUiGHJFP3, no importa si la medimos en una cucharada o en un litro.

Propiedades químicas y físicas de la materia /DVSURSLHGDGHVGHODPDWHULDVRQODVFDUDFWHUtVWLFDVTXHODLGHQWLÀFDQ/DVSURpiedades de una sustancia se dividen en físicas y químicas. Por ejemplo, el agua, HQFXDOTXLHUDGHVXVWUHVHVWDGRVVHUiGLIHUHQWHVRORHQDSDULHQFLDQRHQVXFRPSRVLFLyQSRUFRQVLJXLHQWHHOSXQWRGHIXVLyQGHODJXDVHUiXQDSURSLHGDG&RPR propiedades químicas, podríamos mencionar, entre otras, la combustibilidad, la combustión, la mayor o menor facilidad con que una sustancia se transforma en otras diferentes, o se combina o reacciona con ellas, etc.

Síntesis Elabora un collageFRQLPiJHQHVHQODVTXHVHSXHGDQDSUHFLDUWRGRVORVDVSHFWRV PDQHMDGRVHQODVHVLyQ'HEHUiVLQFOXLUHOFRQFHSWRGHPDWHULDODFODVLÀFDFLyQGH esta y sus propiedades. Las propiedades son características que se le atribuyen a un objeto.

Sesión B. Características de los estados de agregación y los cambios de la materia Criterios a desarrollar

30

»

Caracterizo los estados de agregación y sus cambios en los fenómenos que observo en mi entorno.

»

Expreso algunas aplicaciones de los cambios físicos, químicos y nucleares.

»

Describo las características de los cambios físicos, químicos y nucleares de la materia.

»

Valoro la importancia de conocer los cambios de la materia.

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

Desarrollo de criterios

Estados de agregación de la materia Características o propiedades físicas de los estados de la materia Como ya dijimos, la materiaVHGHÀQHFRPRWRGRDTXello que ocupa un lugar en el espacio, es lo que pesa y se puede sentir con el tacto. Un sólido PDQWLHQHXQDIRUPD\XQWDPDxRÀMRVSRUORTXHDXQFXDQGR VHOHDSOLTXHXQDJUDQIXHU]DQRFDPELDUiFRQIDFLOLGDGGHIRUPDQLGHYROXPHQ

Fig. 2.3 Materia en estado sólido.

Un líquido QRPDQWLHQHXQDIRUPDÀMDVLQRTXHDGRSWDODGHOUHFLSLHQWH que lo contiene. Al igual que los sólidos, los líquidos no se comprimen con facilidad, pero su volumen puede cambiar si se aplica una fuerza muy grande. Un gas QRWLHQHIRUPDQLYROXPHQÀMRVVLQRTXHVHH[SDQGH\OOHQDHO recipiente que lo contiene. El plasma presenta unas características especiales, por lo que abordaremos de manera particular ese estado de agregación. La división de la materia HQWUHVIDVHVQRVLHPSUHUHVXOWDVLPSOH3RUHMHPSOR¢FyPRVHGHEHFODVLÀFDUOD mantequilla o los cristales líquidos que se usan en las pantallas de computadoras SRUWiWLOHVFDOFXODGRUDVRUHORMHVGLJLWDOHV"¢6HSXHGHQFRQVLGHUDUXQDIDVHGHOD PDWHULDLQWHUPHGLDHQWUHVyOLGRV\OtTXLGRV"$OJXQRVFLHQWtÀFRVVRVWLHQHQTXHORV llamados coloides (suspensiones de pequeñas partículas en un líquido) también deberían considerarse una fase separada de la materia.

Fig. 2.4 Materia en estado líquido.

Por molécula debemos entender la mínima porción que se puede obtener de un cuerpo químico o de un cuerpo simple, y que conserva las mismas propiedades químicas de la sustancia de que se trate. Las moléculas que forman la materia se encuentran en movimiento, este cambia de dirección de manera aleatoria y también de velocidad, generando conWLQXRVFKRTXHVHOiVWLFRV(VGHELGRDTXHHQHVWHPRYLPLHQWRODVPROpFXODVFRQtienen energía cinética, que tiende a separarlas, a la vez que la energía potencial (o de cohesión) tiende a unirlas. De hecho, si un objeto no experimenta fuerzas atractivas o repulsivas, no tiene energía potencial. Por ello, se puede distinguir un cuarto estado de la materia, el cual se produce al aumentar la temperatura a miles de grados. Bajo estas condiciones, las PROpFXODVVHURPSHQVHSDUDQGRORVHOHFWURQHVGHVXViWRPRVORTXHGDRULJHQD un gas extraordinariamente ionizado, mezcla de iones y electrones. El plasma solo se presenta en estrellas como el sol o en la explosión de bombas nucleares.

Fig. 2.5 Materia en estado gaseoso.

Los tres primeros estados de la materia pueden ser comparados en términos de fuerzas intermoleculares. Las moléculas de un sólido presentan mayor fuerza de cohesión (unión) entre ellas (generalmente, fuerzas iónicas), lo cual permite que mantengan una estructura PiVUHJXODU\RUGHQDGD1RSUHVHQWDQPRYLPLHQWRGHWUDVODFLyQVLQRVRORGHURtación y de vibración.

31

Química I En los líquidos, esas fuerzas intermoleculares cohesivas son moderadas, mientras que las energías cinética y potencial son aproximadamente iguales. Las moléculas de un líquido se encuentran ordenadas de alguna manera y presentan movimientos de vibración, rotación y traslación, pero no tan libremente como en los gases, donde son comparativamente débiles y presentan mucho mayor movimiento de vibración, rotación y traslación. En este caso, la energía cinética es mayor que la potencial. Características físicas generales de los estados de la materia Características físicas generales

Sólido

Forma

'HÀQLGD

Volumen

'HÀQLGR

'HÀQLGR

,QGHÀQLGR (recipiente)

Orden molecular

Ordenado

Desordenado

Altamente desordenado

Fluidez

Nula o baja

Media

Alta

Viscosidad (fricción)

Alta

Media

Baja

Densidad

Alta

Media

Baja

Energía cinética

Baja

Media

Alta

Movimiento de traslación

Nulo o bajo

Medio

Alto

Fuerza de cohesión (de unión o energía potencial)

Alta

Media

Baja

7HQVLyQVXSHUÀFLDO\ )/

Alta

Media

Baja

Compresibilidad

Nula o muy baja

Ligera

Alta

3 )$

Líquido

Gaseoso

,QGHÀQLGD

,QGHÀQLGD (recipiente)

(recipiente)

Actividad de aprendizaje 3 'LYLGDQHOJUXSRHQWUHVHTXLSRV\UHSiUWDQVHORVWUHVHVWDGRVGHODPDWHULDVyOLdo, líquido y gaseoso. Los compañeros a los que les fue asignado el estado sólido deben tomarse de las manos, de manera que se encuentren tan unidos como las moléculas del estado en cuestión; los integrantes del equipo a quienes le tocó HOHVWDGROtTXLGRGHEHQKDFHUORPLVPRSHURGHPDQHUDPiVOLEUHGHIRUPDTXH SXHGDQPRYHUVHSHURVLQVROWDUVHÀQDOPHQWHORVPLHPEURVGHOHTXLSRDOTXHOH FRUUHVSRQGLyHOHVWDGRJDVHRVRQRVHWRPDUiQGHODVPDQRVSHURSHUPDQHFHUiQ MXQWRV'HVSXpVORVWUHVJUXSRVVHPRYHUiQGHXQH[WUHPRDORWURGHOVDOyQVH sugiere realizar la actividad en un lugar amplio).

32

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

Fig. 2.6 Una multitud concentrada puede representar la organización de las moléculas en un sólido. 3HUVRQDVXQSRFRPiVVHSDUDGDVUHSUHVHQWDQXQOtTXLGR\ODVPiVGLVSHUVDVXQJDV

5HVSRQGH OD VLJXLHQWH SUHJXQWD ¢4Xp HVWDGR SXGR PRYHUVH PiV IiFLOPHQWH"

Actividad de aprendizaje 4 Con base en el ejercicio anterior, construye una analogía entre los estados de la PDWHULD\HOFRPSRUWDPLHQWRVRFLDO(QHOODUHÁH[LRQDVREUHTXpHVWDGRVGHOD materia corresponderían a una persona, una familia, un grupo de amigos, un estado, un país y a la humanidad en su conjunto, y explica las razones. Considera tu analogía para el Portafolio de Evidencias.

Cambios de estado de la materia Triángulo de las temperaturas

Sólido

n

So

ió

lid

ifi

ca

ci

ón

n

Fu

ió

sió

n

ac im

bl Su

ac sit

po De

Líquido

porización Vap o Ebullición

ión Condensació o Licuación

Ga Gas as

6HJXUDPHQWH DOJXQD YH] KDEUiV REservado, mientras viajabas por la carretera en un día de sol intenso pero con una leve llovizna, que del asfalto de la pista salía un humo (vapor) que iba desapareciendo junto con el agua de lluvia que había caído, conforme la temperatura del día iba en aumento. Esto tiene una explicación: al variar la temperatura, la materia puede cambiar de un estado físico a otro. Es deFLUDOVRPHWHUDXQDWHPSHUDWXUDPiV alta al agua de la lluvia, pasa del estado líquido ala gaseoso (vapor). Otro ejemplo sería cuando sacas una paleta del congelador: al exponerla a un incremento de temperatura, comienza a derretirse, pasando en este caso del estado sólido al líquido.

33

Química I /RVFDPELRVGHHVWDGRGHODPDWHULDVRQVROLGLÀFDFLyQFULVWDOL]DFLyQ  condensación, depositación, sublimación, evaporación, fusión y licuefacción, que VHSXHGHQUHSUHVHQWDUPHGLDQWHHOVLJXLHQWHWULiQJXOR3RUPHGLRGHORVFDPELRV en la energía cinética (Ek ó Ec) de las moléculas de la materia, es posible cambiar su estado, como se muestra a continuación: Cambio de estado

Reacciones de sus moléculas

Se denomina

De sólido a líquido

Aumenta su Ek

Fusión

De sólido a gas

Aumenta su Ek

Sublimación

De líquido a gas (vapor)

Aumenta su Ek

De gas a sólido

Se reduce su Ek

Depositación

De gas a líquido

Se reduce su Ek

Condensación

De líquido a sólido

Se reduce su Ek

En estado gaseoso

Se reduce la temperatura y aumenta la presión

Evaporación (vaporización)

6ROLGLÀFDFLyQ (o cristalización) Licuefacción

Actividad de aprendizaje 5 I.

II.

Fig. 2.7 Cambios de estado de la materia

34

2UJDQL]DGRV HQ SDUHMDV \ GHVSXpV GH HVWXGLDU HO WULiQJXOR \ OD WDEOD GH ORV cambios de estado que se les proporcionó, observen, analicen y escriban, en su cuaderno, el concepto de cada uno de los métodos de separación: »

6ROLGLÀFDFLyQFULVWDOL]DFLyQ

»

Condensación

»

Depositación

»

Sublimación

»

Evaporación

»

Fusión

»

Licuefacción

En plenaria, compartan sus conceptos con el resto del grupo, y arriben a conclusiones.

Cambios de la materia 7RGRVORVGtDVVXFHGHQFDPELRVHQQXHVWURHQWRUQR\HQQXHstra vida: observamos, por ejemplo, que la madera, el carbón y las telas arden, se convierten en humo \FHQL]DHODJXDVHHYDSRUDRVROLGLÀFDHOKLHUURVHR[LGDODOHFKHVHDJUtDOD mantequilla se enrancia, los cohetes explotan, los seres muertos se pudren. (QÀQ toda la materia se transforma continuamente.

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

El cambio es una constante manifestación de la naturaleza. Los cambios de la materia también son llamados, en ocasiones, fenómenos. Se acostumEUDFODVLÀFDUHOFDPELRHQWUHVFDWHJRUtDVDSHVDUGHTXHODIURQWHUDHQWUHHOODV es ciertamente difusa: 1.

Cambios físicos: Son aquellos que ocurren cuando se altera la forma, el tamaño, el estado de movimiento o el estado de agregación de la materia, pero VLQTXHVHPRGLÀTXHODFRPSRVLFLyQQLODVSURSLHGDGHVGHHVWD3RUHMHPSOR HODJXD\DVHDHQHVWDGRVyOLGROtTXLGRRJDVHRVRVLHPSUHVHUiDJXD\OD HQHUJtDLPSOLFDGDHQWDOHVFDPELRVJHQHUDOPHQWHVHUiSHTXHxD

2.

Cambios químicos: Son los que suceden cuando se transforma la composición de la materia y se obtiene una nueva sustancia con propiedades distintas. 7DPELpQVHOHVFRQRFHFRPRreacciones químicas. Un ejemplo es la oxidación de una manzana. La energía desprendida o absorbida es mayor que en el caso del cambio físico.

3.

Cambios nucleares: 6RQDTXHOORVTXHDFRQWHFHQFXDQGRVHPRGLÀFDODFRQVWLWXFLyQGHXQQ~FOHR8QHMHPSORHVODERPEDDWyPLFD(VPX\IUHFXHQWHTXH un elemento se transforme en otro. La cantidad de energía implicada en este WLSRGHFDPELRVHVHQRUPH([LVWHQGRVWLSRVGHFDPELRVQXFOHDUHVSRUÀVLyQ y por fusión. En los primeros, HOQ~FOHRDWyPLFRVHGHVGREODHQGRVRPiVSDUWHVGHPHQRUWDPDxRHQORVVHJXQGRVVHFRPELQDQGRVQ~FOHRVDWyPLFRVGH PHQRUWDPDxRSDUDGDUOXJDUDODIRUPDFLyQGHXQRPiVJUDQGH

Actividad de aprendizaje 6 I.

Escribe siete cambios o fenómenos que ocurren en tu vida cotidiana o en tu HQWRUQRHLGHQWLÀFDHOWLSRDOFXDOSHUWHQHFHQItVLFRTXtPLFRRQXFOHDU



Cambio o fenómeno

Tipo

La descomposición de un queso

Químico

2 3 4 5  7

Actividad de síntesis I.

Organizados en equipos de tres integrantes, elaboren un mapa mental en donde se den a conocer las características y aplicaciones de los estados de agregación de la materia, así como los cambios que observan en su entorno.

II.

De manera individual, escribe un ensayo de una cuartilla de extensión, sobre ORPiVUHOHYDQWHGHHVWDVHVLyQ

35

Química I

Sesión C. Tipos de energía y sus características Criterios a desarrollar »

Describo las características de los diferentes tipos de energía y su inteUUHODFLyQ&LQpWLFD3RWHQFLDO/XPLQRRVD&DORUtÀFD4XtPLFD\(yOLFD

»

Distingo entre las fuentes de energías limpias y las contaminantes.

»

Argumento la importancia que tienen las energías limpias en el cuidado del medio ambiente.

»

Promuevo el uso responsable de la energía junto con el uso de energías limpias.

Desarrollo de criterios

Energía /DHQHUJtDVHGHÀQHFRPRODFDSDFLGDGGHXQREMHWRSDUDUHDOL]DUXQWUDEDMR'H tal suerte, cuando decimos que un objeto tiene energía, nos referimos a que es capaz de ejercer una fuerza sobre otro objeto, para efectuar un trabajo sobre él. Por el contrario, si realizamos un trabajo sobre un objeto, le hemos añadido una cantidad de energía igual al trabajo efectuado, entendiendo por trabajo el desplazamiento de una masa en contra de una fuerza. Actualmente, la energía es considerada como el principio de actividad interna de la masa.

Unidades 6HGHÀQHXQDFDQWLGDGGHFDORUFRPRODHQHUJtDWpUPLFDQHFHVDULDSDUDSURGXFLU DOJ~QFDPELRHVWiQGDU Las unidades del calor son: julio (joule  FDORUtD NLORFDORUtD \ HO %78 8QLGDG7pUPLFD%ULWiQLFD  »

Una caloría (cal) es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado Celsius de temperatura a un gramo de agua.

»

&DO -RXOHV

»

La kilocaloría (Kcal) es la cantidad de calor necesaria para elevar un JUDGR&HOVLXVDXQNLORJUDPRGHDJXD.FDO FDO

»

%78HVODFDQWLGDGGHFDORUQHFHVDULDSDUDHOHYDUXQJUDGR)DKUHQKHLW ODWHPSHUDWXUDGHOEJ GHDJXD %78 FDO .FDO Las unidades de energía son las mismas unidades que el trabajo: -RXOH 1HZWRQùP ù7HUJGLQDùFP

36

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

Características y manifestaciones de la energía La energía se puede dar a conocer o manifestar en distintas formas: como energía TXtPLFDVRODUHOpFWULFDHWFWRGDVODVFXDOHVVLQHPEDUJRVHSXHGHQFODVLÀFDU en dos tipos: potencial y cinética. La primera es aquella que los sistemas o cuerpos poseen en virtud de su posición o condición. Puesto que la energía se expresa por sí misma en forma de trabajo, la energía potencial implica que debe haber un potencial para producir un trabajo. Se representa como Ep. 3RUHMHPSORXQDPiTXLQDKLQFDSLORWHVXWLOL]DXQWUDEDMRSDUDOHYDQWDU XQFXHUSRGHSHVRZ KDVWDXQDDOWXUDK VREUHODHVWDFDGHODWLHUUD8QDYH]HQ lo alto, la pesa tiene una energía potencial, debido a su posición. El trabajo es: : PJ K : :K-RXOHV 1HZWRQ P El cuerpo adquiere energía potencial igual en magnitud al trabajo efectuado para levantarlo, por lo la energía potencial (Ep) se calcula a partir de: (S ZK (S PJK -RXOHV 1HZWRQ P Ejemplo de energía potencial: Calcula, en julios (joules), la energía potencial de un martillo de 4 kg que VHHQFXHQWUDDXQDDOWXUDGHPHWURV Datos directos: P NJK P Datos indirectos

Desarrollo o sustitución:

J PV2 (S NJ PV P (S 1HZWRQ P (S -RXOHV (S ¢" )yUPXOD(S PJK La energía cinética, por su parte, es aquella que posee un cuerpo en virtud de su movimiento, y se representa como Ek o Ec. Este tipo de energía es observable, por ejemplo: un automóvil o una bala en movimiento, la caída de una moneda, etcétera. Depende de la masa de la sustancia y de la velocidad a la que HVWDVHPXHYD0DWHPiWLFDPHQWHVHGHÀQHFRPRODPLWDGGHVXPDVDP PXOWLplicada por el cuadrado de su velocidad (v).

Ek o Ec=1/2m V 2

E k o Ec =mV 2 2

37

Química I Ejemplo de energía cinética: &DOFXODODHQHUJtDFLQpWLFDGHXQFDPLyQGHWRQHODGDVTXHYLDMDD PLOODVK 'HÀQLUHOYDORUGHODVOHWUDV\GHVDUUROODU Datos directos: P WRQHODGDV NJ 9 PLOODVKU PV Desarrollo o sustitución Incógnitas: Ek .J PV 2 Ek ¢" Ek .J PV 2 Ek -RXOHV ¿Sabías que todas las energías que hay en el universo son constantes y se interrelacionan con la Ley de la conservación de la energía, la cual es considerada la principal característica de la HQHUJtD"

Fórmula: 2 E k = 12m V

o

Ek = m V 2

2

Actividad de aprendizaje 7 I.

,QGLFDVLFDGDLQFLVRVHUHÀHUHDHQHUJtDSRWHQFLDORFLQpWLFD

1.

El agua que se encuentra en la parte superior de una cascada:

2.

Un temblor:

3.

Un automóvil que corre en una pista de carreras:

4.

La energía que se obtiene de los alimentos:

5.

Un esquiador en la cima de una colina:

6.

El agua que cae en una cascada:

7.

Una pelota de futbol que va a ser pateada:

8.

(OOiWH[GHXQJORERLQÁDGR

9.

Una bola de nieve en la pendiente de una montaña:

10. Un libro cerrado: II.

&DOFXODODHQHUJtDSRWHQFLDOGHXQREMHWRFX\DPDVDHVGHNJTXHVHHQFXHQWUD VLWXDGRDXQDDOWXUDGHPVREUHHOQLYHOGHOVXHOR5HVXOWDGR MXOLRV

III. 'HWHUPLQDODHQHUJtDFLQpWLFDHQMXOLRVGHXQREMHWRFX\DPDVDHVGHJ TXHVHPXHYHDXQDYHORFLGDGGHNPK5HVXOWDGR MXOLRV

38

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Beneficios y riesgos en el consumo El uso de la energía debe ser debidamente canalizado y aprovechado, ya que muchos materiales que hoy nos proporcionan energía no son renovables, es decir, no VHSXHGHQSURGXFLUGHPDQHUDDUWLÀFLDOSRUORTXHVXIXWXURDEDVWHFLPLHQWRHV incierto. Con el paso del tiempo y por el consumo excesivo, estos materiales se DJRWDUiQ6LQRVHEXVFDQ\DSOLFDQRWUDVIRUPDVDOWHUQDVGHHQHUJtDHODYDQFHGH la humanidad podría detenerse, lo cual nos haría retroceder a los tiempos en que no existían productos elaborados, combustibles, etc. Las inmensas emanaciones de esmog, provenientes fundamentalmente GHODVSODQWDVWHUPRHOpFWULFDV\GHORVDXWRPyYLOHVVRQULFDVHQVyOLGRVFRPRÀnas partículas de carbón), otros materiales y gases constituidos por CO (monóxido y dióxido de carbono), SO2 (dióxido de azufre) y NOx (óxidos de nitrógeno), princiSDOPHQWH/RVy[LGRVGHD]XIUHVRQORVJHQHUDGRUHVGHODOOXYLDiFLGD\UHSUHVHQtan enormes riesgos para la sobrevivencia de todos los seres vivos del planeta. Día a día crece el consumo de los llamados energéticos no renovables o combustibles IyVLOHVSRUVXRULJHQHQDQLPDOHVSUHKLVWyULFRV SRUVHUHFRQyPLFRVGHIiFLOREWHQFLyQ\GHXQDJUDQFDSDFLGDGFDORUtÀFD(OULHVJRUHDO\\DQRSRWHQFLDOGHVX desmedido consumo es el llamado efecto invernadero, originado por la gran cantidad de CO y CO2 (monóxido y bióxido de carbono, respectivamente) generada, la cual forma una capa gaseosa que permite el paso de la radiación solar, pero no HOHQIULDPLHQWRQDWXUDOGHOD7LHUUDSRUTXHGHWLHQHHOÁXMRGHODVFRUULHQWHVGH convección naturales, que son las que permiten dicho enfriamiento natural. Este calentamiento del planeta ha generado la fusión de grandes glaciares cercanos a ambos polos, enormes masas de hielo fundidas por la elevación de la temperatura GHOD7LHUUD

Bloque II Las principales fuentes de energía en el mundo son el petróleo y el carbón mineral. La inmensa quema de estos hidrocarburos constituyen fuentes “económicas” de energía, pero representan también centros generadores de contaminación de aire, suelo y agua.

Por otro lado, la generación de los gases dióxido de azufre SO2 y trióxido de azufre SO3DOFRPELQDUVHFRQODKXPHGDGJHQHUDQODOODPDGDOOXYLDiFLGDTXH DFDEDFRQODVKRMDVGHORViUEROHV\FRQWDPLQDWDPELpQHOVXHORLPSLGHODIRWRsíntesis y, con ello, la conversión natural de CO2 en O2 (oxígeno), gas vital para la UHVSLUDFLyQGHORVVHUHVYLYRVDGHPiVGHIUHQDUODWUDQVIRUPDFLyQGHHQHUJtDVRODU en energía química. (VXQDYHUGDGHUDOiVWLPD\XQDDPHQD]DUHDOSDUDODYLGDHQOD7LHUUD que la iniciativa propuesta y promovida por el señor Al Gore (ex vicepresidente de los Estados Unidos) para buscar otras fuentes de energía y emprender acciones FRUUHFWLYDV SDUD IUHQDU ODV FDWiVWURIHV TXH SRWHQFLDOPHQWH VH DYHFLQDQ QR KD\D provocado la respuesta esperada en la conciencia de los líderes de las naciones y, en general, de la humanidad.

Actividad de aprendizaje 8 I.

Realiza una investigación sobre los diversos tipos de energía que existen (lumiQRVDFDORUtÀFDHyOLFDJHRWpUPLFDKLGUiXOLFDQXFOHDUHOpFWULFDTXtPLFD  y escribe sus conceptos en tu cuaderno. Los aspectos que debes abarcar son: »

6LJQLÀFDGR

»

Aplicación

»

%HQHÀFLRV

»

Riesgos

»

Relación que tiene con otras energías

39

Química I II.

Contesta las siguientes preguntas, investigando previamente lo necesario para responderlas: »

¢&XiOHVVRQHVSHFtÀFDPHQWHODVSURSXHVWDVGH$O*RUH"

»

¢4XpDFFLRQHVUHDOL]D$O*RUHSDUDGLYXOJDUVXVSURSXHVWDV"

»

¢4XpFRQYHQLRVLQWHUQDFLRQDOHVH[LVWHQSDUDFRPEDWLUORVGDxRVFOLPiWLFRVDQLYHOHVUHJLRQDOQDFLRQDO\PXQGLDO"

Aplicación de energías no contaminantes /DELRPDVDHVWRGDPDWHULDRUJiQLFDTXHH[LVWHHQODQDWXUDOH]DiUEROHVDUEXVtos, algas marinas, desechos agrícolas, animales, etc.) y es susceptible de transformarse en energía mediante una fermentación anaerobia (en ausencia de aire), en un recipiente cerrado llamado biodigestor. A partir de la biomasa, se generan combustibles sólidos, gaseosos y líquidos, para producir vapor, electricidad y gases. Actualmente se desarrollan en México varios prototipos que aplican estos principios. /DHQHUJtDKLGUiXOLFDVHREWLHQHDSDUWLUGHOPRYLPLHQWRGHODJXD\HV una fuente de energía renovable, ya que el agua circula por la hidrósfera, movida por la energía que recibimos del sol. El agua retenida en la presa posee energía potencial y, cuando cae, esta se transforma en energía cinética que se aprovecha para mover una turbina, la cual, a su vez, mueve un generador, lo que permite obtener electricidad. La energía nuclear surge de las partículas llamadas nucleones, así como GH ODV SDUWtFXODV QHXWURQHV \ SURWRQHV TXH VH HQFXHQWUDQ GHQWUR GHO Q~FOHR GHO iWRPRODVFXDOHVHVWiQPHMRUOLJDGDVDOQ~FOHRGHOHVWDxR0H9SRUQXFOHyQ  que al del uranio (7.5 MeV por nucleón). La energía nuclear se obtiene cuando HOQ~FOHRGHXUDQLRVHGLYLGHHQGRVHQHOWUDQVFXUVRGHXQSURFHVRGHÀVLyQ/D HQHUJtDSURGXFLGDHVGHPLOORQHVGHHOHFWURQYROWV0H9  El calor generado en la fusión de uranio (U) se utiliza para vaporizar el agua, que circula alrededor. El vapor de agua bajo presión es conducido hacia una WXUELQDHQGRQGHSRQHHQPDUFKDXQDKpOLFHHVWDHQHUJtDPHFiQLFDVHWUDQVIRUma después en energía eléctrica, por medio de un generador. El principio de las plantas termoeléctricas es igual que el de las turbinas; solamente el combustible es diferente. En ambos casos, se produce vapor a temSHUDWXUDVGHDo&\DXQDSUHVLyQGHDWPyVIHUDV

Actividad de aprendizaje 9

40

I.

De manera individual, investiga otros tipos de energía no contaminantes y, en SOHQDULDSUHVHQWDODLQIRUPDFLyQUHFDEDGDDQWHHOJUXSRDÀQGHTXHOOHJXHQ a una conclusión conjunta sobre el tema.

II.

Responde, en tu cuaderno, las siguientes preguntas y, posteriormente, discute tus respuestas con tus compañeros.

1.

¢&XiOHVVRQORVWLSRVGHHQHUJtDTXHPiVXWLOL]DVHQWXKRJDU"

2.

¢&XiOHVVHUtDQORVPHMRUHVWLSRVGHHQHUJtDQRFRQWDPLQDQWHTXHSRGUtDQLQVWDODUVHHQWXKRJDUHVFXHOD\ORFDOLGDG"

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

Síntesis I.

Organizados en parejas, respondan, en su cuaderno, las siguientes preguntas y, posteriormente, discutan sus respuestas con el resto de sus compañeros.

1.

¢(QTXpSXQWRWLHQHPiVHQHUJtDSRWHQFLDOXQFDUURGHODPRQWDxDUXVDFXDQdo comienza a ascender por la primera pendiente o cuando alcanza la cima GHHVWD"¢3RUTXp"

2.

¢4XpWLHQHPiVHQHUJtDSRWHQFLDOXQFODYDGLVWDHQXQWUDPSROtQGHPRHO PLVPRFODYDGLVWDHQXQDSODWDIRUPDGHP"([SOLFDWXUHVSXHVWD

3.

Un vaso de cristal cae al suelo y se rompe en varios fragmentos. Explica lo que ocurrió en términos de energía potencial, energía cinética y energía total.

4.

¢4XpWLHQHPiVHQHUJtDHOKLHORRHODJXDOtTXLGD"-XVWLÀFDWXUHVSXHVWD

5.

¢4XpWLHQHPiVHQHUJtDHODJXDOtTXLGDRHOYDSRUGHDJXD"-XVWLÀFDWXUHVpuesta.

II.

En cada uno de los siguientes casos, la energía se transforma de un tipo a otro. Indica de qué tipos de energía se trata, y en qué se transforman.

1.

Al usar un secador de pelo:

2.

Al emplear la licuadora:

3.

Al usar una calculadora que funciona con energía solar:

4.

Al quemar gasolina en un automóvil:

5.

Al encender una vela:

6.

$OXWLOL]DUXQDOiPSDUDGHSLODV

7.

Cuando cae luz solar sobre un calentador de agua solar:

8.

Cuando utilizamos la estufa de gas para cocinar:

III. Propón y realiza, en tu escuela, una actividad de difusión que promueva y muestre el uso de energías alternativas.

Realimentación I.

Sobre las líneas correspondientes, escribe el nombre del estado de agregación VyOLGROtTXLGRJDVHRVRSODVPD DOTXHSHUWHQHFHFDGDXQDGHODVLPiJHQHV que te presentamos a continuación:

41

Química I

II.

De los ejemplos que se te proporcionan a continuación, escribe dentro del paréntesis correspondiente una letra (F), si es un cambio físico, y una (Q), si se trata de un cambio químico. La descomposición de una manzana

(

)

La oxidación de un clavo

(

)

El estiramiento de una liga

(

)

La combustión de un pedazo de papel

(

)

La aparición del arcoiris

(

)

III. &RQHFWDFRQXQDOtQHDODVVLJXLHQWHVGHÀQLFLRQHVFRQORVWLSRVGHHQHUJtDDORV cuales hacen referencia:

42

»

Energía que proviene del viento

»

Energía que presentan los cuerpos en reposo

»

Energía que proviene del agua

»

Energía que presentan los cuerpos en movimiento

»

Energía que es captada mediante celdas

»

Potencial

Bloque II

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

»

Solar

»

Cinética

»

Eólica

»

+LGUiXOLFD

»

Nuclear

IV. Lee las cuestiones que se te plantean a continuación, y contesta, en tu cuaGHUQRORTXHVHWHSLGHHQFDGDFDVR$VHJ~UDWHGHHQWHQGHUELHQODVSUHJXQtas, antes de responderlas. 1.

¢4XpGLFHOD/H\GHFRQVHUYDFLyQGHODHQHUJtD"

2.

¢4XpHVHQHUJtD"

3.

¢&XiOHVVRQORVEHQHÀFLRVGHOXVRGHODVHQHUJtDVQRFRQWDPLQDQWHV"

Actividad experimental 1: Propiedades de la materia Objetivo: 4XHHODOXPQRLGHQWLÀTXHDOJXQDVSURSLHGDGHVGHODPDWHULD Materiales

Cantidades

Vaso de precipitado

3

7XERGHHQVD\R

2

Pipeta graduada (5ml)

4

7HUPyPHWURž&



Mechero de Bunsen



7HODGHDODPEUH



7ULSLp



Pedazos de madera, unicel, hule, etcétera.



Sustancias

Cantidad

Aceite

5ml

Agua

25ml

-DUDEH

5ml

Anticongelante

25ml

Glicerina (C3HO3)

5ml

Colorante

PO

Sustancias

43

Química I Antecedentes /D SURSLHGDGHV HVSHFtÀFDV son aquellas características que permiten distinguir las diferentes clases de materia. Pueden ser físicas y químicas. Las primeras son DTXHOODVTXHLGHQWLÀFDQDODVXVWDQFLDVLQSURGXFLUXQFDPELRHQVXFRPSRVLFLyQ\ que no dependen de la cantidad de esta. El color, el olor, la densidad, el punto de IXVLyQHOSXQWRGHHEXOOLFLyQHOEULOORPHWiOLFRODGXFWLELOLGDGODPDOHDELOLGDG\ la viscosidad son, todos ellos, propiedades físicas. A las características que se relacionan con la manera en que cambia la composición de una sustancia, o en que esta interacciona con otras sustancias, se les conoce como propiedades químicas, las cuales incluyen la tendencia a reaccionar con diversas sustancias, a enmohecerse, corroerse, oxidarse, explotar, etc. Procedimiento 1. Punto de ebullición En un vaso de precipitado, coloca 25ml de agua de la llave, caliéntala como se PXHVWUDHQODÀJ\PLGHFRQHOWHUPyPHWURVXSXQWRGHHEXOOLFLyQ5HSLWHHO procedimiento, pero utilizando ahora 25ml de anticongelante. Anota tus observaciones:

Procedimiento 2. Densidad En un vaso de precipitado, coloca cuidadosamente 5 ml de cada una de las siJXLHQWHVVXVWDQFLDVDFHLWHDJXDGHVWLODGDJOLFHULQD\MDUDEHÀJ $JUHJD o 2 gotas de colorante y, posteriormente, añade con cuidado pedacitos de unicel, KXOHSOiVWLFRPDGHUD\PHWDODOUHFLSLHQWH Anota tus observaciones:

Conclusiones: Elabora tus observaciones

Procedimiento 1

44

1.

¢&XiOHVVRQORVSXQWRVGHHEXOOLFLyQGHODJXD\GHODQWLFRQJHODQWH"

2.

¢$TXpVHGHEHHVWDGLIHUHQFLDGHWHPSHUDWXUD"

3.

¢4XpSURSLHGDGVHLGHQWLÀFy"

Bloque II

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Procedimiento 2 1.

¢&XiOGHORVOtTXLGRVWLHQHPD\RUGHQVLGDG"

2.

¢&XiOHVPiVGHQVRHODJXDRODJOLFHULQD"

3.

¢3RUTXpORVVyOLGRVQRVHKXQGHQDODPLVPDSURIXQGLGDG"

4.

¢&XiOGHORVVyOLGRVWLHQHPHQRUGHQVLGDG"

5.

([SOLFDEUHYHPHQWHSRUTXpHOSOiVWLFRVHKXQGHHQHODFHLWHSHURÁRWDHQHO agua.

Actividad experimental 2: Materia, energía y cambios Objetivo 4XHHODOXPQRLGHQWLÀTXHHOREMHWLYRGHOD4XtPLFDPHGLDQWHH[SHULPHQWRVTXH resalten las manifestaciones de la materia y la energía, y su interacción para producir cambios. Materiales y cantidades Materiales

Cantidades

7HODGHDVEHVWR



9DVRGHSUHFLSLWDGRPO

2

Papel de estraza



Vidrio de reloj

2

Agitador de vidrio



7ULSLp



(VSiWXOD



7XERVGHHQVD\RGH[

4

Pinza para tubo de ensayo



Gradilla



Pinzas para crisol



Mechero de Bunsen



Bloque de madera de 5 cm x 5 cm x 2 cm



45

Química I Sustancias $FLGRVXOI~ULFRFRQFHQWUDGR+2SO4 )

5 ml

Alcohol etílico ( C2H5OH )

5 ml

Permanganato de potasio Q. P. ( KMnO4 )

JU

Alambre de cobre (Cu)

FP

Cristales de yodo (I)

JU

Sulfato de cobre ( CuSO4 . 5 H2O )

JU

Cinta de magnesio (Mg)

5 cm

Éter etílico ( C4HO )

3 ml.

Agua destilada

c.b.p.

Antecedentes Los estados de agregación de la materia son: sólido, líquido y gaseoso. Las transformaciones de un estado a otro se dan por variación de la temperatura. A los cambios que no alteran la naturaleza íntima de la materia, se les conoce como fenómenos físicos; y a los que sí lo hacen, en cambio, se les denomina fenómenos químicos. 3URFHGLPLHQWR3URGXFFLyQGHHQHUJtDFDORUtÀFDDSDUWLUGHHQHUJtDTXtPLFD 1.

En un vaso de precipitado limpio y seco, FRORFD  PO GH iFLGR VXOI~ULFR FRQFHQWUDGR\HQXQYLGULRGHUHORMJUGH permanganato de potasio.

PRECAUCIÓN: No toques con las manos ninguna de estas dos sustancias, porque producen graves quemaduras. Mantenlas separadas. 2.

Coloca sobre el tripié la tela de asbesto \HQFLPDGHHVWiXQDERODGHSDSHOGHHVWUD]DLPSUHJQDGDGHDOFRKRO

,QWURGXFHHODJLWDGRUGHYLGULRHQHOYDVRFRQiFLGRVXOI~ULFR\XQLQVWDQte después, de manera inmediata, en el vidrio de reloj que contiene el permangaQDWRGHSRWDVLRDÀQGHTXHVHTXHGHQDGKHULGRVDODJLWDGRUDOJXQRVFULVWDOHVGHO permanganato. Observa lo que ocurre al entrar el contacto las dos sustancias. Anota tus observaciones:

Enseguida, toca con el agitador el papel de estraza y observa lo que ocurre.Anota tus observaciones:

46

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

Procedimiento 2. Cambios de la materia, aplicando calor (QFXDWURWXERVGHHQVD\RFRORFDHQXQRJUGHFULVWDOHVGH\RGRHQRWUR JUGHVXOIDWRGHFREUHHQRWURPOGHDOFRKROHWtOLFR\HQHO~OWLPRPOGH agua destilada. (Fig. 3.3). Procede a calentar cada uno de ellos, hasta que se observen cambios en la coloración de cada sustancia. En cuanto a los líquidos, caliéntalos hasta que KLHUYDQ\REVHUYDFXiOORKDFHSULPHUR P5(&$8&,Ð17HQFXLGDGRFRQHODOFRKROHWtOLFRSRUTXHHVPX\LQÁDPDEOH Anota tus observaciones:

Sujeta la cinta de magnesio con las pinzas, y OOpYDODDODÁDPDGHOPHFKHUR0DQWHQODDKtKDVWDTXH se produzca un cambio. Repite esta operación, utilizando el alambre de cobre. Anota tus observaciones:

Procedimiento 3. Enfriamiento del ambiente a partir de la energía química +XPHGHFH HO EORTXH GH PDGHUD FRQ VXÀFLHQWH DJXD En un vidrio de reloj, vierte 3ml de éter etílico y colócalo sobre el bloque de madera.

Observa con mucha atención lo que ocurre por la parte de afuera del viGULRGHUHORMGRQGHVHXQHDODPDGHUD3RVWHULRUPHQWHWRFDODVXSHUÀFLHH[WHUQD GHOYLGULRGHUHORMTXHHVWiHQFRQWDFWRFRQODPDGHUD Anota tus observaciones:

47

Química I Describe las principales características de los sólidos, los líquidos y los gases: Sólidos

Líquidos

Gases

Escribe cinco ejemplos de cambios físicos y cinco de cambios químicos: Cambios físicos

48

Cambios químicos

1.

¿Qué tipo de cambio sufre el papel de estraza al contacto con el agitador imSUHJQDGRFRQHQiFLGRVXOI~ULFR"

2.

¿Qué compuesto se forma al poner en contacto la cinta de magnesio con el R[tJHQR"

3.

¢4XpVHIRUPyHQODSDUWHH[WHUQDGHOYLGULRGHUHORMTXHVHXQHDODPDGHUD"

Se les presentan una serie de LPiJHQHV y se les pide que contesten algunas preguntas acerca de la materia.

Actividades de aprendizaje



Puntaje

Pre-formal

No tengo conocimiento.

Criterios



7HQJRLGHDV generales de las propiedades y características de la materia.

Inicial- receptivo



Comprendo la importancia de conocer las características y propiedades de la materia.

Resolutivo (básico)

Autónomo

3

Estratégico

5

Reconozco con facilidad las propiedades y características de la materia en mi vida cotidiana y ODVFODVLÀFR VHJ~QVX complejidad.

3. Competencias

Determino las características y propiedades de la materia mediante la actividad.

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

Comprendo la relación de la materia y la energía, analizando sus características y ORVEHQHÀFLRV

2. Proyecto Bloque II

Reconozco las propiedades y características de la materia.

Duración:

Docente:

Química I

1.- Estructura formal

Evaluación de la competencia

Guía GLGiFWLFDGH Química I

Presentación 3RZHU3RLQW

Rotafolio

6. Recursos

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

49

50 No realizo la actividad.



Puntaje



No tengo interés por realizar las actividades.

Pre-formal

Reconozco las propiedades de la materia: extensivas e intensivas, físicas y químicas.

Puntaje

Promuevo el uso responsable de la materia para el cuidado del medio ambiente.

Explico el concepto de materia.

Criterios



4

El collage solo contiene 2 de los aspectos solicitados.

4

Comprendo la información y realizo una de las actividades.

Resolutivo (básico)

7. Normas de trabajo

El collage no contiene los aspectos solicitados.

2

Analizo la información pero no realizo las actividades.

Inicial- receptivo

Autónomo

7

El collage contiene todos los aspectos solicitados.

7

Comprendo y realizo todas las actividades.

5. Estructura de la evaluación



Explico el concepto de materia, resaltando sus características y propiedades mediante el collage.



Conozco las características y propiedades de la materia.

Estratégico

6. Recursos

Rotafolio

Periódico

Recortes

Revistas

Guía GLGiFWLFDGH Química I

/RVWUDEDMRVVHGHEHUiQHQWUHJDUGHDFXHUGRDORHVWDEOHFLGRSRUHOIDFLOLWDGRUGXUDQWHHOGHVDUUROORGHODVHVLyQ

Realizar un collage de LPiJHQHV donde se aprecien los conceptos de materia, FODVLÀFDFLyQ y propiedades.

Realizar las actividades sugeridas en la guía.

Actividades de aprendizaje

4. Actividades del proyecto

Química I

Comprendes la interrelación de la materia y la energía

Bloque II

51

Bloque III Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

'LVWLQJXHODVDSRUWDFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHFRQWULEX\HURQDOHVWDEOHFLPLHQWRGHOPRGHORDWyPLFRDFWXDO

»

&RQVWUX\HPRGHORVGHODVGLVWLQWDVWHRUtDVDWyPLFDV

»

,GHQWLÀFDODVFDUDFWHUtVWLFDVGHODVSDUWtFXODVVXEDWyPLFDV

»

5HVXHOYHHMHUFLFLRVVHQFLOORVGRQGHH[SOLFDFyPRVHLQWHUUHODFLRQDQHOQ~PHURDWyPLFRODPDVDDWyPLFD\HO Q~PHURGHPDVD

»

(ODERUDFRQÀJXUDFLRQHVHOHFWUyQLFDVSDUDODGHWHUPLQDFLyQGHODVFDUDFWHUtVWLFDVGHXQHOHPHQWR

»

$UJXPHQWD VREUH ODV YHQWDMDV \ GHVYHQWDMDV GHO HPSOHRGHLVyWRSRVUDGLDFWLYRVHQODYLGDGLDULD

Objetos de aprendizaje »

0RGHORVDWyPLFRV\SDUWtFXODVVXEDWyPLFDV

»

&RQFHSWRV EiVLFRV Q~PHUR DWyPLFR PDVD DWyPLFD \ Q~PHUR GH PDVD

»

&RQÀJXUDFLRQHVHOHFWUyQLFDV\ORVQ~PHURVFXiQWLFRV

»

/RVLVyWRSRV\VXVDSOLFDFLRQHV

Competencias a desarrollar  (VWDEOHFHODLQWHUUHODFLyQHQWUHODFLHQFLDODWHFQRORJtDODVRFLHGDG\HO DPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV  )XQGDPHQWDRSLQLRQHVVREUHORVLPSDFWRVGHODFLHQFLD\ODWHFQRORJtDHQ VXYLGDFRWLGLDQDDVXPLHQGRFRQVLGHUDFLRQHVpWLFDV  ,GHQWLÀFDSUREOHPDVIRUPXODSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFR\SODQWHD ODVKLSyWHVLVQHFHVDULDVSDUDUHVSRQGHUODV  2EWLHQH UHJLVWUD \ VLVWHPDWL]D LQIRUPDFLyQ SDUD UHVSRQGHU D SUHJXQWDV GHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\UHDOL]DQGRH[SHULPHQWRVSHUWLQHQWHV  &RQWUDVWD ORV UHVXOWDGRV REWHQLGRV HQ XQD LQYHVWLJDFLyQ R H[SHULPHQWR FRQKLSyWHVLVSUHYLDV\FRPXQLFDVXVFRQFOXVLRQHV  9DORUDODVSUHFRQFHSFLRQHVSHUVRQDOHVRFRPXQHVVREUHGLYHUVRVIHQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV  ([SOLFLWDODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUDODVROXFLyQGHSUREOHPDVFRWLGLDQRV  ([SOLFLWDHOIXQFLRQDPLHQWRGHPiTXLQDVGHXVRFRP~QDSDUWLUGHQRFLRQHVFLHQWtÀFDV  'LVHxDPRGHORVRSURWRWLSRVSDUDUHVROYHUSUREOHPDVVDWLVIDFHUQHFHVLGDGHVRGHPRVWUDUSULQFLSLRVFLHQWtÀFRV  5HODFLRQDODVH[SUHVLRQHVVLPEyOLFDVGHXQIHQyPHQRGHODQDWXUDOH]D\ ORVUDVJRVREVHUYDEOHVDVLPSOHYLVWDRPHGLDQWHLQVWUXPHQWRVRPRGHORV FLHQWtÀFRV  $QDOL]DODVOH\HVJHQHUDOHVTXHULJHQHOIXQFLRQDPLHQWRGHOPHGLRItVLFR\ YDORUDODVDFFLRQHVKXPDQDVGHULHVJRHLPSDFWRDPELHQWDO  'HFLGHVREUHHOFXLGDGRGHVXVDOXGDSDUWLUGHOFRQRFLPLHQWRGHVXFXHUSRVXVSURFHVRVYLWDOHV\HOHQWRUQRDOTXHSHUWHQHFH 14. $SOLFDQRUPDVGHVHJXULGDGHQHOPDQHMRGHVXVWDQFLDVLQVWUXPHQWRV\ HTXLSRHQODUHDOL]DFLyQGHDFWLYLGDGHVGHVXYLGDFRWLGLDQD

Química I Proyecto 9DORUR ODV DSRUWDFLRQHV KLVWyULFDV GH GLYHUVRV PRGHORV DWyPLFRV DO GHVFULELU OD HVWUXFWXUDGHOiWRPR\UHFRQR]FRVXVSURSLHGDGHVQXFOHDUHV\HOHFWUyQLFDVDVt FRPRODVDSOLFDFLRQHVGHHOHPHQWRVUDGLDFWLYRVHQPLYLGDSHUVRQDO\VRFLDO

Dinamización y motivación 6HJXUDPHQWHHQPXFKDVRFDVLRQHVWHKDVHQWHUDGRSRUDOJ~QPHGLRGHFRPXQLFDFLyQWHOHYLVLyQSHULyGLFRUHYLVWDVLQWHUQHWHWFpWHUD GHTXHODERPEDDWyPLFD SURYRFyODPXHUWHDPXFKDVSHUVRQDVGXUDQWHODJXHUUDGHTXHGHVFXEULHURQDOJ~Q IyVLO GH PLOORQHV GH DxRV GH DQWLJHGDG GH TXH FLHUWDV HQIHUPHGDGHV VH HVWiQ FXUDQGRSRUUDGLDFLRQHV\GHPXFKRVRWURVVXFHVRVPiVTXHQRWHUPLQDUtDPRVGH HQXPHUDU5HVSHFWRDORVTXHDFDEDPRVGHPHQFLRQDUPHJXVWDUtDVDEHUVLHQDOJ~QPRPHQWRWHKDVSXHVWRDSHQVDUFyPRVXUJLyODERPEDDWyPLFDFyPRDOJRWDQ SHTXHxRSXHGHDFDEDUFRQPLOHV\PLOHVGHSHUVRQDVHQXQLQVWDQWHTXpHVORTXH ODKDFHWDQSRWHQWH\OHWDOFyPRVHSXHGHGHWHUPLQDUODHGDGGHXQUHVWRRYHVWLJLRSRUTXpXQDVUDGLDFLRQHVSXHGHQFXUDUHOFiQFHUXRWUDVHQIHUPHGDGHV«(Q ÀQVRQWDQWDVODVSUHJXQWDVTXHORVVHUHVKXPDQRVSRGUtDPRVKDFHUQRVVREUHHVWRV \RWURVHYHQWRV«3XHVELHQSUHFLVDPHQWHHQHVWHEORTXHVHSUHWHQGHFRQRFHU\ GHVFULELU OD HVWUXFWXUD ODV SURSLHGDGHV QXFOHDUHV \ HOHFWUyQLFDV GH ORV GLYHUVRV PRGHORVDWyPLFRVORTXHQRVSHUPLWLUiFRQWHVWDUWDOHVLQWHUURJDQWHV

Contextualización $QDOLFHPRVODVLJXLHQWHVLWXDFLyQ 0DUJDULWDHVXQDIHOL]MRYHQHVWXGLDQWHGHHQIHUPHUtDFX\DVDOXGQXQFD VH KDEtD YLVWR DIHFWDGD SXHVWR TXH VH DOLPHQWD ELHQ KDFH HMHUFLFLR \ QR WLHQH YLFLRV6LQHPEDUJRFLHUWRGtDFRPHQ]yDVHQWLUGRORUHVPX\LQWHQVRVHQODFDEH]D \HQHOHVWyPDJRSRUORTXHVXVSDGUHVODOOHYDURQDOPpGLFRTXLHQOHUHFHWyXQDV PHGLFLQDVTXHVLELHQOHFDOPDURQHOGRORUPRPHQWiQHDPHQWHHQHOIRQGRQROH D\XGDURQHQQDGDVLQRDOFRQWUDULRSXHVDOFDERGHXQUDWRORVGRORUHVUHJUHVDURQ FRQPD\RULQWHQVLGDGDQWHORFXDOHOGRFWRUGHWHUPLQyTXHKDEtDTXHVRPHWHUODD XQRVHVWXGLRVFRQUDGLRLVyWRSRVSDUDVDEHUTXpHVWDEDVXFHGLHQGRHQVXFXHUSR (VWRVHKDUtDFRQODD\XGDGHXQWRPyJUDIRDSDUDWRXVDGRHQKRVSLWDOHVSDUDGLDJQRVWLFDUDOJXQDVHQIHUPHGDGHVPHGLDQWHHOXVRGHUDGLRLVyWRSRV'HWDOIRUPDTXH D0DUJDULWDVHOHLQ\HFWyXQDFDQWLGDGPX\SHTXHxDGHWHFQHFLRUDGLRLVyWRSR TXHVHHPSOHDHQODIRUPDFLyQGHLPDJHQGHOFHUHEURHVWyPDJRFRUD]yQWLURLGHVKtJDGRSXOPyQPpGXODyVHDED]R\ULxyQ'HVSXpVGHOHVWXGLRHOPpGLFR SXGRGHWHUPLQDUTXH0DUJDULWDWHQtDXQSHTXHxRWXPRUHQHOHVWyPDJR\TXHHQ VXFHUHEURKDEtDXQSHTXHxRFRDJXORVDQJXtQHRIRUPDGRTXL]iVSRUXQJROSHTXH HUDORTXHOHHVWDEDRFDVLRQDQGRORVLQWHQVRVHLQLQWHUUXPSLGRVGRORUHVGHFDEH]D &RQRWURVHVWXGLRVVHOOHJyDFRQRFHUTXHHOWXPRUHVWDEDDWLHPSRGHH[WLUSDUVH DOLJXDOTXHHOFRiJXORTXHHVWDEDDORMDGRHQVXFDEH]D0DUJDULWDVHVRPHWLyD WRGRVORVH[iPHQHVTXHVHOHLQGLFy\DODVGRVFLUXJtDVTXHOHIXHURQSURJUDPDGDV DÀQGHUHFXSHUDUODVDOXG/DVRSHUDFLRQHVIXHURQXQp[LWRSRUORTXHKDYXHOWR DVHUIHOL]HQFRPSDxtDGHVXVSDGUHV

54

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Actividad &RQEDVHHQHOFRQWHQLGRGHOWH[WRDQWHULRUFRQWHVWDODVVLJXLHQWHVSUHJXQWDV 1.

¢&UHHVTXHHOPpGLFRSXGRKDEHUVDELGRTXpHUDORTXHWHQtD0DUJDULWDFRQ VRORFRQRFHUORVVtQWRPDVTXHSUHVHQWDED"-XVWLÀFDWXUHVSXHVWD

2.

¢4XpRFXUULyDOLQ\HFWDUOHWHFQHFLRDODSDFLHQWH"

3.

¢3RUTXpVHSXHGHQGHWHFWDUHQIHUPHGDGHVFRQORVUDGLRLVyWRSRV"

,QYHVWLJDVREUHRWURVUDGLRLVyWRSRV\VXVXVRV 5HGDFWDXQFDVRKLSRWpWLFRGHFULPLQDOtVWLFDSDUDFX\DVROXFLyQUHVXOWH UHOHYDQWHHOFRQRFLPLHQWRGHORVFRPSXHVWRV\ODVVXVWDQFLDV([SOLFDFyPRFRQWULEXLUtDGLFKRVDEHUDODUHVROXFLyQGHODVXQWR

Sesión A. Aportaciones históricas al modelo atómico actual Criterios a desarrollar »

'HVFULERODVDSRUWDFLRQHVDOPRGHORDWyPLFRDFWXDOUHDOL]DGDVSRU'DOWRQ 7KRPVRQ 5XWKHUIRUG &KDGZLFN *ROGVWHLQ %RKU 6RPPHUIHOG \ 'LUDF-RUGDQ

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9DORURODVDSRUWDFLRQHVKLVWyULFDVGHORVPRGHORVDWyPLFRVTXHQRVOOHYDQDOPRGHORDFWXDO

Desarrollo de criterios

Primeras aproximaciones al modelo atómico $ODFLYLOL]DFLyQJULHJDOHGHEHPRVHOFRQFHSWRÀORVyÀFRGHiWRPR+DFHPiVGH DxRVHOÀOyVRIRJULHJR LeucipoSHQVDEDTXHORViWRPRVHUDQODVSDUWtFXODV PiV SHTXHxDV GH OD PDWHULD \ TXH GHEHUtDQ H[LVWLU GLIHUHQWHV WLSRV GH iWRPRV VHJ~QFDGDPDWHULDDemócritoHQWUHRWURVDÀUPyTXHDOGLYLGLUVHODPDWHULD

55

Química I /DLGHDGHTXHOD PDWHULDHVWiIRUPDGD por partículas OODPDGDViWRPRV VHFRQRFHFRPR WHRUtDDWyPLFD

'DOWRQHVFRQVLGHUDGRHOSDGUHGH ODWHRUtDDWyPLFD PRGHUQDGHELGR DTXHIXHHO SULPHUTXtPLFR TXHHVWXGLyORV iWRPRV\XWLOL]y VtPERORVSDUDUHpresentar su FRPELQDFLyQ

WHQGUtD TXH OOHJDUVH D XQD ~OWLPD SDUWtFXOD OD FXDO \D QR VH SRGUtD GLYLGLU \ OD OODPyátomoSDODEUDTXHVLJQLÀFD´LQGLYLVLEOHµAristóteles,RWURÀOyVRIRJULHJR WHQtDLGHDVFRQWUDULDVDODGH/HXFLSR\'HPyFULWReODÀUPyTXHODQDWXUDOH]DGH ODPDWHULDHUDFRQWLQXD\QRDWRPLVWD Estas iGHDVFD\HURQHQHOROYLGRDOQRSRGHUGHPRVWUDUVH\QRIXHVLQR KDVWDHOVLJOR;,;FXDQGRHOTXtPLFRLQJOpVJohn DaltonODVKL]RUHQDFHUSDUDSRGHU H[SOLFDUSRUPHGLRGHVXVH[SHULPHQWRVGH\ODVUHODFLRQHVGHPDVD TXHJXDUGDQHQWUHVtWRGDVODVVXVWDQFLDV/H\HVSRQGHUDOHV  La teoría de Dalton se basa en los siguientes enunciados: 1.

´/DV VXVWDQFLDV VLPSOHV HOHPHQWRV  HVWiQ IRUPDGDVSRU OD XQLyQ GH iWRPRV LJXDOHVFX\RSHVRHVLQYDULDEOH\FDUDFWHUtVWLFRµ

2.

´/DVVXVWDQFLDVFRPSXHVWDVVHIRUPDQDOXQLUVHiWRPRVGHGLYHUVRVHOHPHQWRV TXHQXQFDVHGLYLGHQVLQRTXHHQWUDQHQWHURVHQODFRPELQDFLyQIRUPDGDµ

(Q VX WHRUtD 'DOWRQ KL]R UHIHUHQFLD D ODV /H\HV SRQGHUDOHV TXH ULJHQ ODVUHODFLRQHVHVWDEOHFLGDVHQWUHORVSHVRVGHORVHOHPHQWRVTXHIRUPDQXQFRPSXHVWRDVtFRPRHQWUHORVSHVRVGHODVVXVWDQFLDVTXHSDUWLFLSDQHQXQDUHDFFLyQ TXtPLFD(VWDVOH\HVVRQ OD/H\GHODFRQVHUYDFLyQGHODPDVD/H\GH/DYRLVLHU  OD/H\GHODVSURSRUFLRQHVFRQVWDQWHV/H\GH3URXVW  OD/H\GHODVSURSRUFLRQHV P~OWLSOHV/H\GH'DOWRQ \OD /H\GHODVSURSRUFLRQHVUHFtSURFDV/H\GH5LFKWHU :HQ]HO 'HHOODVKDEODUHPRVDGHWDOOHFXDQGRYHDPRVHOWHPDGHHVWHTXLRPHWUtD 'HVSXpVGH'DOWRQVHUHDOL]DURQGHVFXEULPLHQWRVPX\LPSRUWDQWHVHQHO FDPSRGHODWHRUtDDWyPLFDSULQFLSDOPHQWHDÀQHVGHOVLJOR;,;(QHODxRDO UHDOL]DUHVWXGLRVVREUHORVUD\RVFDWyGLFRVHOItVLFRLQJOpV Joseph John Thomson GHVFXEULyTXHHVWRVSXHGHQVHUGHVYLDGRVSRUXQFDPSRPDJQpWLFR\FRQVLGHUDUVH FRPRSDUWtFXODVHOpFWULFDPHQWHQHJDWLYDVTXHH[LVWHQHQWRGDODPDWHULD 3DUD  HO PRGHOR DWyPLFR GH 7KRPVRQ HUD HO PiV DFHUWDGR (VWH UHSUHVHQWDEDDOiWRPRFRPRXQDHVIHUDGHHOHFWULFLGDGSRVLWLYDHQODTXHVHHQFXHQWUDQGLVSHUVRVORVHOHFWURQHVFRPRSDVDVHQXQSDVWHO1RREVWDQWHWRGDYtD FRQFHEtDDOiWRPRFRPRXQDSDUWtFXODPDWHULDOFRPSDFWDHLQGLYLVLEOH(OGHVFXEULPLHQWRGHORVUD\RV;\GHODUDGLDFWLYLGDGMXQWRFRQORVWUDEDMRVUHDOL]DGRVSRU HOSURSLR7KRPVRQREOLJDURQDORVTXtPLFRVDDGPLWLUTXHHOiWRPRHUDLQGLYLVLEOH En 1911 Ernest RutherfordHPSOHDQGRXQDVXVWDQFLDUDGLDFWLYDERPEDUGHyXQDOiPLQDGHRURFRQSDUWtFXODVDOID\VHSHUFDWyGHTXHODPD\RUSDUWH GHODVSDUWtFXODVDWUDYHVDEDODOiPLQDPLHQWUDVTXHRWUDVVHGHVYLDEDQ\DOJXQDV PiVUHJUHVDEDQ&RQEDVHHQWDOHVUHVXOWDGRVSURSXVRTXHHOiWRPRHVWiIRUPDGR SRUXQSHTXHxRQ~FOHRSRVLWLYRHQHOFXDOVHHQFXHQWUDODPD\RUSDUWHGHODPDVD DVt FRPRSRUHOHFWURQHV ORVFXDOHV VHXELFDQ HQ WRUQRD pO IRUPDQGROD PD\RU SDUWHGHOYROXPHQ (QHOItVLFRGDQpVNiels BohrGLVFtSXORGH5XWKHUIRUGSURSXVRTXH ODHQHUJtDHVHPLWLGDHQFXDQWRVRSDTXHWHVGLVFUHWRVGHHQHUJtD'HDFXHUGRFRQ HOPRGHORDWyPLFRGH%RKUORVHOHFWURQHVVHPXHYHQHQyUELWDVHQWRUQRDOQ~FOHR GHPDQHUDVHPHMDQWHDOPRYLPLHQWRGHORVSODQHWDVDOUHGHGRUGHOVRO Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld PHMRUy HO PRGHOR DWyPLFR GH 1LHOV%RKU\SODQWHyTXHORVHOHFWURQHVQRVRORVHPXHYHQHQRUELWDOHVFLUFXODUHV VLQR WDPELpQ HQ IRUPD HOtSWLFD \ TXH VX RULHQWDFLyQ VH GHEH D OD SUHVHQFLD GH FDPSRVPDJQpWLFRV(VWHPRGHORDÀUPDEDTXHH[LVWHQVXEQLYHOHVORVFXDOHVVRQ UHSUHVHQWDGRVSRUHOQ~PHURFXiQWLFRRDFLPXWDO

56

Bloque III

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

En 1926 Erwin SchrödingerRWURDOXPQRGH%RKUGHVDUUROOyHFXDFLRQHV PDWHPiWLFDVFRQODVFXDOHVVHREWLHQHQYDORUHVTXHFRUUHVSRQGHQDUHJLRQHVGH DOWDSUREDELOLGDGHOHFWUyQLFDHQWRUQRDOQ~FOHR$OLJXDOTXHXQDQXEHGHHOHFWURQHVODVUHJLRQHVGHDOWDSUREDELOLGDGHOHFWUyQLFDQRVRQyUELWDVGHÀQLGDVGHWLSR SODQHWDULR FRPR SURSRQH %RKU VLQR TXH UHSUHVHQWDQ QLYHOHV GH HQHUJtD PHQRV GHÀQLGRV\UHJLRQHVOODPDGDVVXEQLYHOHVRVXEFDSDVFDGDXQRGHORVFXDOHVFRQWLHQHXQRRPiVRUELWDOHV8QRUELWDOHVXQDUHJLyQRFXSDGDSRUXQPi[LPRGHGRV HOHFWURQHVFRQHVSLQHVJLURV RSXHVWRV &RQOD7HRUtDGHODPHFiQLFDFXiQWLFDHVSRVLEOHFDOFXODUODSUREDELOLGDG GHHQFRQWUDUXQHOHFWUyQHQOXJDUHVHVSHFtÀFRVGHQWURGHXQiWRPRRPROpFXOD (OGHVDUUROORGHHVWDWHRUtDGXUDQWHODGpFDGDGHIXHUHVXOWDGRGHODVFRQWULEXFLRQHVGHGHVWDFDGRVFLHQWtÀFRVHQWUHHOORV(LQVWHLQ3ODQFN'H%URJOLH%RUK 6FKU|GLQJHU\+HLVHQEHUJ'HODPDQRGHORVP~OWLSOHVGHVFXEULPLHQWRVRFXUULGRV GHVGHODpSRFDGH'DOWRQKDVWDODGH6FKU|GLQJHUQXHVWUDFRPSUHQVLyQGHOiWRPR KDFDPELDGRHQIRUPDFRQVLGHUDEOHDOKDEHUVXUJLGRXQPRGHORDWyPLFRPiVDFHUWDGRDXQTXHWDPELpQPiVFRPSOHMR

Síntesis

El cubo atómico 1.

'HVSXpVGHTXHKD\DQOHtGRHOWHPD´$SRUWDFLRQHVGHODKLVWRULDGHORVPRGHORVDWyPLFRVµIRUPHQVHLVHTXLSRVGHFXDWURDFLQFRLQWHJUDQWHV

2.

8EtTXHQVHHQPHVDVGHWUDEDMRFRQHOPDWHULDOFRPSOHPHQWDULR.

3.

$UPHQHOFXERDWyPLFRHOLMDQXQRGHORVGLVWLQWRVPRGHORVDWyPLFRVFRQWHQLGRVHQpO

4.

5HGDFWHQ DOJXQRV DUJXPHQWRV SDUD GHIHQGHU HQ XQ GHEDWH FRQ ORV GHPiV HTXLSRVHOPRGHORDWyPLFRHOHJLGR

5.

([SRQJDQDQWHHOJUXSRODVUD]RQHVSRUODVFXDOHVFRQVLGHUDQTXHHVLPSRUWDQWHHOPRGHORTXHHOLJLHURQGHOFXERDWyPLFR&DGDXQDGHVXVSDUWLFLSDFLRQHV VHUiLQVSHFFLRQDGD\PRGHUDGDSRUVXIDOLFLWDGRU

6.

3UHVHQWHQODVFRQFOXVLRQHVGHVXHTXLSRODVFXDOHVGHEHUiQLQFOXLUODVGLÀFXOWDGHVDODVTXHVHHQIUHQWDURQDODUPDUHOFXER\VXUHODFLyQFRQHOWHPDGH ODVHVLyQ »

Equipo

'XUDQWHHOGHVDUUROORGHODDFWLYLGDGHOIDFLOLWDGRULUiFXPSOLPHQWDQGR XQDOLVWDGHFRWHMRFRPRODTXHWHSUHVHQWDPRVDFRQWLQXDFLyQHQGRQGHDQRWDUiORVSXQWRVRFDOLÀFDFLyQGHFDGDHTXLSR

Conducta observada

Integración

Disposición

Calidad de la argumentación

Organización grupal

Total

1 2 3

57

Química I Equipo 4 5 6

58

Conducta observada

Integración

Disposición

Calidad de la argumentación

Organización grupal

Total

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Sesión B. Partículas subatómicas Criterios a desarrollar »

5HFRQR]FRODVSDUWtFXODVVXEDWyPLFDV\VXVFDUDFWHUtVWLFDVPiVUHOHYDQWHV

»

'HÀQR ORV FRQFHSWRV GH Q~PHUR DWyPLFR PDVD DWyPLFD \ Q~PHUR GH PDVD

»

5HDOL]RFiOFXORVVHQFLOORVUHODFLRQDGRVFRQSDUWtFXODVVXEDWyPLFDVWRPDQGRFRPREDVHHOQ~PHURDWyPLFRODPDVDDWyPLFD\HOQ~PHURGH PDVD

»

0XHVWURGLVSRVLFLyQHQHOWUDEDMRJUXSDO

Desarrollo de criterios

Partículas subatómicas y sus características más relevantes (QODDFWXDOLGDGVDEHPRVTXHHOiWRPRFRQVWDGHGRVSDUWHVXQ núcleo positivoIRUPDGRSRUSURWRQHV\QHXWURQHV HQGRQGHVHXELFDODPD\RUSDUWHGHVX PDVD\XQD corteza o envoltura WDPELpQ FRQRFLGDFRPR orbital IRUPDGDSRU HOHFWURQHV HQGRQGHVHXELFDODPD\RUSDUWHGHOYROXPHQGHOiWRPR3DUDOOHJDU DHVWDFRQFOXVLyQORVLQYHVWLJDGRUHVWXYLHURQTXHVHJXLUXQFDPLQREDVWDQWHODUJR \VLQXRVR/DVSDUWtFXODVTXHLQWHUHVDQHQHOHVWXGLRGHOD4XtPLFDJHQHUDOVRQ el electrón el protón \el neutrónDODVTXHOODPDPRVpartículas subatómicas fundamentales

El electrón y el modelo atómico de Thomson (QSDUWLHQGRGHOGHVFXEULPLHQWRGHORVUD\RVFDQDOHVThomsonLQWURGXMR PRGLÀFDFLRQHVDOWXERGHUD\RVFDWyGLFRVHLQYHQWyHOSULPHUHVSHFWUyPHWURGH PDVDV(QHVWHLQVWUXPHQWRGLVSXVRODSRODULGDGGHORVHOHFWURGRVGHPRGRTXH ORVUD\RVFDWyGLFRVSDVDUDQDWUDYpVGHXQSHTXHxRRULÀFLRHQHOiQRGRGHVSXpV GHORFXDOHUDQGLULJLGRVDWUDYpVGHRWURSHTXHxRRULÀFLRSDUDTXHÀQDOPHQWH LQFLGLHUDQVREUHXQDSDQWDOODGHVXOIXURGH]LQFFRORFDGDHQHOIRQGRGHOWXER $OFRPXQLFDUHQHUJtDDOFLUFXLWRHQFRQGLFLRQHVGHDOWRYDFtRDSDUHFLy HQODSDQWDOODGHO=Q6XQDPDQFKDÁXRUHVFHQWHFDUDFWHUtVWLFDGHODUHODFLyQHQWUH ODFDUJDGHOHOHFWUyQ\VXPDVD3DUDGLULJLUHOKD]GHUD\RVFDWyGLFRVVHDSOLFDURQXQFDPSRHOpFWULFR\XQFDPSRPDJQpWLFR%DViQGRVHHQHVWHH[SHULPHQWR 7KRPVRQSURSXVRXQPRGHORDWyPLFRVHPHMDQWHDXQDJHODWLQDFRQSDVDV'LMRTXH HOiWRPRHUDXQDHVIHUDGHHOHFWULÀFDFLyQSRVLWLYDHQODTXHVHHQFRQWUDEDQLQFUXVWDGRVORVHOHFWURQHV6HFRQVLGHUyTXHORVHOHFWURQHVHUDQODVSULPHUDVSDUWtFXODV FRQVWLWX\HQWHVGHOiWRPR\TXHWHQtDQFDUJDHOpFWULFDQHJDWLYD

59

Química I Electrón3DUWtFXODFRQFDUJDQHJDWLYDî FX\RVtPERORHVOD“e”/RV HOHFWURQHVVRQHVWDEOHV\IRUPDQODHQYROWXUDGHOiWRPRHVGHFLUVHHQFXHQWUDQ JLUDQGRDOUHGHGRUGHOQ~FOHR6XPDVDUHVXOWDSDUWLFXODUPHQWHQXODù-28 JRYHFHVODPDVDGHXQiWRPRGHKLGUyJHQR)XHGHVFXELHUWRSRUJoseph John Thomson.

Eugen Golstein: El protón y los rayos canales (QHOItVLFRDOHPiQ(XJHQ*ROGVWHLQGHVFXEULyHQXQWXERGHUD\RVFDWyGLFRV XQDOXPLQRVLGDGVLWXDGDGHWUiVGHOFiWRGR3DUDLGHQWLÀFDUHOWLSRUD\RVTXHGDEDQ RULJHQDGLFKDOXPLQRVLGDGHOLQYHVWLJDGRUKL]RXQDSHUIRUDFLyQHQHOFiWRGR\DO DSOLFDUXQSRWHQFLDOHOpFWULFRREVHUYyTXHXQDQJRVWRKD]GHOX]SDVDEDDWUDYpV GHODDEHUWXUD&RQHVWRSUREyODH[LVWHQFLDGHUD\RVSRVLWLYRVRUD\RVFDQDOHVORV FXDOHVYLDMDQHQVHQWLGRRSXHVWRDOGHORVUD\RVFDWyGLFRV Fig. 3.1 Distribución de electrones en un átomo.

»

Protón. (V XQD SDUWtFXOD HVWDEOH FX\R VtPEROR HV XQD “p” Su carga HOpFWULFDHVSRVLWLYD \IRUPDSDUWHGHOiWRPR7LHQHXQDPDVDGH ù-24J\IXHGHVFXELHUWRSRUHOItVLFRDOHPiQEugen Golstein.

El neutrón y los experimentos de Chadwik (QGXUDQWHORVH[SHULPHQWRVVXJHULGRVSRU5XWKHUIRUGHOItVLFRLQJOpV-DPHV &KDGZLN GHVFXEULy XQD SDUWtFXOD TXH WHQtD H[DFWDPHQWH OD PLVPD PDVD TXH HO SURWyQSHURTXHFDUHFtDGHFDUJDHOpFWULFDHVGHFLUHUDHOpFWULFDPHQWHQHXWUD 6HOHGHQRPLQyQHXWUyQ\IRUPDSDUWHGHWRGRVORVQ~FOHRVFRQH[FHSFLyQGHHO GHOKLGUyJHQR 'RV DxRV GHVSXpV &KDGZLN SURSXVR \ GHPRVWUy TXH HO GHVSUHQGLPLHQWR GH XQ SURWyQ VH HIHFW~D D OR ODUJR GH XQ HÀFLHQWH SURFHVR GH WUDQVIHUHQFLD GH HQHUJtD HQWUH SURWRQHV \ HQ YLUWXG GHO ERPEDUGHRGHSDUWtFXODVTXHWLHQHQXQDPDVDDSUR[LPDGDPHQWHLJXDODODGHOSURWyQ,QYHVWLJDFLRQHV UHFLHQWHV LQGLFDQ TXH VROR KD\ XQD GLIHUHQFLD GH DSUR[LPDGDPHQWH »

Átomo

Neutrón. 3DUWtFXODFX\RVtPERORHVXQD “n”1RWLHQHFDUJDHOpFWULFDHVGHFLU VX FDUJD HV FHUR   R  î  HVWR HV QHXWUDO -XQWR FRQ ORV SURWRQHV \ ORV QHXWURQHV FRQVWLWX\HQ HO Q~FOHR GHO iWRPR 6X PDVD HV OLJHUDPHQWH PD\RU DODGHOSURWyQù-24J \IXH GHVFXELHUWR SRU HO ItVLFR LQJOpV James Chadwik.

Fig. 3.2 8Q iWRPR FRQ VXV SDUWHV HOHFWUyQ SURWyQ\QHXWUyQ

/DSDODEUDátomoSURYLHQHGHOJULHJRátomosTXH VLJQLÀFD´LQGLYLVLEOHµ(QODDFWXDOLGDGVHGHÀQHFRPRODSDUWtFXODPiVSHTXHxD HQTXHSXHGHGLYLGLUVHXQHOHPHQWRTXtPLFRPDQWHQLHQGRODVSURSLHGDGHVTXHOH VRQFDUDFWHUtVWLFDV

60

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Número atómico (OQ~PHURDWyPLFRHVODFDQWLGDGGHSURWRQHV\GHHOHFWURQHVTXHH[LVWHHQXQ iWRPRGHXQHOHPHQWR\GHWHUPLQDODLGHQWLGDG3RUHMHPSORFDGDiWRPRFX\R Q~PHURDWyPLFRVHDHVGHFDUERQRSXHVHVWHHOHPHQWRFRQWLHQHSURWRQHVHQ VXQ~FOHR(OQ~PHURDWyPLFRQRVLQGLFDWDPELpQODFDQWLGDGGHHOHFWURQHVHQ XQiWRPRQHXWUR\VHUHSUHVHQWDFRQODOHWUD=(OQ~PHURDWyPLFRGHWRGRVORV HOHPHQWRVVHHQFXHQWUDHQODWDEODSHULyGLFD 1~PHUR DWyPLFR  =  Q~PHUR GH SURWRQHV HQ HO Q~FOHR  Q~PHUR GH electrones Masa o peso atómico /DPDVDDWyPLFDVHUHÀHUHDOSHVRGHOiWRPR5HVXOWDGHODPDVDGHXQSURWyQ TXHHVLJXDODXPDPiVODFDQWLGDGGHQHXWURQHVODPDVDGHXQQHXWUyQTXHHV LJXDODXPD 1RVHWRPDHQFXHQWDODPDVDGHOHOHFWUyQ\DTXHHVLQVLJQLÀFDQWH 3RUWDQWRODFDQWLGDGGHQHXWURQHVSUHVHQWHVHVLJXDODOQ~PHURGHPDVDPHQRV OD FDQWLGDG GH SURWRQHV /D PDVD DWyPLFD VH UHSUHVHQWD FRQ OD OHWUD$ \ HV XQ Q~PHURGHFLPDOTXHVHHQFXHQWUDHQODWDEODSHULyGLFD 0DVDDWyPLFD $ Q~PHURGHSURWRQHVQ~PHURGHQHXWURQHV 7DPELpQVHGHÀQHFRPRHOSURPHGLRSRQGHUDGRGHODVPDVDVGHWRGRV ORVLVyWRSRVQDWXUDOHVGHXQHOHPHQWR&RPRVHGLMRVXXQLGDGHVXPDXQLGDGGH PDVDDWyPLFD RJPRO 1~PHURGHPDVD6HUHÀHUHDODVXPDGHORVSURWRQHVPiVORVQHXWURQHV (OVLJXLHQWHHVXQVtPERORJHQHUDOSDUDXQiWRPRGHXQHOHPHQWRHQHO TXHVHPXHVWUDVXQ~PHURGHPDVD\VXQ~PHURDWyPLFR »

$ Q~PHURGHPDVDDWyPLFD

»

( VtPERORGHOHOHPHQWR

»

= Q~PHURDWyPLFR

Actividad de aprendizaje 1 2UJDQL]DGRVHQHTXLSRVDQDOLFHQORVFRQFHSWRVTXHVHSUHVHQWDURQHQODVHVLyQ SDUD H[SOLFDUORV SRVWHULRUPHQWH HQ SOHQDULD \ HVWDEOHFHU FRQFOXVLRQHV VREUH HO WHPD

Síntesis 5HDOL]DORVVLJXLHQWHVHMHUFLFLRVHQIRUPDLQGLYLGXDO I.

&RQEDVHHQODLQIRUPDFLyQDQDOL]DGDDQWHULRUPHQWHVHxDODORVGDWRVGHOHOHPHQWRTXHVHWHSUHVHQWDDFRQWLQXDFLyQ6HVXJLHUHTXHKDJDVORSURSLRFRQ HOHPHQWRVHQWRWDOSXHVHOHMHUFLFLRWHVHUiHYDOXDGR\FRQVLGHUDGRFRPR SDUWHGHWX3RUWDIROLRGH(YLGHQFLDV

61

Química I

47 Plata

Ag 1

107.87 II.

+DFLHQGRXVRGHODVIyUPXODVTXHWHSUHVHQWDPRVHQODVHFFLyQDQWHULRUFDOFXOD\DQRWDHQODVLJXLHQWHWDEODHOQ~PHURGHSURWRQHVHOHFWURQHV\QHXWURQHV TXHSRVHHFDGDXQRGHORVHOHPHQWRVDKtHQOLVWDGRV Elemento

Manganeso

3RWDVLR 3ODWD

%LVPXWR Mercurio 1LWUyJHQR &DUERQR

)yVIRUR =LQF Litio

62

Número de electrones

Número de neutrones

Número de protones

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Sesión C. Isótopos y su aplicación Criterios a desarrollar »

'HÀQRHOFRQFHSWRGHLVyWRSR

»

&RQR]FR DOJXQRV LVyWRSRV UDGLDFWLYRV FREDOWR \RGR FDUERQRFDUERQR²SORPR²

»

([SOLFRODUHODFLyQTXHH[LVWHQHQWUHHOQ~PHURDWyPLFR\HOQ~PHURGH PDVDGHORVLVyWRSRV

»

'HVFULERODVDSOLFDFLRQHVGHDOJXQRVLVyWRSRVUDGLDFWLYRV

»

5HFRQR]FRODLPSRUWDQFLD\ORVULHVJRVGHOHPSOHRGHLVyWRSRVHQGLIHUHQWHVFDPSRV

»

0XHVWURGLVSRVLFLyQDOWUDEDMRPHWyGLFR\RUJDQL]DGR

»

9DORURODVDSOLFDFLRQHVGHORVLVyWRSRVHQODYLGDFRWLGLDQD

Desarrollo de criterios

Isótopo +HPRVVHxDODGRTXHORViWRPRVGHXQHOHPHQWRGDGRWLHQHQODPLVPDFDQWLGDGGH SURWRQHV\HOHFWURQHV6LQHPEDUJRHQSUXHEDVH[SHULPHQWDOHVVHKDGHPRVWUDGR TXHODPD\RUSDUWHGHORViWRPRVGHXQHOHPHQWRGDGRQRWLHQHQPDVDVLGpQWLFDV (VWRVHGHEHDTXHiWRPRVGHOPLVPRHOHPHQWRSXHGHQFRQWHQHUFDQWLGDGHVGLVWLQWDVGHQHXWURQHVHQVXVQ~FOHRVPDQWHQLHQGRVXFDUJDHOpFWULFDHQHTXLOLEULR /RViWRPRVGHXQHOHPHQWRTXHWLHQHQHOPLVPRQ~PHURDWyPLFRSHURGLIHUHQWH PDVDDWyPLFDVHOODPDQisótopos del elemento. /RViWRPRVGHYDULRVLVyWRSRVGHXQHOHPHQWRSUHVHQWDQODPLVPDFDQWLGDG GH SURWRQHV \ HOHFWURQHV SHUR GLÀHUHQ HQ OD FDQWLGDG GH QHXWURQHV /RV LVyWRSRV GHO PLVPR HOHPHQWR WLHQHQ ODV PLVPDV SURSLHGDGHV TXtPLFDV SHUR VXV SURSLHGDGHVItVLFDVVRQGLIHUHQWHV6RORH[LVWHQHOHPHQWRVTXtPLFRVHQWUHHOORV HOVRGLRTXHSUHVHQWDQXQVRORLVyWRSRQDWXUDOHOUHVWRSRVHHPiVGHXQLVyWRSR  HQHOPLVPRVLWLR  $OGtDGHKR\VHFRQRFHQDOUHGHGRUGHLVyWRSRVDXQTXHVHHVWLPD TXHH[LVWHXQWRWDOGH3RUHMHPSORSDUDHOKLGUyJHQRVHFRQRFHQWUHVLVyWRSRVHQWUHORVFXDOHVOD~QLFDGLIHUHQFLDHVHOQ~PHURGHQHXWURQHVTXHWLHQHQHQ HOQ~FOHRGHFDGDLVyWRSRQ~PHURDWyPLFRLJXDOD &DGDXQRWLHQHXQSURWyQ \XQHOHFWUyQ(Oprimer isótopo (protio)QRWLHQHQHXWUyQ\VXQ~PHURGHPDVD DWyPLFDHVHOsegundo isótopo (deuterio)WLHQHXQQHXWUyQHQHOQ~FOHR\VX Q~PHUR GH PDVD DWyPLFD HV  HO tercer isótopo (tritio) WLHQH GRVQHXWURQHV \ VXQ~PHURGHPDVDDWyPLFDHV/RVWUHVLVyWRSRVWLHQHQVRORXQHOHFWUyQHQHO RUELWDOV\FDGDXQRPDQWLHQHVXQHXWUDOLGDGHOpFWULFD

63

Química I /RVLVyWRSRVVHGLVWLQJXHQPHGLDQWHODVLJXLHQWHQRWDFLyQ

A X Z (QGRQGHXHVHOVtPERORGHOHOHPHQWRz (subíndice), HOQ~PHURDWyPLFRHVGHFLUHOQ~PHURGHSURWRQHVGHOHOHPHQWRHOFXDOQRFDPELDSDUDWRGRV\ FDGDXQRGHORVLVyWRSRVGHXQHOHPHQWRGDGR\A (exponente ODPDVDDWyPLFD RVHDHOQ~PHURGHSURWRQHVPiVHOQ~PHURGHQHXWURQHVTXHFDPELDSDUDFDGD LVyWRSRGHOHOHPHQWRGDGR(QHOiWRPRQHXWURRQRUPDOGHXQHOHPHQWRHOQ~PHURDWyPLFRFRUUHVSRQGHDOQ~PHURGHHOHFWURQHV3DUDORVLVyWRSRVHOQ~PHUR DWyPLFR VH SXHGH FDOFXODU FRPR OD GLIHUHQFLD HQWUH OD PDVD PHQRV HO Q~PHUR DWyPLFR$î=  (O Q~PHUR GH QHXWURQHV VH SXHGH FDOFXODU SRU PHGLR GH OD IyUPXOD VLJXLHQWH 1~PHURGHQHXWURQHV Q~PHURGHPDVDîQ~PHURDWyPLFR (MHPSOR Nombre

Notación

3URWLRR KLGUyJHQR

1 1

2

Deuterio

1

3

7ULWLR

1

Número de electrones

Número de protones

Número de neutrones

+

1

1

0

+

1

1

1

+

1

1

2

2VLPSOHPHQWH++\+ 2WUDIRUPDGHUHSUHVHQWDUORVLVyWRSRVHVODVLJXLHQWHVHHVFULEHHOQRPEUHGHOHOHPHQWRVHJXLGRGHXQJXLyQPHGLR\GHOQ~PHURGHPDVD&RQWLQXDQGR FRQHOHMHPSORGHOKLGUyJHQRVHUtDFRPRVLJXHKLGUyJHQR²KLGUyJHQR²HKLGUyJHQR²(OiWRPRGHERURWLHQHGRVLVyWRSRV 10 5

11

B\ 5 B(OSULPHURFRQWLHQHSURWRQHV\QHXWURQHVHOVHJXQGR

SURWRQHV\QHXWURQHV

64

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Actividad de aprendizaje 2 I.

(QODVLJXLHQWHWDEODWHUPLQDGHGHVDUUROODUODQRWDFLyQSDUDHOFDUERQR VDELHQGRTXHODVQRWDFLRQHVSDUDORVLVyWRSRVGHOFDUERQR\VRQODVVLJXLHQWHV Notación del carbono

&DUERQR

&DUERQR

Notación 1 6 12

6 13

C

C

Notación 2 12

C

13

C

Notación 3

FDUERQR²

FDUERQR²

&DUERQR

II.

(QODVLJXLHQWHWDEODDQRWDORTXHVHWHSLGH Isótopos del carbono

Número de Electrones

Número de protones

Número de neutrones

&DUERQR &DUERQR &DUERQR /RVLVyWRSRVGHXQHOHPHQWRSUHVHQWDQVLPLODULGDGTXtPLFDSRUORTXH HVGLItFLOVHSDUDUORVSRUPpWRGRVQRQDWXUDOHV&RPRODVPDVDVGHORVLVyWRSRVVRQ ODVTXHGLÀHUHQHQWUHHOORVHQWRQFHVVHUHFXUUHDPpWRGRVItVLFRVSDUDVHSDUDUORV (OHVSHFWUyJUDIRRHVSHFWUyPHWURGHPDVDVHVHODSDUDWRTXHPiVVHXWLOL]DSDUD HOHVWXGLRGHORVLVyWRSRVVHFRORFDXQDSODFDIRWRJUiÀFDSDUDGHWHFWDUHOHVSHFWURGHPDVDVHLQ\HFWDHQHODSDUDWRXQDPXHVWUDGHORVLVyWRSRV\HQODSODFD DSDUHFHQOtQHDVQHJUDVSHUIHFWDPHQWHGHÀQLGDVFX\DSRVLFLyQLQGLFDODPDVDGHO LVyWRSR/DLQWHQVLGDGGHODVOtQHDVHVSURSRUFLRQDODODDEXQGDQFLDUHODWLYDGHO LVyWRSRFRPRVHSXHGHREVHUYDUHQODVLJXLHQWHÀJXUDODFXDOPXHVWUDORVLVyWRSRVGHOFDGPLR

Fig. 3.3 5DGLR(OHPHQWRUDGLDFWLYR

([LVWHQHOHPHQWRV TXHQRSUHVHQWDQ LVyWRSRV%H)1D3 6F0Q$V< 1E5K,&V3U 7E+R7P$X \%L 

65

Química I /D WHRUtD DWyPLFD GH 'DOWRQ HVWXGLD HO FRQFHSWR GH SHVR DWyPLFR HQ GRQGHORViWRPRVVHFRPELQDQXQRVFRQRWURVHQSURSRUFLyQGHÀQLGDSDUDIRUPDU FRPSXHVWRV$PHGLDGRVGHOVLJOR;;VHDGRSWyXQDHVFDODUHODWLYDDORVSHVRVGH ORViWRPRVTXHVHFRPELQDQ$VtSDUDHOR[tJHQR 1682VHHVWDEOHFLyXQSHVRLJXDO DTXHHVHOSHVRSURPHGLRGHORVLVyWRSRVGHOR[tJHQR\SDUDHOFDUERQR 12 & VH DGRSWy XQ SHVR HVWiQGDU GH  /D PDVD DWyPLFD SURPHGLR SDUD HO 6 UHVWRGHORVLVyWRSRVGHORVHOHPHQWRVVHFDOFXODDWUDYpVGHODVLJXLHQWHHFXDFLyQ ¶XPD őÀPL (QGRQGH »

Fi =ODDEXQGDQFLDIUDFFLRQDOGHOLVyWRSRTXHH[LVWHHQODQDWXUDOH]D

»

Mi = ODPDVDGHFDGDXQRGHORVLVyWRSRV (MHPSOR

/DV DEXQGDQFLDV QDWXUDOHV GH ORV LVyWRSRV GHO KLGUyJHQR VRQ  SDUDHOKLGUyJHQRRSURWLR\SDUDHOGHXWHULR(QORTXHVHUHÀHUHDOWULWLR VXDEXQGDQFLDHVSUiFWLFDPHQWHFHURSXHVVHWUDWDGHXQLVyWRSRUDGLDFWLYR5HVSHFWRDODVPDVDVVRQXPD\XPDUHVSHFWLYDPHQWH(QWRQFHVOD XPDSRQGHUDGDSDUDHOKLGUyJHQRHVODVLJXLHQWHDSOLFDQGRODHFXDFLyQ »

¶XPD őÀPL

»

¶XPD+  XPD  XPD

»

¶XPD+ XPDXPD

»

¶XPD+  (MHPSOR

(OFDUERQRWLHQHLVyWRSRVHOFDUERQRTXHWLHQHXQDPDVDDWyPLFD H[DFWDGHXPD\XQSRUFHQWDMHGHDEXQGDQFLDHQODQDWXUDOH]DGH\ HOFDUERQRFRQXQDPDVDDWyPLFDH[DFWDGH\XQSRUFHQWDMHGHDEXQGDQFLDHQODQDWXUDOH]DGH&DOFXODODPDVDDWyPLFDSURPHGLRGHOFDUERQR DFXDWURFLIUDVVLJQLÀFDWLYDV Solución $QRWD OD PDVD H[DFWD GH FDGD LVyWRSR \ PXOWLSOtFDOD SRU HO SRUFHQWDMHHVFULWRHQIRUPDGHFLPDOGLYtGHORHQWUH 6XPDODV´FRQWULEXFLRQHVGHPDVDµUHVXOWDQWHVSDUDREWHQHUODPDVDPHGLDRSURPHGLRGHOFDUERQRHQ XQLGDGHVGHPDVDDWyPLFDFRPRVHPXHVWUDDFRQWLQXDFLyQ

66

Isótopo

Masa (uma)

Abundancia (decimal)

Contribución a la masa

&DUERQR

[



8PD 

&DUERQR

[



8PD 

0DVDPHGLD

8PD 

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Actividad de aprendizaje 3 ¢&XiOHVODXPDSDUDHOOLWLRVLVXVLVyWRSRVVRQ36 Li\37 LiFRQXQDDEXQGDQFLDHQ ODQDWXUDOH]DGH\UHVSHFWLYDPHQWH\XQDPDVDGH\ JWDPELpQUHVSHFWLYDPHQWH"

Actividad de aprendizaje 4 2UJDQL]DGRVHQHTXLSRVGLVFXWDQVREUHHOWHPDDQWHULRU\H[SRQJDQVXVFRQFOXVLRQHVHQSOHQDULD

Radiactividad $ÀQHVGHOVLJOR;,;HOItVLFRIUDQFpVHenri BecquerelGHMySRUDFFLGHQWHXQPLQHUDOTXHFRQWHQtDXUDQLRFHUFDGHXQDSODFDIRWRJUiÀFD0iVWDUGHGHVFXEULyTXH ODSODFDVHKDEtDYHODGRDSHVDUGHTXHVHKDEtDSURWHJLGRGHOHIHFWRGHODOX] FRQXQDFXELHUWDQHJUD/DFODYHSDUDODH[SOLFDFLyQHVWDEDHQUHODFLRQDUHOHIHFWR GHOPLQHUDOGHXUDQLRFRQODSODFDIRWRJUiÀFDYHODGD/D~QLFDSRVLEOHH[SOLFDFLyQ HVWDEDHQODGHVFRQRFLGDHPDQDFLyQGHDOJRSRUSDUWHGHOPLQHUDOTXHKDEtDSHQHWUDGRODFXELHUWD\HQWUDGRHQFRQWDFWRFRQODSODFD 7DPELpQMarie y Pierre CurieSRUPHGLRGHVXVWUDEDMRVGHDxRV\FRQ PpWRGRVGLIHUHQWHVGHH[WUDFFLyQORJUDURQREWHQHUSRORQLRQRPEUHGDGRHQKRQRUDVXSDtVQDWDO3RORQLD \UDGLRGHDFHSWDEOHSXUH]DGHVFXEULHQGRTXHHPLWtDQ ODPLVPDFODVHGHUD\RVUHSRUWDGRVSRU%HFTXHUHO$HVWHIHQyPHQR0DULH&XULHR 0DULD6NORGRZVND OHOODPyradiactividad(QVXWHRUtDDOUHVSHFWRDÀUPDEDTXH ORViWRPRVGHFLHUWDVVXVWDQFLDVDODVTXHOODPyUDGLDFWLYDVHPLWHQGLIHUHQWHVWLSRVGHUD\RVDOGHVLQWHJUDUVH$VLPLVPRVHxDODEDTXHVLQGXGDH[LVWtDQSDUWtFXODV PiVSHTXHxDVTXHHOiWRPR /RV H[SHULPHQWRV HQ ODERUDWRULR LGHQWLÀFDURQ WUHV WLSRV GLIHUHQWHV GH SDUWtFXODVUDGLDFWLYDV\SRUWDQWRWUHVWLSRVGLVWLQWRVGHUDGLDFLyQ6HREVHUYyTXH ODVSDUWtFXODVVHFRPSRUWDQGHPDQHUDGLIHUHQWHDOSDVDUHQWUHSODFDVHOpFWULFDV SRORRHOHFWURGRQHJDWLYR \HOHFWURGRRSRORSRVLWLYR DVtFRPRHQFDPSRV PDJQpWLFRV

Fig. 3.4 5DGLRHOHPHQWRUDGLDFWLYR

67

Química I La radiactividad es la propiedad de algunos elementos o isótopos para emitir, espontáneamente, partículas cargadas de energía al desintegrarse su núcleo atómico. El resultado es la transformación de un elemento en otro. 'HORVWUHVWLSRVGHSDUWtFXODVUDGLDFWLYDVHPLWLGDVVHLGHQWLÀFDURQGRV clases de partículas y un tipo de rayo: partículas alfa y beta y rayos gamma. Estos procesos de desintegración se dividen en dos; en los primeros, se presentan cambios en la masa del núcleo; en los segundos, no. 1.

3DUWtFXODVDOIDŞ 6HUHSUHVHQWDQFRPRŞRFRPR+HRŞ\DTXHVRQ completamente iguales al átomo de helio, al contener dos protones y dos QHXWURQHV SRU OR TXH VX FDUJD HOpFWULFD HV   6H PXHYHQ D XQ UDQJR GH YHORFLGDGGHHQWUHNPV\NPV\VXPDVDVHKDFDOFXODGRHQ ;g $O SDVDU SRU XQ FDPSR HOpFWULFR VH GHVYtDQ KDFLD HO HOHFWURGR QHJDWLYR$O ÀQDOVXQ~FOHRDGTXLHUHGRVHOHFWURQHVSRUORTXHHOHTXLOLEULRHOpFWULFRQR VHDOWHUD(QHOEDODQFHÀQDOORVLVyWRSRVTXHHPLWHQUD\RVDOIDUHGXFHQVX número y peso atómicos.

2.

3DUWtFXODVEHWDş 6HUHSUHVHQWDQFRPRşRFRPR0 -1e o ş. Se trata GHXQDFRUULHQWHGHSDUWtFXODVGHHOHFWURQHVQHJDWLYDVFRQFDUJDHOpFWULFDGH  ODVFXDOHVQDWXUDOPHQWHDOSDVDUHQWUHXQFDPSRHOpFWULFRVHGHVYtDQ atraídas hacia el electrodo positivo. /DVSDUWtFXODVEHWDVXIUHQPD\RUGHVYLDFLyQTXHODVSDUWtFXODVDOIDHQHOFDPSRHOpFWULFR\DTXHVRQPiVOLJHUDVVRQHOHFWURQHVGHPDVD[J  6XYHORFLGDGHVODGHODOX](QHOEDODQFHÀQDOORVLVyWRSRVTXHHPLWHQUD\RV beta incrementan su número atómico, pero reducen su peso atómico.

3.

Cuando le pregunWDURQD(LQVWHLQTXp tipo de armas se emplearían en una eventual Tercera Guerra Mundial, contestó: “No ORVpSHURHQ la cuarta se usarán palos y piedras”.

68

5D\RVJDPPDŠ . Son representados simplemente por la tercera letra del alfabeto griego ŠVHWUDWDGHIRWRQHVR´FXDQWRVµHVGHFLUGHSHTXHxRVSDTXHWHV GH HQHUJtD HOHFWURPDJQpWLFD TXH SUHVHQWDQ PD\RU FDQWLGDG GH HQHUJtD TXHORVUD\RV´;µ\SRUORWDQWRWLHQHQPD\RUSHQHWUDFLyQHQORVPDWHULDOHV 6XYHORFLGDGHVODGHODOX]SHURQRWLHQHQPDVDFDUJDQLSURSLHGDGHVHOpFtricas. 7DPSRFR VXIUHQ GHVYLDFLyQ DO SDVDU SRU XQ FDPSR HOpFWULFR (Q HO EDODQFH ÀQDOORVLVyWRSRVTXHVRORHPLWHQUD\RVJDPPDQRFDPELDQVXQ~PHURQLVX SHVR DWyPLFR VLQR TXH ~QLFDPHQWH VH UHGXFH OD FDQWLGDG GH HQHUJtD 3DUD poder obtener los isótopos radioactivos con mayor pureza y actividad radiacWLYDVHXWLOL]DHOSURFHVRGH´HQULTXHFLPLHQWRµHQGRQGHVHVHSDUDQGHRWURV elementos o isótopos menos activos o no radiactivos. 3RGHPRV DVHYHUDU TXH ORV LVyWRSRV TXH H[LVWHQ HQ OD QDWXUDOH]D HQ PD\RU proporción o abundancia natural son elementos estables con menor cantidad GHHQHUJtD\ODPD\RUtDGHHOORVVLQUDGLDFWLYLGDG(VWRVLVyWRSRVTXHHVWXdiamos como elementos libres naturales, e involucramos en las reacciones TXtPLFDVVRQORVTXHWLHQHQPD\RUYLGDPHGLD En cambio, los isótopos con menor abundancia natural y mayor cantidad de neutrones en su núcleo son inestables y presentan más energía, además de presentan una vida media menor a la del elemento natural libre, se encuentran en fase de transformación o transmutación en otros elementos, y presentan el fenómeno de la radiactividad.

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Utilidad de los isótopos El isótopo radioactivo del carbono–1414C 6HXWLOL]DSDUDGHWHUPLQDUODDQWLJHGDGGHDOJXQRVPDWHULDOHV(O14C se HQFXHQWUDHQODELyVIHUDGHGRQGHORVYHJHWDOHVORWRPDQGXUDQWHODIRWRVtQWHVLV DOLJXDOTXHORVDQLPDOHVKHUEtYRURV\FDUQtYRURV Isótopos del cobalto (OFREDOWRIRUPDSDUWHHVWUXFWXUDOGHODYLWDPLQD%(OFREDOWR²VH XWLOL]yHQHOSULPHUWUDWDPLHQWRGHUDGLRWHUDSLD\FRQWLQ~DHQXVRHQODUDGLRJUDItDLQGXVWULDO6HFRQRFHQLVyWRSRVUDGLRDFWLYRVGHOFREDOWR Isótopos del yodo ([LVWHQ  LVyWRSRV GHO \RGR (O \RGR² HV HVWDEOH PLHQWUDV TXH HO \RGR²HVUDGLDFWLYRFRQXQSHULRGRGHYLGDPHGLDGHGtDV\XQXVRLPSRUWDQWHHQWUDWDPLHQWRVGHODJOiQGXODWLURLGHD\HOFiQFHU Isótopos del plomo (OSORPRHVHOHOHPHQWRPiVLPSRUWDQWHGHORVXWLOL]DGRVHQHOEOLQGDMH GHODUDGLDFLyQ $OJXQRVLVyWRSRVUDGLDFWLYRVWLHQHQDSOLFDFLyQHQOD0HGLFLQDSRUHMHPSORXQLVyWRSRGHWHFQHFLR99Tc TXHXWLOL]DGRFRPROtTXLGRRPHGLRGHFRQWUDVWHSXHGHGHWHFWDUYDVRVVDQJXtQHRVEORTXHDGRVFRQSRFDOX] (O\RGR² UDGLDFWLYRSRUVXSDUWHVHXWLOL]DSDUDWUDWDUGHÀFLHQFLDVGHODJOiQGXODWLURLGHV \WLHQHXQDYLGDPHGLDGHGtDV(OFREDOWR²VHXVDHQUDGLRWHUDSLDSRUVXV UDGLDFLRQHVJDPPD 2WURVLVyWRSRVFRPRHOFDUERQR²VHXWLOL]DQSDUDGHWHUPLQDUFURQRORJtDVSRUHMHPSORHQOD$UTXHRORJtDGRQGHVHHPSOHDSDUDHVWDEOHFHUODHGDGGH OD7LHUUDRODDQWLJHGDGGHDOJ~QIyVLOGRFXPHQWRRSLH]DDUTXHROyJLFD7DPELpQ VHOHHPSOHDSDUDYHULÀFDUODDXWHQWLFLGDGGHDOJXQDSLH]DGHDUWH$OJXQDVWUD]DV R SHTXHxDV FDQWLGDGHV GH LVyWRSRV UDGLRDFWLYRV VH XWLOL]DQ HQ OD LQGXVWULD SDUD PHGLUFRQH[DFWLWXG\SUHFLVLyQHOQLYHOGHOPDWHULDOFRQWHQLGRHQUHDFWRUHVSRU HMHPSOR GH SROtPHURV FRPR SROLpVWHU QDLORQ HWFpWHUD /RV LVyWRSRV XWLOL]DGRV VRQHQWUHRWURVHOFREDOWRHOFHVLR\HOHVWURQFLR

Actividad de aprendizaje 5 'HPDQHUDLQGLYLGXDOUHDOL]DXQDLQYHVWLJDFLyQVREUHDOJXQRVGHORVLVyWRSRVUDGLDFWLYRVUDGLRLVyWRSRV PiVXWLOL]DGRVFRPRHOÀHUUR²HOVRGLR²HOFREDOWR² HO ERUR² \ HO IyVIRUR² /RV DVSHFWRV TXH VH GHEHQ LQYHVWLJDU GH FDGD UDGLRLVyWRSRVRQ »

6LPERORJtD

»

$SOLFDFLyQ

»

%HQHÀFLRV

»

Riesgo

69

Química I Síntesis I.

2UJDQL]DGRV HQ HTXLSRV GLVFXWDQ ODV YHQWDMDV \ GHVYHQWDMDV GHO XVR GH ORV LVyWRSRV

II.

&DGD HTXLSR GH WUDEDMR GLVSRQGUi GH  PLQXWRV SDUD H[SRQHU VXV RSLQLRQHV IXQGDPHQWDGDV

III. 5HDOLFHQXQGHEDWHÀQDOVXSHUYLVDGRSRUVXIDFLOLWDGRUDOÀQDOGHOFXDOGHEHUiQOOHQDUODVLJXLHQWHOLVWDGHFRWHMRSDUDLQFOXLUODHQVXVSRUWDIROLRVGH HYLGHQFLDV Dominio del tema

Puntualidad en los tiempos asignados

Responsabilidad

Sustento adecuado de ideas

Actitud colaborativa

Respeto y tolerancia hacia los demás compañeros

7RWDOGHSXQWRVREWHQLGRV BBBBBBBBBBBBB

Sesión D. Modelo atómico actual de la mecánica cuántica (números cuánticos y configuraciones electrónicas) Criterios a desarrollar

70

»

'HVFULERORVVLJQLÀFDGRV\YDORUHVGHORVQ~PHURVFXiQWLFRVQOPV  FRQEDVHHQHOPRGHORDWyPLFRDFWXDO

»

([SOLFRODVUHJODVSDUDHODERUDUODVFRQÀJXUDFLRQHVHOHFWUyQLFDV3ULQFLSLRGHHGLÀFDFLyQSURJUHVLYD3ULQFLSLRGHH[FOXVLyQGH3DXOL\5HJOD GH+XQG

»

'HVDUUROOR H LQWHUSUHWR FRQÀJXUDFLRQHV HOHFWUyQLFDV FRQVLGHUDQGR ORV Q~PHURVFXiQWLFRV\ORVHOHFWURQHVGHYDOHQFLDGHORVHOHPHQWRV\UHODFLRQiQGRORVFRQODVFDUDFWHUtVWLFDVGHHVWRV

»

0XHVWURGLVSRVLFLyQDOWUDEDMRPHWyGLFR\RUJDQL]DGR

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Desarrollo de criterios

Modelo atómico actual (QWUHORVVLJORV;9,,,\;,;ORVFLHQWtÀFRVLGHDURQSUXHEDVSDUDLGHQWLÀFDUDOJXQRV HOHPHQWRVTXHSURGXFHQFRORUHVDOVHUFDOHQWDGRVWRPDQGRHQFXHQWDTXHORVFRORUHVTXHVHPDQLÀHVWDQDODÁDPDVRQUHVXOWDGRGHODVHVWUXFWXUDVHOHFWUyQLFDVGH ORViWRPRVGHHOHPHQWRVPHWiOLFRV+D\TXHUHFRUGDUTXHFDGDHOHPHQWRSUHVHQWD XQHVSHFWURHVSHFtÀFRGHHPLVLyQTXHSHUPLWHQLGHQWLÀFDUOR (Q HO DxR GH  0D[ 3ODQFN FLHQWtÀFR DOHPiQ  SURSXVR OD OODPDGD 7HRUtDFXiQWLFDODFXDOHVWDEOHFH´/RViWRPRVGHXQHOHPHQWRDOVHUFDOHQWDGRV DEVRUEHQ\HPLWHQOX]GHPDQHUDGLVFRQWLQXDHQSDTXHWHVGLVFUHWRVGHHQHUJtDµ

/D7HRUtDFXiQWLFDIXH DFHSWDGDGHVSXpVGH TXH$OEHUW(LQVWHLQ ODHPSOHySDUD H[SOLFDUHOHIHFWRIRWRHOpFWULFR

(OXVRGHOD0HFiQLFD&XiQWLFD\OD(FXDFLyQGH6FKU|GLQJHUDSRUWDURQ XQDSHUFHSFLyQFRPSOHPHQWDULDGHODHVWUXFWXUDHOHFWUyQLFDGHORViWRPRV&RPR VHVDEHHOPRGHORDFWXDOHQHOFXDOVHGHVFULEHHOFRPSRUWDPLHQWRGHOHOHFWUyQ HQIXQFLyQGHVXVFDUDFWHUtVWLFDVRQGXODWRULDVIXHGHVDUUROODGRSRUpO /DWHRUtDPROHFXODUVXSRQHTXHHOQ~FOHRHVWiURGHDGRSRUXQDQXEHWHQXHGHHOHFWURQHVTXHUHWLHQHQHOFRQFHSWRGHQLYHOHVGHHQHUJtD (VWDWHRUtDGHULYDGHWUHVFRQFHSWRVIXQGDPHQWDOHVFRPRVRQ 1.

(OQXHYRPRGHORGHODHVWUXFWXUDDWyPLFDGH1LHOV%RKUHOFXDOLPSOLFDORV VLJXLHQWHVSRVWXODGRV »

/RV HOHFWURQHV JLUDQ HQ yUELWDV HVWDFLRQDULDV VLQ HPLWLU HQHUJtD &DGD yUELWDWLHQHXQDHQHUJtDÀMD\GHÀQLGDDORTXHVHFRQRFHFRPRHVWDGR EDVDORHVWDFLRQDULR

»

&XDQGRDOiWRPRVHOHVXPLQLVWUDHQHUJtDORVHOHFWURQHVEULQFDQGHXQD yUELWDGHPHQRUQLYHODXQDGHPD\RUQLYHOGHHQHUJtDIRUPDQGRORTXH VHFRQRFHFRPRHVWDGRH[FLWDGRRLQHVWDEOH

»

(OHOHFWUyQH[FLWDGRDOHVWDULQHVWDEOHGHVFLHQGHDXQQLYHOLQIHULRU HPLWLHQGR XQD UDGLDFLyQ FX\D HQHUJtD VHUi LJXDO D OD GLIHUHQFLD GH OD TXH WLHQH HQWUH ORV GRV QLYHOHV$ HVWR VH OH FRQRFH FRPR HVWDGR GH HPLVLyQGHUDGLDFLyQHOHFWURPDJQpWLFD

»

&XDQGRHOHOHFWUyQHPLWHODHQHUJtDDEVRUELGDUHJUHVDDVXyUELWDHVWDFLRQDULDFRQRFLGDFRPRHVWDGREDVDO

E=h-f

W3W3W2

W3W3W2 W3W3W2

Fig. 3.5 (OHOHFWUyQ\VXVWUHVHVWDGRV

71

Química I 1.

1DWXUDOH]DGXDOGHODPDVDVXJHULGDSRU/RXLVGH%URJOLH

'H%URJOLHGHVFXEULyTXHODVSDUWtFXODVFRPRODOX]VHSXHGHQFRPSRUWDUDOPLVPR WLHPSRFRPRRQGDV /DVLWXDFLyQGHORV HOHFWURQHVVXQLYHOGH HQHUJtD\RWUDVFDUDFWHUtVWLFDVVHH[SUHVDQPHGLDQWH ORVQ~PHURV FXiQWLFRV

2.

3ULQFLSLRGHLQFHUWLGXPEUHGH:HUQHU+HLVHQEHUJ

$SDUWLUGHOFRPSRUWDPLHQWRGXDOGHODOX]VHDQXQFLyHVWHSRVWXODGR VHJ~QHOFXDOQRSXHGHQVHUFRQRFLGDVFRQH[DFWLWXG\VLPXOWiQHDPHQWHODSRVLFLyQ \ODYHORFLGDGGHXQHOHFWUyQ )XHDSDUWLUGHODGXDOLGDGGH%URJOLH\GHO3ULQFLSLRGHLQFHUWLGXPEUH GH+HLVHQEHUJTXHVXUJLyOD0HFiQLFD&XiQWLFDSDUDSRGHUH[SOLFDUODSRVLFLyQ OD YHORFLGDG \ HO RUELWDO GHO HOHFWUyQ (Q VX HFXDFLyQ OODPDGD Función de onda (ecuación de onda)6FKU|GLQJHUFRQVLGHUDEDDOHOHFWUyQFRPRXQDRQGDDVRFLDGD DORVRUELWDOHVSURSXHVWRVSRU%RKUVHxDODQGRODSUREDELOLGDGGHHQFRQWUDUDOHOHFWUyQHQXQDXRWUDVLWXDFLyQ

Números cuánticos 6RQSDUiPHWURVTXHVLUYHQSDUDH[SUHVDUODVLWXDFLyQGHORVHOHFWURQHVVXQLYHOGH HQHUJtD\RWUDVFDUDFWHUtVWLFDV 6HUHSUHVHQWDQFRQODVOHWUDVn, l, m, s. 1~PHURFXiQWLFRQSULQFLSDORSULPDULR (OPRGHORGHOiWRPRGH%RKUHVHOUHVXOWDGRGHORVniveles de energía, GLVHxDGRVFRPRODVOHWUDV./012347HQLHQGRHOQ~PHURFXiQWLFRSULQFLSDOQ GHFDGDYDORUGHnFDUDFWHUL]DODHQHUJtD\ODGLVWDQFLD SURPHGLRGHXQDyUELWDDOQ~FOHR (ORULJHQGHODHVWUXFWXUDÀQDGHODVOtQHDVHVSHFWUDOHVIXHSRVWXODGRSDUD FDGDFDSDHOHFWUyQLFDSULQFLSDOHQHVSDFLRVFHUFDQRVVXEFDSDVRVXEQLYHOHVFDGD XQRFRQXQFRQWHQLGRGHHQHUJtDOLJHUDPHQWHGLIHUHQWH(QFRQVHFXHQFLDODVWUDQVLFLRQHVGHHQHUJtDHQWUHODVVXEFDSDVGHODVGLIHUHQWHVFDSDVSULQFLSDOHVVHHOHYDQ PX\FHUFDQDPHQWHHQOtQHDVHVSDFLDOHVHVSHFWUDOHV(QORVFRQFHSWRVPDWHPiWLFRV PRGHUQRVGHOiWRPRVHGHVFULEHQFRPRVXEFDSDV(OQ~PHURGHVXEFDSDVGHXQD FDSDSULQFLSDOHVLJXDODOYDORUGHOQ~PHURFXiQWLFRSULQFLSDOSDUDHVDFDSD /DFDSD.WLHQHXQDVXEFDSDV

K

s

/DFDSD/WLHQHGRVVXEFDSDVV\S

s L p /DFDSD0WLHQHWUHVVXEFDSDVVS\G

s M

p d

72

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

/DFDSD1WLHQHFXDWURVXEFDSDVVSG\I

N

s p d f

1~PHURFXiQWLFROD]LPXWDORVHFXQGDULR El parámetro lOODPDGRQ~PHURFXiQWLFRDFLPXWDOFDUDFWHUL]DODIRUPD JOREDO GH OD VXEFDSD GHWHUPLQDQGR OD HQHUJtD DVRFLDGD FRQ HO PRYLPLHQWR GHO HOHFWUyQDOUHGHGRUGHOQ~FOHRHLQGLFDQGRFXDWURORVVXEQLYHOHVGHHQHUJtDORVVH UHSUHVHQWDQFRQODVOHWUDVs, p, d \ f&DGDIRUPDGHODVXEFDSDWLHQHXQGLIHUHQWH GLVFUHWRYDORUGHl/DVHQHUJtDVGHODVVXEFDSDVHVWiQFXDQWL]DGDVVRORHQHOFDVR GHODVyUELWDVSULQFLSDOHVSRUORWDQWRSXHGHQVHUPRVWUDGDVSRUODVPiVDYDQ]DGDVWHRUtDVHQODVTXHlSXHGHWRPDUVRORORVYDORUHVGHQ »

V 6KDUS6RQOtQHDVQtWLGDVGHSRFDLQWHQVLGDG 

»

S 3ULQFLSDO6RQOtQHDVLQWHQVDV 

»

G 'LIIXVH6RQOtQHDVGLIXVDV 

»

I )XQGDPHQWDO6RQOtQHDVIUHFXHQWHVHQPXFKRVHVSHFWURV 

»

1~PHURFXiQWLFRPPDJQpWLFR

&XDQGRORViWRPRVVRQH[FLWDGRVGHQWURGHXQFDPSRPDJQpWLFRVHREVHUYDQDOJXQDVOtQHDVHVSHFWUDOHVVHSDUDGDVPX\OLJHUDPHQWH(VWDVHSDUDFLyQVH FRQRFHFRPRel efecto ZeemanGHVFXELHUWRSRU3LHWHU=HHPDQHQJDQDGRU GHO3UHPLR1REHOHQ6LDXQDVXEFDSDGHÀQLGDSRUORVYDORUHVGHn\l se le DSOLFDXQFDPSRPDJQpWLFRODVVXEFDSDVVHPXHVWUDQFRPRVXEVXEFDSDVXRUELWDOHVFDGDXQDFRQXQDRULHQWDFLyQHVSDFLDOFXDQWL]DGDHQHOFDPSRPDJQpWLFR(VWD RULHQWDFLyQHVSDFLDOSHUPLVLEOHHVWiGHVFULWDFRPRHOQ~PHURFXiQWLFRm &DGDYDORUGHl GDO YDORUHVGHmORVFXDOHVSXHGHQWRPDUHOUDQJR GH–lDl6Ll 0mWDPELpQSXHGHWRPDUHOYDORUGH0(OORREHGHFHDTXHODVXEcapa sHVVLPpWULFDPHQWHHVIpULFD\SXHGHQRVHULQÁXHQFLDGDSRUHOFDPSRPDJQpWLFR6Ll mSXHGHDVXPLUYDORUHVGH\SRUFRQVLJXLHQWHODVXEFDSD pSXHGHWHQHUWUHVRUELWDOHVHQHOFDPSRPDJQpWLFRORVFXDOHVVRQPX\FHUFDQRV HQHQHUJtD\SHUSHQGLFXODUHVHQWUHVt(QRWUDVSDODEUDVHO número cuántico m UHSUHVHQWDODRULHQWDFLyQGHORVRUELWDOHVFRQWHQLGRVHQORVVXEQLYHOHVHQHUJpWLFRV FXDQGRHVWRVVHHQFXHQWUDQVRPHWLGRVDXQFDPSRPDJQpWLFR

8QRUELWDOHVLJXDOD 5((03(5HJLyQGHO (VSDFLR(QHUJpWLFR GRQGHKD\0D\RU 3UREDELOLGDGGH encontrar un (OHFWUyQ 

(O Q~PHUR GH HOHFWUyQ GHSHQGH GHO VXEQLYHO TXH VH DSOLTXH 6HJ~Q HO Q~PHURFXiQWLFR´mµSXHGHVHUSRVLWLYRRQHJDWLYRWRPDQGRHQFXHQWDHOFHUR V RUELWDO 0 s S RUELWDOHVȩ1 p

0 p

1 p

G RUELWDOHVȩ2 ȩ1 0 1 2 GGGGG I RUELWDOHVȩ3 ȩ2 ȩ1 0 1 2 3 IIIIIII

73

Química I (VWRV RUELWDOHV VRQ OODPDGRV px py \ pz 6H GHEH KDFHU QRWDU TXH HQ DXVHQFLDGHXQFDPSRPDJQpWLFRORVWUHVRUELWDOHVpVRQLJXDOHVHQHQHUJtD/D VXEFDSDdVHVHSDUDHQRUELWDOHVWDPELpQEDMRODLQÁXHQFLDGHOFDPSRPDJQpWLFRORVFXDOHVVRQGHVLJQDGRVFRPRdxydyzdxzdx2-y2\dz2GHELGRDVXRULHQWDFLyQ SDUWLFXODUHQHOHVSDFLR 1~PHURFXiQWLFRs o msHVStQ &XDQGR6WHUQ\*HUODFKYDSRUL]DURQiWRPRVGHSODWD\OHVSDVDURQHOUD\R GHXQFDPSRPDJQpWLFRQRKRPRJpQHRGHQWURGHXQDSODFDIRWRJUiÀFDHQHVWDVH REVHUYDURQGRVOtQHDVPX\FHUFDQDVXQDGHRWUD(VWRVLJQLÀFDTXHGRV´GLIHUHQWHVµWLSRVGHiWRPRVGHSODWDIXHURQGLIHUHQFLDGRVSRUHOFDPSR3DUDLQWHUSUHWDU HVWHH[SHULPHQWRVHGHEHFRQVLGHUDUTXHHOFDPSRPDJQpWLFRVHSDUyDORViWRPRV GHSODWDHQGRVJUXSRVXQRHQHOFXDOHOHOHFWUyQPiVDOHMDGRHQODFDSDV1JLUDED HQHOVHQWLGRGHODVPDQHFLOODVGHOUHORM\RWURHQHOFXDOWDOPRYLPLHQWRWHQtD OXJDUHQVHQWLGRLQYHUVRDOGHODVPDQHFLOODVGHOUHORM6HFRQFOX\HTXHHVWHJLUR HVStQ GHORVHOHFWURQHVWDPELpQVHSXHGHFXDQWL]DUKHFKRTXHVHLQGLFDDVLJQDQGRXQQ~PHURFXiQWLFRVRHVStQDOHOHFWUyQHOFXDOWRPDORVYDORUHV\ (OHVStQVHUHSUHVHQWDFRQÁHFKDVÇ\È /RVRUELWDOHVDWyPLFRV &RQORVFRQFHSWRVGHQLYHOHV\VXEQLYHOHVHOHFWUyQLFRV\DSUHVHQWDGRVOD HVWUXFWXUDHOHFWUyQLFDHOHFWURQHVHQXQSDUWLFXODUVXEQLYHOVRQGHVLJQDGRVFRPR nx yHQGRQGHnHVHOQ~PHURFXiQWLFRSULQFLSDOxODGHVLJQDFLyQGHOVXEQLYHOs pdfHWFpWHUDHOFXDOFRUUHVSRQGHDOQ~PHURFXiQWLFRRUELWDOUHVSHFWLYRO  HWFpWHUDyHOQ~PHURGHHOHFWURQHVHQHOVXEQLYHO

Actividad de aprendizaje 6 1.

2UJDQL]DGRVHQHTXLSRVGHFXDWURLQWHJUDQWHVLQYHVWLJXHQODVIRUPDVGHORV VXEQLYHOHVGHHQHUJtDspd\f\GLE~MHQORVHQVXVFXDGHUQRV

2.

5HSUHVHQWHQGLFKDVIRUPDVGHORVVXEQLYHOHVFRQHOPDWHULDOGHVXSUHIHUHQFLD \H[SRQJDQVXWUDEDMRHQSOHQDULDSDUDOOHJDUDFRQFOXVLRQHV

La configuración electrónica &RQORVFRQFHSWRVWUDWDGRVHQHOWHPDDQWHULRUVHSXHGHGHVDUUROODUODHVWUXFWXUD HOHFWUyQLFDGHORViWRPRV/DFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHOiWRPRGHXQHOHPHQWR consiste en la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energíaSDUDORFXDOVHVLJXHXQSURFHVRGHOOHQDGRTXHDWLHQGHODVUHJODV TXHVHVHxDODQDFRQWLQXDFLyQ 1.

74

3ULQFLSLRGHH[FOXVLyQGH3DXOLHOFXDOHVWDEOHFH´'RVHOHFWURQHVHQXQPLVPRiWRPRQRSXHGHQWHQHULJXDOHVVXVFXDWURQ~PHURVFXiQWLFRVµ(QRWUDV SDODEUDV ´(Q XQ RUELWDO SXHGH KDEHU GRV HOHFWURQHV GH HVSLQHV RSXHVWRVµ (VWHSULQFLSLRGHWHUPLQDHOPi[LPRQ~PHURSRVLEOHGHHOHFWURQHVHQORVGLIHUHQWHVQLYHOHVSULQFLSDOHVGHHQHUJtDHOFXDOVHSXHGHFDOFXODUPHGLDQWHOD H[SUHVLyQQ2$VtWHQHPRVTXH

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

2.

»

Q HQWRQFHV 2 HOHFWURQHV

»

Q HQWRQFHV 2 HOHFWURQHV

»

Q HQWRQFHV 2 HOHFWURQHV

»

Q HQWRQFHV 2 HOHFWURQHV

Bloque III

3ULQFLSLRGHHGLÀFDFLyQSURJUHVLYD5HJODGH%XLOGLQJ²XSRGH$XI²EDX 7DPELpQFRQRFLGRFRPRPrincipio de construcciónHVWDEOHFH´&DGDQXHYRHOHFWUyQDxDGLGRDXQiWRPRHQWUDUiHQHORUELWDOGLVSRQLEOHGHPHQRUHQHUJtDµ 3RUORWDQWRORVHOHFWURQHVGHEHQDFRPRGDUVHSULPHURHQDTXHOORVVXEQLYHOHV FX\DVXPDGHQOVHDPHQRU\VLHQYDULRVHVLJXDOVHHVWUXFWXUDQSULPHUR DTXHOORVHQGRQGHQVHDPHQRU

(Q JHQHUDO OD VHFXHQFLD GH OOHQDGR VH REWLHQH DSOLFDQGR HO VLJXLHQWH GLDJUDPDFRQRFLGRFRPR5HJODGHODVGLDJRQDOHV(QHOODVHGHEHVHJXLUDWHQWDPHQWHODÁHFKDGHOHVTXHPDFRPHQ]DQGRHQVSDUDLUFRPSOHWDQGRORVRUELWDOHV FRQORVHOHFWURQHVHQIRUPDFRUUHFWD 1 1s 2 2s

3 2p

4 3s

5 3p

7 3d

6 4s

8 4p

10 4d

13 4f

9 5s

11 5p

14 5d

17 5f

12 6s

15 6p

18 6d

16 7s

19 7p

Fig. 3.6 5HJODGHODVGLDJRQDOHVSDUDUHFRUGDU ODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHORVHOHPHQWRV

(ORUGHQHQHOTXHVHYDQOOHQDQGRORVQLYHOHVGHHQHUJtDHV1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d,7p. 3DUDHODERUDUODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHORViWRPRVVHVLJXHHORUGHQGHFRORUHVHQIRUPDGLDJRQDO TXH VH LQGLFD HQ OD WDEOD DQWHULRU SURFXUDQGR HVWUXFWXUDU FDGD VXEQLYHO FRQ HO Pi[LPRGHHOHFWURQHVSHUPLWLGR5HFRUGHPRVHOQ~PHURGHHOHFWURQHVTXHDGPLWH FDGDRUELWDOGHDFXHUGRFRQHOQ~PHURGHRULHQWDFLRQHV&DGDRUELWDOFRQWLHQHXQ VRORSDUGHHOHFWURQHVTXHVHPXHYHQFRQJLURVHVSLQHV FRQWUDULRV'HDFXHUGR FRQHVWR\WRPDQGRHQFXHQWDHOQ~PHURPi[LPRGHHOHFWURQHVFRQWHQLGRVHQ FDGD VXEQLYHOVHWLHQHTXH

75

Química I Subnivel

Número de orbital

Electrones

Representación

S

1

2

S2

3

3

6

36

D

5

10

G10

F

7

14

F14

3DUDHVFULELUODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHXQiWRPRHVQHFHVDULR »

6DEHUHOnúmero de electronesTXHHOiWRPRWLHQH3DUDHOOREDVWDFRnocer el número atómico (Z)GHOiWRPRHQODWDEODSHULyGLFD5HFXHUGD TXH HO Q~PHUR GH HOHFWURQHV HQ XQ iWRPR QHXWUR HV LJXDO DO Q~PHUR DWyPLFR= S 

»

8ELFDUORVHOHFWURQHVHQFDGDXQRGHORVQLYHOHVGHHQHUJtDFRPHQ]DQGRGHVGHHOQLYHOPiVFHUFDQRDOQ~FOHRQ  

»

5HVSHWDUODFDSDFLGDGPi[LPDGHFDGDVXEQLYHOV HS HG  H\I H  (MHPSOR

Número de electrónes

Nivel de energía

1s22s22p63s1 Subnivel de Z

Electrón de valencia

6LDSOLFDPRVODVUHJODVRSULQFLSLRVDQWHULRUHVODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHOKLGUyJHQRQHyQKLHUUR\FULSWyQVHUi Elemento

No. atómico

Configuración electrónica

+

1

1s1

1

7

1s2 2s2 2p3

Fe

26

1s2 2s2 2p6 3s 2 3p6 4s2 3d6

.U

36

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

Actividad de aprendizaje 7 (VFULEHODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRV

76

a)

Calcio

b)

6RGLR

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

c)

5XELGLR

d)

$]XIUH

e)

%HULOLR

Bloque III

Representación gráfica o diagrama energético /DUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFDRGLDJUDPDGHQLYHOHVHQHUJpWLFRVQRVSHUPLWHYHUFRQ PiVFODULGDGODGLVWULEXFLyQHOHFWUyQLFDGHFDGDXQRGHORViWRPRV6HHODERUDVXVWLWX\HQGRORVH[SRQHQWHVQ~PHURGHHOHFWURQHV SRUYHFWRUHVÁHFKDV WRPDQGR en cuenta el Principio de máxima multiplicidad o Regla de Hund, HOFXDOHVWDEOHFH´'HQWURGHXQVXEQLYHOORVSULPHURVHOHFWURQHV ocupan orbitales VHSDUDGRV\ WLHQHQHVSLQHVSDUDOHORVµ/DVUHSUHVHQWDFLRQHVJUiÀFDVVRQODVPLVPDVFRQÀJXUDFLRQHVHOHFWUyQLFDVFRQDOJXQDVPRGLÀFDFLRQHV »

3DUDUHSUHVHQWDUORVHOHFWURQHVVHHPSOHDQORVHVSLQHVRÁHFKDV


»

3DUDUHSUHVHQWDURUELWDOHVVHXVDQOtQHDVKRUL]RQWDOHV_____

»

6REUHFDGDRUELWDOVHDQRWDQODVÁHFKDVRHVSLQHV\GHEDMRVHHVFULEHQ HOQLYHO\HOVXEQLYHOFRUUHVSRQGLHQWHV
 1s (MHPSOR

(O D]XIUH WLHQH Q~PHUR DWyPLFR Z=16 OR TXH TXLHUH GHFLU TXH VRQ  HOHFWURQHVORVTXHKD\TXHDFRPRGDU Representación gráfica:

1s 2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz 2EVHUYDFyPRORVHOHFWURQHVTXHH[LVWHQHQHOVXEQLYHOSVHGLVWULEX\HQ HQODVWUHVRULHQWDFLRQHVTXHOHVFRUUHVSRQGHQ$GHPiVFXDQGRKD\GRVHOHFWURQHV HQXQDRULHQWDFLyQGHEHLQGLFDUVHTXHVXVHQWLGRHVRSXHVWRORTXHVLJQLÀFDTXH WLHQHQHVStQJLUR RSXHVWR La Regla de Hund HVWDEOHFHTXHXQiWRPRDOFDQ]DXQDPD\RUHVWDELOLGDG HQHUJpWLFDFXDQGRVXVHOHFWURQHVHVWiQGHVDSDUHDGRV\TXHHVWRVQRVHDSDUHDQ HQXQRUELWDOVLQRKDVWDTXHFDGDRUELWDOGHHVHVXEQLYHOWLHQHXQHOHFWUyQHQRWUDV SDODEUDVDQWHVGHTXHVHOHDVLJQHXQVHJXQGRHOHFWUyQWRGRVORVRUELWDOHVHQXQD VXEFDSDGHEHQHVWDURFXSDGRV

77

Química I

Actividad de aprendizaje 8 3.

(VFULEHODUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFDGHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRV 2[tJHQR

Estroncio

Magnesio

$OXPLQLR

&URPR

Litio

Configuraciones y diagramas energéticos con la técnica de Kernel 3DUDHODERUDUODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHiWRPRVFRQXQJUDQQ~PHURGHHOHFWURQHVSROLHOHFWUyQLFRV VHHPSOHDODWpFQLFDGH.HUQHOQRWDFLyQDEUHYLDGD HQOD FXDOVHXVDQORVJDVHVUDURV+H1H$U.U;H\5Q FX\DFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD HVHVWDEOHHO~OWLPRQLYHOFRPSOHWRFRQHH[FHSWRHOHeTXHFRQWLHQHH  /DFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHORVJDVHVQREOHVHV +H1s

2

1H1s 2 2s 2 2p

6

$U1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p

78

6

Bloque III

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

.U1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s2 3d

10

4p

6

;H1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d

10

4p 6 5s 2 4d

10

5p

5Q1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d

10

4p 6 5s 2 4d

10

5p 6 6s 2 4f

6 14

5d

10

6p

6

3DUDUHSUHVHQWDUFDGDXQDGHODVFRQÀJXUDFLRQHVDQWHULRUHVVHDQRWDHO VtPERORGHFDGDJDVUDURGHQWURGHXQSDUpQWHVLVFXDGUDGRGHODVLJXLHQWHPDQHUD >+H@5HSUHVHQWDODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHOKHOLR >1H@5HSUHVHQWDODGHOQHyQ >$U@ 5HSUHVHQWD OD GHO DUJyQ \ DVt VXFHVLYDPHQWH FRQ WRGRV ORV JDVHV UDURVRQREOHV Ejemplos: 1.

(QHOFDUERQR&,HOXVRGH.HUQHOVHHIHFW~DGHODVLJXLHQWHPDQHUD

&RPRHOFDUERQRWLHQHXQQ~PHURDWyPLFRGH6& HQODWDEODSHULyGLFD VHORFDOL]DHOJDVQREOHTXHWHQJDHOQ~PHURDWyPLFRPiVSHTXHxRRDQWHULRUDO FDUERQRTXHHQHVWHFDVRVHUtDHOKHOLR>+H@,FRQHOHFWURQHV\ORVHOHFWURQHV TXHIDOWDQVHHVFULEHQHQODIRUPDDFRVWXPEUDGD(QWRQFHV /DFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD\ODUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFDGHOFDUERQRVHUtD 6

C=[2He]2s2,2p2

6

C=[2He]: 2s

2.

2p

2p

2p

Sr = (OJDVUDURDQWHULRUDOHVWURQFLRHVHONULSWyQHVHOTXHPiVVHDFHUFD 38 [36Kr] 6XFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD\VXUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFDVHUtDQ Sr=[36Kr]5s2

Sr=36[Kr]:

38

38

5s 3.

Pt (OJDVUDURTXHPiVVHDSUR[LPDDOSODWLQRHVHO[HQyQHQWRQFHV

78

6XFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD\VXUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFDVHUtDQ Pt=[54Xe]: 6s2, 4f14, 5d8

78

Pt=[54Xe]:

78

6s

4f

4f

4f

4f

4f

4f

4f

5d

5d

5d

5d

5d

79

Química I

Actividad de aprendizaje 9 (VFULEHODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD\ODUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFD GHORVVLJXLHQWHV HOHPHQWRVHPSOHDQGRODWpFQLFDGH.HUQHOQRWDFLyQDEUHYLDGD  a)

2VPLR

b)

8UDQLR

c)

Actinio

d)

e)

Oro

Estaño

Electrón diferencial 6HGHÀQHFRPRHOHOHFWUyQTXHHQWUDGH~OWLPRDXQiWRPR&RQIRUPHDODVUHJODV GHRFXSDFLyQGHORVRUELWDOHVVHSXHGHLGHQWLÀFDUFRQORVYDORUHVGHORVFXDWUR Q~PHURVFXiQWLFRVQOPV GHDFXHUGRFRQOD5HJODGH+XQG 3DUDUHDOL]DUHVWHWLSRGHHMHUFLFLRWDPELpQQHFHVLWDPRVODUHSUHVHQWDFLyQJUiÀFD6HSXHGHXVDUODQRWDFLyQDEUHYLDGD  (MHPSOR /RVYDORUHVGHORVQ~PHURVFXiQWLFRVGHOHOHFWUyQGLIHUHQFLDOGHOÁ~RUVRQ

F=[2He]

9

2s

80

2p

2p

2p

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

(O~OWLPRHOHFWUyQTXHHQWUyHQHORUELWDOVHHQFXHQWUDHQHOyYDOR6H WUDWDGHOHVStQTXHHVWiKDFLDDEDMRĻ(QWRQFHVORVYDORUHVVRQ Q P O S V î1/2 3DUDREWHQHUHVWRVYDORUHVVHGHEHFRQRFHUFDGDQ~PHURFXiQWLFR

Actividad de aprendizaje 10 (VFULEH ORV YDORUHV GH ORV Q~PHURV FXiQWLFRV SDUD HO HOHFWUyQ GLIHUHQFLDO GH ORV VLJXLHQWHVHOHPHQWRV a)

5XELGLR

b)

$OXPLQLR

c)

Fierro

d)

3ODWD

e)

Cloro

Síntesis I.

2UJDQL]DGRVHQSDUHMDVHODERUHQXQHQVD\RGHFXDQGRPHQRVXQDFXDUWLOODGH H[WHQVLyQVREUHORPiVUHOHYDQWHGHHVWHEORTXH

II.

(QSOHQDULDGHQDFRQRFHUHOFRQWHQLGRGHVXHQVD\RSDUDOOHJDUDFRQFOXVLRQHVÀQDOHV

Realimentación 5HVXHOYHORTXHVHWHLQGLFDDFRQWLQXDFLyQ 1.

(VFULEHGHQWURGHORVSDUpQWHVLVGHODL]TXLHUGDODVOHWUDVTXHFRUUHVSRQGDQD ODUHVSXHVWDVFRUUHFWDVTXHSXHGHQUHSHWLUVH 

 3DUWtFXODVXEDWyPLFDTXHJLUDHQyUELWD

$% 3URWyQ

 3DUWtFXODVXEDWyPLFDFX\DPDVDHVGHù²J

&' )RWyQ

 3DUWtFXODVXEDWyPLFDFRQFDUJDQXOD

() (OHFWUyQ

 3DUWtFXODVXEDWyPLFDFRQFDUJDSRVLWLYD

*+ 1HXWUyQ

 3DUWtFXODVXEDWyPLFDFRQFDUJDQHJDWLYD

,- ,VyWRSR

2.

(VFULEHVREUHODVOtQHDODVSDODEUDVROHWUDVTXHFRPSOHWHQORVVLJXLHQWHVHQXQFLDGRV a)

/DVXPDGHSURWRQHV\QHXWURQHVGHXQiWRPRUHFLEHHOQRPEUHGH

b)

$ODFDQWLGDGGHHOHFWURQHV\GHSURWRQHVTXHH[LVWHQHQHOiWRPRVH OHFRQRFHFRPR

c)

/DOHWUDFRQODFXDOVHUHSUHVHQWDODPDVDDWyPLFDHV

81

Química I d)

3.

/DOHWUDFRQODFXDOVHUHSUHVHQWDHOQ~PHURDWyPLFRHV

5HVSRQGHEUHYHPHQWHODVVLJXLHQWHVFXHVWLRQHV a)

¢4XpHVHOHOHFWUyQGLIHUHQFLDO"

b)

¢4XpLQGLFDHOQ~PHURDWyPLFR"

c)

¢4XpHVXQ5((03("

d)

¢4XpHVXQLVyWRSR"

e)

¢&XiOHVVRQODVFDUDFWHUtVWLFDVGHODVWUHVSULQFLSDOHVSDUWtFXODVVXEDWyPLFDV"

f)

¢4XpVRQORVQ~PHURVFXiQWLFRV"

Actividad experimental 1: Ensayo a la flama Objetivo: 4XHHODOXPQRLGHQWLÀTXHDOJXQRVPHWDOHVSRUHOFRORUGHODÁDPD Materiales »

0HFKHURGH%XQVHQ

»

9LGULRGHUHORM

»

*UDÀWRGHXQOiSL]

Reactivos

82

»

JGHFORUXURGHOLWLR/L&O 

»

JGHFORUXURGHVRGLR1D&O J

»

JGHFORUXURGHSRWDVLR.&O J

»

JGHFORUXURGHHVWURQFLR6U&O2 J

»

JGHFORUXURGHEDULR%D&O2 J

»

JGHVXOIDWRGHFREUH&X624 

»

POGHiFLGRFORUKtGULFRGLOXLGR

»

$JXDGHVWLODGDFES

Bloque III

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Antecedentes $OJXQRVPHWDOHVWLHQHQODSDUWLFXODULGDGGHSURGXFLUDODÁDPDFRORUDFLRQHVHVSHFtÀFDVORFXDOREHGHFHDTXHDOYDSRUL]DUVHDOJXQDVGHVXVVDOHVORViWRPRVGH HVWRVHOHPHQWRVVRQIiFLOPHQWHH[FLWDEOHVDXQDODWHPSHUDWXUD GHODÁDPDGHO PHFKHURGH%XQVHQ/RVFRORUHVTXHVHSURGXFHQVHSXHGHQXVDUSDUDLGHQWLÀFDU ORVPHWDOHV (VRVFRORUHVVRQHOUHVXOWDGRGHORVHOHFWURQHVGHiWRPRVPHWiOLFRVTXH VHPXHYHQGHVGHQLYHOHVHQHUJpWLFRVDOWRVKDFLDQLYHOHVHQHUJpWLFRVPiVEDMRV Al DEVRUEHUXQDFDQWLGDGHVSHFtÀFDGHHQHUJtDXQHOHFWUyQSXHGHEULQFDUDXQQLYHO HQHUJpWLFRVXSHULRU'HVSXpVFXDQGRUHJUHVDDOQLYHOPHQRUHOHOHFWUyQOLEHUDOD PLVPDFDQWLGDGGHHQHUJtDHQIRUPDGHUDGLDFLyQFRQXQDIUHFXHQFLDGHÀQLGD (O Q~PHUR GH QLYHOHV HQHUJpWLFRV TXH VDOWD XQ HOHFWUyQ GHSHQGH GH OD FDQWLGDGGHHQHUJtDTXHHVWHDEVRUEH &XDQGRXQHOHFWUyQUHJUHVDDVXQLYHORULJLQDOHPLWHHQHUJtDHQIRUPDGHOX]/DHQHUJtDFRORU GHODOX]GHSHQGHGHOD GLVWDQFLDDODTXHFDLJDHOHOHFWUyQ&XDQWDPiVHQHUJtDVHOLEHUDPD\RUWHQGHQFLD KDFLDHOH[WUHPRYLROHWDGHOHVSHFWURWHQGUiHOFRORU

Menos energía absorbida.

Mas energía absorbida.

Menos energía liberada.

Mas energía liberada.

Violeta

Roja

Fig. 3.7 1~PHURGHQLYHOHVHQHUJpWLFRV

400 nm

500 nm

Violeta

600 nm

700 nm

Roja

Infraroja

Ultravioleta

Longitudes de onda

Luz visible Fig. 3.8 /RQJLWXGHVGHRQGD

83

Química I Procedimiento &RORFDODVVXVWDQFLDVSRUH[SHULPHQWDUHQYLGULRVGHUHORM(QHOYLGULRGHUHORMTXH FRQWHQJD DO iFLGRFORUKtGULFRGLOXLGR LQWURGXFH ODSXQWDGHO OiSL]JUDÀWR SDUD TXHVHOLPSLH+HFKRORDQWHULRUFROyFDORHQODÁDPD6LREVHUYDVHQHVWDDOJXQD FRORUDFLyQUHSLWHHOODYDGRKDVWDTXHODÁDPD\DQRVHFRORUHH

Ácido clorhídrico diluido

1 &XDQGRODSXQWDGHOOiSL]HVWpOLPSLDIUyWDODHQODSULPHUDVXVWDQFLDSRU H[SHULPHQWDUSDUDTXHVHDGKLHUDXQSRFRGHHOOD3RVWHULRUPHQWHFROyFDODHQOD ÁDPD2EVHUYD

sustancia muestra

2 5HSLWHODRSHUDFLyQDQWHULRUFRQODVGHPiVVXVWDQFLDV/DSXQWDGHOOiSL] GHEHOLPSLDUVHFDGDYH]TXHVHFDPELHGHVXVWDQFLDDÀQGHHYLWDULQWHUIHUHQFLDV HQODVFRORUDFLRQHV3DUDHVWRKXPHGHFHODSXQWDGHOOiSL]FRQHOiFLGRFORUKtGULFR\VRPpWHODDODÁDPDKDVWDTXHVXFRORUDFLyQVHDQRUPDO

84

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

Colores de la Flama

Li

Na

K

Colores de la Flama

Sr

Ba

Cu

Observaciones $QRWDWXVREVHUYDFLRQHVHQODVVLJXLHQWHVOtQHDV

85

86

(OIDFLOLWDGRU les proporciona XQDOHFWXUD con la cual GHEHQGHOHHU \FRQWHVWDU algunas preguntas

Actividades de aprendizaje

0

3XQWDMH

Pre-formal

1RWHQJR FRQRFLPLHQWRGH ODSUREOHPiWLFD SODQWHDGD

Criterios

0

$QDOL]ROD LQIRUPDFLyQ pero no UHDOL]RODV DFWLYLGDGHV

Inicial- receptivo

1

$QDOL]ROD LQIRUPDFLyQ FRQVLGHUDQGR la SUREOHPiWLFD pero solo UHDOL]RXQD DFWLYLGDG

Resolutivo (básico)

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

9DORURODVDSRUWDFLRQHVKLVWyULFDV GHGLYHUVRVPRGHORVDWyPLFRVDO GHVFULELUODHVWUXFWXUDGHOiWRPR \VXVSURSLHGDGHVQXFOHDUHV

2. Proyecto Bloque III

5HFRQR]FR \DSOLFRODV aportaciones KLVWyULFDV GHPRGHORV DWyPLFRVDVt FRPRODVGH HOHPHQWRV UDGLDFWLYRV HQPLYLGD FRWLGLDQD

'XUDFLyQ

'RFHQWH

4XtPLFD,

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

Estratégico

3

5

5HFRQR]FRFRQ IDFLOLGDGOD &RPSUHQGROD SREOHPDWLFD SUREOHPiWLFD SODQWHDGD\ ODLPSRUWDQFLD FRPSUHQGROD GHORV LPSRUWDQFLD HOHPHQWRV GHORV UDGLRDFWLYRV HOHPHQWRV \UHDOL]RODV UDGLRDFWLYRV DFWLYLGDGHV HQPLYLGD FRWLGLDQD

Autónomo

3. Competencias

$FHWDWRV\ FDxyQ

Internet

*XtDGLGiFWLFD GH4XtPLFD,

3UHVHQWDFLyQ 3RZHU3RLQW

5RWDIROLR

6. Recursos

Química I

1R&RPSUHQGR los pasos para GHWHUPLQDU ORVQXPHUR FXiQWLFRV\OD FRQÀJXUDFLyQ \QRUHDOL]ROD DFWLYLGDG

1RWHQJRLQ teres por FRQRFHUTXH VRQORVQ~PHURV FXiQWLFRVODV FRQÀJXUDFLRQHV HOHFWUyQLFDVQL los electrones GHYDOHQFLD

0

Desarrollo e interpreto las FRQÀJXUDFLRQHV HOHFWUyQLFDV FRQVLGHUDQGR ORVQXPHUR FXiQWLFRV\ORV HOHFWURQHVGH valencia

3XQWDMH

4

4

&RPSUHQGR los pasos para GHWHUPLQDU ORVQXPHUR FXiQWLFRV\OD FRQÀJXUDFLyQ \UHDOL]RXQD DFWLYLGDG

7. Normas de trabajo

0

2

0

3XQWDMH

&RPSUHQGROD LQIRUPDFLyQ \ODDFWLYLGDG solo contiene GRVGHORV aspectos VROLFLWDGRV

10

7

10

&RQR]FRORV &RPSUHQGROD Q~PHURV LQIRUPDFLyQ FXiQWLFRV el \DSOLFRHO SURFHGLPLHQWR SURFHGLPLHQWR \UHDOL]RODV en la DFWLYLGDGHV FRQÀJXUDFLyQ HOHFWUyQLFD

7

&RPSUHQGROD LQIRUPDFLyQ \ODDFWLYLGDG WLHQHWRGRV los pasos VROLFLWDGRV

&RQR]FR ORVPRGHORV DWyPLFRV LQFOX\HQGR el actual \SODQWHR SRUTXHHV LPSRUWDQWH el conocer DFHUFDGHORV PRGHORV

*XtDGLGiFWLFD GH4XtPLFD,

*XtDGLGiFWLFD GH4XtPLFD,

/RVWUDEDMRVVHGHEHUiQHQWUHJDUGHDFXHUGRDORHVWDEOHFLGRSRUHOIDFLOLWDGRUGXUDQWHHOGHVDUUROORGHODVHVLyQ

(VFULELUOD FRQÀJXUDFLyQ HOHFWUyQLFDOD UHSUHVHQWDFLyQ JUDÀFD\ ORVQXPHUR FXiQWLFRVGH ORVHOHPHQWRV

Se les proporciona HOPDWHULDO SDUDUHDOL]DUOD GLQiPLFDGHO FXERDWyPLFR

$QDOL]ROD LQIRUPDFLyQ pero no UHDOL]ROD DFWLYLGDG

1RWHQJRQLQJ~Q LQWHUpVSRUODV aportaciones GHOPRGHOR DWyPLFR1R UHDOL]ROD DFWLYLGDG

'HVFULERODV aportaciones GHORVPRGHORV DWyPLFRV Valoro las aportaciones KLVWyULFDVGH ORVPRGHORV DWyPLFRVTXH nos llevan al actual

Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Bloque III

87

Bloque IV Interpretas la tabla periódica

Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

'HVFULEH HO SURFHVR KLVWyULFR GH OD FRQVWUXFFLyQ GH OD WDEOD SHULyGLFD

»

8WLOL]DODWDEODSHULyGLFDSDUDREWHQHULQIRUPDFLyQGHORVHOHPHQWRVTXtPLFRV

»

&RPSUXHEDGHPDQHUDH[SHULPHQWDOODVSURSLHGDGHVItVLFDV \TXtPLFDVGHDOJXQRVHOHPHQWRVTXtPLFRV

»

8ELFDDORVHOHPHQWRVTXtPLFRVHQODWDEODSHULyGLFDDWUDYpV GHODLQWHUSUHWDFLyQGHVXFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD

»

,GHQWLÀFDDSOLFDFLRQHVGHPHWDOHVQRPHWDOHV\PLQHUDOHVHQ HOTXHKDFHUKXPDQR\HQHOVX\RSURSLR

»

5HFRQRFHODLPSRUWDQFLDVRFLRHFRQyPLFDGHODSURGXFFLyQGH PHWDOHV\QRPHWDOHVHQQXHVWURSDtV\HOPXQGR

Objetos de aprendizaje »

(OHPHQWRVTXtPLFRV

»

*UXSRSHULRGREORTXH

»

3URSLHGDGHVSHULyGLFDV\VXYDULDFLyQ

»

8WLOLGDG H LPSRUWDQFLD GH ORV PHWDOHV \ QR PHWDOHV SDUD OD YLGD VRFLRHFRQyPLFDGHOSDtV\HOPXQGR

Competencias a desarrollar  (VWDEOHFHODLQWHUUHODFLyQHQWUHODFLHQFLDODWHFQRORJtDODVRFLHGDG\HO DPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV  )XQGDPHQWDRSLQLRQHVVREUHORVLPSDFWRVGHODFLHQFLD\ODWHFQRORJtDHQ VXYLGDFRWLGLDQDDVXPLHQGRFRQVLGHUDFLRQHVpWLFDV  ,GHQWLÀFDSUREOHPDVIRUPXODSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFR\SODQWHD ODVKLSyWHVLVQHFHVDULDVSDUDUHVSRQGHUODV  2EWLHQHUHJLVWUD\VLVWHPDWL]DODLQIRUPDFLyQSDUDUHVSRQGHUDSUHJXQWDV GHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\UHDOL]DQGRH[SHULPHQWRVSHUWLQHQWHV  &RQWUDVWD ORV UHVXOWDGRV REWHQLGRV HQ XQD LQYHVWLJDFLyQ R H[SHULPHQWR FRQKLSyWHVLVSUHYLDV\FRPXQLFDVXVFRQFOXVLRQHV  9DORUDODVSUHFRQFHSFLRQHVSHUVRQDOHVRFRPXQHVVREUHGLYHUVRVIHQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV  +DFHH[SOtFLWDVODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUDOD VROXFLyQGHSUREOHPDVFRWLGLDQRV  ([SOLFDHOIXQFLRQDPLHQWRGHPiTXLQDVGHXVRFRP~QDSDUWLUGHQRFLRQHV FLHQWtÀFDV  'LVHxDPRGHORVRSURWRWLSRVSDUDUHVROYHUSUREOHPDVVDWLVIDFHUQHFHVLGDGHVRGHPRVWUDUSULQFLSLRVFLHQWtÀFRV  5HODFLRQDODVH[SUHVLRQHVVLPEyOLFDVGHXQIHQyPHQRGHODQDWXUDOH]D\ ORVUDVJRVREVHUYDEOHVDVLPSOHYLVWDRPHGLDQWHLQVWUXPHQWRVRPRGHORV FLHQWtÀFRV  $QDOL]DODVOH\HVJHQHUDOHVTXHULJHQHOIXQFLRQDPLHQWRGHOPHGLRItVLFR\ YDORUDODVDFFLRQHVKXPDQDVGHULHVJRHLPSDFWRDPELHQWDO  'HFLGHVREUHHOFXLGDGRGHVXVDOXGDSDUWLUGHOFRQRFLPLHQWRGHVXFXHUSRVXVSURFHVRVYLWDOHV\HOHQWRUQRDOTXHSHUWHQHFH  $SOLFDQRUPDVGHVHJXULGDGHQHOPDQHMRGHVXVWDQFLDVLQVWUXPHQWRV\ HTXLSRHQODUHDOL]DFLyQGHDFWLYLGDGHVGHVXYLGDFRWLGLDQD

Química I Proyecto ([SOLFRODVSURSLHGDGHVFDUDFWHUtVWLFDVGHORVJUXSRVGHHOHPHQWRVFRQVLGHUDQGR VXXELFDFLyQHQODWDEODSHULyGLFD\SURPXHYRHOPDQHMRVXVWHQWDEOHGHORVUHFXUVRVPLQHUDOHVGHOSDtV

Dinamización y motivación
Actividad 2EVHUYDGHWHQLGDPHQWHHOVLJXLHQWHHVTXHPD\UHVSRQGHORTXHVHLQGLFD

90

1.

¢$TXpKDFHUHIHUHQFLDHVWHHVTXHPD"

2.

¢4XpUHSUHVHQWDQODVOHWUDV"

3.

¢4XpQRPEUHUHFLEHQODVFROXPQDV"

4.

¢&yPRVHOODPDQODVÀODVKRUL]RQWDOHV"

Interpretas la tabla periódica

Bloque IV

Sesión A. Historia de la tabla periódica Criterios a desarrollar »

'HVFULERORVDQWHFHGHQWHVKLVWyULFRVGHODFODVLÀFDFLyQGHORVHOHPHQWRV TXtPLFRV

»

8WLOL]RODWDEODSHULyGLFDSDUDREWHQHULQIRUPDFLyQVREUHODVFDUDFWHUtVWLFDV\SURSLHGDGHVGHORVHOHPHQWRV\HOXVRUDFLRQDOGHORVUHFXUVRV QDWXUDOHV

Desarrollo de criterios

Tabla periódica /DWDEODSHULyGLFDTXHFRQRFHPRVHQODDFWXDOLGDGVHRULJLQyFRQHOWUDEDMRGHGRV TXtPLFRVTXHGHPDQHUDLQGHSHQGLHQWHFODVLÀFDURQORVHOHPHQWRVFRQRFLGRVKDVWDHQWRQFHV/RWKDU0H\HU² TXtPLFRDOHPiQHQSXEOLFyXQDWDEOD SHULyGLFDLQFRPSOHWDTXHDPSOLyHQSDUDLQFOXLUXQWRWDOGHHOHPHQWRV (VHPLVPRDxR'LPLWUL0HQGHOpLHY² TXtPLFRUXVRSUHVHQWyXQDUWtFXOR HQHOTXHKDFtDODGHVFULSFLyQGHXQDWDEODSHULyGLFD

(ORULJHQGHOD SDODEUDSHULyGLFD SURYLHQHGHOJULHJR SHULRGXVTXHVLJQLÀFDSHULRGR /DVSURSLHGDGHV SHULyGLFDVVH repiten igual TXHODVKRUDV ORVGtDV\ODV VHPDQDV

0HQGHOpLHYIXHPiVDOOiTXH0H\HUDOGHMDUHVSDFLRVYDFtRVHQVXWDEOD \SUHGHFLUTXHVHUtDQGHVFXELHUWRVQXHYRVHOHPHQWRVTXHORVOOHQDUtDQ7DPELpQ SUHGLMR ODV SURSLHGDGHV GH HVRV HOHPHQWRV TXH D~Q QR VH KDEtDQ GHVFXELHUWR 0HQGHOpLHYYLYLySDUDYHUHOGHVFXEULPLHQWRGHDOJXQRVGHORVHOHPHQWRVTXHSUHGLMRFRQSURSLHGDGHVVLPLODUHVDODVTXHpOKDEtDSURQRVWLFDGR /DV WDEODV SHULyGLFDV GH 0HQGHOpLHY \ 0H\HU GLIHUtDQ GH OD DFWXDO HQ DOJ~Q VHQWLGR SXHVWR TXH HOORV RUGHQDURQ ORV HOHPHQWRV FRQ EDVH HQ ODV PDVDV DWyPLFDVFUHFLHQWHV'HVSXpVGHOGHVFXEULPLHQWRGHOSURWyQ+HQU\*-0RVHOH\ ²  ItVLFR EULWiQLFR GHWHUPLQy OD FDUJD QXFOHDU GH ORV iWRPRV GH ORV HOHPHQWRVFRQORTXHFRQFOX\yTXHORVHOHPHQWRVVHGHEtDQRUGHQDUFRQEDVHHQ VXVQ~PHURVDWyPLFRVFUHFLHQWHV'HHVWDPDQHUDFRUULJLyODVGLVFUHSDQFLDVTXH H[LVWtDQHQODWDEODSHULyGLFD&XDQGRORVHOHPHQWRVHVWiQRUGHQDGRVSRUQ~PHUR DWyPLFRFUHFLHQWHORVTXHWLHQHQSURSLHGDGHVTXtPLFDVVLPLODUHVVHHQFXHQWUDQ HQLQWHUYDORVSHULyGLFRVGHÀQLGRV(VWDUHODFLyQVHFRQRFHFRPROH\SHULyGLFD

Ubicación y clasificación de los elementos /DUHSUHVHQWDFLyQGHORVHOHPHQWRVTXtPLFRVHQXQDIRUPDIiFLO\VHQFLOODGHUHFRUGDUIXHLGHDGDSRU%HU]HOLXV 3DUDHOORHPSOHyODVOHWUDVGHODOIDEHWR XVDQGRODLQLFLDOGHOQRPEUHGHOHOHPHQWRRELHQODLQLFLDODFRPSDxDGDGHRWUD OHWUDUHSUHVHQWDWLYDGHGLFKRQRPEUH /RVVtPERORVGHORVHOHPHQWRVTXtPLFRVFRQVWDQGHXQDRGRVOHWUDVPi[LPR6LHVXQDOHWUDGHEHVHUPD\~VFXOD\VLVRQGRVODSULPHUDHVPD\~VFXOD\OD VHJXQGDPLQ~VFXODLQYDULDEOHPHQWH

91

Química I 6HH[FHSW~DQHQHOSUHVHQWHORVHOHPHQWRVGHOHQDGHODQWHSXHV HQVHSURSXVRXQVLVWHPDSDUDGHVLJQDUORVSURYLVLRQDOPHQWHFRQORVQRPEUHV GHORVQ~PHURVHQODWtQDVtHOQRPEUHGHOHOHPHQWRHVXQQLOSHQWLRXQ  QLO SHQW FRQODWHUPLQDFLyQLRGHOODWtQLXP (QOD,83$&SURSXVR ORVVLJXLHQWHVQRPEUHVSDUDORVHOHPHQWRVGHODOUXWKHUIRUGLR KDKQLRVHDERUJLRERKULRKDVVLRPHLWQHULR

Actividad de aprendizaje 1 1.

,GHQWLÀFDODVSURSXHVWDVHQHOGHVDUUROORGHODWDEODSHULyGLFDPHGLDQWHXQD LQYHVWLJDFLyQ

2.

)RUPD HTXLSR FRQ RWURV  FRPSDxHURV SDUD FRPHQWDU HO RULJHQ GH OD WDEOD SHULyGLFD\FRQWHVWHQODVVLJXLHQWHVSUHJXQWDV »

¢(QTXpFRQVLVWHODOH\SHULyGLFD"

»

¢4XpVRQODVWULDGDV"

3.

([SRQJDQORLQYHVWLJDGR\ODVUHVSXHVWDVDODVSUHJXQWDV

4.

,QGLYLGXDOPHQWH UHDOL]D XQD OtQHD GH WLHPSR$Qp[DOR DO SRUWDIROLR GH HYLGHQFLDV

Síntesis 3UHSDUDXQGLDJUDPDTXHLQGLTXHODKLVWRULDGHODFODVLÀFDFLyQGHORVHOHPHQWRV ,QFOX\HQGR ODV IHFKDV ODV SHUVRQDV \ VXV FRQWULEXFLRQHV XWLOL]DQGR OD OtQHD GH WLHPSR

Sesión B. Características de la tabla periódica Criterios a desarrollar

92

»

5HFRQR]FRODVQRFLRQHVGHJUXSRSHULRGR\EORTXHDSOLFDGDVDORVHOHPHQWRVTXtPLFRV

»

5HFRQR]FR SUREOHPDV FRPXQLWDULRV UHODFLRQDGRV FRQ OD H[SORWDFLyQ WDQWRUDFLRQDOFRPRLUUDFLRQDOGHUHFXUVRVPLQHUDOHV

»

&ODVLÀFRORVHOHPHQWRVHQPHWDOHVQRPHWDOHV\VHPLPHWDOHVGHVWDFDQGRVXVFDUDFWHUtVWLFDV

Interpretas la tabla periódica

Bloque IV

Desarrollo de criterios

Distribución de los elementos en la tabla periódica (QODDFWXDOLGDGVDEHPRVTXHKD\HOHPHQWRVTXtPLFRVGHORVFXDOHVH[LVWHQHQODQDWXUDOH]DPLHQWUDVTXHHOUHVWRKDVLGRFUHDGRDUWLÀFLDOPHQWHSRUHO KRPEUH/RVHOHPHQWRVVLQWpWLFRVVRQHOSURPHWLR3P=  \GHOQHSWXQLR1S =  DOREHUyQ2Q=   'HORVHOHPHQWRVTXtPLFRV~QLFDPHQWHVHHQFXHQWUDQSUHVHQWHV HQORVVHUHVYLYRVVRQSULQFLSDOPHQWHFDUERQRKLGUyJHQRR[tJHQR\QLWUyJHQR\D TXHFRQVWLWX\HQODVELRPROpFXODVORVGHPiVHOHPHQWRVVRQD]XIUHIyVIRURVRGLR PDJQHVLRSRWDVLRFDOFLRPDQJDQHVRÀHUURFREDOWRFREUH]LQFVLOLFLRERUR FORURPROLEGHQR\RGR /RVHOHPHQWRVUDGLDFWLYRVVRQWHFQHFLRSRORQLRDVWDWRUDGyQIUDQFLR UDGLRMXQWRFRQWRGRVORVHOHPHQWRVTXHIRUPDQODVHULHGHORVDFWtQLGRV\ORVGHVFXELHUWRVHQORV~OWLPRVDxRVGHVGHHODO &RQ UHVSHFWR D VX HVWDGR GH DJUHJDFLyQ OD PD\RUtD VRQ VyOLGRV D FRQGLFLRQHVQRUPDOHVGHSUHVLyQ\WHPSHUDWXUD731 6yORGRVVRQ OtTXLGRVD731 PHUFXULR\EURPR/RVTXHVRQJDVHVHQHVWDGRQDWXUDOVRQKLGUyJHQRQLWUyJHQR R[tJHQRÁ~RUFORUR\ORVJDVHVQREOHV/RVHOHPHQWRVTXtPLFRVSUHVHQWHVHQODV JDOD[LDVVRQHOKLGUyJHQR KHOLR \RWURVHOHPHQWRV 

Grupo, periodo y bloque /DFODVLÀFDFLyQDFWXDOGHORVHOHPHQWRVTXtPLFRVUHFLEHHOQRPEUHGHWDEODSHULyGLFDODUJD(VWDWDEODSURSXHVWDSRUSULPHUDYH]HQSRU-XOLXV7KRPVRQ  TXtPLFRGDQpVHVWiRUGHQDGDHQUHQJORQHVKRUL]RQWDOHVOODPDGRV periodos \FROXPQDVYHUWLFDOHVOODPDGDVgrupos IDPLOLDV (OQ~PHURGHOSHULRGRGHWHUPLQDHOGHO~OWLPRQLYHOGHHQHUJtDSULQFLSDOTXHORVHOHFWURQHVFRPLHQ]DQ DOOHQDUPLHQWUDVTXHORVHOHPHQWRVTXHVHHQFXHQWUDQHQXQGHWHUPLQDGRJUXSR VRQVHPHMDQWHVSRUTXHWLHQHQSURSLHGDGHVTXtPLFDVVLPLODUHV

Grupo $ORVJUXSRVVHOHVDVLJQDQQ~PHURVURPDQRVHOFHUR\ODVOHWUDV$\%$ORVJUXSRV GH,$DO9,,,$VHOHVOODPDWDPELpQIDPLOLDV\VHOHVDVLJQDQQRPEUHVSDUWLFXODUHV »

Grupo I A RIDPLOLDGHORVPHWDOHVDOFDOLQRVHQWUHORVFXDOHVQRHVWi FRQVLGHUDGRHOKLGUyJHQR

»

+ SRUTXHQRWRGDVVXVSURSLHGDGHVVHSDUHFHQDODVGHpVWRV

»

Grupo II A RIDPLOLDGHORVPHWDOHVDOFDOLQRWpUUHRV

»

Grupo III A RIDPLOLDGHORVWpUUHRV

»

Grupo IV A RIDPLOLDGHORVFDUERQRLGHV

»

Grupo V A RIDPLOLDGHORVQLWURJHQRLGHV

(ORULJHQGHODSDODEUD \KDOyJHQRSURYLHQH GHOJULHJRhalsVDO  \JHQRVSURGXFWRU  ORVKDOyJHQRV reaccionan con ORVPHWDOHVSDUD IRUPDUVDOHV

93

Química I »

Grupo VI A RIDPLOLDGHORVDQItJHQRVRFDOFyJHQRV

»

Grupo VII A RIDPLOLDGHORVKDOyJHQRV

»

Grupo VIII A RIDPLOLDGHORVJDVHVQREOHVUDURVRLQHUWHV /RVJUXSRVWDPELpQVHFODVLÀFDQHQ

»

Elementos representativos:HOHPHQWRVGHORVJUXSRV$

»

Elementos de transiciónWRGRVORVHOHPHQWRVGHORVJUXSRV%

»

Elementos de transición interna: WLHUUDVUDUDV VHHQFXHQWUDQGHEDMR GHODWDEODSHULyGLFD\IRUPDQODVHULHGHORVODQWiQLGRVRDFWtQLGRV

»

Gases nobles: HOHPHQWRVGHOJUXSR9,,,$RJUXSRFHUR

Periodo $KRUDYDPRVDFRQVLGHUDUHQGHWDOOHFDGDXQRGHORVSHULRGRVUHQJORQHVKRUL]RQWDOHV 

94

»

Periodo 1: &RQWLHQHVyORHOHPHQWRVHOKLGUyJHQR+ \HOKHOLR+H  (QHVWHSHULRGRVHOOHQDHOQLYHOGHHQHUJtDSULQFLSDOVXEQLYHOVFRQ GRVHOHFWURQHV (OKHOLRHVWiFRORFDGRHQHOJUXSR9,,,$GHORVJDVHV QREOHV (O Q~PHUR GH SHULRGR LQGLFD HO Q~PHUR GHO QLYHO GH HQHUJtD SULQFLSDOTXHORVHOHPHQWRVFRPLHQ]DQDOOHQDU

»

Periodo 2: &RQWLHQHHOHPHQWRVTXHYDQGHVGHHOOLWLRKDVWDHOQHyQ (QHVWHSHULRGRVHOOHQDHOVHJXQGRQLYHOGHHQHUJtDSULQFLSDOVXEQLYHOHVV\S OOHJDQGRKDVWDXQVHJXQGRQLYHOGHHQHUJtDFRPSOHWDPHQWH OOHQRHQHOQHyQ

»

Periodo 3: 7DPELpQFRQWLHQHHOHPHQWRVGHVGHHOVRGLR1D KDVWDHO DUJyQ$U FRQHOWHUFHUQLYHOGHHQHUJtDSULQFLSDOOOHQRVyORORVVXEQLYHOHVV\S (ODUJyQWLHQHHOHFWURQHVHQVXWHUFHUQLYHOGHHQHUJtD SULQFLSDOQLYHOFRPSOHWR 

»

Periodo 4: &RQWLHQH  HOHPHQWRV GHVGH HO SRWDVLR KDVWD HO NULSWyQ .U (QHVWHSHULRGRVHOOHQDQORVVXEQLYHOHVVS\G(OVXEQLYHOG VHOOHQDDSDUWLUGHOHVFDQGLRKDVWDHO]LQF=Q 3

»

Periodo 5: &RQWLHQHHOHPHQWRVGHVGHHOUXELGLRKDVWDHO[HQyQ;H  (QHVWHSHULRGRVHOOHQDQORVVXEQLYHOHVVS\G(OGVHFRPLHQ]D DOOHQDUGHVGHHOLWULRKDVWDHOFDGPLR

»

Periodo 6: &RQWLHQH  HOHPHQWRV GHVGH HO FHVLR KDVWD HO UDGyQ (Q HVWHSHULRGRVHOOHQDQORVVXEQLYHOHVISG\I(OVXEQLYHOGVH OOHQDFRQHOODQWDQR\HOKDIQLRKDVWDHOPHUFXULR$ORVHOHPHQWRVGHO DOGHOFHULRKDVWDHOOXWHFLRVHOHVOODPDVHULHGHORVODQWiQLGRV RHOHPHQWRVGHWLHUUDVUDUDV(VWRVHOHPHQWRVFRUUHVSRQGHQDOOOHQDGR GHOVXEQLYHOI\HVWiQFRORFDGRVDOSLHGHODWDEODSRUFRQYHQLHQFLD\D TXHVLORVFRORFiUDPRVHQODWDEODpVWDVHUtDGHPDVLDGRDQFKD\GLItFLO GHPDQHMDU

Bloque IV

Interpretas la tabla periódica

»

Periodo 7: 7LHQHHOHPHQWRVGHVGHHOIUDQFLRKDVWDHO~OWLPRGHVFXELHUWRHOREHUyQ(QHVWHSHULRGRVHOOHQDQORVVXEQLYHOHVVSG I(OVXEQLYHOGVHOOHQDSDUFLDOPHQWHFRQHOODZUHQFLR\HOUXWKHUIRUGLRNXUFKDWRULR KDVWDHOGDUZDQ]LR/RVHOHPHQWRVGHVGHHODO WRULRKDVWDODZUHQFLRVHGHQRPLQDQVHULHGHORVDFWtQLGRV\FRUUHVSRQGHQDOOOHQDGRGHOVXEQLYHOI(VWRVHOHPHQWRVWDPELpQVHHQFXHQWUDQ XELFDGRVDOSLHGHODWDEOD$ORVSHULRGRV\VHOHOODPDSHULRGRV ODUJRVSRUTXHFRQWLHQHQPiVHOHPHQWRVTXHORVGHRWURVSHULRGRV

Bloques s, p, d y f /DGLVSRVLFLyQGHORVHOHFWURQHVGHXQHOHPHQWRVHSXHGHHVWDEOHFHUFRQUDSLGH] ORFDOL]DQGRHOVtPERORGHOHOHPHQWRHQODWDEODSHULyGLFD3RUHMHPSORVLVHHVWXGLDODWDEODSHULyGLFDVHSRGUiREVHUYDUTXHORVHOHPHQWRVGHODVGRVSULPHUDV FROXPQDVJUXSRV,$\,,$ WLHQHQXQRRGRVHOHFWURQHVH[WHUQRVGHYDOHQFLD s LGHQWLÀFDGRVFRPRV\V$ORVHOHPHQWRVGHHVWDUHJLyQGHODWDEODSHULyGLFDVH OHVOODPDbloque s GHHOHPHQWRV /RVHOHPHQWRVTXHDSDUHFHQHQODVVHLVFROXPQDVGHODH[WUHPDGHUHFKD GHODWDEODSHULyGLFDH[FHSWRHOKHOLR WLHQHQWRGRVHOORVHOHFWURQHVHQHOVXEQLvel s \GHXQRDHOHFWURQHVHQXQVXEQLYHOpDpVWRVVHOHVFRQRFHFRPRbloque p GHHOHPHQWRV/RVHOHPHQWRVGHORVEORTXH s \p VHFRQRFHQFRPRHOHPHQWRV UHSUHVHQWDWLYRV /RVHOHPHQWRVTXHSRVHHQHOHFWURQHVH[WHUQRVHQRUELWDOHVd se conocen FRPRbloque d GHHOHPHQWRVHOHPHQWRVGHWUDQVLFLyQ 6HHQFXHQWUDQHQODUHJLyQFHQWUDOGHODWDEODSHULyGLFDGRQGHKD\FROXPQDVGDGTXHFRUUHVSRQGHQDORVHOHFWURQHVSRVLEOHVGHD HQXQVXEQLYHOd /RVHOHFWURQHVTXHSRVHHQHOHFWURQHVH[WHUQRVHQRUELWDOHVIVHFRQRFHQ FRPRelementos de transición interna RWLHUUDVUDUDV\VHDJUXSDQHQODSDUWHLQIHULRUGHODWDEODSHULyGLFD/RVHOHPHQWRVGHWUDQVLFLyQLQWHUQDIRUPDQHOEORTXHf GHHOHPHQWRVGRQGHKD\FROXPQDVIDITXHFRUUHVSRQGHQDORVHOHFWURQHV SRVLEOHVGHD HQXQVXEQLYHOf

Actividad de aprendizaje 2 1.

)RUPDHTXLSRVSDUDLQYHVWLJDUODFRQIRUPDFLyQGHODWDEODSHULyGLFDDVtFRPR ODXELFDFLyQ\FODVLÀFDFLyQGHORVHOHPHQWRV

2.

(VFULEHHQODOtQHDTXHVLJXHDFDGDHQXQFLDGRVLVHWUDWDGHXQJUXSRRXQ SHULRGRGHODWDEODSHULyGLFD a)

&RQWLHQHORVHOHPHQWRV&1\2

b)

&RPLHQ]DFRQHOKHOLR

c)

(VXQDFROXPQDYHUWLFDOGHHOHPHQWRV

d)

7HUPLQDFRQHOQHyQ

e)

&RQWLHQHDOVRGLRDOSRWDVLR\DOUXELGLR

f)

&RPLHQ]DFRQHOQ~PHURDWyPLFR

95

Química I Síntesis 1.

2.

3.

4.

96

(PSOHD OD WDEOD SHULyGLFD SDUD LGHQWLÀFDU ORV VLJXLHQWHV FRQMXQWRV GH HOHPHQWRV\PHQFLRQDVLIRUPDQSDUWHGHXQJUXSRIDPLOLDGDHOQRPEUHGHOD IDPLOLD RSHULRGRGHHOHPHQWRV6LHOFRQMXQWRQRUHSUHVHQWDDXQJUXSRRD XQSHULRGRHVFULEH´1LQJXQRµ a. %$O*D f. 263R b.

6L36

g.

1L3G3W

c.

1D0J$O

h.

(X(U%D

d.

&X$J$X

i.

5D5I$P

e.

&O%U,

j.

5Q1H+

&RQEDVHHQODWDEODSHULyGLFDHVFULEHHOQ~PHURGHHOHFWURQHVGHYDOHQFLD GHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRV a.

3RWDVLR

f.

$OXPLQLR

b.

Litio

g.

Cloro

c.

$]XIUH

h.

Estroncio

d.

2[tJHQR

i.

*HUPDQLR

e.

%RUR

j.

$QWLPRQLR

&ODVLÀFDORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRVFRPRUHSUHVHQWDWLYRVJDVHVQREOHVWUDQVLFLyQ\WUDQVLFLyQLQWHUQD a.

(VFDQGLR

k.

Actinio

b.

3U

l.

Sr

c.

=LQF

m. Cesio

d.

7O

n.

6E

e.

5DGyQ

o.

Fierro

f.

%H

p.

+

g.

Lutecio

q.

Cloro

h.

Au

r.

W

i.

Silicio

s.

%LVPXWR

j.

*D

t.

&G

(VFULEHHOQRPEUHGHODIDPLOLDDODFXDOSHUWHQHFHQORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRV 6LHOHOHPHQWRQRUHSUHVHQWDDXQDIDPLOLDHVFULEH´1LQJXQDµ a.

7HOXULR

h.

$OXPLQLR

b.

+LGUyJHQR

i.

Curio

c.

3ODWLQR

j.

%LVPXWR

d.

Cesio

k.


e.

;HQyQ

l.

Silicio

f.

5DGLR

m. 7HOXULR

g.

,QGLR

n.

Mercurio

Interpretas la tabla periódica

Bloque IV

Sesión C. Las propiedades periódicas Criterios a desarrollar »

'HVFULERODVSURSLHGDGHVSHULyGLFDVHQHUJtDGHLRQL]DFLyQHOHFWURQHJDWLYLGDGDÀQLGDGHOHFWUyQLFDUDGLR\YROXPHQDWyPLFR \VXYDULDFLyQ HQODWDEODSHULyGLFD

»

$UJXPHQWRORVEHQHÀFLRVGHOPDQHMRUDFLRQDO\VXVWHQWDEOHGHDOJXQRV HOHPHQWRVGHUHOHYDQFLDHFRQyPLFD

»

$VXPRHOUHFLFODMHFRPRIRUPDGHUHVROYHUXQDSUREOHPiWLFDVRFLDO

Desarrollo de criterios

Propiedades periódicas y su variación en la tabla periódica ([LVWHXQFDPELRJUDGXDOHQPXFKDVGHODVSURSLHGDGHVItVLFDV\TXtPLFDVGHQWUR GH ORV HOHPHQWRV GH XQ PLVPR JUXSR R SHULRGR VHJ~Q VH YD LQFUHPHQWDQGR HO Q~PHURDWyPLFR$OJXQDVGHHVWDVSURSLHGDGHVVRQORVUDGLRVDWyPLFRVGHORVHOHPHQWRV\GHVXVLRQHVODHQHUJtDGHLRQL]DFLyQODHOHFWURQHJDWLYLGDGODDÀQLGDG HOHFWUyQLFD\ODVSURSLHGDGHVPHWiOLFDV

Radio atómico (OUDGLRDWyPLFRVHGHÀQHFRPRODGLVWDQFLDTXHH[LVWHGHVGHHOFHQWURGHOQ~FOHR GHXQiWRPRKDVWDHO~OWLPRQLYHOGHHQHUJtDSULQFLSDOHQGRQGHH[LVWHQHOHFWURQHV$OUHIHULUQRVDOUDGLRDWyPLFRGHXQiWRPRHVWDPRVKDEODQGRGHVXWDPDxR /RVUDGLRVDWyPLFRVGHORVGLVWLQWRVHOHPHQWRV\GHVXVLRQHVYDUtDQSHULyGLFDPHQWHHQIXQFLyQGHOQ~PHURDWyPLFR6HSXHGHQUHVXPLUODVWHQGHQFLDVGHOWDPDxR DWyPLFRFRPRVLJXH 'HQWURGHXQPLVPRSHULRGRHOWDPDxRDWyPLFRWLHQGHDGLVPLQXLUFRQIRUPHDXPHQWDHOQ~PHURDWyPLFR'HQWURGHXQPLVPRJUXSRHOWDPDxRDWyPLFR DXPHQWDFRQIRUPHORKDFHHOQ~PHURDWyPLFR (VWHDXPHQWRWDPELpQVHREVHUYDHQORVradios iónicos/RVUDGLRVGHORV LRQHVQHJDWLYRVVRQPD\RUHVTXHORVUDGLRVGHORViWRPRVQHXWURVGHELGRDTXHHO iWRPRVHFRQYLHUWHHQLRQQHJDWLYRJDQDQGRHOHFWURQHVHQHOQLYHOHQHUJpWLFRH[WHULRU(QFDPELRORVLRQHVSRVLWLYRVVRQPHQRUHVTXHORViWRPRVQHXWURV\DTXH pVWRVVHLRQL]DQHQIRUPDSRVLWLYDDOSHUGHUHOHFWURQHV

97

Química I

Actividad de aprendizaje 3 1.

¢&XiOHVODWHQGHQFLDHQHOWDPDxRGHORViWRPRVGHL]TXLHUGDDGHUHFKDHQHO SHULRGR"([SOLFDWXUHVSXHVWD

2.

¢&XiOHVODWHQGHQFLDGHOWDPDxRGHORViWRPRVHQHOJUXSR,,DODXPHQWDUHO Q~PHUR "

3.

¢&XiO GH HVWRV HOHPHQWRV HV PiV JUDQGH XQ iWRPR GH VRGLR R XQ LRQ VRGLR 1D "¢3RUTXp"

4.

¢&XiOGHHVWRVHOHPHQWRVHVPiVSHTXHxRXQiWRPRGHFORURRXQLRQFORUXUR &O "¢3RUTXp"

5.

8WLOL]DODWDEODSHULyGLFDSDUDLQGLFDUFXiOGHORVHOHPHQWRVGHORVVLJXLHQWHV SDUHVWLHQHHOUDGLRDWyPLFRPiVJUDQGH a.

)O~RU\EURPR

b.

$]XIUH\R[tJHQR

c.

%DULR\PDJQHVLR

d.

&REUH\RUR

e.

&DUERQR\VLOLFLR

f.

3ORPR\HVWDxR

g.

%DULR\HVWURQFLR

h.

=LQF\PHUFXULR

Energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad 2WUDSURSLHGDGSHULyGLFDHVHOSRWHQFLDOGHLRQL]DFLyQRHQHUJtDGHLRQL]DFLyQDOD FXDOVHOHGHÀQHFRPRODHQHUJtDQHFHVDULDSDUDDUUDQFDUXQHOHFWUyQDXQiWRPR QHXWURFRQYLUWLpQGRORHQLRQSRVLWLYRRFDWLyQ Ejemplo: 1D(QHUJtDGHLRQL]DFLyQ
1DHîHî

98

Bloque IV

Interpretas la tabla periódica

'HQWURGHFDGDSHULRGRODHQHUJtDGHLRQL]DFLyQGHORVHOHPHQWRVDXPHQWDFRQIRUPHORKDFHHOQ~PHURDWyPLFR'HQWURGHXQPLVPRJUXSRODHQHUJtD GHLRQL]DFLyQGHORVHOHPHQWRVGLVPLQX\HFRQIRUPHDXPHQWDHOQ~PHURDWyPLFR /RVHOHPHQWRVGHFDUiFWHUPiVPHWiOLFR*UXSR,$ SUHVHQWDQODHQHUJtDGHLRQL]DFLyQPiVEDMD8QDSURSLHGDGSHULyGLFDPiVHVODDÀQLGDGHOHFWUyQLFDTXHHV OD WHQGHQFLD TXH WLHQHQ ORV iWRPRV D JDQDU HOHFWURQHV FRQYLUWLpQGRVH GH LRQHV QHJDWLYRVHQDQLRQHV /DHQHUJtDGHLRQL]DFLyQ \ODDÀQLGDGHOHFWUyQLFD VRQFRQFHSWRVLPSRUWDQWHV SRUTXH QRV D\XGDQ D FRPSUHQGHU ORV HQODFHV GH ORV iWRPRV SXHV HVWRV ~OWLPRVJDQDQSLHUGHQRFRPSDUWHQHOHFWURQHVDOPRPHQWRGHHQOD]DUVH/DHQHUJtDGHLRQL]DFLyQD\XGDDFRPSUHQGHUORTXHVXFHGHFXDQGRXQiWRPRSLHUGHXQ HOHFWUyQPLHQWUDVTXHODDÀQLGDGHOHFWUyQLFDSRUVXSDUWHSHUPLWHGHVFULELUOR TXHVXFHGHFXDQGRXQiWRPRJDQDXQHOHFWUyQ /DHOHFWURQHJDWLYLGDG VHGHÀQHFRPRODFDSDFLGDGTXHWLHQHQORViWRPRV GHDWUDHUFRQPD\RUIXHU]DHOSDUGHHOHFWURQHVFRPSDUWLGRV/DHOHFWURQHJDWLYLGDGDXPHQWDGHL]TXLHUGDDGHUHFKDHQFDGDSHULRGR\GLVPLQX\HGHDUULEDKDFtD DEDMRHQFDGDJUXSR

Actividad de aprendizaje 4 1.

¢4XpIDPLOLDGHHOHPHQWRVSUHVHQWDODHQHUJtDGHLRQL]DFLyQPiVEDMD"

2.

¢4XpHOHPHQWRGHFDGDSDUWLHQHODHQHUJtDGHLRQL]DFLyQPiVHOHYDGD"

3.

4.

a.

6RGLRRFHVLR

b.

6RGLRRVLOLFLR

c.

Silicio o cloro

d.

0DJQHVLRRD]XIUH

e.

Flúor o litio

f.

%DULRRPDJQHVLR

g.

1LWUyJHQR\DOXPLQLR

h.

%HULOLR\R[tJHQR

3DUD FDGD XQR GH ORV VLJXLHQWHV JUXSRV GH HOHPHQWRV VHxDOD FXiO WLHQH OD HQHUJtDGHLRQL]DFLyQPiVEDMD a.

)1H1D

b.

6&O%U

c.

366H

¢&XiOHVHOPHWDODOFDOLQRWpUUHRFRQODPi[LPDHQHUJtDGHLRQL]DFLyQ"

99

Química I Síntesis 1.

(QIRUPDLQGLYLGXDOLQYHVWLJDVREUHODVSURSLHGDGHVSHULyGLFDVGHORVHOHPHQWRVSDUDUHFRQRFHUODVHQFDGDXQRGHHOORV

2.

,QYHVWLJDORVHOHPHQWRVTXHVRQUHFLFODGRV

3.

5HSUHVHQWDHQIRUPDHVTXHPiWLFDHQWDEODVSHULyGLFDVODVGLYHUVDVSURSLHGDGHVGHORVHOHPHQWRV

4.

$Sy\DWHHQODWDEODSHULyGLFDHLGHQWLÀFDODVSURSLHGDGHVHOHFWURQHJDWLYLGDG HQHUJtDGHLRQL]DFLyQUDGLRDWyPLFRDÀQLGDGHOHFWUyQLFD GHORVVLJXLHQWHV HOHPHQWRV a.

I

b.

1D

c.

Cl

d.

6E

Sesión D. Importancia de los metales y no metales Criterios a desarrollar »

'HVDUUROOR VLJXLHQGR HO PpWRGR FLHQWtÀFR XQD SUiFWLFD H[SHULPHQWDO HQODTXHVHREVHUYHQODVSURSLHGDGHVGHDOJXQRVHOHPHQWRVTXtPLFRV\ ODVDVRFLRFRQODLQIRUPDFLyQTXHPHEULQGDXQDWDEODSHULyGLFD

»

&DUDFWHUL]RODXWLOLGDGHLPSRUWDQFLDGHORVPHWDOHV\QRPHWDOHVSDUD ODYLGDVRFLRHFRQyPLFDGHOSDtV

»

3URPXHYRHOFXLGDGRDPELHQWDOFRQUHODFLyQDOXVRUDFLRQDOGHHOHPHQWRVTXtPLFRVTXHWLHQHQUHOHYDQFLDHFRQyPLFD

Desarrollo de criterios

Utilidad e importancia de los metales y no metales para la vida socioeconómica del país 'H DFXHUGR FRQ FLHUWDV FDUDFWHUtVWLFDV FRPXQHV ORV HOHPHQWRV VH FODVLÀFDQ HQ PHWDOHVQRPHWDOHVPHWDORLGHV\JDVHVQREOHV(QODWDEODSHULyGLFDODUJDORV JDVHVQREOHVVHORFDOL]DQHQHOJUXSR9,,,$JUXSR ORVPHWDOHVHQHOWULiQJXOR FRPSUHQGLGRDOWUD]DUXQDOtQHDGLDJRQDOHVFDORQDGD GHOERURDO2EHUyQ\GHpVWH DOÁ~RUORVPHWDORLGHVVRQHOHPHQWRVERURVLOLFLRJHUPDQLRDUVpQLFRHVWDxR DQWLPRQLRWHOXULRSRORQLRDVWDWR\ORV~OWLPRVGHVFXELHUWRVHOHIHOLR\HOREHUyQHOUHVWRGHORVHOHPHQWRVVRQPHWDOHV

100

Bloque IV

Interpretas la tabla periódica

Características de los metales /RVPHWDOHVVRQPX\~WLOHVHQODIDEULFDFLyQGHKHUUDPLHQWDVPDWHULDOHVGHFRQVWUXFFLyQDXWRPyYLOHVHWFSHURORVQRPHWDOHVVRQLJXDOPHQWH~WLOHVHQQXHVWUD YLGDGLDULDFRPRFRPSRQHQWHVSULQFLSDOHVGHURSDDOLPHQWRVFRPEXVWLEOHVYLGULR SOiVWLFRV \ PDGHUD /RV PHWDORLGHV VH XVDQ FRQ IUHFXHQFLD HQ OD LQGXVWULD HOHFWUyQLFD /D VLJXLHQWH WDEOD FRPSDUDWLYD SUHVHQWD ODV SULQFLSDOHV FDUDFWHUtVWLFDV GHORVPHWDOHVQRPHWDOHV\PHWDORLGHV/DVSURSLHGDGHVGHORVPHWDOHVVHEDVDQ HQ VXV HVWUXFWXUDV DWyPLFD \ HOHFWUyQLFD HQ YLUWXG GH ODV FXDOHV SUHVHQWDQ DOWD FRQGXFWLYLGDG HOpFWULFD \ WpUPLFD EULOOR PHWiOLFR PDOHDELOLGDG FDSDFLGDG GHVHUWUDQVIRUPDGRVHQOiPLQDV GXFWLOLGDGFDSDFLGDGGHVHUWUDQVIRUPDGRVHQ ÀODPHQWRVRDODPEUH \UHVLVWHQFLDFDSDFLGDGGHVHUGHIRUPDGRVFRQWHQVLyQ (Q RFDVLRQHVODVSURSLHGDGHVGHORVPHWDOHVSXURVFDPELDQGUiVWLFDPHQWHDODVGH ORVPHWDOHVLPSXURVFXDQGRVHPH]FODQTXtPLFDPHQWHFRQRWURVPHWDOHVXRWURV HOHPHQWRVHVWHSURFHVRUHFLEHHOQRPEUHGHaleación/RVHOHPHQWRVPHWiOLFRV LQFOX\HQORVJUXSRV,$,,$\ORVHOHPHQWRVGHWUDQVLFLyQGHOJUXSR,,,$FRQH[FHSFLyQGHOERURDVtFRPRORVJUXSRV,%,,%\ORVGHODSDUWHVXSHULRUGHODWDEOD SHULyGLFDORVJUXSRV,9$6Q3E 9$6E%L \9,$6H7H  Metales

No metales

6RQVyOLGRVDWHPSHUDWXUDDPELHQWHH[FHSWRHO PHUFXULRTXHHVOtTXLGR

$OJXQRVVRQVyOLGRVRWURVJDVHRVRV\HO~QLFR OtTXLGRHVHOEURPRD731

(QVXPD\RUtDVRQPiVGHQVRVTXHHODJXD H[FHSWXDQGRHOOLWLRHOVRGLR\HOSRWDVLR

(QJHQHUDOVRQPHQRVGHQVRVTXHHODJXD

3UHVHQWDQEULOORROXVWUHPHWiOLFR

1REULOODQVRQRSDFRV

6RQPDOHDEOHVHVGHFLUVHOHVSXHGHFRQYHUWLU HQOiPLQDVHORURHVHOPiVPDOHDEOH

1RVRQPDOHDEOHVORVTXHVRQVyOLGRVVH SXOYHUL]DQDOJROSHDUVH

6RQG~FWLOHVHVGHFLUVHSXHGHQKDFHUKLORVR DODPEUHVFRQHOORV

1RVRQG~FWLOHV

6RQEXHQRVFRQGXFWRUHVGHOFDORU\OD HOHFWULFLGDGODSODWDHVHOPHMRUFRQGXFWRU

1RVRQEXHQRVFRQGXFWRUHVGHOFDORUQLGHOD HOHFWULFLGDG

6XPROpFXODHVPRQRDWyPLFD

6RQPROpFXODVSROLDWyPLFDV

6XViWRPRVWLHQHQXQRGRVRWUHVHOHFWURQHVHQ VX~OWLPRQLYHOHQHUJpWLFR

6XViWRPRVWLHQHQRHOHFWURQHVHQVX ~OWLPRQLYHO

6XViWRPRVDOFRPELQDUVHSLHUGHQHOHFWURQHV FRQYLUWLpQGRVHHQLRQHVSRVLWLYRV

6XViWRPRVDOFRPELQDUVHJDQDQHOHFWURQHV FRQYLUWLpQGRVHHQLRQHVQHJDWLYRVRDQLRQHV

6HFRPELQDQFRQHOR[tJHQRSDUDIRUPDUy[LGRV EiVLFRV

$OFRPELQDUVHFRQHOR[tJHQRIRUPDQy[LGRV EiVLFRVRDOGHKtGRV

Metaloides /RVPHWDORLGHVWLHQHSURSLHGDGHVLQWHUPHGLDVHQWUHODVGHORVPHWDOHV\ODVGHQRPHWDOHV &LHUWRVPHWDORLGHVFRPRHOERURVLOLFLR\JHUPDQLRVRQODVPDWHULDVSULPDVGHGLVSRVLWLYRV VHPLFRQGXFWRUHVTXHKDFHQSRVLEOHQXHVWUDPRGHUQDYLGDHOHFWUyQLFD

101

Química I

Características de los no metales 'HQWURGHHVWRVHOHPHQWRVGHVWDFDQHOR[tJHQR\HOQLWUyJHQRORVFXDOHVFRQVWLWX\HQHOGHODDWPRVIHUDHOFDUERQRHVHOQRPHWDOTXHVHHQFXHQWUDHQPiV FRPSXHVWRVTXHHOUHVWRGHORVHOHPHQWRVFRPELQDGRV /DPD\RUtDGHORVQRPHWDOHVQRFRQGXFHQODHOHFWULFLGDGFRQGXFHQSRFR HOFDORU\HQHVWDGRVyOLGRVRQTXHEUDGL]RV0XFKRVVRQJDVHVDWHPSHUDWXUDDPELHQWHVyORHOEURPRHVOtTXLGRPLHQWUDVTXHVRQVyOLGRV&366H\, FDUHFHQ GHEULOORVXVSXQWRVGHIXVLyQWLHQGHQDVHUPiVEDMRVTXHORVGHORVQRPHWDOHV &RQH[FHSFLyQGHOFDUERQRORVQRPHWDOHVWLHQHQFLQFRRVLHWHHOHFWURQHVGHYDOHQFLD /RV HOHPHQWRV FDUERQR QLWUyJHQR IyVIRUR R[tJHQR D]XIUH \ ORV KDOyJHQRVVRQWtSLFRVQRPHWDOHV\SUHVHQWDQSURSLHGDGHVGLIHUHQWHVDORVPHWDOHV(O ERURHOVLOLFLRHOJHUPDQLRHOHVWDxR\HODUVpQLFRRFXSDQXQDSRVLFLyQLQWHUPHGLDHQ ODWDEODSHULyGLFDHQWUHORVPHWDOHVYHUGDGHURV\ORVQRPHWDOHVSRVHHQ DOJXQDV SURSLHGDGHV PHWiOLFDV SHUR FRQ YDULDQWHV HQ FLHUWR JUDGR UD]yQ SRU OD FXDOVHOHVGHQRPLQDmetaloides(OKHFKRGHHVWDUHQHVDSRVLFLyQLQWHUPHGLD LQGLFDTXHVXVSURSLHGDGHVREHGHFHQDXQDHVWUXFWXUDTXHOHVHVFRP~QDDPERV WLSRVGHHOHPHQWRV /RVHVWXGLRVGHGLIUDFFLyQGHUD\RV;PXHVWUDQTXHORVPHWDOHVIRUPDQ FULVWDOHVHVGHFLUORVSDTXHWHVGHVXViWRPRVVHDJUXSDQHQDUUHJORVUHJXODUHVGH GLIHUHQWHVJHRPHWUtDVFRQRFLGDVFRPRFXERGHFDUDFHQWUDGDHOFHUUDGRSDTXHWH KH[DJRQDO\HOFXHUSRF~ELFRFHQWUDGR

Actividad de aprendizaje 5

102

1.

&ODVLÀFD ORV VLJXLHQWHV HOHPHQWRV FRPR PHWDOHV QR PHWDOHV PHWDORLGHV \ JDVHVQREOHV

a.

Lantano

k.

+HOLR

b.

Sr

l.

5K

c.

Astato

m. Selenio

d.

1H

n.

Al

e.

Cesio

o.

Flúor

f.

Os

p.

Mn

g.

%HUNHOLR

q.

8UDQLR

h.

%

r.

Sn

i.

&URPR

s.

$QWLPRQLR

j.

Cl

t.

%U

Bloque IV

Interpretas la tabla periódica

2.

&RQVXOWDODWDEODSHULyGLFD\FRPSOHWDHOVLJXLHQWHFXDGUR6LHQFXHQWUDVTXH DOJ~QHVSDFLRQRWLHQHUHVSXHVWDFDQFpODOR

Grupo

Familia o serie

Bloque

Periodo

Símbolo

Elemento

Z

Representativo, transición, transición interna, gas noble.

Metal, no metal, metaloide, gas noble.

2 36 40 11 76 25 96

Síntesis 1.

&RPHQWHQDSDUWLUGHXQDOOXYLDGHLGHDVODVGLIHUHQFLDVHQWUHORVPHWDOHVQR PHWDOHV\PHWDORLGHV\VXLPSRUWDQFLDVRFLRHFRQyPLFDSDUDHOSDtV

2.

,QGLYLGXDOPHQWHUHDOL]DXQHVTXHPDGHODWDEODSHULyGLFDFRQVtPERORVTXH KDJDUHIHUHQFLDDORVPHWDOHVQRPHWDOHV\PHWDORLGHV6HHYDOXDUiODXELFDFLyQGLIHUHQFLDFLyQ\SUHVHQWDFLyQ

3.

5HDOL]DXQFXDGURFRPSDUDWLYRVREUHODVGLIHUHQWHVSURSLHGDGHVHQWUHPHWDOHV \QRPHWDOHV6HHYDOXDUiODSUHVHQWDFLyQFRQWHQLGR\RUWRJUDItD\VHLQFOXLUi DOSRUWDIROLRGHHYLGHQFLDV

Retroalimentación I.

(QHTXLSRVGHLQWHJUDQWHVHODERUDXQDWDEODSHULyGLFDLQGLFDFDGDXQDGH VXVFDUDFWHUtVWLFDVPDUFiQGRODVFRQXQFRORUGLIHUHQWH\UHDOL]DODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHORVHOHPHQWRVTXHWLHQHQQ~PHURVDWyPLFRV \8EtFDORVHQODWDEODDSDUWLUGHVXVHOHFWURQHVGHYDOHQFLD

II.

$Sy\DWHHQODWDEODSHULyGLFDSDUDLGHQWLÀFDUODVSURSLHGDGHVGHORVVLJXLHQWHV HOHPHQWRV\HVFUtEHODVHQODOtQHD(OHFWURQHJDWLYLGDGHQHUJtDGHLRQL]DFLyQ UDGLRDWyPLFR\DÀQLGDGHOHFWUyQLFD  »

1D

»

Cl

»

6E

103

Química I III. 5HODFLRQDODVFROXPQDV 4.

*UXSRGHHOHPHQWRVTXHVHXELFDHQHOEORTXHd 

A)

3HULRGR

5.

3URSRQHXQDDJUXSDFLyQGHHOHPHQWRVDODVTXHOODPRWULDGDV

B)

0RVHOH\

6.

6RQODVFROXPQDVYHUWLFDOHVGHODWDEODSHULyGLFD

C)

Representativos

7.

(OHPHQWRVTXHVHXELFDQHQHOEORTXHs \p 

D)

*UXSRVRIDPLOLDV

8.

$JUXSDHOHPHQWRVHQRUGHQFUHFLHQWHGHVXVPDVDVDWyPLFDV

E)

0HQGHOpLHY

9.

6HxDODTXHODVSURSLHGDGHVGHORVHOHPHQWRVHVWiQHQIXQFLyQGHVXVQ~PHURVDWyPLFRV

F)

7UDQVLFLyQLQWHUQD

10. 5HSUHVHQWDQODVÀODVKRUL]RQWDOHVGHODWDEODSHULyGLFD

G)

'|EHUHLQHU

11. (VWDEOHFHXQDDJUXSDFLyQGHORVHOHPHQWRVDODVTXHOODPyOH\GHODVRFWDYDV

H)

/H\SHULyGLFD

12. 'HWHUPLQDDJUXSDUDORVHOHPHQWRVHQIXQFLyQGHVXVQ~PHURVDWyPLFRV

I)

1HZODQGV

13. (OHPHQWRTXHSHUWHQHFHDOEORTXHf 

J)

7UDQVLFLyQ

IV. 2EWpQHOJUXSR\SHULRGRGHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRVFRQVLGHUDQGRODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD Elemento

Grupo

8O 17Cl 38Sr &G *H 55Cs V.

104

'HÀQHORVVLJXLHQWHVFRQFHSWRV »

3RWHQFLDOGHLRQL]DFLyQ

»

$ÀQLGDGHOHFWUyQLFD

»

(OHFWURQHJDWLYLGDG

Periodo

Bloque IV

Interpretas la tabla periódica

5DGLRDWyPLFR

»

Actividad experimental 1: Tabla periódica Objetivo 2EVHUYDUODVSURSLHGDGHVGHDOJXQRVHOHPHQWRVGHODWDEODSHULyGLFD Materiales »

*UDGLOOD

»

WXERVGHHQVD\H

Reactivos »

1LWUDWRGHSODWD1$J123 DO

»

&ORUXURGHVRGLR1D&O DO

»

%URPXURGHVRGLR1D%U DO

»


»

7LRVXOIDWRGHVRGLR1D2S2O3 0

»

$PRQLDFR1+3 0

Procedimiento 1.

(WLTXHWD  WXERV GH HQVD\H FRQ ODV VLJXLHQWHV VXVWDQFLDV &ORUXUR GH VRGLR %URPXURGHVRGLR\
2.

$JUHJDJRWDVGH1LWUDWRGHSODWDDFDGDWXER2EVHUYDTXpRFXUUH

3.

$JUHJDJRWDVGH$PRQLDFRDFDGDWXER\DJtWDOR2EVHUYDTXpRFXUUH

4.

5HSLWHORVSDVRV\$JUHJDJRWDVGH7LRVXOIDWRGHVRGLR2EVHUYD

5.

5HSLWHORVSDVRV\\GHMDORVSUHFLSLWDGRVH[SXHVWRVDODOX]2EVHUYD

Resultados $QRWDWXVREVHUYDFLRQHVHQODVLJXLHQWHWDEOD AgNO3

NH3

Na2S2O3

Exposición a la luz

1D&O 1D%U 1D, Conclusiones $QRWDWXVFRQFOXVLRQHVVHJ~QORREVHUYDGRHQFDGDWXER 1

(O1LWUDWRGHSODWDPDQFKDODSLHO\ODURSDHVWDVPDQFKDVGHVDSDUHFHQGHVSXpVGHXQRVGtDV

105

106 1RWHQJR LQWHUpVSRUOD DFWLYLGDG

0

'HVFULERORV DQWHFHGHQWHVKLVWyULFRV GHODFODVLÀFDFLyQ GHORVHOHPHQWRV TXtPLFRVXWLOL]ROD WDEODSHULyGLFDSDUD REWHQHULQIRUPDFLyQ VREUHODVFDUDFWHUtVWLFDV \SURSLHGDGHVGHORV HOHPHQWRV\HOXVR UDFLRQDOGHORVUHFXUVRV QDWXUDOHV 3XQWDMH

3UHSDUDXQ GLDJUDPDTXH LQGLTXHODKLVWRULD GHODFODVLÀFDFLyQ GHORVHOHPHQWRV

Pre-formal

Criterios

Actividades de aprendizaje

'XUDFLyQ

0

1RFRQR]FRORV DQWHFHGHQWHVGH ODFODVLÀFDFLyQ GHORV HOHPHQWRVSHUR VtFRQR]FROD WDEODSHULyGLFD

Inicial- receptivo

1

&RQR]FR algunos DQWHFHGHQWHV \SUHSDURHO GLDJUDPD

Resolutivo (básico)

Autónomo

3

5

'HVFULERORV DQWHFHGHQWHV \SUHGLJROD FODVLÀFDFLyQGH ORVHOHPHQWRV

Estratégico

3. Competencias

3UHSDURHO GLDJUDPD FRQWRGRVORV DQWHFHGHQWHV GHOD FODVLÀFDFLyQGH ORVHOHPHQWRV

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

([SOLFRODVSURSLHGDGHV\ FDUDFWHUtVWLFDVGHORVJUXSRV GHHOHPHQWRVFRQVLGHUDQGR VXXELFDFLyQHQODWDEOD SHULyGLFD\SURPXHYRHOPDQHMR VXVWHQWDEOHGHORVUHFXUVRV PLQHUDOHVGHOSDtV

4XtPLFD,

'RFHQWH

2. Proyecto Bloque IV

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

*XtD'LGiFWLFD GH4XtPLFD,

3UHVHQWDFLyQ 3RZHU3RLQW

5RWDIROLR

6. Recursos

Química I

107

3XQWDMH

$VXPRHOUHFLFODMH FRPRIRUPDGHUHVROYHU XQDSUREOHPiWLFDVRFLDO

$UJXPHQWRORV EHQHÀFLRVGHOPDQHMR UDFLRQDO\VXVWHQWDEOH GHDOJXQRVHOHPHQWRV GHUHOHYDQFLD HFRQyPLFD

'HVFULERODV SURSLHGDGHVSHULyGLFDV HQHUJtDGHLRQL]DFLyQ HOHFWURQHJDWLYLGDG DÀQLGDGHOHFWUyQLFD UDGLR\YROXPHQ DWyPLFR \VXYDULDFLyQ HQODWDEODSHULyGLFD

3XQWDMH

5HFRQR]FRSUREOHPDV FRPXQLWDULRV UHODFLRQDGRVFRQOD H[SORWDFLyQWDQWR UDFLRQDOFRPRLUUDFLRQDO GHUHFXUVRVPLQHUDOHV

5HFRQR]FRODVQRFLRQHV GHJUXSRSHULRGR\ EORTXHDSOLFDGDVDORV HOHPHQWRVTXtPLFRV\ FODVLÀFRORVHOHPHQWRV HQPHWDOHVQR PHWDOHV\VHPLPHWDOHV GHVWDFDQGRVXV FDUDFWHUtVWLFDV

0

1RWHQJR LQWHUpVHQ UHDOL]DUODV DFWLYLGDGHV

0

1RWHQJR LGHDGHOD DFWLYLGDG

4

6yORUHSUHVHQWR ODVSURSLHGDGHV GHODWDEOD SHULyGLFD

4

(PSOHROD WDEODSHULyGLFD para la FODVLÀFDFLyQGH ORVHOHPHQWRV SHURVyOR UHDOL]RDOJXQD DFWLYLGDG

7. Normas de trabajo

0

'HVFULERVyOR GRVSURSLHGDGHV GHODWDEOD SHULyGLFD\QR FODVLÀFRORV HOHPHQWRV

2

1RUHFRQR]FR ODFODVLÀFDFLyQ GHODWDEOD SHULyGLFD\ QRUHDOL]ROD DFWLYLGDG

7

Represento las SURSLHGDGHV GHODWDEOD SHULyGLFD\ FODVLÀFRORV HOHPHQWRV

7

5HDOL]RODV DFWLYLGDGHV HPSOHDQGROD WDEODSHULyGLFD

10

'HVFULERODV SURSLHGDGHV GHODWDEOD SHULyGLFD\ODV UHSUHVHQWR DVtFRPROD FODVLÀFDFLyQGH ORVHOHPHQWRV

10

5HFRQR]FROD FODVLÀFDFLyQ GHODWDEOD SHULyGLFD \UHDOL]ROD DFWLYLGDG

/RVWUDEDMRVVHGHEHUiQHQWUHJDUGHDFXHUGRDORHVWDEOHFLGRSRUHOIDFLOLWDGRUGXUDQWHHOGHVDUUROORGHODVHVLyQ

&ODVLÀFDORV HOHPHQWRV FRPRPHWDOHV QRPHWDOHV PHWDORLGHV\JDVHV QREOHV

Representa HQIRUPD HVTXHPiWLFDHQ WDEODVSHULyGLFDV ODVGLYHUVDV SURSLHGDGHVGHORV HOHPHQWRV

(PSOHDODWDEOD SHULyGLFDSDUD LGHQWLÀFDUORV FRQMXQWRVGH HOHPHQWRV\ PHQFLRQDVL IRUPDQSDUWHGH XQJUXSRIDPLOLD GDHOQRPEUH GHODIDPLOLD  RSHULRGRGH HOHPHQWRV6L el conjunto no representa a un grupo o a un SHULRGRHVFULEH ´1LQJXQRµ

(VFULEHVLFDGDXQR GHORVHQXQFLDGRV VHWUDWDGHXQ JUXSRRXQSHULRGR GHODWDEOD SHULyGLFD

5RWDIROLR

3HULyGLFR

Recortes

Revistas

*XtDGLGiFWLFD GH4XtPLFD,

Interpretas la tabla periódica

Bloque IV

Bloque V Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

Elabora estructuras de Lewis para los elementos y los compuestos con enlace iónico y covalente.

»

Demuestra experimentalmente las propiedades de los compuestos iónicos y covalentes.

»

Explica las propiedades de los metales a partir de las teorías del enlace metálico.

»

Valora las afectaciones socioeconómicas que acarrea la oxidación de los metales.

»

Propone acciones personales y comunitarias viables para optimizar el uso del agua.

»

Explica las propiedades macroscópicas de los líquidos y gases, a partir de las fuerzas intermoleculares que los constituyen.

»

Explica la importancia del puente de hidrógeno en la conformación de la estructura de las biomoléculas.

Objetos de aprendizaje »

Enlace químico

»

Regla del octeto

»

Formación y propiedades de los compuestos con enlace iónico

»

Formación y propiedades de los compuestos con enlace covalente (tipos de enlace covalente)

»

Enlace metálico

»

Fuerzas intermoleculares

Competencias a desarrollar 1.

Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y HODPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV

 ,GHQWLÀFDSUREOHPDVIRUPXODSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFR\SODQtea las hipótesis necesarias para responderlas. 4.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\UHDOLzando experimentos pertinentes.

5.

Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica tus conclusiones.

6.

Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenóPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV

 +DFHH[SOtFLWDVODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUD la solución de problemas cotidianos. 9.

Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer neceVLGDGHVRGHPRVWUDUSULQFLSLRVFLHQWtÀFRV

10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o moGHORVFLHQWtÀFRV 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas. 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Química I Proyecto 5HFRQR]FRODVFDUDFWHUtVWLFDVGHGLIHUHQWHVFRPSXHVWRVDOSRGHULGHQWLÀFDUHOWLSR de enlace que presentan.

Dinamización y motivación Los diversos productos que nos rodean y que utilizamos en nuestra vida diaria están formados por la unión de los diversos átomos y moléculas que conforman toda la materia, pero estas uniones no se dan al azar, sino de acuerdo a las características y naturaleza de cada átomo, esto hace que las uniones entre ellas formen los diferentes tipos de enlaces químicos que conocemos.

Actividad de aprendizaje 1 El maestro de química les solicitará a sus alumnos que lleven al salón de clases diversos productos u objetos. Se observarán y escribirán primero las propiedades físicas que presentan, así como los estados de agregación de cada uno, posteriormente se investigará el tipo de enlace y el tipo de compuesto que presenta cada uno (llenar la tabla de abajo). Entre los productos solicitados podrían ser: sal, azúcar, agua, un anillo de oro y plata, un clavo, una lata vacía, etcétera. Producto/objeto

Propiedades físicas

Estado de agregación

Tipo de enlace

Tipo de compuesto

En este bloque conocerás los diferentes tipos de enlace que se forman de acuerdo a la naturaleza de los átomos y serás capaz de conocer las propiedades de diversos productos, así como la manera en que se pueden combinar con otros. Descubrirás que el tipo de enlace de cada producto determina sus propiedades.

Sesión A. Enlace químico, estructura de Lewis y regla del Octeto Criterios a desarrollar 110

»

'HÀQRHOFRQFHSWRGHHQODFHTXtPLFR

»

Enuncio la regla del octeto para describir la formación del enlace iónico y las propiedades que presentan los compuestos con este tipo de enlace.

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

»

Empleo la representación de Lewis para mostrar los electrones de valencia de un elemento químico.

»

Demuestro la formación de enlaces iónicos utilizando representaciones de Lewis y relaciono las características del enlace iónico con las propiedades macroscópicas de los compuestos.

»

Valoro la utilidad de los modelos teóricos utilizados para explicar la estructura de la materia.

Bloque V

Desarrollo de criterios

Enlace químico La mayoría de los metales se adhieren a los imanes, lo mismo que los globos a la pared, después de ser frotados con el cabello. En ambos casos operan fuerzas de atracción o repulsión, en virtud de las cuales los polos opuestos se atraen y, los semejantes se rechazan. Las relaciones sociales también traen consigo, análogamente, procesos de atracción y repulsión que en muchos casos concuerdan con la descripción del comportamiento de los átomos. Continuando con la analogía, las sustancias forman lazos y los rompen, como resultado de atracciones eléctricas, tal como lo hacemos nosotros en nuestro entorno social. Hasta ahora hemos considerado a los átomos como corpúsculos aislados, pero realmente, en su gran mayoría, se encuentran unidos con otros átomos de la misma especie, formando las moléculas de sustancias llamadas elementos, o con otros de distinta especie, formando moléculas de compuestos. Las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos para formar moléculas reciben el nombre de enlaces químicos. Estas fuerzas son de carácter eléctrico y en ellas intervienen, para los elementos representativos, los electrones periféricos que forman los orbitales s y p; para los de transición, también los electrones de los orbitales d; y para los de transición interna, los de los orbitales f. A estos electrones se les llama electrones de valencia. La valencia, en términos generales, se describe como la potencia o capacidad de un elemento para combinarse con otro. Ejemplo: el átomo utilizado es el KLGUyJHQRSRUORTXHODYDOHQFLDGHXQHOHPHQWRHVWiGHÀQLGDFRPRHOQ~PHURGH átomos de hidrógeno que pueden combinarse con un átomo de ese elemento. Así, por ejemplo, el átomo de cloro en HCL es univalente, mientras que el de oxigeno en H2O es divalente. El magnesio en MgO es divalente porque se combina con un átomo de oxígeno. Más directamente, el Mg se puede combinar con el H, formando el hidruro de magnesio MgH2, por lo que exhibe el carácter divalente. Mientras algunos elementos muestran sólo una valencia, otros elementos forman compuestos con dos o más valencias diferentes. El nitrógeno forma los óxidos: N2O, NO, N2O3, NO2 y N2O5, en los cuales el N varía su valencia de 1 a 5. La valencia de un elemento en un compuesto está designada como un número apropiado con respecto a la carga del elemento en el compuesto en equilibrio de cargas. Un concepto más adecuado de valencia es aquél que la describe como la capacidad de combinación de un elemento en términos de las fuerzas que actúan para unir la combinación de átomos en un compuesto estable. La valencia de un elemento no indica su naturaleza eléctrica o carga en un compuesto químico. Por conveniencia, para indicar la naturaleza eléctrica de un átomo en un compuesto químico o en un ion, el término número de oxidación GHEHVHUGHÀQLGR(OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHXQHOHPHQWRHQXQDHVSHFLHTXtPLFD es la carga que un átomo muestra para cumplir las siguientes reglas:

111

Química I 1.

Los átomos en su forma elemental tienen número de oxidación cero, por ejemplo: H2, P4, S8, F2, O2, H2, N2, etcétera.

2.

Los iones monoatómicos tienen un número de oxidación igual a la carga en el ion. El número de oxidación de Fe2+ es +2, y el del O-2 es î2.

3.

En compuestos que contienen oxígeno, el número de oxidación del átomo de oxígeno es î2 excepto, en H2O2, y OF2, cuyos números de oxidación son î1 y +2, respectivamente.

4.

En compuestos que contienen hidrógeno, el átomo de hidrógeno tiene un número de oxidación de +1, excepto en hidruros tales como el LiH y MgH2, cuyos números de oxidación es î1. Los números de oxidación del S en H2S, SO2 y (SO4)î2son î2, +4 y +6, respectivamente. Dos reglas adicionales permiten escribir la fórmula química de un compuesto o de un ion poliatómico cuando el número de oxidación de sus átomos constituyentes son conocidos.

5.

La suma de los números de oxidación positivo y negativo en un compuesto es cero.

6.

En un ion poliatómico, la suma algebraica de los números de oxidación positivo y negativo es igual a la carga del ion. Así, en el compuesto AlPO4, el aluminio, el fósforo y el oxígeno tienen número de oxidación +3, +5 y î2, respectivamente, y el ion fosfato (PO4) debe tener carga î3, debido a que el oxígeno (î2 x 4 = î8) y el P +5, entonces el ion +5 + (î8) = î3.

Regla del octeto Para comprender la formación de los enlaces químicos, vamos a referirnos a la regla de los ocho o regla del octeto, enunciada en 1916 por Walter Kossel y Gilbert N. Lewis, la cual establece que, al formarse un enlace químico, los átomos ganan, pierden o comparten electrones para lograr una estructura electrónica estable similar a la de un gas raro. Esta regla se basa en el hecho de que todos los gases raros tienen ocho electrones en su nivel energético exterior. La regla del octeto establece que, cuando se forma una unión química, los átomos ganan, pierden o comparten electrones, de tal forma que la capa exterior o la capa de valencia (última órbita) de cada átomo contiene o tiende a tener 8 electrones. Una excepción a esta regla de los ocho la constituye el helio, cuyo nivel principal de energía está completo con sólo dos electrones. Esta excepción origina la regla de los dos, según la cual: el primer nivel principal de energía completo WDPELpQHVXQDFRQÀJXUDFLyQHVWDEOH/RViWRPRVGHKHOLR\GHKLGUyJHQRHQHO estado combinado, obedecen esta regla.

112

/DHVWDELOLGDGTXtPLFDGHORVJDVHVUDURVVHDWULEX\HDVXFRQÀJXUDFLyQ electrónica que imparte estabilidad de unión. La regla del octeto tiene algunas excepciones con los primeros dos octavos miembros de los periodos. Más allá, tanto del nivel cuántico como la capa de valencia pueden contener más de 8 electrones, y cuando esto último ocurre, se dice que la capa de valencia está “expandida” para acomodar más de 8 electrones. Éste es un término insatisfactorio pues, durante

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

la expansión usa los orbitales d. Generalmente, los metales forman cationes (+) al perder electrones y los no metales, aniones (-) al ganar electrones, con lo que en ambos casos adquieren una estructura estable de electrones de valencia. Los electrones de valencia (nivel más externo) son los que generan la actividad electrónica que se presenta en la formación de enlaces químicos. En la estructura de Lewis se presentan los electrones de valencia de un átomo, esto es, se representa el símbolo del elemento rodeado de puntos, para representar los electrones s y p del nivel más externo. Ejemplo:

Fig. 5.1 Ejemplos de las excepciones a la regla de octeto del segundo periodo son BeCl2 y BCl3.

Fig. 5.2 Tercer periodo, tres de los siete átomos (Al, P y S) muestran excepciones, AIF3, Pf5 y SF6.

Actividad de aprendizaje 2 1.

Contesta las siguientes preguntas: a)

¿Cómo explica la regla del octeto la formación de un ion positivo?

113

Química I

2.

b)

¿Por qué crees que los elementos del grupo I A (1) y II A (2) se encuentran en muchos compuestos, pero no los elementos del grupo VIII A (18)?

c)

¿Cómo explica la regla del octeto la formación de un ion negativo?

(VFULEHODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDSDUDFDGDXQRGHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRV e indica si el elemento pierde o gana electrones o si se queda estable como está escrito.

A) Argón

D) Bromo

B)

Azufre

E)

Nitrógeno

C)

Berilio

F)

Helio

3.

4.

Establece el número de electrones que deben perder los átomos de cada uno GHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRVSDUDDGTXLULUXQDFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHJDV noble. a)

Indio pierde __________ electrones

b)

Mg pierde ___________ electrones

c)

Tl pierde ____________ electrones

d)

Cesio pierde ___________electrones

e)

Ba pierde _____________ electrones

f)

Rubidio pierde __________electrones

Determina el número de electrones que deben ganar los átomos de cada uno GHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRVSDUDDGTXLULUXQDFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHJDV noble. a)

Cl gana ____________ electrones

b)

Oxígeno gana ___________electrones

c)

N gana ____________ electrones

d)

Yodo gana ____________ electrones

e)

P gana ____________ electrones

f)

Carbono gana __________ electrones

La representación de la forma en que los electrones de la última capa o capa de valencia están distribuidos en una molécula se logra gracias a la fórmulas o estructuras de Lewis. En este método, los electrones de valencia de cada átomo están representados por puntos, cruces o círculos.

114

Bloque V

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Es importante recordar que el uso de puntos y otros elementos para representar los electrones tiene un objetivo meramente ilustrativo, pues no existe actualmente diferencia alguna entre los electrones de los diferentes átomos, ya que todos ellos son equivalentes. También debe notarse que el par de electrones es usualmente necesario para formar una unión, lo que es llamado el par de electrones de unión o unión covalente. Así, las estructuras pueden ser escritas con líneas que representan el par de electrones de unión.

X

X

X

X

X

X

X

X

Fig. 5.3 Estructuras de Lewis.

&RQHOREMHWLYRGHVLPSOLÀFDUODHVFULWXUDGHHVWDVHVWUXFWXUDVORVHOHFWURQHVQRLQYROXFUDGRVHQODXQLyQFRPRORVGHOR[tJHQR\HOÁ~RUHQORVHMHPSORV de arriba, en ocasiones se omiten. Otro ejemplo, considerando el ión sulfato de Lewis de acuerdo con la regla del octeto, es:

Fig. 5.4 El ión sulfato de Lewis.

En general, los átomos que tienen 1, 2 o 3 electrones de valencia tienden a perderlos para convertirse en iones con carga positiva, como es el caso de los metales. Por otro lado, los átomos con 5, 6 o 7 electrones de valencia tienden a ganar electrones y convertirse en iones con carga negativa. Muchos de los no metales caen en esta categoría. Estos no metales también pueden compartir sus electrones para obtener ocho electrones en su nivel de energía de valencia. Los elementos con cuatro electrones de valencia, como por ejemplo el carbono, son los más aptos para compartir tal tipo de electrones.

Actividad de aprendizaje 3 En equipos de cuatro integrantes desarrollen la representación punto-electrón de Lewis para los siguientes elementos. a)

Helio

e)

Estroncio

b)

Potasio

f)

Fósforo

c)

Magnesio

g)

Plomo

d)

Indio

h)

Kriptón

115

Química I

Formación de iones y enlace iónico Existen compuestos que conducen la corriente eléctrica y aquellos que no la conGXFHQ(VWRVFRPSXHVWRVVHFODVLÀFDQHQLyQLFRV\QRLyQLFRV(VWDGLIHUHQFLDVH explica por la diferencia en la forma en que los electrones de valencia en los átomos se comportan cuando reaccionan para formar una unión química. En los compuestos iónicos, la unión está formada por la completa transferencia de un electrón de la capa externa de un átomo con su gran tendencia a SHUGHUHOHFWURQHV\RWURSRUJDQDUORVSRUVXPD\RUDÀQLGDGKDFLDHOHOHFWUyQGHOD capa de valencia del átomo para formar una unión química. Ejemplo: NaCl Na+1 pierde 1 electrón se convierte en ión positivo +1eî. Clî1 gana 1 electrón oClî se convierte en un ión negativo menos 1eî. Las cargas opuestas de los iones formados se combinan y se unen por fuerzas eléctricas. Por dicha razón esta unión es llamada unión electrostática o unión electrovalente (unión iónica). Característica del enlace iónico: Enlace iónico: Es la fuerza de atracción entre los iones de carga opuesta que los mantiene unidos en un compuesto.

»

Se forman iones

»

Hay transferencia de electrones (uno pierde y otro gana)

»

Se da entre un metal y un no metal

»

La electronegatividad es mayor a 1.

Na pierde 1 eMg pierde 2eAl pierde 3e-

Na+1

N acepta 3e-

Mg +2

O

acepta 2e-

O -2

F

acepta 1e-

F

Al+3

N

-3

-1

Fig. 5.5 Formación del enlace iónico.

Se ha encontrado experimentalmente que los compuestos químicos se SXHGHQFODVLÀFDUHQGRVJUDQGHVJUXSRVDTXHOORVTXHFRQGXFHQODHQHUJtDHOpFWULFD inmersos en una solución o estando fundidos, y aquellos que no lo hacen. Según la forma en que los electrones de valencia se comportan cuando éstos reaccionan para IRUPDUXQDXQLyQTXtPLFDORVFRPSXHVWRVVHFODVLÀFDQHQLyQLFRV\QRLyQLFRV En el caso de los compuestos iónicos, la unión está formada por la completa transferencia de un electrón de la capa externa de un átomo con su gran WHQGHQFLDDSHUGHUHOHFWURQHV\RWURSDUDJDQDUORVSRUVXPD\RUDÀQLGDGKDFLDHO electrón de la capa de valencia del átomo para formar una unión química. Así por ejemplo, en el NaCl, el sodio y el cloro tenemos que el sodio pierde su electrón 3s1.

116

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

–

– Fig. 5.6 Estructura de cloruro de sodio.

Las cargas opuestas de los iones formados se combinan y se unen por fuerzas coulómbicas. Por esta razón este tipo de unión es llamada unión electrostática o unión electrovalente (en ocasiones le llaman unión iónica). El enlace iónico ocurre cuando hay transferencia completa de electrones de un átomo a otro. Un enlace iónico es la fuerza de atracción entre los iones de carga opuesta que los mantiene unidos en un compuesto iónico. Estos iones de carga opuesta se forman por la transferencia de uno o más electrones de un átomo a otro. El átomo que pierde electrones se transforma en ion positivo o catión, y el que acepta se convierte en ion negativo o anión. El número de electrones perdidos o ganados determina la valencia o número de oxidación del elemento. 6LFRQVLGHUDPRVODFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDGHOFORUR\VRGLRFORUXURGHVRGLR  Estos iones forman un enlace puesto que, como establece la ley electrostática, las partículas con carga diferente se atraen y las partículas con cargas iguales se repelen. Por esto el enlace iónico se llama también electrovalente. Ejemplos

Na + F

Mg + 2 F

Mg+2 + 2 F

2Na + O

2Na+1 + O

3K

3K+1 +

+ N

La fórmula del compuesto es NaF ÁXRUXURGHVRGLR

-1

+1

Na + F

N

-1

La fórmula del compuesto es MgF2 ÁRUXURGHPDJQHVLR

-2

La fórmula del compuesto es Na2O (óxido de sodio)

-3

La fórmula del compuesto es K 3N (nitruro de potasio)

Fig. 5.7 Ejemplos de electrovalentes.

Síntesis 1.

Escribe sobre la línea los iones que se formarían (símbolo y carga) en cada uno de los elementos ya sean que ganen o pierdan electrones. »

Aluminio

»

Azufre

»

Bario

»

Yodo

117

Química I

2.

»

Rubidio

»

Bromo

»

Litio

»

Fósforo

Recordando la regla del octeto y utilizando el punteo de Lewis escribe la formación del enlace iónico para los siguientes compuestos. a)

KC l

b)

Ca O

c)

Al2 O 3

Sesión B. Enlace covalente Criterios a desarrollar

118

»

'HÀQHHOFRQFHSWRGHHQODFHFRYDOHQWH\FRQRFHODVFDUDFWHUtVWLFDVGH los diferentes tipos de enlace covalente, para que expliques las propiedades de los compuestos covalentes.

»

&ODVLÀFDORVGLYHUVRVWLSRVGHHQODFHFRYDOHQWHGHDFXHUGRDOQ~PHURGH electrones compartidos entre átomos.

»

Utiliza las estructuras de Lewis para representar compuestos covalentes y dibujar la geometría molecular de compuestos sencillos, partiendo de la estructura de Lewis.

»

Asocio la diferencia de electronegatividades con el tipo de enlace covalente

»

Valoro la importancia de los enlaces covalentes.

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

Desarrollo de criterios

Enlace covalente El enlace covalente se forma cuando los átomos que se combinan comparten electrones. Los compuestos no iónicos, los cuales comprenden la mayoría de los compuestos orgánicos y muchos compuestos inorgánicos, se forman porque comparten los electrones de valencia. La unión así lograda llama unión covalente. La unión covalente es cuando dos electrones, uno de cada átomo, se comparten en la misma magnitud por cada átomo, y no llegan a pertenecer exclusivamente a uno solo. Los electrones son restringidos a la región entre los núcleos de los dos átomos, y se dice que son electrones localizados. La energía de estabilización lograda en este tipo de unión es llamada energía de intercambio. El simple ejemplo de la formación de una unión covalente es:

En donde la x y el o denotan los electrones de los dos átomos de H. Esta ilustración es, por convenencia, sólo para el ejemplo, puesto que realmente los dos electrones son indistinguibles. Un segundo ejemplo sería:

Fig. 5.8 Formación de un enlace covalente.

Se observa que en ambos casos, los electrones compartidos guían la reaOL]DFLyQGHXQDFRQÀJXUDFLyQVLPLODUDXQJDVUDUR (OKLGUyJHQR+ WLHQGHDODFRQÀJXUDFLyQRHVWUXFWXUDGHOKHOLR+H \HO F a la del neón (Ne). La Teoría de la Unión, la cual asume que una unión estable VHIRUPDFXDQGRDPERViWRPRVSXHGHQORJUDUODFRQÀJXUDFLyQGHXQJDVUDURIXH propuesta por primera vez por G.N. Lewis. En los ejemplos anteriores, para la formación de la unión covalente el par de electrones fue formado por la donación de un electrón de cada uno de los átomos involucrados en la unión. Otro tipo de unión covalente es posible cuando ambos electrones son donados sólo por uno de los átomos involucrados en la unión. Este tipo de unión es llamada dativa o covalente coordinada. Generalmente el átomo que dona el par de electrones es aquel que tiene un par de electrones no compartidos en su capa de valencia exterior. Así, en los compuestos de oxígeno y nitrógeno debía esperarse que formaran este tipo de XQLyQ (O iWRPR DFHSWRU HV DTXHO TXH VH HQFXHQWUD GHÀFLHQWH GH HOHFWURQHV \ UHTXLHUHGHHOORVSDUDOOHJDUDODFRQÀJXUDFLyQGHOJDVUDUR(VSHFLHVGHHVWHWLSR son el protón (H+), B y Al. Ejemplos de la formación de la unión dativa o covalente coordinada son la reacción entre el protón con agua y la del amoniaco, para formar los iones hidronio y amonio, respectivamente:

119

Química I

Un método útil para indicar la formación de electrones en una unión covalente simple es usando una línea .

Características de los diferentes tipos de enlace covalente Enlace covalente no polar u homopolar De acuerdo con esto, se tienen diferentes tipos de enlaces covalentes: Podríamos llamar enlace covalente puro o no polar a aquel que se forma entre átomos de la misma especie, en donde las cargas eléctricas negativas se encuentran simétricamente distribuidas. Por ejemplo, en el enlace covalente entre dos átomos de hidrógeno, cada uno con un electrón, comparten un par para formar una molécula de hidrógeno, que es más estable que los átomos de hidrógeno individuales.

Fig. 5.9 Formación de una unión covalente.

El átomo de cloro, con siete electrones de valencia, cuando se une a otro átomo de cloro, comparte un par de electrones para formar una molécula biatómica con un enlace covalente:

Cl + Cl




Cl

Cl

Fig. 5.10 Átomo de cloro.

Cada átomo de cloro necesita ocho electrones para alcanzar un octeto de electrones estable como el del gas argón. En las moléculas de Cl2 y H2, hay un enlace covalente entre los átomos. En las fórmulas de Lewis de las moléculas, un enlace se representa ya sea como un par de electrones entre los átomos, o como una raya en vez del par electrónico. Ejemplo:

120

H — H (H2) o Cl — Cl (Cl2)

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

2

Bloque V

2

Este compartir de electrones no se limita a un solo par de ellos. Consideremos el átomo de nitrógeno con cinco electrones de valencia:

N

N

Fig. 5.11 Molécula de nitrógeno.

En este arreglo, cada átomo tiene únicamente seis electrones de valencia HQWRUQRVX\RTXHQRVRQVXÀFLHQWHVSDUDFRPSOHWDUHORFWHWRGHVHDGR&DGDiWRmo tiene dos electrones no apareados, así que, para alcanzar más estabilidad, cada átomo de nitrógeno forma dos enlaces covalentes más, hasta sumar un total de tres. La molécula de nitrógeno se representa mediante las estructuras siguientes:

El oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno y todos los halógenos son los elementos químicos que forman moléculas biatómicas, en las cuales la diferencia de electronegatividad es cero.

Enlace covalente polar En este tipo de enlace, los átomos o elementos que forman la molécula o compuesto son de distinta especie y tienen electronegatividad diferente, lo que hace que, en el espacio del átomo más electronegativo, haya una mayor densidad de cargas eléctricas negativas, y se forme un polo negativo, en contraste con el polo opuesto, que es positivo. Por ejemplo, al formarse el cloruro de hidrógeno (HCl), la diferencia GHHOHFWURQHJDWLYLGDGHVORVXÀFLHQWHPHQWHJUDQGHSDUDTXHGHOODGRGHOFORUR VHIRUPHXQSRORSDUFLDOPHQWHQHJDWLYR˜î) y, en el lado del hidrógeno, otro polo SDUFLDOPHQWHSRVLWLYR˜ \DTXHHOFORURDWUDHFRQPiVIXHU]DDORVHOHFWURQHV GHOHQODFHHOVtPEROR˜LQGLFDXQDVHSDUDFLyQSDUFLDOGHFDUJDV )RUPDFLyQGH GLSROR˜˜î.

Fig. 5.12 Formación del dipolo.

121

Química I Enlace covalente coordinado o dativo En este tipo de enlace, los átomos que se combinan comparten electrones, pero el par necesario para formar el enlace es proporcionado solamente por uno de ellos. En general, el átomo que proporciona los electrones tiene un par no compartido en su nivel de valencia. Por ejemplo, en el caso del amoniaco (NH3) el iWRPRUHFHSWRUHVGHÀFLHQWHHQHOHFWURQHV\FDUHFHGHVXÀFLHQWHVHOHFWURQHVGH YDOHQFLDSDUDDOFDQ]DUXQDFRQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFDHVWDEOHRFWHWR 

Fig. 5.13 Amoniaco NH3.

Una vez formado el enlace, no se distingue de cualquier otro enlace covalente. Por ejemplo, un ion hidrógeno (H1+) puede formar un enlace covalente coordinado con una molécula de amoniaco, mediante el traslape de su orbital con un orbital del átomo central nitrógeno que contiene el par de electrones no compartidos:

Fig. 5.14 Ión de Amonio.

Para representar la unión dativa o unión covalente coordinada se utiliza una o la cual parte del átomo del donador al átomo del aceptor. Así, el ión amonio puede escribirse: H



H
N
H  H

Se debe tener en mente que esta representación es por conveniencia, y que realmente las cuatro uniones NH son equivalentes. El origen del par de electrones no importa después de que la unión es formada. Algunos compuestos como dímeros y polímeros existen debido a la formación de la unión dativa o unión covalente coordinada. Así el cloruro de aluminio existe en fase vapor como Al2Cl6 en la estructura de puente formada por el átomo de cloro, actuando como un átomo donador, mientras que el átomo de aluminio actúa como un átomo receptor:

122

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

El procedimiento sistemático siguiente te facilitará la escritura de fórmulas de puntos de estas estructuras más complejas, en especial de las compuestas de cuatro o más átomos. Pasos para escribir fórmulas de puntos de Lewis: 1.

Escribe el símbolo central de la estructura (si intervienen tres o más átomos) y distribuye los demás átomos alrededor del átomo central. Los átomos centrales más comunes son, entre otros, los no metales (C, N, P, S y a veces, O, en H2O, CO2 y O3.

2.

Calcula el número total de electrones de valencia, sumando los electrones de valencia de cada átomo de la molécula o ion.

3.

a)

En el caso de un ion negativo, suma a este total un número de electrones igual a la carga negativa del ion

b)

En el caso de un ion positivo, resta de este total un número de electrones igual a la carga positiva del ion.

Une cada átomo al átomo central mediante un enlace sencillo (que represente un par de electrones). Distribuye los electrones restantes alrededor de todos los átomos, para completar un octeto de electrones en torno a cada átomo, excepto el hidrógeno, que sólo puede tener dos electrones. (En las estructuras grandes que contienen hidrógeno, como H2SO4, los átomos de hidrógeno se enlazan al oxígeno, el cual, a su vez, se enlaza al átomo central).

4.

Si el número total de electrones disponibles es menor que el número necesario para completar un octeto, desplaza los pares de electrones (externos) no compartidos para formar uno o más dobles enlaces. (Hay un doble enlace en la estructura cuando hacen falta dos electrones; un faltante de cuatro electrones indica la presencia de dos dobles enlaces o de un triple enlace). Ejemplo

Vamos a realizar la representación punto electrón de Lewis del bióxido de carbono CO2, aplicando las reglas ya descritas. El átomo de carbono tiene 4 electrones de valencia y, cada átomo de oxígeno, 6. Entonces, tenemos un total de 4 + (2 × 6) = 16 electrones de valencia. Primero debemos unir al átomo central cada uno de los dos átomos de oxígeno, mediante un enlace sencillo (un par de electrones):

123

Química I Podemos distribuir los doce electrones restantes entre los dos átomos de oxígeno, para completar el octeto de electrones en torno a cada átomo de oxígeno

Hemos utilizado los 16 electrones de valencia y cada átomo de oxígeno tiene un octeto, pero el átomo de carbono tiene 4 electrones y necesita 4 más para completar su octeto. Desplazando un par de electrones no compartidos de cada oxígeno a cada enlace C—O, podemos formar dobles enlaces entre el carbono y el oxígeno, con lo cual se tiene un octeto de electrones para el carbono y también para el oxígeno:

Fig. 5.15 Estructura correcta.

Actividad de aprendizaje 4 1.

Escribe una fórmula de Lewis del ion fosfato, (PO3)î3, aplicando el método de los cuatro pasos.

2.

Distribuye los 3 átomos de oxígeno alrededor del fósforo, que es el átomo central.

Geometría molecular y polaridad Las fórmulas de puntos de Lewis permiten explicar cómo se distribuyen los electrones de valencia entre los átomos de una molécula, pero no sirven para predecir con exactitud la forma molecular ni la polaridad de una molécula. Para predecir la dimensión tridimensional de los átomos dentro de una molécula, la forma molecular, conviene recurrir a otro modelo; la teoría de Repulsión de Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (RPECV). El concepto es muy simple: en este modelo, las nubes electrónicas con carga negativa que rodean al átomo central de una molécula se repelen mutuamente. En otras palabras, los pares de electrones que rodean el átomo central se mantienen alejados unos de otros en lo posible. En el modelo RPECV, se visualizan los pares de electrones no compartidos, también llamados pares solitarios (los que no participan en el enlace covalente), así como los pares de electrones de enlace, (los de enlaces sencillos o múltiples), distribuidos alrededor del átomo central tan lejos unos de otros como les es posible. Los pares de electrones de los enlaces sencillos, dobles y triples se tratan como una sola nube de electrones, porque los atraen los mismos átomos. Las formas de las moléculas, determinadas por la distribución de los pares de electrones no compartidos y de enlace, son similares a las distribuciones que se crean cuando se atan juntos diferentes números de globos del mismo tamaño. Imagina cada globo como una nube electrónica atraída hacia el átomo central, que sería el nudo en-

124

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

tre los globos. Por ejemplos, dos pares de electrones en torno a un átomo central se pueden representar como dos globos atados; tres pares de electrones alrededor de un átomo central, como tres globos atados, y así sucesivamente.

Actividad de aprendizaje 5 1.

¿Cómo se vincula el conocimiento de la ionización con el desarrollo tecnológico?

2.

Investiga ¿qué otras ciencias y/o disciplinas requieren un conocimiento de los tipos de enlace?

Teoría de orbitales moleculares Distribución lineal Dos globos atados uno al otro tienden a apuntar en sentido opuesto, de modo que los dos globos y el nudo que los une forman un ángulo de 180º, en distribución lineal.

Fig. 5.16 Distribución lineal.

Son ejemplos de moléculas con tres átomos en una distribución lineal (A — B — A) el CO2, el BeF2 y otras moléculas similares con dos átomos unidos de forma covalente a un átomo central que tiene únicamente dos electrones de valencia y, por lo tanto, sólo puede formar dos enlaces covalentes (los compuestos de berilio no siguen la regla del octeto). La repulsión de pares de electrones produce la forma lineal.

Distribución trigonal plana Cuando se atan juntos tres globos, el nudo del centro y los tres globos tienden a yacer en el mismo plano y a adoptar posiciones tales que los ángulos entre ellos sean de 120o, en una distribución trigonal plana.

Fig. 5.17 Distribución trigonal plana

125

Química I El BF3, el BCl3 y el SO3 son ejemplos de moléculas con esta forma trigonal plana. En los compuestos de boro, el átomo (boro con tres electrones de valencia) sólo puede tener tres enlaces (tres pares de electrones). Por consiguiente el boro puede compartir sólo seis electrones, de modo que no sigue la regla del octeto. (VWRVWUHVSDUHVGHHOHFWURQHVVHUHSHOHQPXWXDPHQWH\FRQÀHUHQDODPROpFXOD una forma trigonal plana.

Distribución tetraédrica Las moléculas con cuatro átomos unidos a un átomo central integran estructuras cuya forma se asemeja a cuatro globos atados a un centro común, los cuales se distribuyen lo más alejados posible unos de otros, formando ángulos de 109.5o alrededor del átomo central. El conjunto de los cuatro globos, y también la molécula, cabrían dentro de un tetraedro (una estructura con cuatro caras triangulares). Por consiguiente, se dice que los globos y la molécula tienen una distribución tetraédrica, como se muestra a continuación. Son ejemplos de moléculas que tienden a adoptar esta distribución tetraédrica el metano, CH4, el tetracloruro de carbono, CCl4, y otras moléculas con cuatro átomos unidos de forma covalente a un átomo central. 5

Fig. 5.18 Distribución tetraédrica.

Actividad de aprendizaje 6 Realiza la estructura de Lewis para cada uno de los siguientes compuestos.

126

a)

BCl3

b)

CS2

c)

H 2S

d)

SiH4

e)

CBr4

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

Síntesis De los compuestos anteriores escoge tres y realiza, en equipos de tres, las geometrías moleculares. Utiliza bolitas de unicel, brillantina, plastilina, pinturas, etcétera. Presenta tu modelo y explica cómo es que se forma la geometría (modelo REPCV).

Sesión C. Enlace metálico Criterios a desarrollar »

Describe las teorías que explican el enlace metálico (teoría del mar de electrones y la teoría de bandas) y reconoce las características que se derivan del enlace metálico.

»

Explica la importancia que tienen los metales en la economía de México y valora el uso apropiado de los metales y su reciclaje.

Desarrollo de criterios

El enlace metálico, concepto y teorías Este tipo de enlace se presenta en los cristales metálicos sólidos. Ocurre entre ORViWRPRVGHPHWDOHV\WLHQHFDUDFWHUtVWLFDVPX\HVSHFtÀFDV(OHQODFHPHWiOLFR consiste en iones metálicos con carga positiva en una red tridimensional en la que los electrones de valencia débilmente sujetos se mueven con libertad a través del PHWDODODPDQHUDGHXQÁXLGRFRPRHOPDU/RVPHWDOHVFX\RVHOHFWURQHVHVWiQ sujetos con menos fuerza son los mejores conductores de la electricidad. En los elementos metálicos, a diferencia de lo que ocurre con los covalentes, muchos de sus átomos comparten electrones. Los electrones de valencia de metales, como la plata o el cobre, forman XQD JUDQ QXEH GH HOHFWURQHV TXH ÁX\HQ OLEUHPHQWH D WUDYpV GHO PHWDO \ FRPR éstos no pertenecen a ningún átomo en particular, los átomos existen como iones positivos que se neutralizan con las cargas negativas de todos los electrones. Esta teoría nos permite explicar la alta conductividad térmica de los metales.

Teoría de bandas La Teoría de bandas tiene como base las zonas de acercamiento de las nubes de carga de los diferentes orbitales electrónicos que constituyen el metal, que geQHUDQ XQ WUDVODSH$ HVWDV ]RQDV OD WHRUtD ODV GHÀQH FRPR EDQGDV GH HQHUJtD estableciendo que los electrones que están deslocalizados se mueven con libertad en dichas bandas que se forman por sobreposicion de los orbitales moleculares. Los electrones se mueven libremente entre bandas, provocando así la conducción eléctrica.

127

Química I /RVPHWDOHVWLHQHQFLHUWDVFDUDFWHUtVWLFDVTXHORVLGHQWLÀFDQ »

Poseen un brillo característico.

»

Son excelentes conductores de calor y electricidad, como la plata y el cobre.

»

Son maleables: por lo que pueden formar láminas muy delgadas.

»

Son dúctiles, es decir, se pueden estirar hasta formar alambres muy delgados.

Son dúctiles y maleables debido a la gran fuerza de las uniones metálicas, lo que provoca que sus electrones sólo se desplacen sin que se rompan los HQODFHVHVSHFtÀFRVSURYRFDQGRFRQHVWRXQDUHGLVWULEXFLyQGHORVPLVPRV Existen átomos que pierden electrones, y otros que ganan; los primeros son, generalmente, los metales, y los segundos, los no metales: La tabla periódica separa los metales de los no metales por medio de una línea escalonada. A la derecha de esta línea se encuentran los no metales y, a la izquierda, los metales. En el extremo izquierdo se encuentran los elementos más metálicos. La mayoría de los elementos se consideran metales o aún no metales, como el silicio, el fósforo, el arsénico y el selenio, que tienen muchas propiedades metálicas. Los elementos que se encuentran adyacentes a la línea escalonada se llaman metaloides, con excepción del aluminio, que es un metal, ya que la mayoría de sus propiedades son metálicas. En un mismo periodo, las propiedades metálicas disminuyen conforme aumenta el número atómico. En un mismo grupo, las propiedades metálicas aumentan conforme aumenta el número atómico. Principales metales preciosos: oro, platino, titanio. Además de su valor, estos metales tienen elevados puntos de oxidación, es decir, muy difícilmente se oxidan.

Actividad del aprendizaje 7 1.

Escribe el nombre de algunos objetos de tu vida cotidiana que presenten enlace metálico.

2.

Señala con una equis (X) la propiedad que pertenece a los metales o a los no metales, según sea el caso. Propiedad Conducen la electricidad Se reducen Tienen brillo

128

Metal

No metal

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Propiedad

Metal

Bloque V

No metal

No conducen el calor Forman redes cristalinas Ganan electrones

Sesión D. Fuerzas intermoleculares Criterios a desarrollar »

5HÀHURODIRUPDFLyQGHODVIXHU]DVLQWHUPROHFXODUHV)GHGLVSHUVLyQR de London, Dipolo-dipolo y Dipolo-dipolo inducido

»

Asocio las fuerzas intermoleculares con las propiedades que presentan los gases y los líquidos.

»

Valoro la importancia de los modelos teóricos para explicar las propiedades de las sustancias.

Desarrollo de criterios

Fuerzas Intermoleculares Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción entre moléculas que ejercen PiVLQÁXHQFLDVREUHVyOLGRV\OtTXLGRV3DUDHQWHQGHUHVWDVSURSLHGDGHVHVQHFHVDrio estudiar diferentes tipos de fuerzas. El estado físico de una sustancia depende mucho del equilibrio entre la energía cinética y las energías de atracción intermolecular de las partículas. La energía cinética, que depende de la temperatura, tiende a conservar apartadas y en movimiento a las partículas; las segundas, en cambio, tienden a mantenerlas unidas. Aquellas sustancias que son gases a temperatura ambiente tienen atracciones intermoleculares más débiles que las líquidas y éstas, a su vez, tienen atracciones más débiles que las sólidas. Muchas propiedades de los líquidos, incluyendo sus puntos de ebullición, UHÁHMDQODLQWHQVLGDGGHODVIXHU]DVLQWHUPROHFXODUHV8QOtTXLGRKLHUYHFXDQGRVH forman dentro de sí burbujas de su vapor. Las moléculas de un líquido deben venFHUVXVIXHU]DVGHDWUDFFLyQDÀQGHVHSDUDUVH\IRUPDUXQYDSRU&XDQWRPiVLQtensas sean dichas fuerzas, mayor será la temperatura a la cual hierve un líquido. Del mismo modo, los puntos de fusión de los sólidos aumentan al incrementarse la intensidad de las fuerzas intermoleculares.

129

Química I Se conocen tres tipos de fuerzas de atracción entre las moléculas neutras:

Fuerzas de Van der Waals Las fuerzas ión-dipolo y dipolo-dipolo se llaman también fuerzas de Van der Waals, en honor de Johannes Van der Waals, quien desarrolló la ecuación para predecir la desviación de los gases del comportamiento ideal.

Fuerzas dipolo-dipolo Actúan entre moléculas polares. Su origen es electrostático, por lo que se pueden entender con la Ley de Coulomb. La orientación de moléculas polares en un sólido y en los líquidos es parecido, pero su unión no es tan rígida. Estas fuerzas existen entre moléculas polares neutras. Las moléculas polares se atraen unas a otras cuando el extremo positivo de una molécula está cerca del extremo negativo de otra. Las fuerzas dipolo-dipolo son efectivas sólo cuando las moléculas polares están muy próximas y generalmente, son más débiles que las fuerzas ion dipolo. Dipo Di polo lo

Dipo Di polo lo ind nduc ucid ido o

Fuerzas dipolo-dipolo inducido Para inducir un dipolo no sólo depende del ión o de la fuerza de dipolo sino también de que tanpolarizable es el átomo o molécula. En general, conforme sea mayor el número de electrones será mayor su capacidad de polarizarse. En un átomo cualquiera los electrones se mueven a1cierta distancia del núcleo, en ciertos momentos estos electrones pueden llegar a tener un momento dipolo generado por ODVSRVLFLRQHVHVSHFtÀFDVGHORVHOHFWURQHV\HVWRHVORTXHVHFRQRFHFRPRdipolo instantáneo, porque solo dura una fracción de segundo. Este tipo de dipolo produce lo que se conoce como fuerzas de dispersión. A temperaturas muy bajas estas fuerzas son muy fuertes y es lo que ocasiona que se condensen los gases.

130

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

Fuerzas de dispersión o fuerzas de London Este tipo de fuerzas fue propuesto por primera vez en 1930 por Fritz London, el cual reconoció que el movimiento de los electrones en un átomo o en una molécula puede crear un momento bipolar instantáneo. Estas fuerzas de atracción se llaman fuerzas de dispersión de London(VWDVIXHU]DVVRQVLJQLÀFDWLYDVVyORFXDQGRODV moléculas están muy próximas entre sí. La facilidad con la que una fuerza externa distorsiona la distribución de cargas en una molécula se llama polarizabilidad. Cuanto mayor sea la palarizabilidad de una molécula, más fácil se puede distorsionar su nube electrónica para dar un dipolo momentáneo, y así, mayor será la energía de las fuerzas de dispersión de London. En general, las moléculas más grandes tienden aumentar la energía de las fuerzas de London con el incremento de tamaño molecular. La forma de las moléculas también juega un papel importante en la magnitud de las fuerzas de dispersión. Por ejemplo el n-pentano y el neopentano tienen la misma fórmula molecular, pero el punto de ebullición del n-pentano es 27K superior al neopentano. La diferencia se atribuye a su forma el n-pentano tiene una forma cilíndrica (mayor atracción entre moléculas y mayor área de contacto) y el neopentano su forma es casi esférica.

Sesión E. Puente de hidrógeno Criterios a desarrollar »

,GHQWLÀFDODVFDUDFWHUtVWLFDVGHORVFRPSXHVWRVTXHSUHVHQWDQXQSXHQte de hidrógeno, especialmente la del agua y moléculas de importancia biológica.

»

Describe la importancia de los puentes de hidrógeno en las propiedades de compuestos que forman parte de de los seres vivos y valoro la importancia de los enlaces químicos en la formación de nuevos materiales.

Desarrollo de criterios

Puente de hidrógeno La posición del hidrógeno (H) en la tabla periódica indica que debe esperarse que actúe en sus reacciones con dos funciones, una como metala través de perder su electrón de 1s oî, y otra como un elemento halógeno (engendrador de sales), por medio de ganar un electrón y parecerse a la estructura del helio. Esto indica que se puede hallar como un protón H + 1 o como un hidruro H î. En adición a aquellos compuestos electrovalentes, se ha visto que el hidrógeno forma muchos compuestos en los cuales tiene uniones covalentes.

Fig. 5.19 Puente de hidrógeno.

131

Química I Existen muchos compuestos en los que el átomo de hidrógeno existe simultáneamente entre dos átomos, actuando como un puente entre ellos. En esta situación, el átomo de H se encuentra envuelto en dos uniones: una covalente y, la segunda conocida como puente de hidrógeno. Las uniones del H, generalmente, halladas con otros átomos, tienen una alta densidad de electrones y por tanto un gran valor de electronegatividad, como en los casos del F, O y N. Es reconocido que estas uniones tienen carácter electrostático. Las uniones del H tienen una energía de unión de aproximadamente 5 Kcal/mol, es decir, mucho más débil que las uniones covalentes, las cuales tienen una energía de unión de 80 a 100 Kcal/mol. La formación de la unión de H (hidrógeno) contribuye a encontrar propiedades anormales observadas en muchos compuestos, así puntos de ebullición anormales y pesos moleculares en soluciones pueden ser explicados con base en este fenómeno. El ácido fórmico HCOOH forma un dímero en solventes no polares, lo cual resulta en dos veces el peso molecular esperado. Este dímero es formado a través de unión de hidrógeno o puente de hidrógeno, de la siguiente manera:

Fig. 5.20 Dímero formado a través de unión de hidrógeno.

En esta estructura, las líneas punteadas indican la formación de la unión electrostática del hidrógeno. Nota que la distancia OH de la unión del H es mucho PD\RUTXHODGLVWDQFLD2+GHODXQLyQFRYDOHQWHHVWRVLJQLÀFDTXHODXQLyQGHO+ es más débil que su correspondiente unión covalente. Similarmente, el HF forma un polímero de muchas unidades HF, también unidas por puentes de hidrógeno:

La reducción anómala de la densidad del agua que ocurre cuando ésta se congela puede ser explicada con base en los puentes o uniones de H entre las moléculas de cristales de agua. Esto da como resultado una estructura con grandes aberturas entre las moléculas de agua en el hielo, lo cual aumenta su volumen. Cuando el hielo se funde, la estructura se rompe y las moléculas de agua se vuelven a empacar más cerca una de otra, incrementando con ello su densidad. Por lo tanto, algunas moléculas de agua son unidas por conjuntos de hidrógeno en el agua líquida, pero no se extienden o desaparecen parcialmente en el hielo. Los relativos altos puntos de fusión y de ebullición de HF, H2O y NH3 pueden ser explicados también con base en la asociación de las uniones de H.

132

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

Características del agua Estructura molecular del agua Este compuesto está formado por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. El enlace que forma es covalente polar, construido por el traslape de un orbital 1s del hidrógeno y un orbital 2p no apareado del oxígeno. La distancia entre 2 núcleos se llama longitud de enlace, que en el agua es de 0.0096 nm OîH. La molécula del agua no es lineal: tiene un ángulo aproximado de 105° entre los 2 enlaces. a)

Distribución de los electrones

b)

Ángulo y longitud de enlace OîH

c)

Estructura de los orbitales moleculares

d)

Representación del dipolo

El agua es la única sustancia que se presenta en la naturaleza en tres estados físicos. Como líquido se encuentra en los mares, ríos océanos, lagunas y en la lluvia; en forma sólida, en el hielo, el granizo y la nieve; y como gas, en el YDSRUGHDJXD3RUWDQWRHODJXDVHHYDSRUDVHFRQGHQVDVHVROLGLÀFD\VHIXQGH El agua pura es líquida, incolora, inodora e insípida; hierve a 100 oC a nivel del mar, y se congela a 0 °C. La mayor densidad del agua se alcanza a 4 oC, y HVGHJPOVXFDORUHVSHFtÀFRHVGHFDORUtDSRUJUDGRSRUJUDPR'HVSXpVGHO aire, el agua es la sustancia más abundante sobre la Tierra. Es el único compuesto líquido con masa molecular baja (18 uma). Su forma sólida es menos densa que la líquida, característica excepcional que permite que los peces y otros organismos acuáticos sobrevivan durante el invierno en las zonas frías. Si el hielo fuese más denso que el agua líquida, se hundiría y provocaría una congelación total desde la VXSHUÀFLHKDVWDHOIRQGRFRQODFRQVHFXHQWHGHVDSDULFLyQGHODYLGDDFXiWLFD Un gramo de hielo ocupa mayor volumen que un gramo de agua, de manera que cuando se forman cristales de hielo en las células vivas, su expansión las rompe y las destruye. Cuanto menor es la temperatura, los cristales de hielo son más grandes, y peor el daño celular. La industria de la congelación de alimentos tiene en cuenta esta propiedad del agua. El alimento se congela en forma ultrarrápida, es decir, con tanta rapidez que los cristales de hielo formado son muy pequeños y el daño que causan a la estructura celular del alimento es mínimo. Otra propiedad poco común del agua es su elevada capacidad calórica: se necesita una caloría para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 °C, lo que equivale a 10 veces la energía requerida para elevar 1 °C la temperatura de la misma cantidad de hierro. Esta energía se llama FDORUHVSHFtÀFR.

Fig. 5.21 La catarata más grande del mundo: Salto Ángel, en Venezuela.

/DHOHYDGDFDSDFLGDGFDOyULFDGHODJXDVLJQLÀFDQRVyORTXHVHUHTXLHUH mucha energía para elevar su temperatura, sino también que el agua cede mucho calor cuando experimenta una disminución de temperatura. Las enormes cantidaGHVGHDJXDHQODVXSHUÀFLHGHOD7LHUUDDFW~DQFRPRXQWHUPRVWDWRJLJDQWHSDUD moderar las variaciones diurnas de temperatura. Para apreciar la importancia de esta propiedad, basta considerar los cambios de temperatura extremos en la suSHUÀFLHGHOD/XQDFDUHQWHGHDJXD/DWHPSHUDWXUDGHOD/XQDYDUtDGHSRFRPiV de 100 °C hasta casi 175 °C. En la Tierra, la variación oscila de î50 °C hasta 50 °C una diferencia de 100 °C.

133

Química I Algunas propiedades químicas del agua Químicamente, el agua existe en forma de moléculas compuestas por 2 átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno por medio de enlaces covalentes, formando un ángulo de 105 °C. Los enlaces covalentes implican compartir electrones entre el oxígeno y el hidrógeno. El oxígeno atrae los electrones con mayor fuerza que el hidrógeno, por lo que se forma una molécula polar en la que el oxígeno tiene una carga parcial negativa y, el hidrógeno, una carga parcial positiva. La polaridad de las moléculas del agua explica algunas de sus propiedades singulares, por ejemplo, que se desvíe de su trayectoria al acercarse un imán. Fig. 5.22 Témpano de hielo.

(OKLHORÁRWDVREUHHODJXDSRUTXHVXGHQVLGDGHVPHQRUJPO TXH la del agua líquida 1g/ml. La polaridad de las moléculas de agua es tan grande que provoca una fuerza de atracción entre ellas: los átomos de hidrógeno de una molécula son atraídos por el oxígeno de las moléculas vecinas. Las fuerzas de atracción son tan grandes que se forma un nuevo tipo de enlace: el puente de hidrógeno. Como el agua es un agregado de moléculas unidas por puentes de hidrógeno, para separarlas se necesita aplicar energía extra; por eso tiene puntos de fusión y ebullición más altos que los esperados. Las sustancias, en su mayoría, se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. El agua se rige por este comportamiento, pero a 4 °C ya no se contrae, sino que comienza a expandirse. Si se enfría todavía más, se congela formando hielo: de pronto comienza a expandirse 10% para formar un sólido que es menos denso que el agua líquida. Las moléculas de hielo se encuentran más separadas de lo que estaban en la forma líquida.

Fig. 5.23 Electrólisis.

La naturaleza polar de las moléculas del agua permite explicar algunas otras de sus propiedades, como su capacidad para disolver muchas sustancias, su tensión supeUÀFLDO\VXDFFLyQFDSLODU(ODJXDTXHVHREWLHQHFRPRSURGXFWRGH la combustión del oxígeno y el hidrógeno es sumamente estable, porque para descomponerla es necesario restituirle la energía que desprendió al formarse. Para disociar su molécula, se requieren temperaturas mayores a los 2,500 °C, o bien, se puede recurrir a la electrólisis, que consiste en pasar corriente eléctrica a través del agua. El agua reacciona con muchas sustancias formando nuevos compuestos; por ejemplo, al reaccionar con el dióxido de carbono, produce el ácido carbónico:

En general, los metaloides no reaccionan con el agua, mientras que los halógenos sí lo hacen formando ácidos. Cuando el agua reacciona con el cloro, se forma ácido hipocloroso y ácido clorhídrico:

134

Bloque V

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Cuando el agua reacciona con el sodio se forma hidróxido de sodio, y se desprende hidrógeno:

$OLJXDOTXHORVQRPHWDOHVDFWLYRVFRPRHOÁ~RUVHSURGXFHiFLGRFORUhídrico y se libera oxígeno:

2F(g) + H20(1)

4HF(I) + O2(g)

Otros compuestos que presentan puente de hidrógeno.

Propiedades físicas del agua y otros compuestos de hidrógeno con los elementos del grupo VI A Fórmula

Color

Masa molar

Punto de fusión (C°)

Punto de ebullición 1atm (°C)

Calor de fusión J/g (Cal/g)

Calor de evaporación J/g (cal/g)

H 2O

incoloro

18.00

0.00

100.0

335 (80.0)

2.26 u 103 (540)

H2S

incoloro

34.1

î85.5

î60.3

69.9 (16.7)

548 (131)

H2Se

incoloro

81.0

î65.7

î41.3

31 (7.4)

238 (57.0)

H2Te

incoloro

129.6

î49

î2

-----

179 (42.8)

Síntesis Realiza las siguientes actividades y contesta las preguntas que se te formulan a continuación: 1.

En equipo de tres personas, lean en el libro de texto los temas: “Fuerzas intermoleculares” y “Características del agua” y elaboren un mapa mental.

2.

Describe la diferencia entre los enlaces covalentes de la molécula de agua y los puentes de hidrógeno del agua.

3.

¢4XpSURSLHGDGHVHVSHFtÀFDVGHODJXDHVWiQUHODFLRQDGDVFRQORVSXHQWHVGH hidrógeno?

4.

Explica tu respuesta.

5.

¢3RUTXpÁRWDXQFXERGHKLHORHQXQYDVRGHDJXD"([SOLFDWXUD]RQDPLHQWR en función de las fuerzas intermoleculares del agua.

6.

Explica por qué cuando dejas tapada una botella llena de agua en el congelador, ésta puede romperse.

7.

Escribe cuales serían algunas de las acciones necesarias para optimizar el uso del agua, e investiga las estructuras químicas de moléculas biológicas, y la presencia del puente de hidrógeno en ellas.

135

Química I Realimentación I.

Lee cuidadosamente cada una de las cuestiones planteadas a continuación y escribe en el paréntesis de la derecha, la letra de la opción que corresponda a su respuesta. Lee todas las posibilidades de respuesta antes de elegir la que consideres acertada.

1.

Tipo de enlace que se presenta cuando se forman aleaciones como en el caso del oro y la plata. ( )

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

136

a.

Covalente

b.

Iónico

c.

Metálico

d.

Puente de hidrógeno

Es la representación tridimensional o en el espacio de los átomos que forman una molécula. ( ) a.

Ecuación química

b.

Fórmula química

c.

Geometría molecular

d.

Distribución espacial

Tipo de enlace que se presentan entre un metal y un no metal por transferencia de electrones y en el cual se forman iones. ( ) a.

Covalente

b.

Iónico

c.

Metálico

d.

Puente de hidrógeno

Es la representación por medio de puntos de los electrones de valencia de un átomo. ( ) a.

Geometría molecular b.

&RQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD

c.

Estructura de Lewis

Regla del Octeto

d.

Es la regla que deben cumplir los átomos de un elemento al formar un enlace químico, para poder obtener 8 electrones en su último nivel. ( ) a.

Ley de la conservación de las masas

b.

Regla del Octeto

c.

Estructura de Lewis

d.

Ley de Hunt

Tipo de enlace que se presentan entre dos no metales por compartición de electrones. ( ) a.

Covalente

b.

Iónico

c.

Metálico

d.

Puente de hidrógeno

Es un conglomerado eléctricamente neutro de dos o más átomos unidos mediante enlaces covalente se comportan como una sola partícula. ( ) a.

Ion

b.

Metal

c.

Molécula

d.

Catión

Es la representación por medio de puntos de los electrones de valencia de un átomo. a.

Geometría molecular b.

&RQÀJXUDFLyQHOHFWUyQLFD

c.

Estructura de Lewis

Regla del octeto

d.

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

9.

Bloque V

Es la fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos o iones en una molécula o compuesto ( ) a.

Electronegatividad

b.

c.

Energía de ionización d.

Enlace químico Geometría molecular

10. Tipo de enlace que se explica mediante la formación de bandas de energía. ( )

II.

a.

Puente de Hidrógeno b.

Covalente

c.

Iónico

Metálico

d.

Recuerda las propiedades de los compuestos iónicos, covalentes y metálicos, y contesta lo que se te pide en cada uno de los incisos escribiendo tu respuesta sobre la línea. a)

Tipo de enlace que está presente en una sustancia problema, 34T, que HVXQJDVLQÁDPDEOHTXHQRVHGLVXHOYHHQHODJXD

b)

Tipo de enlace que está presente en una sustancia XL25, que es un sólido brillante que conduce la electricidad, no se funde al calentarlo a 11000 °C y se disuelve en HCl.

c)

Tipo de enlace que está presente en una sustancia 5W, que es un sólido cristalino blanco. Una pequeña cantidad de la sustancia se disolvió en agua, y la solución condujo la electricidad.

d)

Tipo de enlace que está presente en una sustancia 54D, que es un semisólido blanco, grasoso, el cual no se disolvió en agua pero sí en gasolina y en líquido para encender carbón.

e)

Tipo de enlace que está presente en una sustancia JG15, que es un sólido brillante, Insoluble en agua, que reaccionó con HCl.

137

138

Se les solicita a los alumnos que lleven diversos productos

Actividades de aprendizaje

0

Puntaje

Pre-formal

No tengo conocimiento de los tipos de reacciones químicas

Criterios

0

Tengo un a idea general de los tipos de reacciones químicas

Inicial- receptivo

1

Comprendo la importancia de las reacciones químicas en el desarrollo sustentable de un lugar

Resolutivo (básico)

Comprendo la importancia de los tipos de reacciones químicas, mediante el conocimiento de la entalpía y de la velocidad de reacción para el desarrollo sustentable

5

Reconozco con facilidad las reacciones químicas, mediante el conocimiento de la entalpia y de la velocidad de una reacción para la elaboración de productos que conlleven a un desarrollo sustentable 3

Estratégico

3. Competencias

Autónomo

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

Reconozco las características de diferentes compuestos, al SRGHULGHQWLÀFDUHOWLSRGH enlace que presentan.

2. Proyecto Bloque V

Reconozco la importancia de los diferentes tipos de enlace de diversos productos que utilizamos en nuestra vida diaria

Duración:

Docente:

Química I

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

Internet

Referencias ELEOLRJUiÀFDV

Guía didáctica de Química I

6. Recursos

Química I

Analizo la información pero no realizo las actividades

0

Reconozco las características de los diversos compuestos y la importancia en mi vida cotidiana

Puntaje

10

Realizo las actividades sugeridas de acuerdo a las indicaciones considerando algunos temas Realizo las actividades propuestas pero no comprendo en su totalidad los temas

7

Realizo las actividades considerando los temas abordados y reconozco la importancia que tienen en mi vida cotidiana 4

5

4

'HÀQR\ demuestro la formación de enlaces, realizo la actividad

,GHQWLÀFR\ explico la formación de enlaces y realizo la actividad explicando la estructura de la materia.

1

7. Normas de trabajo

1

Realizo solo una de las actividades

0

Tengo una idea general de los tipos de enlaces.

'HÀQRDO enlace y comprendo la formación de compuestos, pero no realizo completa la actividad

Guía didáctica de Química I

Guía didáctica de Química I

Los trabajos se deberán entregar de acuerdo a lo establecido por el facilitador durante el desarrollo de la sesión

0

No tengo conocimiento de los tipos de enlaces

Puntaje

Valoro la utilidad de los modelos teóricos utilizados para explicar la estructura de la materia

Demuestro la formación de enlaces.

'HÀQRHO concepto de enlace.

Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares

Bloque V

139

Bloque VI Manejas la nomenclatura química inorgánica

Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

Escribe correctamente las fórmulas y nombres de los compuestos químicos inorgánicos

»

Resuelve ejercicios de nomenclatura Química

»

Aplica correctamente las fórmulas químicas a la solución de problemas

»

Reconoce compuestos químicos inorgánicos en productos de uso cotidiano

Objetos de aprendizaje »

Reglas de la UIQPA para escribir fórmulas y nombres de los compuestos químicos inorgánicos: »

Óxidos metálicos

»

Óxidos no metálicos

»

Hidruros metálicos

»

Hidrácidos

»

Hidróxidos

»

Oxiácidos

»

Sales

Competencias a desarrollar 1.

Establece la interrelación entre ciencia, tecnología, sociedad y el amELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV

2.

,GHQWLÀFDSUREOHPDVIRUPXODSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFR\SODQtea las hipótesis necesarias para responderlas.

3.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\UHDOLzando experimentos pertinentes.

4.

Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas, y comunica sus conclusiones.

5.

Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos feQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV

6.

([SOLFLWD ODV QRFLRQHV FLHQWtÀFDV TXH VXVWHQWDQ ORV SURFHVRV SDUD OD solución de problemas cotidianos.

7.

Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de noFLRQHVFLHQWtÀFDV

8.

Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer neceVLGDGHVRGHPRVWUDUSULQFLSLRVFLHQWtÀFRV

9.

Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o moGHORVFLHQWtÀFRV

10. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 11. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Química I Proyecto 0DQHMR HO OHQJXDMH GH OD 4XtPLFD H LGHQWLÀFR FRPSXHVWRV GH XVR FRWLGLDQR DVt como el cuidaddo que debo tener al menejar productos químicos.

Dinamización y motivación &DGDUHJLyQGHOPXQGRWLHQHXQDLQÀQLGDGGHOHQJXDVTXHPHUHFXHUGDQXQSDVDMH de la Biblia que habla de la Torre de Babel, donde resulta difícil comunicarse por la gran variedad lingüística. Incluso, cada región de nuestro país, nombra un mismo objeto de diferentes maneras aun empleando la misma lengua. Tal es el caso del epazote, que es nombrado también como hierba hedionda, hierba sagrada, pazoli, pizate, quenopodio y te burde. ¿Te imaginas qué confusión? Y saber que se trata GHODPLVPDKLHUEDFX\RQRPEUHFLHQWtÀFRHVChenopodium ambrosioides, el cual ya no se presta al desconcierto. Es por ello que se han establecido reglas y normas SDUDOODPDUDORVVHUHVYLYRVXQVRORQRPEUHFRQHOTXHSXHGDVHULGHQWLÀFDGRSRU todo el mundo. Las ciencias como la Medicina y la Química han tenido que recurrir a establecer lenguajes propios que sean interpretados igualmente en cualquier parte GHOSODQHWDFRQODÀQDOLGDGGHHVWDEOHFHUXQGLiORJRXQLYHUVDO\SRGHUFRPSDUWLU descubrimientos, hechos y acontecimientos.

Actividad de aprendizaje 1

Fig. 6.1 IUPAC.

142

I.

¢&RQRFHVHOSURFHVRSDUDGDUOHQRPEUHFLHQWtÀFRDXQDQLPDOGHWHUPLQDGR"

1.

¿Te imaginas si tuvieras que memorizar el nombre de cada persona de este grupo? ¿Y el de cada compuesto químico?

2.

¿Sabes qué hace la IUPAC?

II.

Responde correctamente cada una de las siguientes preguntas:

1.

¿Conoces el lenguaje que emplea la química para nombrar sustancias?

Manejas la nomenclatura química inorgánica

2.

Bloque VI

¿Recuerdas el nombre de los siguientes compuestos? Escríbelo en la línea: NaCl H2O HCl NaHCO3 CO2

3.

¿Sabes qué es la UIQPA o IUPAC (por sus siglas en inglés)?

4.

¿Reconoces a un óxido, un ácido y una sal por su fórmula química?

5.

¿Cuántos compuestos reconoces al ver la etiqueta nutricional de un producto alimenticio?

III. Subraya la opción que conteste las siguientes oraciones: 1.

2.

3.

4.

5.

El número de oxidación del Ca es: a)

+1

c)

+3

b)

+2

d)

+4

El número de oxidación del oxígeno es, en todos los casos, î2. a)

Verdadero

b)

Falso

El número de oxidación del Na es: a)

+1

c)

+1 y +2

b)

+2

d)

+2 y +3

La fórmula del óxido de nitrógeno es: a)

N 5O

c)

N5O2

b)

N2O5

d)

Ninguna de las anteriores

La fórmula del hidruro de litio es: a)

Li2H

c)

LiH

b)

Li3H

d)

Ninguna de las anteriores

143

Química I 6.

7.

8.

9.

¿La fórmula K2O corresponde al óxido de potasio? a)

Verdadero

b)

Falso

¿La fórmula NH4 corresponde al amoníaco? a)

Verdadero

b)

Falso

¿La fórmula del ión hidronio es: H2O+? a)

Verdadero

b)

Falso

¿Cuál es la fórmula química del cloruro de magnesio? a)

MgCl

c)

MgCl2

b)

Mg2Cl

d)

Mg2Cl3

10. ¿Cuál es la fórmula química del hidróxido de amonio? a)

NH4OH

c)

NH4(OH)2

b)

NH3OH

d)

(NH4)2OH

IV. Qué criterios puedes seguir para escribir las fórmulas, según la electronegatividad de los elementos, organizando los siguientes grupos de átomos:

V.

a)

Cl, H, O

b)

K, Cl

c)

O, Na, I

d)

P, H3, O3

¿Cómo escribirías la fórmula correcta de los siguientes compuestos? a)

B+2 + Oî2

b)

Fe+3 + Oî2

c)

P+5 + Oî2

d)

Cl+7 + Oî2

e)

Al+3 + Sî2

Sesión A. Reglas de nomenclatura Criterios a desarrollar

144

»

Valoro la utilidad del manejo del lenguaje de la Química.

»

Describo y resuelvo ejercicios de nomenclatura química, donde a partir del nombre, escribo la fórmula siguiendo las reglas establecidas por la IUPAC.

Manejas la nomenclatura química inorgánica

»

Prevengo riesgos, al utilizar con cuidado, las sustancias químicas utilizadas cotidianamente.

»

Reconozco los compuestos inorgánicos presentes en productos de uso cotidiano.

Bloque VI

Desarrollo de criterios

Valora la utilidad y manejo del lenguaje químico En el transcurso de nuestra vida vamos aprendiendo distintas formas de comunicarnos, con muecas, mediante gestos, señalizaciones, hasta llegar a nuestra lengua madre. Cuando nos encontramos por primera vez con nuestro propio idioma, lo primero que hacemos es aprender una serie de símbolos (alfabeto) que unidos bajo ciertas reglas generan palabras y estas nos llevan a formar pequeñas oraciones, hasta que desarrollemos la capacidad de escribir cosas tan maravillosas como la poesía y la misma ciencia. Todo aprendizaje requiere conocer el lenguaje propio de cada disciplina TXHHVWXGLDPRV\HVDVtTXHODPHGLFLQDODVOH\HVODÀORVRItDODOLWHUDWXUDOD historia, entre muchas otras, tienen características especiales que se distinguen por el lenguaje que emplean. La química tiene su propio lenguaje que incluye símbolos, formulas, ecuaciones y nombre de los diferentes compuestos. Éste será el tema de este bloque en el que emplearemos reglas sencillas para nombrar las sustancias, escribir formulas y ecuaciones químicas, interpretar las reacciones químicas y sus implicaciones que tienen en la naturaleza. Debido a que existe una gran cantidad de sustancias químicas, tanto orgánicas como inorgánicas, resulta indispensable contar con un sistema de reglas que nos faciliten designar las sustancias para que en todo el mundo lleguemos a hablar el mismo idioma. Los esfuerzos para nombrar a los compuestos se remontan al siglo XIX. En época de Berzelius, quien contribuyó en gran medida a establecer una serie de símbolos más simple que los compuestos por Dalton. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC por sus siglas en inglés) se fundó en 1921 y desde entonces actúa como un árbitro que propone reglas o acuerdos para asignar el nombre a los nuevos elementos o compuestos que se descubran o se preparen. Pero antes de iniciar el estudio de las reglas que dan nombre a los compuestos, hablaremos primero de los símbolos químicos que empleamos para representar una fórmula. Un símbolo, que representa a un elemento está formado de una o dos letras. Si el elemento se representa con una letra, ésta se escribe en mayúscula y, si se representa con dos letras, la primera es mayúscula y la segunda PLQ~VFXODFRPRSRUHMHPSORSRWDVLR. D]XIUH6 Á~RU) FDOFLR&D FDGPLR (Cd) y francio (Fr). Podemos decir que los símbolos son el alfabeto de la Química y el nombre de muchos de los elementos se originan del latín como: oro, Au (Aurum); cobre, Cu (Cuprum); hierro, Fe (Ferrum); sodio, Na (Natrium); mercurio, Hg (Hydrargyrum); plomo, Pb (Plumbum); plata, Ag (Argentum); estaño Sn (Stannum). El bismuto,Bi (Bismal) proviene del alemán. Algunos elementos se nombran por la localidad donde se descubrieron, como el germanio,Ge, (Germany) y algunos RWURVUHFLEHQHOQRPEUHGHFLHQWtÀFRVFRPRQREHOLR1R1REHO HLVWHQLR(VGH (Einstein) y curio Cm (por Marie Curie). En este bloque estudiaremos el sistema de nombres y fórmulas para sustancias inorgánicas, es decir, la nomenclatura química.

145

Química I

Clasificación de los compuestos 8QDIRUPDGHVLPSOLÀFDUODQRPHQFODWXUDHVXQDFODVLÀFDFLyQVLPSOH&RPRKHPRV YLVWRH[LVWHQP~OWLSOHVIRUPDVGHFODVLÀFDUORVFRPSXHVWRVTXtPLFRV3DUDORVÀQHV GHHVWDJXtDORVFRPSXHVWRVVHFODVLÀFDUiQGHDFXHUGRDOQ~PHURGHHOHPHQWRV que, los formen a saber: a)

Los compuestos simples: formados por átomos de un mismo elemento, ejemplo: H2, O2, Cl2, N2.

b)

Compuestos binarios: sustancias que solo se componen por átomos de 2 elementos distintos, ejemplos: NaCl, H2O, MgO.

c)

Compuestos ternarios o Poliatómicos: Sustancias que se componen de 3 o más átomos diferentes, ejemplos: KOH (base), NaClO3 ( sal ), H2SO4 (ácido), Na2SO4 ( sal).

Nomenclaturas Simples

Formados por una sola clase de átomos

Óxidos no metálicos Formados por un no metal + no metal Hidruros

Compuestos

Binarios

Hidrobases

Hidruros con carácter ácido

Óxido metálico (ácidos básicos) Oxiácidos Ternarios o superiores (Iones poliatómicos)

Formados por un metal + no metal

Hidruros metálicos

Oxisales Sales Hipróxidos

Fig. 6.2 &ODVLÀFDFLyQGHORVFRPSXHVWRV

Esquema general de la nomenclatura Emplearemos en esta guía tres sistemas de nomenclaturas: nomenclatura tradicional o común, nomenclatura stock y nomenclatura sistemática.

146

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

El compuesto será preponderadamente iónico si la diferencia de electronatividades entre el metal y el no metal es mayor a 1.7 cuando la diferencia de electronegatividades es menor a 1.7 los compuestos binarios serán preponderadamente covalentes y formaran compuestos moleculares. Aumento del carácter iónico 1.7 Aumento de carácter covalente

Símbolos y fórmulas químicas: Número de oxidación y valencia Normas generales de formulación inorgánica Número de oxidación (nox): El número de oxidación es la carga que adquiere un átomo por intercambio de electrones de su capa de valencia para formar compuestos iónicos o covalentes. Esta carga se asigna como si se tratara de compuestos iónicos, es decir, asumiendo que el elemento más electronegativo será el anión y el menos electronegativo, el catión. A los elementos libres sin combinarse se les asigna un número de oxidación de cero. Número de oxidación de elementos representativos que forman iones: Cuando forman compuestos binarios iónicos, los elementos representativos que se combinan ceden o ganan electrones para formar iones positivos y negativos, respectivamente. La carga iónica, positiva o negativa, es el número de los iones. Esta carga suele representarse como superíndice a la derecha del elemento en FXHVWLyQ(QHVWHSURFHVRORVLRQHVDGTXLHUHQFDVLVLHPSUHODFRQÀJXUDFLyQHOHFtrónica establece ns2np6, salvo en los casos de los elementos Li, Be y B. En estos, ODFRQÀJXUDFLyQHVWDEOHFHHOV2.

Fig. 6.3 Tabla periódica de los elementos químicos.

147

Química I Consideremos la formación del compuesto iónico NaF. Para el Na0(electronegatividad = 1) es más fácil ceder el electrón 3s1 y DGTXLULUODFRQÀJXUDFLyQHVWDEOHFH1D+ que ganar siete electrones.

(

Na 0 1s 2 2s 2 2p6 3 s 1

0

)




(

Na + 1s 2 2s 2 2p6 + + e −

nox =0

)

nox = 1+

Para el Fº (cuya electronegatividad es igual a 4) es más sencillo ganar un HOHFWUyQSDUDDGTXLULUODFRQÀJXUDFLyQHVWDEOHFH)- que perder siete electrones.

(

F o 1s 2 2 s2 2 p 5

0

)

(

+ e −
F − 1s2 2s 2 2 p6

nox = 0

)

−

nox = 1-

La diferencia de electronegatividades es mayor a 3 y, por lo tanto, se formará el compuesto iónico NaF.

Compuesto binarios covalentes de los elementos representativos La formación de compuestos binarios covalentes solo ocurre cuando se combinan dos no metales. Aquí se comparten los electrones de la capa de valencia para dar lugar a enlaces covalentes de polaridad variable (entre 0.0, apolares, hasta 1.7, polares). Sólo se forman compuestos moleculares. En este caso, no siempre se DGTXLHUHODFRQÀJXUDFLyQHVWDEOHFHQV2np6 al combatir los electrones de la capa de valencia. Número de oxidación de los elementos representativos que forman compuestos covalentes: Consideremos la formación de la molécula del agua. Aquí, dos átomos de hidrogeno (electronegatividad = 2.1) comparten su electrón de valencia con los dos electrones de la capa de valencia de un átomo de oxigeno (electronegatividad = 3.5) para formar dos enlaces covalentes polares H—O—H, cuya diferencia de electronegatividades es de 1.4. Por lo tanto, el par de electrones compartido estará más cerca del átomo de oxígeno (el más electronegativo) que adquirirá una carga parcial negativa (2î). Por su parte, el átomo de hidrógeno (el menos electronegativo) tendrá una carga parcial positiva (1+). Estas cargas parciales corresponden a los números de oxidación, pero debes recordar que no son cargas iónicas, aunque se les considere así. Los números de oxidación posibles de los elementos representativos se compendian en, la siguiente tabla:

Grupo número de oxidación

148

1 (IA)

2(IIA)

13(IIA)

14(IVA)

15(VA)

16(VIA)

17(VIIA)

ns1

ns2

ns2np1

ns2np2

ns2np3

ns2np4

ns2np5

1+

2+

3+

4î

3î

2î

1î

Bloque VI

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Grupo

1 (IA)

2(IIA)

13(IIA)

14(IVA)

15(VA)

16(VIA)

17(VIIA)

ns

ns

ns np

ns np

ns np

ns np

ns2np5

4+

5+

6+

7+

1

numero de oxidación

2

2

1

2

2

2

3

2

4

Como puedes ver, el número de oxidación de los elementos de los grupos 1(IA), 2 (IIA) y 13 (IIIA) son positivos y a partir del grupo 14 (IVA) pueden tener números de oxidación negativos (cuando se combinan con elementos menos electronegativos) y positivos (cuando se combinan con elementos más electronegativos). El caso del hidrógeno es una excepción. Cuando se combina con los metales, su número de oxidación es 1î y cuando se combina con no metales más electronegativos que él, su nox es 1+. Es conveniente recordar que la tendencia de los valores de electronegatividad va en aumento al recorrer de izquierda a derecha un periodo y al ascender por un grupo.

Valencia y número de oxidación Valencia En términos generales, la valencia se describe como la potencia o capacidad de un elemento para combinarse con otro. El átomo utilizado como referencia es el KLGUyJHQR/DYDOHQFLDGHXQHOHPHQWRHVWiGHÀQLGDFRPRHOQ~PHURGHiWRPRV de hidrógeno que pueden combinarse con un átomo de ese elemento. Así, por ejemplo, el átomo de cloro en el HCl es univalente, mientras el átomo de oxígeno en el H2O es divalente. El magnesio en MgO es divalente porque se combina con un átomo de oxígeno, que se puede combinar con dos átomos de H. Más directamente, el Mg se puede combinar con el H, formando el hidruro de magnesio MgH2, por lo que exhibe el carácter divalente. Mientras algunos elementos presentan una sola valencia, otros forman compuestos con dos o más valencias diferentes. El nitrógeno forma a los óxidos ácidos: N2O, NO, N2O3, NO2, y N2O5, en los cuales el N varía su valencia de 1 a 5. La valencia de un elemento en un compuesto está designada como un número apropiado con respecto a la carga del elemento en el compuesto en equilibrio de cargas. Un concepto más adecuado de valencia es aquel que la describe como la capacidad de combinación de un elemento en términos de fuerzas que actúan para unir la combinación de átomos en un compuesto estable.

Los números de oxidación de los elementos se pueden predecir si se conoce la localización del elemento en la tabla periódica.

La valencia de un elemento no indica su naturaleza eléctrica o carga en un compuesto químico. Por conveniencia, para indicar la naturaleza eléctrica o carga en un compuesto químico o en un ion, el término número de oxidación. El número de oxidación (no. ox.) es un número entero positivo o negativo que se utiliza para describir la capacidad de combinación con base en ciertas reglas, las cuáles nos proporcionan un método de contabilidad electrónica. Algunas reglas para determinar el número de oxidación son: a)

Los átomos, en su forma elemental o estado basal de energía, tienen número de oxidación cero, al igual que todos los elemento presentes en una fórmula.

149

Química I b)

Los iones monoatómicos tienen un número de oxidación igual a la carga en el ion. Por ejemplo, el número de oxidación del Fe+2 es +2 y, el del Oî2, î2. En los compuestos con dos átomos diferentes, el número de oxidación negativo se asigna al átomo más electronegativo.

c)

En la mayoría de los compuestos que tienen hidrógeno, el número de oxidación de este es +1. La excepción la constituyen los hidruros, donde el hidrógeno tiene un número de oxidación de î1. El hidrógeno actúa como un no metal al formar a los hidruros.

d)

En la mayoría de los compuestos que contienen oxígeno, el número de oxidación de este es î2. La excepción la representan los peróxidos, en los que tiene un número de oxidación de î1.

e)

Para calcular el número de oxidación de algún elemento con número de oxidación variable, se multiplica la valencia por el número de átomos del elemento presentes en el compuesto.

f)

En un ion poliatómico, la suma algebraica de los números de oxidación positivo y negativo es igual a la carga del ion. Por ejemplo: Determinar el número de oxidación del S en el H2SO4.

1.

Escribimos el estado de oxidación de los elementos que conocemos: H2+1SO4î2

2.

Multiplicamos el estado de oxidación por el número de átomos de este elemento: H = (+1) (2) = +2 O = (î2) (4) = î8

3.

Igualamos el número de cargas positivas y negativas (recuerda que la materia es eléctricamente neutra): H = (+2)

O = (î8) +8 î 8

+2+6 = +8 î8 = 0 4.

Dividimos la carga correspondiente entre el número de átomos del elemento: H2+2S+6O4î8 El azufre tiene un estado de oxidación de +6.

Tabla de valencia de no metales

150

H

î1 +1

N

î3 +3 +5

S

î2 +2 +4 +6

Br

î1 +1 +3 +5

B

î3 +3

P

î3 +3 +5

F

î1

I

î1 +1 +3 +5 +7

C

î4 +4

O

î2

Cl

î1 +1 +3 +5 +7

Bloque VI

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Tabla de valencias para metales Li

+1

Be

+2

Cr

+2 +3 +6

Ag

+1

Sn

+2 +4

Na

+1

Mg

+2

Mn

+2 +3 +4 +6 +7

Au

+1 +3

Mo

+2 +3 +4 +5 +6

K

+1

Ca

+2

Fe

+2 +3

Zn

+2

Pb

+2 +4

Rb

+1

Sr

+2

Co

+2 +3

Cd

+2 +3

Ti

+3 +4

Cs

+1

Ba

+2

Ni

+2 +3

Hg

+1 +2

Ga

+3

Fr

+1

Ra

+2

Cu

+1 +2

Al

+3

Ge

+2 +4

La valencia es un número entero que se utiliza para describir la capacidad de combinación de un elemento en un compuesto.

Por ejemplo, cuando el átomo de hidrógeno pertenece a un compuesto binario, nunca está en combinación con más de un átomo de otro elemento, es decir, su valencia es igual a 1. Las valencias de otros elementos, comparadas con la del hidrógeno, son 1, 2, 3, 4, etcétera, según la cantidad de átomos de hidrógeno que el otro átomo pueda tener en combinación. a)

La suma algebraica de los números de oxidación de todos los elementos presentes en la fórmula es igual a cero.

b)

En los compuestos con dos átomos diferentes, el número de oxidación negativo se asigna al átomo más electronegativo. Por ejemplo, en el cloruro de hidrógeno (HCl), el número de oxidación del hidrógeno es +1 y, el del cloro, î1; en el agua (H2O), nuevamente el hidrógeno tendrá un número de oxidación positivo (+1), dado que el oxígeno es más electronegativo, y por lo que le corresponderá el número de oxidación negativo (î2).

c)

En la mayoría de los compuestos que contienen hidrógeno, el número de oxidación de éste es +1 excepto en la formación de hidruros, donde actua como un no metal.

d)

En la mayoría de los compuestos que contienen oxígeno, el número de oxidación de éste es î2. La excepción a esta regla la constituye la formación de peróxidos, en los que el oxígeno tiene un número de oxidación de î1.

e)

Para calcular el número de oxidación de los elementos donde éste es variable, se multiplica por el número de átomos del elemento presentes en el compuesto. Por ejemplo, Fe2O3 (óxido de hierro) sabemos que el número de oxidación de oxígeno es î2, (î2 × 3 átomos de O = î6), por lo que el Fe tiene un número de oxidación de +3, (+3 × 2 = + 6) y así, la suma algebraica de los números de oxidación es cero.

f)

El número de oxidación de un elemento en estado puro, es decir sin combinar es igual a cero, ejemplo: H2, Mg, Na, O2, Li.

g)

El número de oxidación de los metales alcalinos grupo IA es de +1;el de los alcalinotérreos grupo IIA, es de +2, mismo que presentan el zinc y el cadmio y de +3 para el aluminio.

151

Química I h)

El número de oxidación de un ion es igual a su carga iónica. Ejemplo: Fe2+ = +2, Al3+ = +3, SO2-4 = î2, NO1-3 = -1. Para in ion Poliatómico, su carga iónica debe ser igual a la suma algebraica de los números de oxidación de los átomos que lo componen. Ejemplo: en el ion sulfato SO2-4, el azufre tiene el número de oxidación de más 6 y el oxígeno de î2, por lo que la suma algebraica de sus números es de +6 + 4 (î2) = -2, cuyo resultado equivale a la carga del ion. Ejemplos HCl = H1+ Cl1- = +1 î 1 = 0, H2O = H+2 O2- = +1 (2) + (î2) = 0 +1 (HCl, H2O, HNO3 ), î1 (LIH, BeH2, AlH3) î2 (H2O, MgO, CO2) î1 (H2O2, MgO2, K2O2 )

Nomenclatura de los compuestos inorgánicos Conjunto de reglas que se emplean para nombrar las combinaciones que se dan entre los elementos.

Cuando la química era una ciencia joven y el número de compuestos que se conocían era pequeño, era posible memorizar todos los nombres. Muchos nombres se derivan de su aspecto físico, de sus propiedades, de su origen o de sus aplicaciones. Por ejemplo, leche de magnesia, gas hilarante, piedra caliza, sosa cáustica, lejía, sosa para lavar y polvo para hornear, son nombres conocidos como comunes o como triviales En la actualidad, el número de compuestos conocidos sobrepasa los 13 millones. Afortunadamente no es necesario memorizar sus nombres. A lo largo de los años, los químicos han diseñado un sistema adecuado para nombrar las sustancias químicas. Las reglas propuestas son aceptadas mundialmente, lo que facilita la comunicación entre los químicos y ofrece una forma útil para trabajar con la abrumadora variedad de sustancias. El aprendizaje de estas reglas en este PRPHQWRSURSRUFLRQDXQEHQHÀFLRFDVLLQPHGLDWRVHJ~QVHDYDQ]DHQHOHVWXGLR de la Química. Para iniciar el estudio de la nomenclatura química, la denominación de los compuestos químicos, es necesario, primero, distinguir entre compuestos inorgánicos y orgánicos. Los compuestos orgánicos contienen carbono, comúnmente combinado con elementos como hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y azufre. El resto de los compuestos que contiene carbono, como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), disulfuro de carbono (CS2), compuestos que contienen el grupo cianuro (CN-), así como los grupos carbonato (CO32-) y bicarbonato (HCO3-) se consideran compuestos inorgánicos.

152

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

Compuestos iónicos Se aprendió que los compuestos iónicos están formados por cationes (iones positivos) y aniones (iones negativos). Con excepción del ion amonio, NH4+, todos los cationes de interés se derivan de átomos metálicos. Los cationes metálicos toman su nombre del elemento. Por ejemplo: Elemento

Nombre del catión

Na sodio

Na+

ion sodio (o catión sodio)

K

K+

ion potasio (o catión potasio)

potasio

Mg magnesio

Mg2+ ion magnesio (o catión magnesio)

Al aluminio

Al3+ ion aluminio (o catión aluminio)

Nomenclatura de algunos aniones monoatómicos.

Muchos compuestos iónicos son compuestos binarios o compuestos formados sólo por dos elementos. Para compuestos binarios primeros se nombra el anión no metálico seguido por el catión metálico. De esta manera el NaCl es cloruro de sodio. El anión se nombra tomando la primera parte del nombre del elemento (cloro) y VHDJUHJDHOVXÀMR´XURµ7DPELpQVRQFRPSXHVWRVELQDULRVEURPXURGHSRWDVLR (KBr), yoduro de zinc (ZnI2) y oxido de aluminio (Al2O3 (QODÀJXUD VHPXHVWUDODQRPHQFODWXUDFRQHOVXÀMR´XURµGHDOJXQRVDQLRQHVPRQRDWyPLFRVVHJ~QVX posición en la tabla periódica. (QVXÀMR´XURµWDPELpQVHXWLOL]DSDUDXQRJUXSRVGHDQLRQHVTXHFRQWLHnen elementos diferentes, como el hidruro (H-) y el cianuro (CN-). Así, los compuestos BaH2 y KCN se conocen como hidruro de bario y cianuro de potasio, respectivamente. Estas, así como algunas otras sustancias iónicas, se denominan compuestos WHUQDULRVORTXHVLJQLÀFDTXHVRQFRPSXHVWRVIRUPDGRVSRUWUHVHOHPHQWRV(QOD ÀJXUD VHOLVWDQDOIDEpWLFDPHQWHGHDOJXQRVFDWLRQHV\DQLRQHVFRPXQHV Algunos metales, en particular los metales de transición, pueden formar más de un tipo de catión. Considérese el hierro como ejemplo. El hierro puede formar dos cationes Fe2+ y Fe3+. El sistema antiguo de nomenclatura que todavía tiene XQFLHUWRXVRDVLJQDHOVXÀMR´RVRµDOFDWLyQFRQPHQRVFDUJDSRVLWLYD\HOVXÀMR “ico” al catión con mayor carga positiva; este sistema es conocido como métodos GHORVVXÀMRVRVRLFR »

Fe2+ ion ferroso

»

Fe3+ ion férrico

Los nombres de los compuestos que forman con el cloro estos iones de hierro serian: »

FeCl2 Cloruro ferroso

»

FeCl3 Cloruro férrico

Este método para nombrar los iones presenta algunas limitaciones. La SULPHUDHVTXHORVVXÀMR´RVRµH´LFRµQRSURSRUFLRQDQLQIRUPDFLyQUHVSHFWRGHOD carga real de los dos cationes involucrados. Así, el ion férrico es Fe3+, pero el catión

153

Química I de cobre llamado cúprico tiene la formula Cu2+. Además, las terminaciones “oso” e “ico” proporcionan el nombre solo para dos cationes. Algunos elementos metálicos pueden adoptar tres o más diferentes cargas positivas en los compuestos. En consecuencia, cada vez es más común designar los diferentes cationes mediante el empleo de números romanos. Este método recibe el nombre de Sistema Stock. De DFXHUGRFRQHVWHVLVWHPDHOQ~PHURURPDQR,LQGLFDXQDFDUJDSRVLWLYD,,VLJQLÀFD dos cargas positivas y así sucesivamente. Por ejemplo, los átomos de manganeso (Mn) pueden adoptar diferentes cargas positivas: »

Mn2+ MnO

óxido de manganeso (II)

»

Mn3+ Mn2O3

óxido de manganeso (III)

»

Mn4+ MnO2

óxido de manganeso (IV)

Los nombres de estos compuestos se leen “oxido de manganeso dos”, “oxido de manganeso tres” y “oxido de manganeso cuatro”. Empleando es sistema Stock, el ion ferroso y el ion férrico se designan como hierro (II) y hierro (III), respectivamente; el cloruro ferroso se llama cloruro de hierro (II), en tanto que el cloruro férrico, será cloruro de hierro (III). De acuerdo con la práctica moderna, en esta guía, se utilizara el sistema Stock para nombrar los compuestos. Grupo IVA

Grupo VA

Grupo VIA

Grupo VIIA

C Carburo (C4î)*

N Nitruro (N3î)

O Óxido (O2î)

F Fluoruro (Fî)

Si Siliciuro (Si4î)

P Fosfuro (P3î)

S Sulfuro (S2î)

Cl Cloruro (Clî)

Se Seleniuro (Se2î)

Br Bromuro (Brî)

Te Teluriuro (Te2î)

I Yoduro (Iî)

Compuestos iónicos.

Catión

Anión

Aluminio (Al3+)

Bromuro (Br-)

Amonio (NH4+)

Carbonato (CO23-)

Bario (Ba2+)

Clorato (ClO-3)

Cadmio (Cd2+)

Cloruro (Cl-)

Calcio (Ca2+)

Cromato (CrO24-)

Cromo (III) o crómico (Cr3+)

Cianuro (CN-)

Cobalto (II) o cobaltoso (Co2+)

Dicromato (Cr2O27-)

Cobre (I) o cuproso (Cu+)

Dihidrógeno fosfato (H2PO41-)

Cobre (II) o cúprico (Cu2+)

Hidrógeno carbonato o bicarbonato (HCO31-)

Nombres y fórmulas de algunos cationes y aniones inorgánicos comunes.

154

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

Un ion es un átomo o un grupo de átomos cargados eléctricamente. Los números de oxidación representan la carga aparente de un átomo.

Compuestos moleculares A diferencia de los compuestos iónicos, los compuestos moleculares están formados por unidades moleculares discretas. Generalmente están formados por elementos no metálicos. Muchos compuestos moleculares son compuestos binarios. La nomenclatura de los compuestos moleculares binarios se hace de manera similar al de los compuestos iónicos binarios. Se nombra primero el segundo elemento de la formula, se agrega la terminación “uro” a la raíz del nombre del elemento y después se nombra el primer elemento. Algunos ejemplos son: »

HCl cloruro de hidrógeno

»

HBr bromuro de hidrógeno

»

SiC

carburo de silicio

Es muy común que un par de elementos formen varios compuestos diferentes. En estos casos se evita la confusión al nombrar los compuestos utilizando SUHÀMRVJULHJRVTXHGHQRWDQHOQ~PHURGHiWRPRVGHFDGDXQRGHORVHOHPHQWRV presentes. Analícese los siguientes ejemplos nombrados con el método de los preÀMRV »

CO

monóxido de carbono

»

CO2 dióxido de carbono

»

SO2 dióxido de azufre

»

SO3 trióxido de azufre

»

NO2 dióxido de nitrógeno

»

N2O4 tetróxido de dinitrógeno Prefijo

Significado

Mono-

1

Di-

2

Tri-

3

Tetra-

4

Penta-

5

Hexa-

6

Hepta-

7

Octa-

8

Nona-

9

Deca-

10

3UHÀMRVJULHJRVXWLOLzados en la nomenclatura de los compuestos moleculares.

3UHÀMRVXWLOL]DGRV en nomenclatura.

155

Química I /DVLJXLHQWHJXtDHV~WLOSDUDQRPEUDUORVFRPSXHVWRVFRQSUHÀMRV »

(OSUHÀMR´PRQRµSXHGHRPLWLUVHSDUDHOSULPHUHOHPHQWR3RUHMHPplo, PCl3 se nombra tricloruro de fosforo y no tricloruro de monofosforó. $VtODDXVHQFLDGHXQSUHÀMRSDUDHOSULPHURGHORVHOHPHQWRVJHQHUDOPHQWHVLJQLÀFDTXHVRORKD\XQiWRPRGHHVHHOHPHQWRHQODPROpFXOD

»

Para el caso de los óxidos, en algunas ocasiones se omite la terminación ´DµGHOSUHÀMR3RUHMHPSOR12O4 se denomina tetróxido de di nitrógeno y no tetraóxido de di nitrógeno.

/DH[FHSFLyQSDUDHOXVRGHSUHÀMRVJULHJRVHVHOFDVRGHFRPSXHVWRVPRleculares que contiene hidrógeno. Tradicionalmente mucho de estos compuestos se llaman por sus nombres comunes no sistemáticos o bien mediante nombres que no indican el número de átomos de hidrógeno presentes: »

B2H6

diborano

»

CH4

metano

»

SiH4

silano

»

NH3

amoniaco

»

PH3

IRVÀQD

»

H 2O

agua

»

H2S

sulfuro de hidrógeno

Obsérvese que es irregular el orden en que se escriben los elementos en las fórmulas para los compuestos que contienen hidrogeno. En el agua y el sulfuro de hidrogeno se escribe primero el H, mientras que en otros compuestos aparece DOÀQDO*HQHUDOPHQWHHVPX\VHQFLOORHVFULELUIRUPXODVGHORVFRPSXHVWRVPROHFXODUHV$VtHOQRPEUHWULÁXRUXURGHDUVpQLFRLQGLFDTXHKD\XQiWRPR$V\WUHVGH F en cada molécula y que la formula molecular es AsF3. Obsérvese que el orden de aparición de los elementos en la fórmula es inverso al nombre. Suma algebraica de número de oxidación

+2 +6 -8 = 8

Na+1Cl-1= 0

H+12SO-24 +6 -6=0 +3 -2 FeO Suma algebraica de números de oxidación = 0

1.

156

Nombra los siguientes compuestos iónicos: a)

Cu (NO3)2

b)

KH2PO4

c)

NH4ClO3

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

Respuesta a)

Debido a que el ion nitrato (NO31-) tiene una carga negativa, el ion cobre (Cu2+) debe tener dos cargas positivas. En consecuencia, el compuesto es nitrato de cobre (II) Cu(NO3)2.

b)

El catión es K+ y el anión es H2PO41- (dihidrogenófosfato). Debido a que el potasio solamente forma un tipo de ion (K+), no es necesario escribir potasio (I) en el nombre. El compuesto es dihidrogenófosfato de potasio KH2PO4.

c)

El catión es NH41+ (ion amonio) y el anión es ClO31-. El compuesto es clorato de amonio. NH4ClO3

Actividad de aprendizaje 2 Escribe los números de oxidación de cada uno de los elementos que forman los siguientes compuestos. a)

H3PO4

b)

AIN

c)

Ca (OH)2

d)

SnCl4

e)

HgCl2

f)

NaIO3

g)

Ca3P2

h)

HNO3

i)

AuBr3

j)

N2O3

k)

H2SO3

l)

NaCO3

Sesión B. Óxidos metálicos y no metálicos Criterios a desarrollar »

Describo las reglas establecidas por la UIQPA para escribir formulas y nombres de los óxidos metálicos y no metálicos.

»

Resuelvo ejercicios de nomenclatura química inorgánica siguiendo las reglas establecidas por la UIQPA.

»

,GHQWLÀFRODVIRUPXODVTXtPLFDVHQSURGXFWRVGHXVRFRWLGLDQR

»

Prevengo riesgos al utilizar con cuidado las sustancias químicas que utilizo cotidianamente.

»

Reconozco compuestos inorgánicos presente en productos de uso cotidiano.

157

Química I Desarrollo de criterios

Óxidos metálicos (óxidos básicos) Óxidos El oxígeno se combina con el resto de los elementos de la tabla periódica para formar compuestos llamados óxidos. Con los metales forma óxidos metálicos y con los no metales, óxidos no metálicos, también conocidos como anhídridos. Óxidos metálicos Los óxidos metálicos resultan de la combinación de un metal con oxígeno: Ca + O2 Metal

CaO

Oxigeno

Óxido metálico

También se les conoce como óxidos básicos porque al reaccionar con el agua forman otro tipo de compuestos llamados bases o hidróxidos. CaO

+

Óxido metálico o básico

H 2O Agua

Ca (OH)2 Base o Hidróxido

En estos compuestos, el oxígeno trabaja con números de oxidación de 2- y los metales con sus números de oxidación positivos. Ejemplo Na2O BaO

Óxido de sodio Óxido de bario

CaO

Óxido de calcio

Al2O3

Óxido de aluminio

Nomenclatura común (tradicional). Cuando el metal tiene más de un número de oxidación, en la nomenclatura común se emplea la terminación “ico” para el número de oxidación mayor, y “oso” para el menor. Ejemplos »

Li2O Óxido de litio

»

MgO Óxido de magnesio

»

Cu2O Óxido cuproso

»

FeO Óxido ferroso

»

MnO2 Óxido mangánico

»

SnO Óxido estanoso

»

SnO2 Óxido estánico

»

Fe2O3Óxido férrico

»

CuO Óxido cúprico

En esta nomenclatura solamente se puede dar nombre a compuestos binarios con dos estados de oxidación.

158

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

Nomenclatura de Stock En el sistema de nomenclatura stock de la UIQPA, el número de oxidación del metal se indica con números romanos entre paréntesis después del nombre del metal. Ejemplos: »

Li2O

Óxido de litio

»

MgO

Óxido de magnesio

»

Cu2O

Óxido de cobre (I)

»

FeO

Óxido de hierro (II)

»

MnO

Óxido de manganeso (II)

»

MnO2

Óxido de manganeso (IV)

»

Mn2O7

Óxido de manganeso (VII)

»

SnO

Óxido de estaño (II)

»

SnO2

Óxido de estaño (IV)

»

Mn2O3

Óxido de manganeso (III)

»

Fe2O3

Óxido de hierro (III)

»

CuO

Óxido de cobre (II)

En esta nomenclatura se puede dar el nombre a todos los compuestos binarios. Nomenclatura sistemática La nomenclatura sistemática utiliza la frase óxido de, y posteriormente el nombre GHOPHWDOFRQVXVUHVSHFWLYRVSUHÀMRVQXPHUDOHVPRQRGLWULWHWUDSHQWDKH[D etcétera. Ejemplos »

Li2O

Monóxido de dilitio

»

MgO

Monóxido de magnesio

»

Cu2O

Monóxido de dicobre

»

FeO

Monóxido de Hierro

»

MnO

Monóxido de manganeso

»

MnO2

Dióxido de Manganeso

»

Mn2O3

Trióxido de dimanganeso

»

Mn2O7

Heptoxido de di manganeso

»

SnO

Monóxido de estaño

»

SnO2

Dióxido de estaño

Actividad de aprendizaje 3 Completa el siguiente cuadro dando el nombre o escribiendo la formula de los compuestos químicos.

159

Química I Fórmula del compuesto

Nomenclatura común

Nomenclatura Stock

Nomenclatura sistemática (IUPAC)

Li2O Ga2O3 ZnO MgO CoO Co2O3 NiO Rb2O CdO SnO2 BaO PtO Au2O3 PbO2 Bi2O3 Óxido de berilio Óxido niquélico Óxido de potasio Óxido de paladio (IV) Óxido de estaño (II) Óxido de plata Óxido de cesio

160

Bloque VI

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Fórmula del compuesto

Nomenclatura común

Nomenclatura Stock

Nomenclatura sistemática (IUPAC)

Óxido auroso Óxido de talio (III) Óxido de bismuto (V) Óxido plumboso Óxido de estroncio Óxido de los no metales Los no metales forman muchos óxidos y en esta nomenclatura reciben el nombre GHDQKtGULGRV$FRQWLQXDFLyQVHGDQORVSUHÀMRV\VXÀMRVTXHVHDJUHJDQDODUDt] del nombre del no metal con base en su número de oxidación. En la nomenclatura común o tradicional se antepone la palabra anhídrido al nombre del no metal con SUHÀMRVVXÀMR\QXPHURGHR[LGDFLyQ Prefijos

Sufijos

Hipo-

-oso

1+

2+

3+

4+

-oso

5+

6+

-ico

7+

Per-

-ico

&XDQGR HO QR PHWDO SUHVHQWD VX HVWDGR GH R[LGDFLyQ Pi[LPR HO VXÀMR siempre es -ico. (MHPSORV »

Cl2O

anhídrido hipocloroso

»

Cl2O3

anhídrido cloroso

»

Cl2O5

anhídrido clórico

»

Cl2O7

anhídrido perclórico

»

SO

anhídrido hiposulfuroso

»

SO2

anhídrido sulfuroso

»

SO3

anhídrido sulfúrico

»

P2O3

anhídrido fosforoso

»

P2O5

anhídrido fosfórico

161

Química I »

CO2

anhídrido carbónico

»

CO

anhídrido carbonoso

»

SiO2

anhídrido silícico

»

B2O3

anhídrido bórico

Nomenclatura de Stock de óxidos no metálicos Se menciona la palabra óxido, a continuación la preposición de, enseguida el nombre del no metal y por último el número de oxidación del no metal entre paréntesis. Ejemplos »

Cl2O

Óxido de cloro (I)

»

Cl2O3

Óxido de cloro (III)

»

ClO2

Óxido de cloro (IV)

»

Cl2O5

Óxido de cloro (V)

»

Cl2O7

Óxido de cloro (VII)

»

SO

Óxido de azufre (II)

»

SO2

Óxido de azufre (IV)

»

SO3

Óxido de azufre (VI)

»

P2O3

Óxido de fosforo (III)

»

P2O5

Óxido de fosforo (V)

»

CO2

Óxido de carbono (IV)

»

SiO2

Óxido de silicio (IV)

»

B2O3

Óxido de boro (III)

Nomenclatura sistemática (UIQPA) de los óxidos de los no metales Primero se menciona la palabra óxido precedida del numeral griego correspondiente, seguido del nombre del no metal, también precedida del numeral griego correspondiente. Ejemplos

162

»

Cl2O

Óxido de dicloro

»

Cl2O3

Trióxido de dicloro

»

ClO2

Dióxido de cloro

»

Cl2O5

Pentóxido de dicloro

»

Cl2O7

Heptóxido de dicloro

»

SO

Óxido de azufre

»

SO2

Dióxido de azufre

»

SO3

Trióxido de azufre

»

P2O3

Trióxido de difosforo

»

P2O5

Pentóxido de difosforo

Bloque VI

Manejas la nomenclatura química inorgánica

»

CO2

Dióxido de carbono

»

CO

Monóxido de carbono

»

SiO2

Dióxido de silicio

»

B2O3

Trióxido de diboro

Actividad de aprendizaje 4 Escribe el nombre común, stock y sistemática de los siguientes anhídridos. Nomenclatura común

Nomenclatura stock

Nomenclatura sistemática

P2O3 P2O5 SO2 SO3 SiO2 Br2O Br2O3 Br2O5 Br2O7 N2O3 N2O5 SO SO2 SO3 SeO2 SeO3 I2O

163

Química I

Actividad de aprendizaje 5 I.

164

Escribe la fórmula de los siguientes anhídridos. »

Dióxido de carbono

»

Pentaóxido de difósforo

»

Anhídrido carbónico

»

Anhídrido fosforoso

»

Trióxido de nitrógeno

»

Heptaóxido de dicloro

»

Anhídrido nítrico

»

Anhídrido clórico

»

Anhídrido silícico

»

Anhídrido cloroso

»

Monóxido de dicloro

Manejas la nomenclatura química inorgánica

»

Anhídrido hipoyodoso

»

Trióxido de selenio

»

Anhídrido brómico

»

Anhídrido selenioso

»

Pentaóxido de dibromo

»

Pentaóxido de diyodo

Bloque VI

Sesión C. Hidruros metálicos, hidruros no metálicos (con carácter ácido), hidruros no metálicos (o hidrobase) y sales binarias Criterios a desarrollar »

Describo las reglas establecidas por la IUPAC para escribir fórmulas y nombres de hidruros metálicos, hidruros no metálicos con carácter ácido, hidruros no metálicos o hidrobase y sales binarias.

»

Resuelvo ejercicios de nomenclatura química inorgánica siguiendo las reglas establecidas por la IUPAC.

»

,GHQWLÀFRODVIyUPXODVTXtPLFDVHQSURGXFWRVGHXVRFRWLGLDQR

»

Valoro la utilidad del manejo del lenguaje de la Química.

»

Prevengo riesgos al utilizar con cuidado las sustancias químicas que se utilizan cotidianamente.

165

Química I Desarrollo de criterios

Hidruros metálicos Resulta de la combinación del hidrógeno (que en este caso presenta un número de oxidación de 1î) con un metal. Las tres nomenclaturas emplean la palabra hidruro al principio del nombre, y en seguida el nombre del metal con sus respectivos preÀMRV\VXÀMRVRODSDODEUDGHVHJ~QVHDHOFDVR En cuanto a la nomenclatura es semejante a la de los óxidos metálicos e hidróxidos, simplemente se lee: “Hidruro de…” y el nombre del metal de que se WUDWDFXDQGRHOPHWDOWLHQHYDOHQFLDYDULDEOHpVWDVHHVFULEHDOÀQDOGHOQRPEUH entre paréntesis y con número romano. (QODQRPHQFODWXUDFRP~QVHDJUHJDQORVVXÀMRV´RVRµFXDQGRHOPHtal actúa con su menor valencia, e “—ico”, cuando lo hace con su mayor valencia. Ejemplos: Fórmula

Nomenclatura Común

Nomenclatura stock

Nomenclatura Sistemática

LiH

Hidruro de litio

Hidruro de litio

Hidruro de litio

BeH2

Hidruro de berilio

Hidruro de berilio

Dihidruro de berilio

FeH2

Hidruro ferroso

Hidruro de hierro (II)

Dihidruro de hierro

CuH

Hidruro cuproso

Hidruro de cobre (I)

Hidruro de cobre

PdH4

Hidruro paládico

Hidruro de paladio (IV)

Tetrahidruro de paladio

KH

Hidruro de potasio

Hidruro de potasio

Hidruro de potasio

CaH2

Hidruro de calcio

Hidruro de calcio

Dihidruro de calcio

NiH3

Hidruro niquélico

Hidruro de níquel (III)

Trihidruro de níquel

RbH

Hidruro de rubidio

Hidruro de rubidio

Hidruro de rubidio

BaH2

Hidruro de bario

Hidruro de bario

Dihidruro de bario

CoH2

Hidruro cobaltoso

Hidruro de cobalto (II)

Dihidruro de cobalto

PbH4

Hidruro plúmbico

Hidruro de plomo (IV)

Tetrahidruro de plomo

Actividad de aprendizaje 6 Utiliza tu lista de cationes o la tabla periódica y escribe en tu cuaderno 10 fórmulas más de: »

166

Hidruros metálicos.

Bloque VI

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Hidruros no metálicos (con carácter ácido) Hidrácidos En este tipo de compuestos resulta de la combinación del hidrógeno con los no metales de los grupos VIA y VIIA de la tabla periódica: H2 + Cl2 ĺ 2 HCl Hidrógeno

no metal

Hidrácido

El hidrogeno trabaja con su número de oxidación positivo y los no metales con el negativo H1+ Cl1- ĺ HCl Estos compuestos se caracterizan por que al combinarse con el agua producen soluciones ácidas y llamándose también hidrácidos. En la nomenclatura común o tradicional se utiliza la palabra ácido primeramente, y enseguida el nombre del no metal con la terminación ---- hídrico. En la nomenclatura del sistema Stock se inicia con el no metal enla terminación --- uro y enseguida la palaba de hidrógeno. Para la nomenclatura sistemática se escribe primero el nombre del no metal con terminación también ---uro y enseguida la palabra de hidrógeno, la FXDOGHEHUiGHOOHYDUXQVXÀMRQ~PHURJULHJRH[FHSWRFXDQGRVRORVHWUDWDGHXQ hidrógeno. Ejemplos Formula

Nomenclatura común

Nomenclatura Stock

Nomenclatura sistemática

HBr

Ácido bromhídrico

Bromuro de hidrógeno

Bromuro de hidrógeno

HCl

Ácido clorhídrico

Cloruro de hidrógeno

Cloruro de hidrógeno

H2 S

Ácido sulfhídrico

Sulfuro de hidrógeno

Sulfuro de dihidrógeno

H2Se

Ácido selenhídrico

Selenuro de hidrógeno

Selenuro de dihidrógeno

HF

ÉFLGRÁXRUKtGULFR

Fluoruro de hidrógeno

Fluoruro de hidrógeno

HI

Ácido yodhídrico

Yoduro de hidrógeno

Yoduro de hidrógeno

H2Te

Ácido telerhídrico

Teluro de hidrógeno

Teluro de dihidrógeno

Actividad de aprendizaje 7 Utiliza tu lista de aniones y escribe en tu cuaderno 5 fórmulas más de hidruros no metálicos de carácter ácido.

167

Química I

Hidruros no metálicos o Hidrobase Contrario a los anteriores, este grupo de hidruros no presentan un carácter ácido y están formados por no metales como el N, Si, Sb, O, P y As. Varios de estos hidruros fueron conocidos y denominados antes de la sistematización del nomenclatura química en la actualidad IUPAC, además del nombre sistemático que les asigna, acepta como correctos los nombres comunes o tradicionales y su formulación. En la nomenclatura del sistema Stock se nombra primero como hidruro, seguido del no metal con su respectivo número de oxidación en romano y entre paréntesis. Para la nomenclatura sistemática se escribe también la palabra hidruro FRQVXSUHÀMRQXPpULFR\DFRQWLQXDFLyQHOQRPEUHGHOQRPHWDOFRQODSUHSRVLción de. Ejemplos Fórmula

Nomenclatura común

Nomenclatura Stock

Nomenclatura sistemática

NH3

Amoniaco

Hidruro de Nitrógeno (III)

Trihidruro de nitrógeno

H2O

Agua

Hidruro de oxigeno (II)

Dihidruro de oxígeno

SbH3

Estibina

Hidruro de antimonio (III)

Trihidruro de antimonio

PH3

)RVÀQD

Hidruro de fosforo (III)

Trihidruro de fósforo

SiH4

Silano

Hidruro de silicio (IV)

Tetrahidruro de silicio

BH3

Borano

Hidruro de boro ( III)

Trihidruro de boro

AsH3

Arsina

Hidruro de arsènico (III)

Trihidruro de arsénico

CH4

Metano

Hidruro de carbono (IV)

Tetrahidruro carbono

Las fórmulas de estos compuestos representan una excepción a las reglas de nomenclatura, ya que generalmente la parte positiva de una fórmula se escribe primero y la negativa después, mientras que en estos compuestos ocurre lo contrario. N3-

H1+ ĺ NH3

Actividad de aprendizaje 8 Utiliza la lista de cationes, aniones y la tabla periódica y escribe en tu cuaderno 5 fórmulas más de hidruros no metálicos o hidrobase.

168

Bloque VI

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Sales binarias La fórmula de las sales binarias se escribe utilizando los símbolos de los elementos que las componen y representa el número de átomos que entran en combinación. Primero se escribe el símbolo del elemento menos electronegativo seguido del elemento más electronegativo. Este último debe ser un no metal la proporción del número de átomos que entran en combinación se escribe como subíndice a la derecha del símbolo correspondiente. Esta proporción se puede determinar mediante los números de oxidación de sus elementos. Si solo entra en combinación un átomo, no se escribe el subíndice que lo representa. Cuando se combina un elemento del grupo 1(I A), por ejemplo el K (nox 1+) con uno del grupo 17 (VII A); como el Br (nox 1î), la fórmula del compuesto que forman es KBr. Si se combina el Mg2+ con el N3-, la fórmula del compuesto es Mg3N2. Elementos electronegativos

Los subíndices son unitarios y no se indican KBr Elemento menos electronegativo

Elemento más electronegativo

Mg3N2 Subíndices que indican el número de átomos

Para nombrar a estas sales, se inicia con el nombre del no metal, al que se le agrega la terminación --- uro, y después el nombre del metal; si el metal presenta dos números de oxidación, en el sistema común o tradicional se utilizan las terminaciones -ico , y --- oso, para el mayor y el menor valor del número de oxidación respectivamente. En el sistema Stock esos valores se indican con números romanos y en paréntesis. Si el metal solo tiene un número de oxidación, el nombre de la sal es el mismo en ambos sistemas. En la nomenclatura sistemática utiliza el nombre del metal con sus resSHFWLYRVSUHÀMRVQXPHUDOHV Ejemplos. Fórmula

Nomenclatura común

Nomenclatura Stock

Nomenclatura Sistemática

CaBr2

Bromuro de calcio

Bromuro de calcio

Dibromuro de calcio

B2Se3

Selenuro de boro

Selenuro de boro

Triselenuro de diboro

169

Química I Fórmula

Nomenclatura común

Nomenclatura Stock

Nomenclatura Sistemática

NaCl

Cloruro de sodio

Cloruro de sodio

Cloruro de sodio

Hg2S

Sulfuro mercuroso

Sulfuro de mercurio (II)

Sulfuro de dimercurio

NiI3

Yoduro niquélico

Yoduro de níquel (III)

Triyoduro de níquel

FeCl3

Cloruro férrico

Cloruro de hierro ( III)

Tricloruro de hierro

FeCl2

Cloruro ferroso

Cloruro de hierro (II)

Dicloruro de hierro

Cu3P

Fosfuro cuproso

Fosfuro de cobre (I)

Fosfuro de tricobre

Actividad de aprendizaje 9

170

1.

Utiliza tu lista de aniones y cationes y escribe en tu libreta 5 fórmulas de sales binarias.

2.

Utiliza una tabla periódica y escribe en tu cuaderno 5 ejemplos distintos de fórmulas de compuestos binarios que estén formados de estos dos grupos (I A y VII A).

3.

¿Cuáles serian los subíndices del compuesto que resultaría de la combinación de un elemento del grupo 2 (II A) con uno del grupo 17(VIIA)? Escribe en tu cuaderno 5 ejemplos de compuestos con estos grupos

4.

Dados los grupos de la tabla periódica del cuadro siguiente, llena los espacios en blanco para determinar la proporción atómica de los compuestos binarios que se forman. Recuerda que el primer grupo que aparece antes de los dos puntos es el menos electronegativo ( metal o no metal) y el que está después, el más electronegativo ( no metal).

5.

Una vez que hayas llenado los espacios del cuadro anterior, cerciórate de haber escrito la proporción correcta y da 5 ejemplos de cada proporción.

Manejo el lenguaje de la Química inorgánica.

Determinar el número de oxidación de cada elemento en los compuestos

Actividades de aprendizaje Criterios

Puntaje

Reconozco los compuestos inorgánicos presentes en productos de uso cotidiano.

Prevengo riesgos al utilizar con cuidado las sustancias químicas que utilizas cotidianamente.

Valoro la utilidad del manejo del lenguaje de la química.

Duración:

0

No tengo interés por las actividades sugeridas.

Pre-formal

0

Tengo una idea de los números de oxidación pero no realizo las actividades.

Inicial- receptivo

1

Comprendo los numero de oxidación y realizo una actividad.

Resolutivo (básico) Autónomo

3

5

Determino y explico los números de oxidación y el manejo del lenguaje de la Química.

Estratégico

3. Competencias

Determino los números de oxidación y realizo las actividades.

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

Manejo el lenguaje de la Química inorgánica, LGHQWLÀFDQGRFRPSXHVWRVGHXVR cotidiano aplicando las normas de seguridad para el manejo de productos químicos.

Química I

Docente:

2. Proyecto bloque VI

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

Referencia ELEOLRJUiÀFD

Internet

Guía didáctica de Química I

6. Recursos

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

171

172

Diferenciar entre los Ácidos y Bases algunos productos de uso cotidiano.

Resolver ejercicios de nomenclatura química inorgánica

Actividades de aprendizaje

No tengo idea de la actividad.

0

,GHQWLÀFR\ FODVLÀFRORV productos de uso cotidiano.

Puntaje

7. Normas de trabajo

7

10

No puedo FODVLÀFDUORV compuestos de uso cotidiano.

4

Aplico normas de seguridad en el manejo de sustancias acidas y básicas de uso cotidiano. Sigo instrucciones y procedimientos en la FODVLÀFDFLyQGH productos. Conozco la diferencia entre ácidos y bases y FODVLÀFRORV productos. 0

10

Conozco y aplico la reglas de la UIPAC en la resolución de ejercicios.

Estratégico

7

Resuelvo los ejercicios de acuerdo a las reglas de la UIPAC.

Autónomo

4

Conozco las reglas de la UIPAC y realizo solo una actividad.

Resolutivo (básico)

2

Conozco las reglas de la IUPAC pero no realizo las actividades.

Inicial- receptivo

5. Estructura de la evaluación

Los trabajos se deberán entregar de acuerdo a lo establecido por el facilitador durante el desarrollo de la sesión.

0

No entiendo las regla de la IUPAC.

Pre-formal

Puntaje

,GHQWLÀFRODV formulas químicas en productos de uso cotidiano.

Resuelvo ejercicios de nomenclatura química inorgánica.

Describo las reglas establecidas por la UIQPA para escribir formulas y nombres de los compuestos inorgánicos

Criterios

4. Actividades del proyecto

Diversos productos de uso cotidiano

Guía didáctica de Química I

6. Recursos

Química I

Manejas la nomenclatura química inorgánica

Bloque VI

173

Bloque VII Representas y operas reacciones químicas

Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

Resuelve balanceo de ecuaciones de manera correcta

»

,GHQWLÀFD\UHSUHVHQWDORVGLIHUHQWHVWLSRVGHUHDFFLyQ

Objetos de aprendizaje »

Símbolos de las ecuaciones químicas

»

7LSRVGHUHDFFLRQHVTXtPLFDV

»

»

6tQWHVLVRDGLFLyQ

»

'HVFRPSRVLFLyQRDQiOLVLV

»

6XVWLWXFLyQRGHVSOD]DPLHQWRVLPSOH

»

6XVWLWXFLyQRGHVSOD]DPLHQWRGREOH

Balanceo de ecuaciones químicas »

Tanteo

»

Ð[LGRUHGXFFLyQ

Competencias a desarrollar 1.

Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el DPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV

2.

Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en VXYLGDFRWLGLDQDDVXPLHQGRFRQVLGHUDFLRQHVpWLFDV

3.

,GHQWLÀFDSUREOHPDVIRUPXODSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFR\SODQWHD ODVKLSyWHVLVQHFHVDULDVSDUDUHVSRQGHUODV

4.

2EWLHQHUHJLVWUD\VLVWHPDWL]DODLQIRUPDFLyQSDUDUHVSRQGHUDSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\UHDOL]DQGR H[SHULPHQWRVSHUWLQHQWHV

5.

Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con KLSyWHVLVSUHYLDV\FRPXQLFDVXVFRQFOXVLRQHV

6.

9DORUDODVSUHFRQFHSFLRQHVSHUVRQDOHVRFRPXQHVVREUHGLYHUVRVIHQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV

7.

([SOLFLWDODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUDODVROXFLyQGHSUREOHPDVFRWLGLDQRV

8.

([SOLFDHOIXQFLRQDPLHQWRGHPiTXLQDVGHXVRFRP~QDSDUWLUGHQRFLRQHVFLHQWtÀFDV

10. 5HODFLRQDODVH[SUHVLRQHVVLPEyOLFDVGHXQIHQyPHQRGHODQDWXUDOH]D\ los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos FLHQWtÀFRV 11. $QDOL]DODVOH\HVJHQHUDOHVTXHULJHQHOIXQFLRQDPLHQWRGHOPHGLRItVLFR \YDORUDODVDFFLRQHVKXPDQDVGHULHVJRHLPSDFWRDPELHQWDO 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerSRVXVSURFHVRVYLWDOHV\HOHQWRUQRDOTXHSHUWHQHFH 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y HTXLSRHQODUHDOL]DFLyQGHDFWLYLGDGHVGHVXYLGDFRWLGLDQD

Química I Proyecto 5HFRQR]FRORVSURFHVRVTXtPLFRVFRPRIHQyPHQRVGHPLHQWRUQRGHPRVWUDQGROD YDOLGH]GHOD/H\GHODFRQVHUYDFLyQGHODPDWHULDDOEDODQFHDUUHDFFLRQHVTXtPLFDV

Dinamización y motivación (QWXYLGDFRWLGLDQDKDVYLVWRRHVFXFKDGRKDEODUGHTXHH[LVWHXQDLQÀQLGDGGH SURFHVRVTXtPLFRV'HKHFKRWRGRVORVSURGXFWRVTXHFRQVXPHVKDQSDVDGRDWUDYpVGHWDOHVSURFHVRV$OOHHUSRUHMHPSORODHWLTXHWDGHDOJ~QSURGXFWRSXHGHV HQFRQWUDUORVQRPEUHVGHORVFRPSXHVWRVTXHVHHQFXHQWUDQHQpO\VHJXUDPHQWH WHSUHJXQWDUiV¢&yPRVHIRUPD"¢'HTXpHVWiKHFKR"¢&yPRDFW~D"¢4XpEHQHÀFLRV WUDH"(OVHUKXPDQRVHKDSUHRFXSDGRVLHPSUHSRUFRQRFHUODFRPSRVLFLyQGHOD materia, y en cada uno de sus experimentos se ha encontrado con una gran varieGDGGHUHODFLRQHVTXHVHSUHVHQWDQHQHVWD3RUHOORKDFRQVLGHUDGRTXHHQOD HODERUDFLyQGHDOJ~QSURGXFWRQRHVWDQLPSRUWDQWHFRQRFHUORVLQJUHGLHQWHVTXH ODPDWHULDFRQWLHQHVLQRODJUDQYDULHGDGGHSURGXFWRVTXHVHSXHGHQHODERUDU FRQGLIHUHQWHVSURSRUFLRQHVGHHOOD$QWHHVWDVLWXDFLyQSDUDOD4XtPLFDHVPX\ importante conocer la composición de los materiales y la relación numérica con la TXHHVWiHODERUDGRXQFRPSXHVWR /DSUHVHQFLDGHOD4XtPLFDHQQXHVWUDVYLGDVKDPHMRUDGRODFDOLGDGGH vida de los humanos, pues la sal, los analgésicos, nuestro cuerpo mismo, el entorno HQTXHYLYLPRVORVREMHWRVTXHXWLOL]DPRVLQFOXVRQXHVWUDVVHQVDFLRQHV\SHQVDPLHQWRVVRQHOUHVXOWDGRGHUHDFFLRQHVTXtPLFDV 'HVGHHOPRPHQWRHQTXHQRVOHYDQWDPRVODTXtPLFDIRUPDSDUWHUXWLnaria y esencial de nuestra vida, pues se halla presente, por ejemplo, en la batería GHXQGHVSHUWDGRURHQODFRFLQDGHQXHVWURKRJDUHQHOFDIpDOPRMDUXQDJDOOHWD RIUHtUXQKXHYRHQHOWHÁyQHOIyVIRURRODFHEROODHWF  Asimismo, el cuerpo humano es un asombroso y complejo laboratorio TXtPLFR HQ FRQVWDQWH IXQFLRQDPLHQWR QXHVWURV FLQFR VHQWLGRV OD GLJHVWLyQ ORV P~VFXORVRODVKRUPRQDVQXHVWURVGLIHUHQWHVHVWDGRVGHiQLPR\ODVHQIHUPHGDGHV VRQHOUHVXOWDGRGHFDPELRVTXtPLFRV

Contextualización $KRUDTXHKDVFRPSUHQGLGRODLPSRUWDQFLDGHORVSURFHVRVTXtPLFRVDWUDYpVGH ODOHFWXUDDQWHULRUWHLQYLWRDTXHKDJDVXQDUHÁH[LyQVREUHODTXtPLFDHQWXYLGD FRWLGLDQDDQWHVGHHODERUDUHQWXFXDGHUQRXQDOLVWDGHFRPSRQHQWHVTXtPLFRV HOHPHQWRVFRPSXHVWRVUHDFFLRQHVPH]FODVVXVWDQFLDVHWF TXHVHHQFXHQWUHQ SUHVHQWHVHQWXHQWRUQRGLDULRGRQGHGHVFULEDVODVSRVLEOHVUHDFFLRQHVTXHRFXUUHQHQRFRQFDGDXQRGHHOORV $FRQWLQXDFLyQWHSUHVHQWDPRVDOJXQRVHMHPSORV

176

»

C3H8 + O2 = CO2 +H2O en el balón de gas

»

Celulosa + O2 = CO2 + H22HQODTXHPDGHODPDGHUD

»

Na + 1/2Cl2 1D&OHQODSURGXFFLyQGHVDOFRP~Q

Bloque VII

Representas y operas reacciones químicas

Sesión A. Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas Criterios a desarrollar »

5HFRQR]FR HO VLJQLÀFDGR GH ORV VtPERORV XWLOL]DGRV HQ OD HVFULWXUD GH HFXDFLRQHVTXtPLFDV

»

([SOLFR OD WUDQVIRUPDFLyQ GH ODV VXVWDQFLDV HPSOHDQGR HFXDFLRQHV TXtPLFDV

»

9DORURODREVHUYDFLyQHLGHQWLÀFDFLyQH[SHULPHQWDOGHORVFDPELRVTXtPLFRV

Desarrollo de criterios

Símbolos y fórmulas (OGHVHQYROYLPLHQWRGHOD4XtPLFDFRPRFLHQFLDKDFtDQHFHVDULRGDUDFDGDFXHUSR FRQRFLGRXQQRPEUHTXHIXHVHH[SUHVLyQGHVXQDWXUDOH]DTXtPLFD\UHSUHVHQWDUOR HQXQDIRUPDDEUHYLDGDTXHUHVSRQGLHVHDVXFRPSRVLFLyQPROHFXODU'HHVWDPDQHUDODUHSUHVHQWDFLyQGHODVUHDFFLRQHVTXtPLFDVGDUtDLGHDLQPHGLDWDHQFDGD FDVRGHODQDWXUDOH]DtQWLPDGHODWUDQVIRUPDFLyQFRUUHVSRQGLHQWH3DUDHOORHUD SUHFLVRHVWDEOHFHUSUHYLDPHQWHXQVtPERORSDUDORViWRPRVGHORVHOHPHQWRVTXH IXHVHDVXYH]H[SUHVLyQLQPHGLDWDGHVXQRPEUH Agua

Cobre

Azufre

Alquimistas

C

Símbolos de Dalton

Actual

H2O

Cu

S

Fig. 7.1 Cronología de ODVLPERORJtDTXtPLFD

Los elementos químicos se representan mediante símbolosTXHJHQHralmente, son la primera letra, o ésta seguida de otra, del nombre castellano del HOHPHQWR6yORHQDOJXQRVFDVRVHOVtPERORGHULYDGLUHFWDPHQWHGHOQRPEUHODWLQR GHOHOHPHQWR 6LORVVtPERORVH[SUHVDQORViWRPRVGHORVHOHPHQWRVODVIyUPXODVrepresentan ODFRPSRVLFLyQPROHFXODUGHODVVXVWDQFLDV, estableciendo para ello, PHGLDQWHOD\X[WDSRVLFLyQGHORVVtPERORVGHORViWRPRVFRQVWLWX\HQWHVDIHFWDGRV XQVXEtQGLFHTXHLQGLFDHOQ~PHURGHiWRPRVFRQWHQLGRSRUFDGDHOHPHQWRLQWHJUDQWHGHODPROpFXOD

177

Química I 3DUDVHJXLUFRQHVWDPDUDYLOORVDDYHQWXUDSRUHOWHUUHQRGHOD4XtPLFD HVLPSRUWDQWHTXHWHIDPLOLDULFHVFRQORVVtPERORVXWLOL]DGRVDOKDFHUUHDFFLRQDU HOHPHQWRV\FRPSXHVWRV8QDUHDFFLyQTXtPLFDHVXQSURFHVRGHFDPELRGHXQDV VXVWDQFLDVHQRWUDV 8QDHFXDFLyQTXtPLca es una expresión TXHVHHPSOHDSDUD UHSUHVHQWDUHQIRUPD abreviada un FDPELRTXtPLFR mediante símboORV\IyUPXODV

$ODGHVFULSFLyQVLPEyOLFDGHXQDUHDFFLyQTXtPLFDVHOHFRQRFHFRQHO nombre de HFXDFLyQ TXtPLFD OD FXDO PXHVWUD QR VROR ODV VXVWDQFLDV TXH UHDFFLRQDQ UHDFWLYRV R UHDFWDQWHV  \ ODV VXVWDQFLDV R SURGXFWRV TXH VH REWLHQHQ GH GLFKDUHDFFLyQVLQRWDPELpQLQGLFDODVFDQWLGDGHVUHODWLYDVGHXQDV\RWUDV/DV HFXDFLRQHVTXtPLFDVVRQSXHVHOPRGRGHUHSUHVHQWDUGHPDQHUDDEUHYLDGDODV UHDFFLRQHVTXtPLFDVTXHRFXUUHQHQWUHVXVWDQFLDV En uQD HFXDFLyQ TXtPLFD ODV VXVWDQFLDV TXH VH YDQ D WUDQVIRUPDU HQ RWUDVGLVWLQWDVVHOODPDQUHDFWLYRV\ODVTXHUHVXOWDQSURGXFWRV/RVUHDFWLYRVVH HVFULEHQVLHPSUHDODL]TXLHUGD\ORVSURGXFWRVDODGHUHFKDVHSDUDGRVSRUXQD ÁHFKDTXHLQGLFDHOVHQWLGRGHODUHDFFLyQĺ \ODFXDOVHOHHFRPR´UHDFFLRQDQ \SURGXFHQµ $FRQWLQXDFLyQVHPXHVWUDXQHMHPSORGHORDQWHULRU Flecha : produce reactivos

coeficiente

2A +B 2
2AB subíndice

productos

Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas $GHPiVGHORVVtPERORVGHORVHOHPHQWRVTXHSXHGHVREVHUYDUHQODWDEODSHULyGLFDH[LVWHODVLJXLHQWHVLPERORJtD

178




6LJQLÀFDTXHODUHDFFLyQHVUHYHUVLEOHHVGHFLUTXHVHGDGH DPERVODGRVKDVWDOOHJDUDOHTXLOLEULR




6LJQLÀFDTXHODUHDFFLyQVHGDKDFLDORVSURGXFWRV

( s)

6yOLGR

(l)

/tTXLGR

(g )

Gas

(aq o ac )

Acuoso




Calor

Representas y operas reacciones químicas

(cat)

Catalizador

(pp )

3UHFLSLWDGR

Hf

Energía de radiación electromagnética

E

Energía




*DVTXHVHGHVSUHQGHHQHOSURFHVR

+

Indica la separación y sumatoria entre compuestos o elementos




6yOLGRTXHVHSUHFLSLWD

Bloque VII

Actividad de aprendizaje 1 1.

7RPDQGRHQFXHQWDODLQIRUPDFLyQH[SXHVWDKDVWDDTXtEXVFDXQDHFXDFLyQ TXtPLFDHVFUtEHODHQWXFXDGHUQR\VHxDODFDGDXQDGHODVSDUWHVTXHODLQtegran

Síntesis II.

(VFULEH HQ WX FXDGHUQR OD HFXDFLyQ TXtPLFD GH ODV VLJXLHQWHV UHDFFLRQHV XVDQGRODVIyUPXODVFRUUHFWDV,QFOX\HFRQGLFLRQHVVOJDF \VtPERORVGH FDORUFXDQGRDVtVHLQGLTXH

1.

Dos moles de clorato de potasio sólido se descomponen por calor en dos moles GHFORUXURGHSRWDVLRVyOLGRPiVWUHVPROHVGHR[tJHQRJDVHRVR

2.

Dos moles de hidrógeno gaseoso reaccionan con un mol de oxígeno gaseoso SDUDSURGXFLUGRVPROHVGHYDSRUGHDJXD

3.

8QPROGHIyVIRUREODQFR34 VyOLGRUHDFFLRQDFRQVHLVPROHVGHJDVFORURSDUD SURGXFLUFXDWURPROHVGHWULFORUXURGHIyVIRURVyOLGR

III. (VFULEHODVUHDFFLRQHVTXHRFXUUHQHQFDGDXQDGHODVVLJXLHQWHVHFXDFLRQHV TXtPLFDV »

CaCO3( s) → CaO( s) + CO2(g )

»

K 2 SO4 (ac) + Ba (NO3 )2(ac) → 2KNO3(ac) + BaSO 4 ( s)

»

3HCl(ac) + Al ( OH)3( s) → AlCl3(ac) + 3H2 O(l )

179

Química I

Sesión B. Tipos de reacciones químicas Criterios a desarrollar »

Distingo entre las reacciones de síntesis, descomposición, sustitución VLPSOH\VXVWLWXFLyQGREOH

»

3UHGLJRORVSURGXFWRVGHGLIHUHQWHVUHDFFLRQHVTXtPLFDV

»

9DORURODLPSRUWDQFLDGHFRQRFHUODVUHDFFLRQHVTXtPLFDV

Desarrollo de criterios

Las reacciones químicas 8QDUHDFFLyQTXtPLFDWLHQHOXJDUFXDQGRODVVXVWDQFLDVVHFRPELQDQ\VXIUHQXQ FDPELRSDUDIRUPDUQXHYDV\GLIHUHQWHVVXVWDQFLDV ¢&yPR VDEHPRV TXH KD RFXUULGR XQD UHDFFLyQ TXtPLFD"
1.

/DSURGXFFLyQGHXQJDVHIHUYHVFHQFLD 

2.

/D SURGXFFLyQ GH FDORU VH FDOLHQWD HO PDWUD]  R OD DEVRUFLyQ GH FDORU VH HQIUtDHOPDWUD] 

3.

8QFDPELRSHUPDQHQWHGHFRORU

4.

La aSDULFLyQGHXQDVXVWDQFLDLQVROXEOHTXHVHGHSRVLWDHQHOIRQGRGHOUHFLSLHQWH

(QÀQSRGUtDPRVGHVFULELULQÀQLGDGGHFDPELRVTXHHVWiQ SUHVHQWHVDWXDOUHGHGRUHQWXYLGDFRWLGLDQD&XDQGRGHFLPRVTXH VH SURGXFH XQ FDPELR TXtPLFR HOOR VLJQLÀFD TXH KD RFXUULGR XQD UHDFFLyQTXtPLFDODFXDOUHTXLHUHGHXQDHFXDFLyQTXtPLFDSDUDVHU UHSUHVHQWDGD8QDHFXDFLyQTXtPLFDHVXQDH[SUHVLyQTXHVHHPSOHD SDUDUHSUHVHQWDUHQIRUPDDEUHYLDGDXQFDPELRTXtPLFRPHGLDQWH VtPERORV\IyUPXODV.
180

Fig. 7.2 Las reacciones TXtPLFDV HQ QXHVWUR RUJDQLVPR0HGLD

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

(Q4XtPLFDHOSULPHUPLHPEURGHXQDHFXDFLyQQRHVLJXDODOVHJXQGR HQFDOLGDG\DTXHODVVXVWDQFLDVUHDFWLYRV VHWUDQVIRUPDQHQRWUDVGLVWLQWDVSURGXFWRV SHURVHOHVLJXHOODPDQGRHFXDFLyQGHELGRDTXHVtH[LVWHXQDLJXDOGDGHQ ODFDQWLGDGGHPDWHULDDGHPiVGHTXHWDPELpQVHFRQVHUYDQODFDUJD\ODHQHUJtD SXHVHQWRGDUHDFFLyQTXtPLFDVHFXPSOHOD/H\GHODFRQVHUYDFLyQGHODPDVDTXH HVWDEOHFH´/DFDQWLGDGWRWDOGHPDVDTXHHQWUDHQXQDUHDFFLyQTXtPLFDUHDFWLYRV HVLJXDODODTXHUHVXOWDSURGXFWRV µ (QHOSULPHUPLHPEURGHODHFXDFLyQTXtPLFDVHHVFULEHQODVIyUPXODVGH ORVFRPSXHVWRVTXHYDQDFRPELQDUVHUHDFWLYRV \HQHOVHJXQGRODVIyUPXODVGH ORVQXHYRVFRPSXHVWRVTXHVHIRUPDQSURGXFWRV 

Tipos de reacciones químicas &RQVLGHUDQGRORVHOHPHQWRVRWLSRVGHFRPSXHVWRVTXHUHDFFLRQDQSDUDGDUOXJDU DXQSURGXFWR\GHDFXHUGRFRQVXVFDUDFWHUtVWLFDVODVUHDFFLRQHVVHFODVLÀFDQHQ

Reacciones de combinación o síntesis 8QDUHDFFLyQGHFRPELQDFLyQWDPELpQFRQRFLGDFRPRUHDFFLyQGHVtQWHVLVRFXUUH FXDQGRGRVRPiVVXVWDQFLDVHOHPHQWRVRFRPSXHVWRV UHDFFLRQDQSDUDSURGXFLU XQDVXVWDQFLDVLHPSUHXQFRPSXHVWR  (VWDUHDFFLyQVHPXHVWUDFRQXQDHFXDFLyQJHQHUDO (QGRQGH$\=VRQHOHPHQWRVRFRPSXHVWRV\$=XQFRPSXHVWR 5HSUHVHQWDFLyQHVTXHPiWLFD

+ (QWUHORVGLIHUHQWHVWLSRVGHUHDFFLRQHVGHFRPELQDFLyQVHHQFXHQWUDQORVVLJXLHQWHV 1.

Fig. 7.3 Tipos de UHDFFLRQHV

0HWDOR[tJHQRĺy[LGRPHWiOLFR 2 Mg
O2  2 MgO

2.

No metal + oxígeno ĺy[LGRQRPHWiOLFRRDQKtGULGR C
O2  CO2

3.

0HWDOQRPHWDOĺ sal haloidea 2Na
Cl  2NaCl

4.

$JXDy[LGRPHWiOLFRĺbase o hidróxido H2 O
MgO  Mg  OH2

5.

$JXDy[LGRQRPHWiOLFRĺR[LiFLGR H2 O
SO3  H2 SO4

/DVHFXDFLRQHVTXtPLFDVSRVHHQXQDH[SUHVLyQFXDQWLWDWLYDSDUDFXPSOLU FRQOD/H\GHFRQVHUYDFLyQGHODPDWHULDVHJ~QODFXDOXQDHFXDFLyQGHEHWHQHU HOPLVPRQ~PHURGHiWRPRVHQFDGDPLHPEURSDUDHVWDUEDODQFHDGD

181

Química I 3DUDEDODQFHDUXQDHFXDFLyQTXtPLFDVHDQWHSRQHQDFDGDIyUPXODQ~PHURVHQWHURVOODPDGRVFRHÀFLHQWHVHVWHTXLRPpWULFRVTXHQRVLQGLFDQHOQ~PHUR GH iWRPRV PROpFXODV R Q~PHUR GH PROHV TXH LQWHUYLHQHQ HQ XQD UHDFFLyQ 7H IDPLOLDUL]DUiVFRQHVWHWHPDHQODVLJXLHQWHVHVLyQ

Actividad de aprendizaje 2 1.

2.

(VFULEHODVVLJXLHQWHVHFXDFLRQHV a)

(OKLGUyJHQR\HOFORURJDVHRVRH[SORWDQ\IRUPDQFORUXURGHKLGUyJHQR JDVHRVR

b)

El hidrógeno y el oxígeno gaseoso en una botella de vidrio explotan FXDQGRXQDFKLVSDORVHQFLHQGHSURGXFLHQGRYDSRUGHDJXD

c)

El monóxido de carbono gaseoso reacciona con el oxígeno gaseoso, proGXFLHQGRGLy[LGRGHFDUERQR

d)

(OFDOFLRPHWiOLFRUHDFFLRQDFRQHOR[tJHQRGHODLUHIRUPDQGRy[LGRGH FDOFLR

&RPSOHWDODVVLJXLHQWHVHFXDFLRQHV a)

_______ + __________
AlCl3

b)

_______+__________
FeBr3

c)

SrO
H2 O  _______________________

d)

S8
O2  _______________________

e)

N2 O5
H2 0  __________iFLGRQtWULFR

Reacciones por descomposición 5HVXOWDFRPSOLFDGRSUHGHFLUORVSURGXFWRVGHXQDUHDFFLyQHQGHVFRPSRVLFLyQ(V IUHFXHQWH TXH FRPSXHVWRV R[LJHQDGRV VH GHVFRPSRQJDQ DO VHU FDOHQWDGRV 8QD UHDFFLyQFRQVLGHUDGDHQHVWDFDWHJRUtDHVODGHODR[LGDFLyQGHORVPHWDOHVTXH DO GHVFRPSRQHUVH IRUPD PHWDOHV OLEUHV \ 22 /RV FDUERQDWRV \ ELFDUERQDWRV VH descomponen al calentarse, para producir CO2 (QODVUHDFFLRQHVGHGHVFRPSRVLFLyQXQDVXVWDQFLD VXIUHXQDUHDFFLyQ SDUDIRUPDUGRVRPiVVXVWDQFLDV/DVXVWDQFLDTXHVHURPSHVLHPSUHHVXQFRPSXHVWRPLHQWUDVTXHORVSURGXFWRVSXHGHQVHUHOHPHQWRVRFRPSXHVWRV0XFKDV veces se necesita calor para realizar este proceso, el cual se representa con la VLJXLHQWHHFXDFLyQJHQHUDO

AZ
A  Z 182

Bloque VII

Representas y operas reacciones químicas

'RQGH$ \ = SXHGHQ VHU HOHPHQWRV R FRPSXHVWRV 1R VLHPSUH HV IiFLO SUHGHFLUORVSURGXFWRVGHXQDUHDFFLyQSRUGHVFRPSRVLFLyQSRUORTXHVRORVHWH SHGLUiEDODQFHDUODHFXDFLyQ\FODVLÀFDUHOWLSRGHUHDFFLyQQRSUHGHFLUORVSURGXFWRVGHpVWD 5HSUHVHQWDFLyQHVTXHPiWLFD

+ $OJXQRVHMHPSORVVRQ 1.

La sal común FORUXUR GH VRGLR  VH GHVFRPSRQH SDUD GDU OXJDU D FORUR \ D VRGLR

NaCl
Na + Cl 2.

/RV FDUERQDWRV PHWiOLFRV \ ORV ELFDUERQDWRV VH GHVFRPSRQHQ SDUD SURGXFLU GLy[LGRGHFDUERQRJDVHRVR

2NaHCO 3
Na 2CO3 + CO2+  H 2O (VWDUHDFFLyQGHVFULEHHOIXQFLRQDPLHQWRGHOSROYRGHKRUQHDU

Actividad de aprendizaje 3 ,&RPSOHWDODVVLJXLHQWHVUHDFFLRQHVGHGHVFRPSRVLFLyQ

AgCl
H 2O
CaCO 3
KClO4
HgO


Reacciones de sustitución simple Tienen lugar cuando, siendo uno de los reactivos una sustancia simple o un elePHQWRDFW~DVREUHXQFRPSXHVWRGHVSOD]DQGRXQRGHVXVHOHPHQWRV\RFXSDQGR HOOXJDUGHHVWHHQODFRUUHVSRQGLHQWHPROpFXOD 6HUHSUHVHQWDFRQODVLJXLHQWHHFXDFLyQJHQHUDO

A + BZ
AZ + B 5HSUHVHQWDFLyQHVTXHPiWLFD

+

+

3RGHPRVREVHUYDUHVWDUHDFFLyQHQODDFFLyQGHOiFLGRFORUKtGULFRVREUH OLPDGXUDVGHKLHUURGRQGHWLHQHOXJDUGHODVLJXLHQWHIRUPD

183

Química I Fe ( S )+ 2HCl (aq )
FeCl hierro ácido clorhídrico

2( s )

+H

cloruro de hierro(II)

2 (g )

gas hidrógeno

Actividad de aprendizaje 4 &RPSOHWDODVVLJXLHQWHVUHDFFLRQHVSRUVXVWLWXFLyQVLPSOH 1.

Br2
HI 

2.

Fe +2 + CuSO4 →

3.

Zn
HCl 

4.

H2 so 4
Mg 

5.

HCl
Ca 

Reacciones de sustitución doble En las reacciones de doble sustitución, participan dos compuestos en la reacción, y HOLRQSRVLWLYRFDWLyQ GHXQFRPSXHVWRVHLQWHUFDPELDFRQHOLRQSRVLWLYRFDWLyQ  GHORWUR(QRWUDVSDODEUDVORVGRVLRQHVSRVLWLYRVLQWHUFDPELDQLRQHVQHJDWLYRV DQLRQHV RFRPSDxHURV(VWDVUHDFFLRQHVWDPELpQVHOODPDQUHDFFLRQHVGHGREOH GHVFRPSRVLFLyQ 6XUHSUHVHQWDFLyQJHQHUDOHV

AX + BZ
AZ + BX AgNO 3 + HCl
HNO 3 + AgCl 5HSUHVHQWDFLyQHVTXHPiWLFD

+

+ Actividad de aprendizaje 5

1.

184

&RPSOHWDODVVLJXLHQWHVUHDFFLRQHVGHGREOHVXVWLWXFLyQ a)

NaCl
H2 SO4 

b)

Ba ( OH)2 + H2 SO4 →

c)

K 2 CO3 + Sr (NO3 )2 →

d)

6HPH]FODQVROXFLRQHVGHQLWUDWRGHSODWD\FORUXURGHSRWDVLR

Representas y operas reacciones químicas

e)

Bloque VII

/D$FUySROLVHQ$WHQDV*UHFLDVHHVWiGHWHULRUDQGROHQWDPHQWH(VWi KHFKDGHPiUPRO&D&23 HOFXDOUHDFFLRQDSRFRDSRFRFRQHOiFLGR VXOI~ULFRTXHSURYLHQHGHODLUHFRQWDPLQDGRSDUDIRUPDUXQDVDOTXH GHVDSDUHFH OXHJR GHVWUX\HQGR HVWH IDPRVR OXJDU KLVWyULFR (O iFLGR VXOI~ULFRVHIRUPDDSDUWLUGHOFRQWDPLQDQWHGHODLUHOODPDGRWULy[LGR GHD]XIUH\GHODJXD(QWXOLEUHWDFRPSOHWDODVGRVHFXDFLRQHVGHODV UHDFFLRQHVTXHDFDEDPRVGHGHVFULELU

I  Recientemente, en el centro de Denver, Colorado, se derramaron 200 PLOJDORQHVGHiFLGRQtWULFRGHXQFDUURWDQTXHTXHHVWDEDHVWDFLRQDGRHQHOSDWLRGHOIHUURFDUULO(OGHUUDPHVHFRQWUROyHQXQDVFXDQWDV KRUDVHVSDUFLHQGRFHQL]DVGHVRVDFDUERQDWRGHVRGLR VREUHHOiFLGR QtWULFRGHUUDPDGR&RPSOHWDODHFXDFLyQTXHDFDEDPRVGHGHVFULELU

Síntesis 3DUDHYDOXDUHVWDDFWLYLGDGHQODTXHDSOLFDUiVWRGRORDSUHQGLGRHQODVHVLyQUHFXUUHDWXVSUiFWLFDVGHODERUDWRULR

Sesión C. Balanceo de ecuaciones químicas Criterios a desarrollar »

&RQR]FRORVPpWRGRVGHEDODQFHRGHHFXDFLRQHVTXtPLFDVSRUWDQWHR\ SRUy[LGRUHGXFFLyQ

»

Explico los conceptos de oxidación, reducción, agente reductor, agente R[LGDQWH\Q~PHURGHR[LGDFLyQ

»

&DOFXORHOQ~PHURGHR[LGDFLyQGHORVHOHPHQWRVTXHSDUWLFLSDQHQXQD UHDFFLyQTXtPLFDWLSRUpGR[GHWHUPLQDQGRTXpHOHPHQWRVVHR[LGDQ\ FXiOHVVHUHGXFHQ

»

$SOLFRHOEDODQFHRSRUORVPpWRGRVGHWDQWHR\y[LGRUHGXFFLyQ

»

Demuestro la Ley de la conservación de la materia a partir del balanceo GHHFXDFLRQHV

»

Aprecio la importancia de las reacciones de óxido-reducción en mi enWRUQR\HQPLRUJDQLVPR

»

9DORUR OD /H\ GH OD FRQVHUYDFLyQ GH OD PDWHULD FRPR SULQFLSLR IXQGDPHQWDOGHOD4XtPLFDPRGHUQD

»

Valoro las repercusiones positivas o negativas provocadas por los proceVRVTXtPLFRVVREUHHOPHGLRDPELHQWH\ODVRFLHGDG

185

Química I Desarrollo de criterios

Balanceo de ecuaciones químicas &XDQGRODUHDFFLyQTXtPLFDVHH[SUHVDFRPRHFXDFLyQDGHPiVGHHVFULELUFRUUHFWDPHQWHWRGDVODV especies participantes (nomenclatura  VH GHEH DMXVWDUHOQ~PHURGHiWRPRVWDQWRGHORVUHDFWLYRV FRPR GH ORV SURGXFWRV FRORFDQGR XQ FRHÀFLHQWH DODL]TXLHUGDGHXQRVRGHRWURVEl balanceo de ecuaciones EXVFDLJXDODUHOQ~PHURGHiWRPRVHQ ambos lados de la ecuación, para mantener la Ley GH /DYRLVLHU TXH HVWDEOHFH ´/D PDWHULD SXHGH FDPELDUGHIRUPDSHURVXSHVRWRWDOHQXQDUHDFFLyQTXtPLFDVLJXHVLHQGRHOPLVPRµ Los métodRV PiV FRPXQHV SDUD EDODQFHDUXQDHFXDFLyQVRQSRUWDQWHRRDSUR[LPDFLRQHV \R[LGDFLyQUHGXFFLyQUpGR[ 

Fig. 7.4 (TXLOLEULR HQWUH DPERV ODGRV GH OD HFXDFLyQ

Balanceo por tanteo (aproximaciones) (QODHVFULWXUDGHODVHFXDFLRQHVTXtPLFDVVHDSOLFDQGRVUHJODVEiVLFDV

Fig. 7.5 Antonio-Laurent de /DYRLVLHU

¢6DEtDVTXHORVH[SHrimentos de Lavoisier establecieron la Ley de la conservación de ODPDVD"

186

No podemos escribir una ecuación para una reacción si no sabemos cómo UHDFFLRQDQODVVXVWDQFLDV\TXpQXHYDVVXVWDQFLDVVHIRUPDQ7RGDHFXDFLyQTXtPLFD GHEH HVWDU EDODQFHDGD HV GHFLU OD FDQWLGDG GH iWRPRV GH FDGD HOHPHQWR SUHVHQWHHQHOODGRL]TXLHUGRGHODHFXDFLyQGHEHVHULJXDODODFDQWLGDGGHiWRPRV GHHVHHOHPHQWRHQHOODGRGHUHFKRGHODHFXDFLyQ (OPpWRGRGHEDODQFHRSRULQVSHFFLyQRWDQWHRQRLPSOLFDQLQJ~QSURFHVR PDWHPiWLFRVLQHPEDUJRSRGHPRVWRPDUHQFXHQWDODVVLJXLHQWHVQRUPDVSDUD D\XGDUQRVDEDODQFHDUHFXDFLRQHVFRPRSRUHMHPSORODGHODUHDFFLyQTXHRFXUUH HQWUHVROXFLRQHVDFXRVDVGHKLGUy[LGRGHFDOFLR\iFLGRIRVIyULFRTXHGDQFRPR SURGXFWRVIRVIDWRGHFDOFLR\DJXDOtTXLGD Norma I(VFULEHODVIyUPXODVFRUUHFWDVGHORVUHDFWLYRV\ORVSURGXFWRV FRORFDQGRORVSULPHURVDODL]TXLHUGD\ORVVHJXQGRVDODGHUHFKDVHSDUDGRVSRU XQDÁHFKD6HSDUDDVXYH]ORVUHDFWLYRVHQWUHVtORPLVPRTXHORVSURGXFWRV FRORFDQGRXQVLJQRPiV HQWUHFDGDXQRGHHOORV8QDYH]TXHKD\DVHVFULWRODV IyUPXODVFRUUHFWDVQRODVFDPELHVGXUDQWHODVVXEVLJXLHQWHVRSHUDFLRQHVGHEDODQFH(QFDPELRFRORFDQ~PHURVOODPDGRVFRHÀFLHQWHVIUHQWHDODIyUPXODSDUD REWHQHUXQDHFXDFLyQEDODQFHDGD+D\TXHWRPDUHQFXHQWDTXHORVFRHÀFLHQWHV DIHFWDQDWRGRVORVVXEtQGLFHVGHORViWRPRVORVFXDOHVQXQFDGHEHUiQDOWHUDUVH

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

(MHPSORV

Ca3 (PO4)2 (QXQDPROpFXODGHIRVIDWRGHFDOFLRKD\ iWRPRVGHCa iWRPRVGH iWRPRVGHO 4 Ca3 (PO4 )2 (QFXDWURPROpFXODVGHIRVIDWRGHFDOFLRKD\

iWRPRVGHCa iWRPRVGHP iWRPRVGHO /DHFXDFLyQGHOHMHPSORVHWUDQVIRUPDHQ &D2+ DF +H332DF o Ca3324 V +H2OO Norma 2,QLFLDHOSURFHVRGHEDODQFHVHOHFFLRQDQGRHOHOHPHQWRHVSHFtÀFRTXHYDVDEDODQFHDU3RUORJHQHUDOGHEHVVHOHFFLRQDUHOHOHPHQWRTXHHVWp SUHVHQWHHQPD\RUFDQWLGDGHQHVHFRPSXHVWRH[FHSWR+2RDOJ~QHOHPHQWRGH XQLRQSROLDWyPLFR 5HDOL]DHOEDODQFHGHODFDQWLGDGGHiWRPRVGHHVWHHOHPHQWRFRORFDQGR XQFRHÀFLHQWHIUHQWHDODIyUPXODDGHFXDGDTXHORFRQWHQJD%DMRQLQJXQDFLUFXQVWDQFLDFDPELHVODIyUPXODFRUUHFWDGHXQFRPSXHVWRDOEDODQFHDUODHFXDFLyQ6L seleccionamos, en el Ca 3 (PO 4 )2 , el Ca como nuestro primer elemento, la ecuación GHOHMHPSORVHUiDKRUD Ca ( OH)2(ac) → Ca 3 (PO4 )2( s) + H2 O(l ) 2EVHUYDTXHDKRUDKD\WUHViWRPRVGH&DHQFDGDODGRGHODHFXDFLyQ

Norma 3. (QVHJXLGDEDODQFHDGHORVLRQHVSROLDWyPLFRVTXHGHEHQVHU LJXDOHVHQDPERVODGRVGHODHFXDFLyQ3XHGHVEDODQFHDUORVFRPRVLVHWUDWDUDGH XQDVRODXQLGDG (QDOJXQRVFDVRVWHQGUiVTXHDMXVWDUHOFRHÀFLHQWHTXHFRORFDVWHHQHO SDVR&XDQGRHVWRRFXUUDDVHJ~UDWHGHUHSHWLUGLFKRSDVRSDUDFRQÀUPDUTXH HOHOHPHQWRVHOHFFLRQDGRWRGDYtDHVWiEDODQFHDGR El grupo PO4 es el ion poliatómico PO46LOREDODQFHDPRVODHFXDFLyQGHO HMHPSORVHUiDKRUD 3 Ca ( OH)3(ac) +2 H3PO4 (ac) → Ca3 (P O4) 2( s) + H 2 O(l ) 2EVHUYDTXHVLFRORFDPRVXQIUHQWHDOH3PO4 , tenemos 2 iones PO4 en FDGDODGRGHODHFXDFLyQ

Norma 4%DODQFHDORViWRPRVGH+\OXHJRORViWRPRVGH26LDSDUHFHQ HQHOLRQSROLDWyPLFR\\DEDODQFHDVWHHVWHQRQHFHVLWDVYROYHUDFRQVLGHUDUORV %DODQFHDORViWRPRVGH+FRORFDQGRXQIUHQWHDOH2 O /DHFXDFLyQGHO HMHPSORVHUiDKRUD 3Ca ( OH)3(ac) + 2H3PO4 (ac) → Ca3 (PO4 )2( s) + 6H2 O(l )

187

Química I 2EVHUYDTXHDKRUDKD\iWRPRVGH+HQFDGDODGRGHODHFXDFLyQDOD L]TXLHUGDiWRPRVHQHO3Ca ( OH) y 6 en el 2H3PO4 ; y a la derecha, 12 en el 6H2 0  2 $KRUDEDODQFHDPRVORViWRPRVGH2 Norma 59HULÀFDWRGRVORVFRHÀFLHQWHVSDUDFRPSUREDUTXHVRQQ~PHUR HQWHURV\TXHHVWiQHQODSURSRUFLyQPiVSHTXHxDSRVLEOH6LORVFRHÀFLHQWHVVRQ ORVSXHGHVUHGXFLUGLYLGLHQGRFDGDXQRHQWUHSDUDREWHQHUOD SURSRUFLyQPiVSHTXHxDSRVLEOHGH(QQXHVWURHMHPSORHVWDQRUPDQRVHDSOLFDSXHVWRTXHORVFRHÀFLHQWHVQRVRQP~OWLSORVHQWUHVt

Actividad de aprendizaje 6 %DODQFHD HQ WX FXDGHUQR SRU HO PpWRGR GH LQVSHFFLyQ R WDQWHR ODV VLJXLHQWHV HFXDFLRQHV »

Fe
HCl  FeCl 2 

»

Al ( OH)3 + H3PO4 → AlPO4 + H2 O

»

BaO
SO3  BaSO4

»

El nitrato de potasio sólido se calienta para obtener nitrito de potasio VyOLGR\JDVR[tJHQR

»

&XDQGRVHYLHUWHXQDVROXFLyQGHiFLGRFORUKtGULFRVREUHSLHGUDFDOL]D FDUERQDWRGHFDOFLR VHSURGXFHJDVGLy[LGRGHFDUERQR\FORUXURGH FDOFLRHQVROXFLyQ

Balanceo de ecuaciones rédox por el método del número de oxidación 8QDGHODVSURSLHGDGHVPiVLPSRUWDQWHVGHORVHOHPHQWRVHVVXHVWDGRGHR[LGDFLyQRQ~PHURGHR[LGDFLyQ([LVWHXQDFRUUHODFLyQGHÀQLGDHQWUHORVQ~PHURVGH R[LGDFLyQ\ORVJUXSRVHQGRQGHHVWiQORFDOL]DGRVORVHOHPHQWRVHQODWDEODSHULyGLFD3DUDSUHGHFLUXQDIyUPXODTXtPLFDVLPSOHPHQWHVHXQHQORVHOHPHQWRVFRQ Q~PHURGHR[LGDFLyQSRVLWLYRDDTXHOORVTXHWLHQHQQ~PHURGHR[LGDFLyQQHJDWLYR VLQROYLGDUTXHODVXPDGHWRGRVORVQ~PHURVGHR[LGDFLyQHQODIyUPXODÀQDOGHEH VHULJXDODFHUR 0XFKRVHOHPHQWRVSULQFLSDOPHQWHORVGHWUDQVLFLyQ WLHQHQPiVGHXQ Q~PHURGHR[LGDFLyQTXHKD\TXHFRQVXOWDUHQODWDEODSHULyGLFD&RPHQ]DUHPRV SRUODDVLJQDFLyQGHORVQ~PHURVGHR[LGDFLyQ\SDUDHVWRKD\GRVPpWRGRV1R REVWDQWHODFRQGLFLyQTXHVLHPSUHVHFXPSOHHV´6LHPSUHTXHWHQJDOXJDUXQD R[LGDFLyQGHEHKDEHUXQDUHGXFFLyQVLPXOWiQHDµ

Fig. 7.6 El proceso de R[LGDFLyQGHXQPHWDO

188

(VWH WLSR GH UHDFFLRQHV FRQ WUDQVIHUHQFLD GH HOHFWURQHV VRQ FRQRFLGDV WDPELpQ FRPR UHDFFLRQHV GH y[LGRUHGXFFLyQ R UpGR[ /DV UHDFFLRQHV UpGR[ VH describen ahora en términos de ganancia o pérdida de electrones, e incluyen una YDULDFLyQHQODVFDUJDVHOpFWULFDVHQODHVSHFLHUHDFFLRQDQWH¢4XpHVODR[LGDFLyQ \TXpHVODUHGXFFLyQ" La palabra oxidación indica presencia de oxígeno; antiguamente, se utiOL]DEDSDUDLQGLFDUTXHXQDVXVWDQFLDJDQDEDR[tJHQR([LVWHQPXFKRVHMHPSORVGH R[LGDFLyQHQWUHHOORVODGHOKLHUUR\ODFRPEXVWLyQ

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

Actualmente, los procesos de oxidación y reducción se analizan desde la HVWUXFWXUDDWyPLFDGHORViWRPRV&RPRORVHxDODPRVDQWHULRUPHQWHODR[LGDFLyQ QRVHSXHGHHIHFWXDUVLQTXHH[LVWDUHGXFFLyQHQXQDUHDFFLyQTXtPLFD /D UHGXFFLyQ TXtPLFD VH GHÀQH FRPR HO SURFHVR SRU HO FXDO XQ iWRPR JDQDHOHFWURQHVHQODR[LGDFLyQHQFDPELRFRPR\DVHYLRHOiWRPRSLHUGHHOHFWURQHV$HVWDVUHDFFLRQHVVHOHVFRQRFHFRPRy[LGRUHGXFFLyQUpGR[  /DVHFXDFLRQHVGHy[LGRUHGXFFLyQSXHGHQEDODQFHDUVHSRUGRVPpWRGRV HOGHOQ~PHURGHR[LGDFLyQ\HOGHOLRQHOHFWUyQ(OSULPHURSXHGHXWLOL]DUVHSDUD ODV HFXDFLRQHV FRPSOHWDV R PROHFXODUHV \ SDUD ODV HFXDFLRQHV LyQLFDV 3DUD EDODQFHDUHFXDFLRQHVUpGR[PHGLDQWHHOPpWRGRGHOQ~PHURGHR[LGDFLyQKD\TXH WRPDUHQFXHQWDORVLJXLHQWH 1.

8QiWRPRVHR[LGDFXDQGRSLHUGHHOHFWURQHV\VXQ~PHURGHR[LGDFLyQDXPHQWD

2.

8QiWRPRVHUHGXFHFXDQGRJDQDHOHFWURQHV\VXQ~PHURGHR[LGDFLyQGLVPLQX\H

En la siguiente tabla se observa el sentido de la oxidación y la reducción, GHDFXHUGRFRQHODXPHQWRRGLVPLQXFLyQGHOQ~PHURGHYDOHQFLD 2[LGDFLyQ ȩ7 ȩ6 ȩ5 ȩ4 ȩ3 ȩ2 ȩ1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 5HGXFFLyQ 1.

$OHOHPHQWRTXHVHUHGXFHVHOHOODPDDJHQWHR[LGDQWH

2.

$OHOHPHQWRTXHVHR[LGDVHOHGHQRPLQDDJHQWHUHGXFWRU

3.

Al emplear el método rédox para balancear ecuaciones, no debemos olvidar TXH a)

&XDQGRXQHOHPHQWRQRVHHQFXHQWUDFRPELQDGRVXQ~PHURGHYDOHQFLD HVFHUR

b)

(OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHOKLGUyJHQRHV

c)

(OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHOR[tJHQRHVȩ

d)

(OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHORVHOHPHQWRVGHOJUXSR,$GHODWDEODSHULyGLFDHV

e)

(OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHORVHOHPHQWRVGHOJUXSR,,$GHODWDEODSHULyGLFDHV

I  (OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHODOXPLQLRHV g)

(OQ~PHURGHR[LGDFLyQGHORVKDOyJHQRVHVȩVLHQODPROpFXODQRKD\ R[tJHQR

K  /RVQ~PHURVGHR[LGDFLyQSRVLWLYRVVRQLJXDOHVDORVQHJDWLYRVHQXQD IyUPXODFRUUHFWDPHQWHHVFULWD (MHPSORV +1

HCl +5 O−3 2

+2

ZnO−2

K 22 Cr +6 O7 Na 2+1S +6 O4−2

189

Química I

Reglas de asignación para los números de oxidación (OQ~PHURGHR[LGDFLyQHVODFDUJDTXHVHOHDVLJQDDXQiWRPRGHQWURGHXQDPROpFXODHQODVUHDFFLRQHVUpGR[HVHOQ~PHURTXHVHDVLJQDDORVUHDFWLYRV\DORV SURGXFWRVSDUDLQGLFDUODWUDQVIHUHQFLDGHHOHFWURQHV 3DUDGHWHUPLQDUORVQ~PHURVGHR[LGDFLyQGHEHPRVWHQHUHQFXHQWDOR VLJXLHQWH 1.

/RVQ~PHURVGHR[LGDFLyQSRVLWLYRV\QHJDWLYRVVHHQFRQWUDUiQVLHPSUHHQOD PLVPDFDQWLGDG

2.

(QHOFDVRHVSHFtÀFRGHOKLGUyJHQRVHWUDEDMDUiHQVXPD\RUtDFRQH[FHSWXDQGRORVKLGUXURVGRQGHVHKDUiFRQȩ

3.

3DUDHOR[tJHQRVHWUDEDMDUiHQVXPD\RUtDFRQȩ

4.

7HQGUiWRGRHOHPHQWRTXHVHHQFXHQWUHVROR

5.

6HDQDOL]DUiHOHPHQWRSRUHOHPHQWRDOGHWHUPLQDUORVQ~PHURVGHR[LGDFLyQ (VWRVHKDUiFRPSDUDQGRHOSULPHUHOHPHQWRGHODHFXDFLyQFRQHOVHJXQGR SDUDYHUFXiOFDPELDGHQ~PHURGHR[LGDFLyQ Fe 2+3 O3−2

6.

/DVXPDDOJHEUDLFDGHORVQ~PHURVGHR[LGDFLyQGHEHUiVHU

7.

&RQWDQGRORViWRPRVGHFDGDHOHPHQWR Fe : 2 ( +3 ) : +6 O : 3 ( −2 ) : −6 0

5HFXHUGDTXHODVXPD algebraica de ORVQ~PHURVGH oxidación debe VHULJXDODFHUR

Actividad de aprendizaje 7 1.

'HWHUPLQDHOQ~PHURGHR[LGDFLyQGHORVHOHPHQWRVSUHVHQWHVHQORVVLJXienWHVFRPSXHVWRV Compuestos Fe 2 ( SO4 ) 3

NaBr

AlCl3 Pb (NO3 )2

190

Elementos Fe

S

O

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

Fe 2 O3 K 2 Cr2 O7 Cl 2 H2 O

Mg

K 2 CO3

Pasos para balancear una ecuación por rédox: 1.

(VFULEHFRUUHFWDPHQWHODHFXDFLyQGHODUHDFFLyQ

Al
Cu S O 4  Cu+Al 2  SO4 3 2.

'HWHUPLQD HO Q~PHUR GH R[LGDFLyQ GH WRGRV ORV HOHPHQWRV SUHVHQWHV HQ OD HFXDFLyQ Al + Cu S O 4 → Cu +Al 2 ( S O 4 )3 0

3.

+2

+6

-2

0

+3

+6

-2

0DUFDHQODHFXDFLyQDTXHOORVHOHPHQWRVTXHVXIULHURQFDPELRVHQVXVQ~PHURVGHR[LGDFLyQSDUDGHWHUPLQDUHOHOHPHQWRTXHVHR[LGD\HOTXHVHUHGXFH Al + Cu S O 4 → Cu +Al 2 ( S O 0

4.

+2

+6

-2

0

+3

+6

-2

)

3DUDHOORUHFXHUGDODWDEOD Oxidación










































































Reducción

&RPRSXHGHVYHU El Al0 pasa a Al+3, SRUORTXHVHR[LGDSHUGLHQGRHOHFWURQHV El Cu+2 pasa a Cu+0SRUORTXHVHUHGXFHJDQDQGRHOHFWURQHV 5.

(IHFW~D XQD VHPLHFXDFLyQ FRQ ODV VXVWDQFLDV LPSOLFDGDV LQWHUFDPELDQGR HO Q~PHURGHHOHFWURQHV\SURFHGLHQGRDPXOWLSOLFDU

191

Química I Al0

Al+3

Cu+2

6.

Cu+0

3e

2e

2e

3e 2 Al0 3Cu+2

+ +

6e 6e

2 Al0

+

3 Cu+2

2 Al+3 3 Cu+0 Al+3 + 3 Cu+0

&RORFDORVFRHÀFLHQWHVREWHQLGRVHQODHFXDFLyQ

2 Al + 3 Cu SO4
3Cu + 2 A l 2 (SO 4 ) 3 7.

)LQDOPHQWHEDODQFHDSRUHOPpWRGRGHWDQWHRVLJXLHQGRHORUGHQVXJHULGR PHWDOQRPHWDOKLGURJHQR\R[LJHQR 4 Al + 6 Cu SO4
6Cu + 2 Al 2 (SO 4 )3 REACTIVOS

PRODUCTOS

Al = 4

Al = 4

&X 

&X 

6 

6 

O = 24

O = 24

Actividad de aprendizaje 8 5HDOL]DODVVLJXLHQWHVDFWLYLGDGHVFRQODVHFXDFLRQHVTXHDSDUHFHQDFRQWLQXDFLyQ 6LWLHQHVDOJXQDGXGDFRQV~OWDODFRQWXIDFLOLWDGRU a)

$VLJQDQ~PHURVGHR[LGDFLyQDWRGRVORVHOHPHQWRV

b)

6HxDODFXiOHVODVXVWDQFLDTXHVHR[LGD\H[SOLFDWXUD]RQDPLHQWR

c)

0HQFLRQDFXiOHVODVXVWDQFLDTXHVHUHGXFH\H[SOLFDWXUD]RQDPLHQWR

d)

,QGLFDFXiOVXVWDQFLDHVHODJHQWHR[LGDQWH\H[SOLFDWXUD]RQDPLHQWR

e)

,QGLFDTXpVXVWDQFLDHVHODJHQWHUHGXFWRU\H[SOLFDWXUD]RQDPLHQWR

f)

%DODQFHDODHFXDFLyQSRUHOPpWRGRGHOQ~PHURGHR[LGDFLyQXVDQGR WRGRVORVSDVRVFRUUHVSRQGLHQWHV

Síntesis

192

I.

5HDOL]DORVVLJXLHQWHVHMHUFLFLRV

1.

HNO2  HNO3
NO
H2 O

Representas y operas reacciones químicas

2.

H2 O + SO2 + HNO3 → H2 SO4 + NH3

3.

Al
Cu S O 4  Cu+Al 2  SO4 3

4.

KClO3 +H2 SO4
KHSO4 +O2 +Cl O2 +H2 0

5.

C
HNO3  NO2
CO2
H2 0

II.

(ODERUDXQPDSDFRQFHSWXDOGRQGHSUHVHQWHVODLQIRUPDFLyQPiVGHVWDFDGD GHHVWDVHVLyQ,QFOX\HWXPDSDHQHO3RUWDIROLRGH(YLGHQFLDV

Bloque VII

III. 2UJDQL]DGRVHQHTXLSRVGHFXDWURLQWHJUDQWHVEDODQFHHQODVLJXLHQWHHFXDFLyQ LQGLFDQGR ORV SURFHGLPLHQWRV FRPSOHWRV TXH XWLOL]DURQ SDUD OOHJDU DO UHVXOWDGR KMnO4 + KCl + H2 S O4 → MnSO4 + KHSO4 + HS O + Cl 2

Retroalimentación ,QVWUXFFLRQHV 1.

(VFULEHXQHQVD\RVREUHODUHOHYDQFLDGHORVSURFHVRVTXtPLFRVTXHVHXWLOL]DQ HQODVROXFLyQGHSUREOHPDVFRWLGLDQRVGHWXFRPXQLGDG

2.

(VFULEHVREUHODVOtQHDVFRUUHVSRQGLHQWHVHOQ~PHURGHR[LGDFLyQTXHSUHVHQWDFDGDXQRGHORVVLJXLHQWHVHOHPHQWRV

3.

FeSO4

Fe__________S__________O__________

KCl

K___________Cl_________

GaBr3

Ga__________Br_________

MgCO3

Mg_________ C_________O__________

Al 2 O3

Al___________O_________

5HVSRQGHEUHYHPHQWHODVVLJXLHQWHVFXHVWLRQHV a)

¢4XpHVXQDIyUPXODTXtPLFD"

b)

¢4XpHVXQDHFXDFLyQTXtPLFD"

c)

¢4XpHVXQDUHDFFLyQTXtPLFD"

d)

¢4XpHVEDODQFHDUXQDHFXDFLyQ"

e)

¢4XpHVHOQ~PHURGHR[LGDFLyQ"

193

Química I 4.

'DGDODVLJXLHQWHHFXDFLyQTXtPLFDEDODQFHDFDGDXQRGHORVFRPSRQHQWHV SRUHOPpWRGRPiVDGHFXDGRLQGLFDQGRHOQRPEUHGHODVSDUWHVTXHDKtVH VHxDODQ

HNO3 + P4 + 4H2O

H3PO4 + NO

Actividad experimental 1: Oxidación-reducción Objetivo 'HWHUPLQDUHOSURFHVRGHR[LGDFLyQUHGXFFLyQTXHVHGDHQGLYHUVDVUHDFFLRQHV 0DWHULDOHV\UHDFWLYRV Materiales

Reactivos

Gradilla

Acido clorhídrico (HCl ) 0

4 tubos de ensaye

3DSHODOXPLQLR( Al )

Jeringa de 5 mL sin aguja

Alambre de cobre ( Cu )

Cinta adhesiva (masking tape

3LH]DGHSODWD( Ag ) )LEUDPHWiOLFDÀQDGHKLHUUR(Fe ) %LFDUERQDWRGHVRGLR(NaHCO3 ) 'LYHUVRVREMHWRVPHWiOLFRVJUDSDV DOÀOHUFOLSHWF

1RWD(OHClHVFRUURVLYRSRUORTXHVHGHEHWHQHUFXLGDGRFRQVXPDQHMR (Q FDVR GH TXH OD SLHO HQWUH HQ FRQWDFWR GLUHFWR FRQ pO VH GHEH ODYDU OD SDUWHDIHFWDGDFRQXQDVROXFLyQGHELFDUERQDWRGHVRGLR\GHVSXpVHQMXDJDUFRQ DEXQGDQWHDJXD 3URFHGLPLHQWR

194

1.

0DUFDORVWXERVFRQHOQRPEUHGHORVPHWDOHVTXHYDVDXWLOL]DU

2.

Agrega 1 ml de HClDFDGDWXER

3.

$JUHJD XQD SLH]D SHTXHxD GHO PHWDO DO WXER FRUUHVSRQGLHQWH 2EVHUYD TXp RFXUUH

4.

Agrega NaHCO3DFDGDWXER\REVHUYDKDVWDDVHJXUDUWHGHTXHQRKD\DIRUPDFLyQGHEXUEXMDV

5.

5HSLWHORVSDVRV\XWLOL]DQGRORVGLYHUVRVREMHWRVPHWiOLFRV2EVHUYDTXp RFXUUH

Bloque VII

Representas y operas reacciones químicas

Conclusiones.$QRWDWXVFRQFOXVLRQHVGHORTXHREVHUYDVWHHQFDGDWXER

Actividad experimental 2: Reacciones químicas Objetivo 4XHHODOXPQRH[SHULPHQWHFRQUHDFFLRQHVTXtPLFDV\ODVFODVLÀTXHHQUHDFFLRQHV GHVtQWHVLVGHVFRPSRVLFLyQGHVSOD]DPLHQWR\GREOHVXVWLWXFLyQ Materiales

Cantidades

Tubos de ensayo

4

Vidrio de reloj

1

3LSHWDJUDGXDGD

1

3RSRWH

1

Sustancias Ð[LGRGHFDOFLR&D2

J

3HUy[LGRGHKLGUyJHQR+2O2

0O

6ROXFLyQGHQLWUDWRGHSODWD 0RODU$J123 

10 ml

$ODPEUHGHFREUH&X

3 cm

6ROXFLyQGHFORUXURGHVRGLRDO 1D&O

5 ml

'Ly[LGRGHPDQJDQHVR0Q22

J

Agua destilada

10 ml

Antecedentes 3RUH[SHULHQFLDVDEHPRVTXHXQDGHODVIRUPDVPiVDSURSLDGDVGHLQLFLDUHOHVWXGLRGHFXDOTXLHUVLVWHPDFRPSOHMRHVFODVLÀFiQGRORDGHFXDGDPHQWH\ODVUHDFFLRQHVTXtPLFDVQRVRQODH[FHSFLyQ6DEHPRVTXHDORFXUULUXQDUHDFFLyQTXtPLFD se generan cambios en la composición y estructura de las sustancias reactantes; de DFXHUGRFRQHVWRVHOHVFODVLÀFDFRP~QPHQWHHQFXDWURWLSRV a)

Reacciones de síntesis

b)

Reacciones de descomposición

c)

Reacciones de desplazamiento

d)

Reacciones de doble sustitución

Procedimiento 1 1.

(QXQWXERGHHQVD\RFRORFDJGHy[LGRGHFDOFLR$JUHJDPOGHDJXD GHVWLODGDDJLWD\REVHUYD

195

Química I 2.

9LHUWHHOOtTXLGRHQRWURWXERGHHQVD\R

3.

(QHVWHQXHYRWXERLQWURGXFHXQSRSRWHKDVWDHOVHQRGHOOtTXLGR\SURFHGH DVRSODUVXDYHPHQWH

$QRWDWXVREVHUYDFLRQHV

,QYHVWLJD VREUH ODV UHDFFLRQHV TXH RFXUUHQ \ FRPSOHWD ODV VLJXLHQWHV HFXDFLRQHV »

CaO
H2 O 

»

Ca ( OH)2 + CO2 →

»

¢4XpWLSRGHUHDFFLRQHVRFXUULHURQ"

Procedimiento 2 1.

(QXQWXERGHHQVD\RFRORFDJGHGLy[LGRGHPDQJDQHVR

2.

$JUHJDPOGHSHUy[LGRGHKLGUyJHQR\REVHUYD

3.

$FHUFDDODERFDGHOWXERXQDSDMLOODFRQXQSXQWRGHLJQLFLyQ

$QRWDWXVREVHUYDFLRQHV

196

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

,QYHVWLJDVREUHODUHDFFLyQTXHRFXUUH\FRPSOHWDODHFXDFLyQ MnO2

H2 O2
¢4XpWLSRGHUHDFFLyQRFXUULy"

Procedimiento 3 (QXQYLGULRGHUHORMYLHUWHPOGHVROXFLyQGHQLWUDWRGHSODWD$JUpJDOHXQWURFLWRGHDODPEUHGHFREUH\REVHUYD

$QRWDWXVREVHUYDFLRQHV

,QYHVWLJD VREUH OD UHDFFLyQ TXH RFXUUH \ FRPSOHWD OD VLJXLHQWH HFXDFLyQ$J123 + Cu o ¢4XpWLSRGHUHDFFLyQRFXUULy"

Procedimiento 4 (QXQWXERGHHQVD\RFRORFDPOGHVROXFLyQGHQLWUDWRGHSODWD$JUHJDPOGH VROXFLyQGHFORUXURGHVRGLR\REVHUYD

$QRWDWXVREVHUYDFLRQHV

197

Química I ,QYHVWLJDVREUHODUHDFFLyQTXHRFXUUH\FRPSOHWDODVLJXLHQWHHFXDFLyQ AgNO3
NaCl  ¢4XpWLSRGHUHDFFLyQRFXUULy"

$QRWDWXVREVHUYDFLRQHV ,QYHVWLJDVREUHORVVLJXLHQWHVFRQFHSWRV

198

»

)HQyPHQRTXtPLFR

»

5HDFFLyQTXtPLFD

»

(FXDFLyQ

»

5HDFWLYR

»

3URGXFWR

Realiza una UHÁH[LyQ sobre la TXtPLFD en tu vida cotidiana y elabora una lista de componentes TXtPLFRV TXHVH encuentran en la vida cotidiana y sus posible reacciones TXtPLFDV

Actividades de aprendizaje

0

3XQWDMH

Pre-formal

Reconozco la importancia de los procesos TXtPLFRVHQPL vida cotidiana

Criterios

0

Tengo una idea generales de las reacciones TXtPLFDV

Inicial- receptivo

1

Comprendo la importancia de las reacciones TXtPLFDVHQ mi vida

Resolutivo (básico)

Autónomo

3

5

Reconozco FRQIDFLOLGDG las reacciones TXtPLFDV en mi vida cotidiana y ODVFODVLÀFR VHJ~QVX complejidad

Estratégico

3. Competencias

Comprendo la importancia de las reacciones TXtPLFDV mediante el DQiOLVLVGHVXV características y revisión documental

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

Reconozco los procesos TXtPLFRVFRPRIHQyPHQRV de mi entorno, demostrando la validez de la Ley de la conservación de la materia al EDODQFHDUUHDFFLRQHVTXtPLFDV

2. Proyecto Bloque VII

No tengo conocimiento de las reacciones TXtPLFDV en mi vida cotidiana

'XUDFLyQ

'RFHQWH

4XtPLFD,

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

5HIHUHQFLDV ELEOLRJUiÀFDV

Internet

*XtDGLGiFWLFD GH4XtPLFD,

5RWDIROLR

6. Recursos

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

199

200 0

No hay interés por realizar las actividades

0

Conozco los métodos de balanceo de ecuaciones TXtPLFDV\ demuestro la Ley de la conservación de la materia 3XQWDMH

No comprendo las actividades

Pre-formal

3XQWDMH

Distingo los tipos de reacciones y predigo los SURGXFWRVTXH los contienen

Reconozco el VLJQLÀFDGRGH los símbolos utilizados en la escritura de HFXDFLRQHV

Criterios

0

4

Comprendo el balanceo por tanteo pero no el de oxidoreducción

1

Describo las ecuaciones TXtPLFDV VHJ~QODV sustancias LPSOLFDGDV Realizo una actividad

Resolutivo (básico)

7. Normas de trabajo

Analizo la LQIRUPDFLyQ pero no realizo las actividades

0

Analizo la LQIRUPDFLyQ pero no realizo las actividades

Inicial- receptivo

Autónomo

7

Comprendo el balanceo por tanteo y óxidoreducción y realizo las actividades

3

Realizo todas las actividades LGHQWLÀFDQGR ODVSDUWHVTXH FRQIRUPDQ la ecuación TXtPLFD\ realizo las actividades

5. Estructura de la evaluación

10

Conozco y aplico los métodos para balancear ecuaciones TXtPLFDV\ considero sus aplicaciones en la vida cotidiana

5

,GHQWLÀFRHQ una reacción TXtPLFDORV cambios en las sustancias y describo FRQIDFLOLGDG la ecuación, realizo las actividades sugeridas

Estratégico

*XtDGLGiFWLFD

3LQWDURQ

5RWDIROLR

3HULyGLFR

Recortes

Revistas

*XtDGLGiFWLFD GH4XtPLFD,

6. Recursos

/RVWUDEDMRVVHGHEHUiQHQWUHJDUGHDFXHUGRDORHVWDEOHFLGRSRUHOIDFLOLWDGRUGXUDQWHHOGHVDUUROORGHODVHVLyQ

%DODQFHDU por tanteo u oxidoreducción las ecuaciones TXtPLFDV

Actividades de aprendizaje

4. Actividades del proyecto

Química I

Representas y operas reacciones químicas

Bloque VII

201

Bloque VIII Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas Desempeños del estudiante al concluir el bloque »

'LVWLQJXHHQWUHUHDFFLRQHVTXtPLFDVHQGRWpUPLFDV \ UHDFFLRQHV TXtPLFDV H[RWpUPLFDV SDUWLHQGR GH ORVGDWRVGHHQWDOStDGHUHDFFLyQ

»

([SOLFDHOFRQFHSWRGHYHORFLGDGGHUHDFFLyQ

»

Calcula entalpía de reacción a partir de entalpías GHIRUPDFLyQ

Objetos de aprendizaje »

Entalpía »

Entalpía de reacción

»

(QWDOStDGHIRUPDFLyQ

»

Reacciones exotérmicas y endotérmicas

»

Velocidad de reacción

»

Desarrollo sustentable

Competencias a desarrollar  Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad \HODPELHQWHHQFRQWH[WRVKLVWyULFRV\VRFLDOHVHVSHFtÀFRV  Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología HQVXYLGDFRWLGLDQDDVXPLHQGRFRQVLGHUDFLRQHVpWLFDV  ,GHQWLÀFD SUREOHPDV IRUPXOD SUHJXQWDV GH FDUiFWHU FLHQWtÀFR \ SODQWHDODVKLSyWHVLVQHFHVDULDVSDUDUHVSRQGHUODV  2EWLHQHUHJLVWUD\VLVWHPDWL]DODLQIRUPDFLyQSDUDUHVSRQGHUDSUHJXQWDVGHFDUiFWHUFLHQWtÀFRFRQVXOWDQGRIXHQWHVUHOHYDQWHV\UHDOL]DQGRH[SHULPHQWRVSHUWLQHQWHV  Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento FRQKLSyWHVLVSUHYLDV\FRPXQLFDVXVFRQFOXVLRQHV  Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos IHQyPHQRVQDWXUDOHVDSDUWLUGHHYLGHQFLDVFLHQWtÀFDV  ([SOLFLWDODVQRFLRQHVFLHQWtÀFDVTXHVXVWHQWDQORVSURFHVRVSDUDOD VROXFLyQGHSUREOHPDVFRWLGLDQRV  ([SOLFD HO IXQFLRQDPLHQWR GH PiTXLQDV GH XVR FRP~Q D SDUWLU GH QRFLRQHVFLHQWtÀFDV  5HODFLRQDODVH[SUHVLRQHVVLPEyOLFDVGHXQIHQyPHQRGHODQDWXUDOH]D y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o PRGHORVFLHQWtÀFRV  $QDOL]D ODV OH\HV JHQHUDOHV TXH ULJHQ HO IXQFLRQDPLHQWR GHO PHGLR ItVLFR\YDORUDODVDFFLRQHVKXPDQDVGHULHVJRHLPSDFWRDPELHQWDO  Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su FXHUSRVXVSURFHVRVYLWDOHV\HOHQWRUQRDOTXHSHUWHQHFH 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos \HTXLSRHQODUHDOL]DFLyQGHDFWLYLGDGHVGHVXYLGDFRWLGLDQD

Química I Proyecto ,GHQWLÀFRORVWLSRVGHUHDFFLyQGHDFXHUGRFRQODHQHUJtDTXHHOLPLQDQRDEVRUEHQ para poder aplicarlos correctamente, así como la velocidad de estas para el aproYHFKDPLHQWRGHSURGXFWRVTXHSXHGHQVHUXWLOL]DGRVSRUHOKRPEUH\VREUHWRGR para prevenir la contaminación al medio ambiente, y poder lograr un desarrollo VXVWHQWDEOH

Dinamización y motivación ¢$OJXQDYH]WHKDVSUHJXQWDGRSRUTXpDOJXQDVUHDFFLRQHVTXtPLFDVRFXUUHQPiV UiSLGRTXHRWUDVSRUTXpDOFRPELQDUVXVWDQFLDVHOUHFLSLHQWHTXHODVFRQWLHQH VHSRQHGHPDVLDGRIUtRRFDOLHQWHRFyPRHVTXHVHOOHYDDFDERXQDUHDFFLyQTXtPLFD"/DVUHVSXHVWDVDHVWDVSUHJXQWDVODVSRGUiVREWHQHUHQHOSUHVHQWHEORTXH donde hablaremos de las reacciones endotérmicas y exotérmicas, de la velocidad GHUHDFFLyQ\GHRWURVFRQFHSWRVLPSRUWDQWHVTXHRFXUUHQHQXQDUHDFFLyQTXtPLFD

Actividad de dinamización /HHFXLGDGRVDPHQWHFDGDXQDGHODVVLJXLHQWHVGHÀQLFLRQHV\HOLJHODOHWUDGHOD RSFLyQHQTXHVHHQFXHQWUDHOFRQFHSWRDOFXDOKDFHQUHIHUHQFLD3LHQVDWRGDVODV SRVLELOLGDGHVGHUHVSXHVWDDQWHVGHHOHJLUODTXHFRQVLGHUHVDFHUWDGD 1.

2.

3.

204

Es el cambio en la concentración de un reactivo o producto por unidad de WLHPSR a)

Entalpía

b)

+LGURVWiWLFD

c)

Velocidad de reacción

d)

Geometría molecular

(V XQD IRUPD GH FUHFLPLHQWR TXH VDWLVIDFH ODV QHFHVLGDGHV GH ODV DFWXDOHV JHQHUDFLRQHVVLQFRPSURPHWHUODVGHODVIXWXUDV a)

Impacto ambiental

b)

Consumismo

c)

Desarrollo sustentable

d)

Dimensión social

7HRUtDTXHSHUPLWHH[SOLFDUODYHORFLGDGGHXQDUHDFFLyQTXtPLFD a)

De las colisiones

b)

De las atracciones

c)

De las repulsiones

d)

De las masas

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas 4.

5.

6.

7.

8.

9.

II.

Bloque VIII

(VXQIDFWRUTXHLQWHUYLHQHHQODYHORFLGDGGHXQDUHDFFLyQ a)

El punto de ebullición

b)

El color

c)

La temperatura

d)

La densidad

6RQODVUHDFFLRQHVHQODVFXDOHVKD\XQDSpUGLGDGHFDORUVHOLEHUD  a)

Endotérmicas

b)

Concentradas

c)

Diluidas

d)

Exotérmicas8_Entiende los procesos

(QHUJtDFDOyULFDTXHVHGHVSUHQGHRDEVRUEHGXUDQWHXQDUHDFFLyQTXtPLFD a)

Calor latente

b)

Entalpía

c)

&DORUHVSHFtÀFR

d)

Calor de reacción

6RQODVUHDFFLRQHVHQODVFXDOHVKD\XQDJDQDQFLDGHFDORUVHDEVRUEH  a)

Concentradas

b)

Endotérmicas

c)

0RODUHV

d)

Exotérmicas

Es la energía consumida o liberada en reacciones bajo condiciones de presión FRQVWDQWHSRUODWUDQVIRUPDFLyQGHUHDFWLYRVDSURGXFWRV a)

Electronegatividad

b)

Entalpía

c)

Velocidad de reacción

d)

Geometría molecular

6XVWDQFLDTXHUHWDUGDRDFHOHUDXQDUHDFFLyQTXtPLFD\TXHDOÀQDOGHHVWDVH UHFXSHUDVLQKDEHUVXIULGRXQFDPELRDSUHFLDEOH a)

Hormonas

b)

3URWHtQDV

c)

0ROpFXODV

d)

Catalizador

2UJDQL]DGRVHQHTXLSRVGHFXDWURLQWHJUDQWHV LQYHVWLJXHQ HQOLEURV\HQHO LQWHUQHWORTXHVLJQLÀFDFDGDXQRGHORVVLJXLHQWHVFRQFHSWRV a)

Desarrollo sustentable

b)

Consumismo

c)

Alimentos transgénicos

205

Química I

Sesión A. Entalpía de formación y de reacción, y reacciones exotérmicas y endotérmicas Criterios a desarrollar »

([SOLFRORVFRQRFLPLHQWRVGHHQWDOStDGHUHDFFLyQ\HQWDOStDGHIRUPDFLyQ

»

'LVWLQJRHQWUHUHDFFLRQHVTXtPLFDVHQGRWpUPLFDV\UHDFFLRQHVTXtPLFDV H[RWpUPLFDV

»

8WLOL]DQGRGDWRVGHODWDEODGHHQWDOStDVFDOFXORODHQWDOStDGHUHDFFLyQDSDUWLUGHODHQWDOStDGHIRUPDFLyQ

»

0XHVWURLQWHUpVSRUFRPSUHQGHUORVFDPELRVHQHUJpWLFRVHQODVUHDFFLRQHVTXtPLFDVTXHVHGDQHQPLHQWRUQR

Desarrollo de criterios

Entalpía de formación y entalpía de reacción &DVL WRGDV ODV UHDFFLRQHV TXtPLFDV LPSOLFDQ XQD SpUGLGD R JDQDQFLD GH HQHUJtD 3DUDPHGLUHVWHLQWHUFDPELRGHFDORUHQWUHSURGXFWRV\UHDFWLYRVVHHPSOHDXQD PDJQLWXGWHUPRGLQiPLFDODHQWDOStDTXHVHUHSUHVHQWDFRQODOHWUD+$TXtQR interesa conocer la energía de los productos o de los reactivos, sino el cambio de calor de reacción, conocido como cambio de entalpía (
H) TXHHVODFDQWLGDGGH FDORUTXHVHDEVRUEHRVHGHVSUHQGHGXUDQWHXQDUHDFFLyQTXtPLFD(OFDPELRGH entalpía (
H) VHFDOFXODGHODVLJXLHQWHPDQHUD
H = productos-H reactivos La HQWDOStDes una magnitud TXHVHHPSOHDSDUDmedir el calor que se SURGXFH HQWUH SURGXFWRV \ UHDFWLYRV 6H WUDWD GH OD HQHUJtD FDORUtÀFD TXH XQ VLVWHPDWHUPRGLQiPLFRSXHGH LQWHUFDPELDUFRQHOPHGLRTXHORURGHD+D\YDULRV tipos de entalpía, dependiendo del momento GHOSURFHVRHQHOTXHRFXUUHQODGH UHDFFLyQODGHIRUPDFLyQ\ODGHFRPEXVWLyQ La HQWDOStDGHIRUPDFLyQes el FDPELRGHFDORUQHFHVDULRSDUDIRUPDU un mol de una sustanciaDSUHVLyQFRQVWDQWH\DSDUWLUGHORVHOHPHQWRVTXHOD FRQVWLWX\HQ&RPRHVWHWLSR de entalpía varía de acuerdo con las condiciones en ODVTXHVHHVWiH[SHULPHQWDQGRVHKDGHWHUPLQDGR una HQWDOStDHVWiQGDU /DHQWDOStDGHIRUPDFLyQ (
Hf ) HVHOFDPELRGHHQWDOStDTXHRFXUUHGXUDQWH HO SURFHVR GH XQD UHDFFLyQ HQ OD FXDO VH IRUPDQ FRPSXHVWRV D SDUWLU GH HOHPHQWRVSRUHMHPSORODIRUPDFLyQGHOFORUXURGHVRGLRVDOGHPHVD DSDUWLU GHPHWDOVRGLR\JDVFORUR

206

2Na ( s) + Cl 2(g ) 2NaCl ( s)

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

/DVHQWDOStDVGHIRUPDFLyQVHPLGHQEDMRFRQGLFLRQHVHVWiQGDUDODSUHVLyQGHDWPyVIHUDDXQDWHPSHUDWXUDGHž&. \\DVHDGHPDQHUDGLUHFWD SRUPpWRGRVFDORULPpWULFRV RELHQDSDUWLUGHGDWRVWHUPRTXtPLFRV(VWHWLSR GHFDPELRGHHQWDOStDVHGHQRPLQDHQWDOStDHVWiQGDUGHIRUPDFLyQ(
Hf )  /DHQWDOStDHVWiQGDUGHUHDFFLyQ (
Hf ) VHGHÀQHFRPRODFDQWLGDGGHFDORUTXHVHGHVSUHQGHRDEVRUEHGXUDQWHXQDUHDFFLyQTXtPLFDDSUHVLyQFRQVWDQWH y de acuerdo con ODVFDQWLGDGHVGHUHDFWLYRV\SURGXFWRV Entalpías estándar de formación para algunos compuestos Compuesto

ÍH0f. kJ/mol

Compuesto

ÍH0f. kJ/mol

Compuesto

ÍH0f. kJ/mol

AgClV

î

CaCOV

î

H262DF

î

AgNODF

î

&D62V

î

H262O

î

Ag262V

î

FeO

î

H332DF

î

CHJ

î

Fe2OV

î

0Q123 DF

î

C2HJ



HCl

J

î

0Q2V

î

C2HJ



HCl

DF

î

NaCl

V

î

CHO



H2O

J

î

NaCl

DF

î

CHO

î

H2O

O

î

NaOH

COJ

î

HNODF

î

NaOH

COJ

î

HNOO

î

Na262DF

V

V

î

DF

î î

Reacciones endotérmica y exotérmica &XDQGRDORFXUULUXQDUHDFFLyQVHGHVSUHQGHFDORUVHGLFHTXHHVXQDUHDFFLyQ exotérmica. 6HDODUHDFFLyQHQWUHORVUHDFWLYRV$\%SDUDWRPDUORVSURGXFWRV&\ D y la cantidad de calor liberado delta (
) VLHQGR (T²(LORTXHVLJQLÀFDTXHHO FDORUOLEHUDGRHQXQDUHDFFLyQH[RWpUPLFDHVODGLIHUHQFLDGHFRQWHQLGRHQHUJpWLFR HQWUHUHDFWLYRV\SURGXFWRV (Tî Ei = îFDORUOLEHUDGR (MHPSOR H2 SO4 (ac) + Zn( s) ZnSO4 (ac) + H2 − 37.63Kcal H2(G) + 1 2 O2(g )H20(l ) − 68.32Kcal C( s) + O2(g ) CO2(g ) − 94.05Kcal

207

Química I 6LSRUHOFRQWUDULRVHDEVRUEHFDORUVHGLFHTXHODUHDFFLyQHVendotérPLFD\ODVHFXDFLRQHVTXHORUHSUHVHQWDQVHREVHUYDQHQORVVLJXLHQWHVHMHPSORV HQGRQGH Ei î(T ¨GHOWD 1 BaO2(g )BaO( s) + O2(g ) + 18.6Kcal 2 1 H2 O(g ) + Cl 2(g ) 2HCl + O2(g ) + 27.36Kca l 2 El calor puede incluirse como reactivo o como producto en las ecuaciones WHUPRTXtPLFDV$KRUDELHQFXDQGRXQVLVWHPDDEVRUEHFDORUSDUWHGHHVDHQHUJtD puede emplearse para producir un trabajo, por ejemplo, elevar un peso, aumentar HOYROXPHQRDFFLRQDUXQDEDWHUtD/DRWUDSDUWHGHODHQHUJtDVHDOPDFHQDGHQWUR del propio sistema, como energía de los movimientos internos y de la interacción HQWUH iWRPRV \ PROpFXODV$ HVWD HQHUJtD DOPDFHQDGD VH OH GHQRPLQD energía interna

Actividad de aprendizaje 1 1.

2.

0HGLDQWHXQDOOXYLDGHLGHDVFRQWHVWHQODVVLJXLHQWHVSUHJXQWDV a)

¢4XpHVHOFDORUGHUHDFFLyQ"

b)

¢&XiQGRXQDUHDFFLyQHVH[RWpUPLFD\FXiQGRHQGRWpUPLFD"

&ODVLÀFDORVVLJXLHQWHVHMHPSORVFRPRUHDFFLRQHVH[RWpUPLFDVRHQGRWpUPLFDV a)

6HOLEHUDQ550KJ

b)

(OQLYHOGHHQHUJtDGHORVSURGXFWRVHVPD\RUTXHODGHORVUHDFWLYRV

c)

(OPHWDEROLVPRGHODJOXFRVDHQHOFXHUSRSURSRUFLRQDHQHUJtD

d)

(OQLYHOGHHQHUJtDGHORVSURGXFWRVHVPHQRUTXHODGHORVUHDFWLYRV

e)

(QHOFXHUSRODVtQWHVLVGHSURWHtQDVUHTXLHUHHQHUJtD

I  6HDEVRUEHQ215kJ

208

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

Síntesis 1.

2.

,QWHJUDXQHTXLSRGHWUDEDMRFRQWUHVGHWXVFRPSDxHURV\HODERUHQXQUHporte en el cual respondan las siguientes preguntas, para incluirlo en sus porWDIROLRVGHHYLGHQFLDV a)

(Q XQD UHDFFLyQ H[RWpUPLFD ¢OD HQHUJtD GH ORV SURGXFWRV HV PD\RU R PHQRUTXHODGHORVUHDFWLYRV"

b)

(QXQDUHDFFLyQHQGRWpUPLFD¢ODHQHUJtDGHORVSURGXFWRVHVPD\RUR PHQRUTXHODGHORVUHDFWLYRV"

c)

3LHQVHQHQSRUORPHQRVVHLVHMHPSORVFRWLGLDQRV

$SDUWLUGHODWDEODGHHQWDOStDVHVWiQGDUGHIRUPDFLyQGHWHUPLQDODHQWDOStD de reacción para los siguientes casos, estableciendo si se trata de reacciones H[RWpUPLFDVRHQGRWpUPLFDV a)

2FeO( s) + C( s) → 2Fe( s) + CO2 (g )

b)

Mn( s) + 2HNO3 ac → Mn (NO3 )2

c)

2C2H2 g + 5O2 g → 4CO2 g + 2H2 O(g )

d)

2CO2 g → 2CO+O2

( )

( )

( )

( ac )

+ H2 g

( )

( )

( )

Sesión B. Velocidad de reacción Criterios a desarrollar »

([SOLFRHOFRQFHSWRGHYHORFLGDGGHUHDFFLyQ

»

'LVWLQJRHQWUHUHDFFLRQHVTXtPLFDVHQGRWpUPLFDV\UHDFFLRQHVTXtPLFDV H[RWpUPLFDV

»

,GHQWLÀFRORVIDFWRUHVTXHLQWHUYLHQHQHQODYHORFLGDGGHXQDUHDFFLyQ TXtPLFDQDWXUDOH]DGHORVUHDFWLYRVWDPDxRGHSDUWtFXODWHPSHUDWXUDSUHVLyQFRQFHQWUDFLyQ\FDWDOL]DGRUHV\H[SOLFRFyPRDIHFWDQ

»

Desarrollo actividades experimentales donde se observan algunos de los IDFWRUHVTXHPRGLÀFDQODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ

»

Valoro la conveniencia de la lentitud o de la rapidez de algunos procesos TXtPLFRVTXHVHSUHVHQWDQHQODYLGDGLDULD

209

Química I Desarrollo de criterios

Velocidad de reacción 'HODPLVPDIRUPDTXHPHGLPRVODYHORFLGDGGHXQFRFKHGHXQDELFLFOHWDGH XQDPRQHGDTXHFDHHWFpWHUDSRGHPRVGHWHUPLQDUODYHORFLGDGGHXQDUHDFFLyQ ,QFOXVRH[LVWHXQDUDPDGHOD4XtPLFDTXHHVWXGLDHVWHIHQyPHQROD&LQpWLFD4XtPLFD¢&yPRPHGLPRVODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ"(VWDVHSXHGHFDOFXODUPLGLHQGROD UDSLGH]FRQODTXHDSDUHFHXQSURGXFWRRGHVDSDUHFHXQUHDFWLYR Ciertas reacciones como la combustión de la gasolina en un motor tienen una rapidez explosiva; otras, como el enmohecimiento del hierro, son extremadaPHQWHOHQWDV$XQTXHHQHOEORTXH9,,VHGHVFULELHURQGLYHUVRVWLSRVGHUHDFFLRQHV TXtPLFDV\VHGLHURQHMHPSORVGHFDGDXQRSRFRIXHORTXHVHGLMRDFHUFDGHVX YHORFLGDGGLIHUHQWHRGHODPHGLGDHQTXHRFXUUHQ$KRUDGDUHPRVXQYLVWD]RD ORVIDFWRUHVTXHDIHFWDQODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ $XQTXHVHWUDEDMDUiFRQUHDFFLRQHVVHQFLOODVORVSULQFLSLRVTXHDTXtVH GHVFULEHQVHDSOLFDQWDPELpQDVLVWHPDVPiVFRPSOHMRVLQFOXVRDODTXtPLFDGH ODVFpOXODVYLYDV

Teoría de las colisiones El término cinética química VH UHÀHUH DO HVWXGLR GH OD YHORFLGDG GH UHDFFLyQ \ GH ORV IDFWRUHV TXH OD DIHFWDQ 3DUD TXH ORV iWRPRV PROpFXODV R LRQHV SXHGDQ UHDFFLRQDUHVGHFLUWUDQVIHULURFRPSDUWLUHOHFWURQHVGHYDOHQFLD SULPHURGHEHQ KDFHUFRQWDFWRHVGHFLUKDEHUXQDFROLVLyQ En segundo lugar, deben acercarse con la orientación apropiada, a menos TXHODVSDUWtFXODV HQFXHVWLyQ VHDQiWRPRVLQGLYLGXDOHV RPROpFXODVSHTXHxDV \ VLPpWULFDV)LQDOPHQWHODFROLVLyQGHEHUiVXPLQLVWUDUXQDFLHUWDHQHUJtDPtQLPD llamada HQHUJtD GH DFWLYDFLyQ &RQYLHQH H[DPLQDU PiV GH FHUFD FDGD XQR GH HVWRVIDFWRUHV

Frecuencia de colisión /DIUHFXHQFLDGHFROLVLyQHVWiFRQWURODGDSRUODFRQFHQWUDFLyQ\ODWHPSHUDWXUD &XDQWR PD\RU VHD OD FRQFHQWUDFLyQ GH ORV UHDFWLYRV FRQ PiV IUHFXHQFLD YDQ D FKRFDUODVSDUWtFXODVSRUODVHQFLOODUD]yQGHTXHKD\PiVGHHOODVHQXQYROXPHQ GHWHUPLQDGR 8Q DXPHQWR HQ OD WHPSHUDWXUD LQFUHPHQWD WDPELpQ OD IUHFXHQFLD GHFROLVLyQSRUTXHODVSDUWtFXODVVHPXHYHQFRQPiVUDSLGH]DWHPSHUDWXUDVPiV HOHYDGDVORTXHKDFHTXHHQWUHQHQFRQWDFWRPiVDPHQXGR

Orientación 6HUHÀHUHDODUUHJOR\GLUHFFLyQGHXQDVSDUWtFXODVUHVSHFWRDRWUDVVXJHRPHWUtD  HQHOPRPHQWRGHODFROLVLyQ6LXQDSDUWtFXODSHUIHFWDPHQWHVLPpWULFDFRPRXQD bola de billar, choca con otra partícula con la misma característica, la colisión es

210

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

HTXLYDOHQWHQRLPSRUWDTXp´FDUDµGHODSDUWtFXODVLPpWULFDUHFLEDHOLPSDFWR 6LQHPEDUJRSDUDDWUDSDUXQDSHORWDGHEpLVEROUHVXOWDPX\LPSRUWDQWHODRULHQWDFLyQGHOJXDQWHHQUHODFLyQFRQHVWD (QHOFDVRGHODVUHDFFLRQHVTXtPLFDVKD\DOJXQDVFLUFXQVWDQFLDVHQODV TXHODRULHQWDFLyQQRHVLPSRUWDQWHSRUHMHPSOR &XDQGRGRViWRPRVGHKLGUyJHQRUHDFFLRQDQSDUDIRUPDUXQDPROpFXOD GHKLGUyJHQR2H
H2 VXRULHQWDFLyQQRLPSRUWDSRUTXHORViWRPRVGHKLGUyJHQRVHFRPSRUWDQFRPRQXEHVHOHFWUyQLFDVVLPpWULFDVHVIpULFDV HVGHFLUQRKD\ IUHQWHGHWUiVDUULEDQLDEDMRSXHVWRGDVVXVFDUDVVRQLJXDOHV 6LQHPEDUJRSDUDODPD\RUSDUWHGHODVSDUWtFXODVUHVXOWDIXQGDPHQWDO XQDRULHQWDFLyQDSURSLDGDGXUDQWHODFROLVLyQ$VtRFXUUHSRUHMHPSORHQODUHDFFLyQTXtPLFDGHOGLy[LGRGHQLWUyJHQR(NO2 ) con monóxido de carbono ( CO )  NO2 g + CO(g ) → NO(g ) + CO2 g ( ) ( ) 'XUDQWHHVWDUHDFFLyQVHWUDQVÀHUHXQiWRPRGHR[tJHQRGHO NO2 al CO, para producir NO y CO23DUDTXHHVWDWUDQVIHUHQFLDWHQJDOXJDUHVSUHFLVRTXHXQ iWRPRGHR[tJHQRGHO122FKRTXHFRQHOiWRPRGHFDUERQRGHO&2

Energía de activación No necesariamente ocurre una reacción cuando las moléculas en colisión tienen ODRULHQWDFLyQDGHFXDGDSXHVHVSUREDEOHTXHGRVPROpFXODVTXHVHJROSHDQFRQ VXDYLGDGUHERWHQVLQUHDFFLRQDU Cuando las partículas chocan, también deben poseer una cantidad espeFtÀFDGHHQHUJtDFLQpWLFDSDUDTXHSXHGDRFXUULUXQDFROLVLyQ HÀFD]XQDUHDFFLyQ (VWDHQHUJtDFLQpWLFDGHFROLVLyQ PtQLPDTXHODVPROpFXODVUHDFFLRQDQWHV GHEHQSRVHHUVHFRQRFHFRPRHQHUJtDGHDFWLYDFLyQ\VHDEUHYLD(D/DHQHUJtD GHDFWLYDFLyQSDUDXQDUHDFFLyQGHSHQGHGHOWLSRHVSHFtÀFRGHPROpFXODVTXHSDUWLFLSDQ(QHOFDVRGHODVUHDFFLRQHVTXHRFXUUHQGHPDQHUDLQVWDQWiQHDFXDQGRVH mezclan los reactivos, la energía de activación es baja; y en el de las reacciones TXHWDUGDQHQLQLFLDUVHHQFDPELRHVHOHYDGD

Factores que modifican la velocidad de reacción (QODVHFFLyQSUHFHGHQWHVHH[SXVLHURQWUHVIDFWRUHVTXHDIHFWDQODYHORFLGDGGH UHDFFLyQ/DIUHFXHQFLDGHFROLVLyQHVWiFRQWURODGDSRUODWHPSHUDWXUD\ODFRQFHQWUDFLyQ$KRUD VH GHVFULELUiQ HVWRV HIHFWRV FRQ FLHUWR GHWDOOH \ WDPELpQ VH DQDOL]DUiQORVHIHFWRVGHORVFDWDOL]DGRUHV\GHOiUHDVXSHUÀFLDO/RVIDFWRUHVTXH DIHFWDQODYHORFLGDGGHUHDFFLyQVRQ

211

Química I

a) Naturaleza del reactivo La velocidad de reacción depende del tipo de sustancia y de enlace, así como de ODHVWUXFWXUDGHORViWRPRV\ORVLRQHV8QWURQFRJUDQGHDUGHFRQOHQWLWXGHQXQD FKLPHQHDSHURVLVHKDFHOHxDFRQpOODPDGHUDVHTXHPDFRQPXFKDPD\RUUDSLGH]VLODPLVPDPDGHUDVHFRQYLHUWHHQDVHUUtQSXHGHDUGHUFRQWDOUDSLGH]TXH VHDFDSD]GHSURYRFDUXQDHQpUJLFDH[SORVLyQVLXQDFKLVSDVHHQFLHQGH&XDQWR PiV SHTXHxDV VHDQ ODV DVWLOODV GH PDGHUD PD\RU VHUi HO iUHD VXSHUÀFLDO (VWR KDFHSRVLEOHTXHRFXUUDQPiVFROLVLRQHVHQWUHORVUHDFWLYRV\SRUHOORDXPHQWH OD YHORFLGDG GH UHDFFLyQ &XDQGR ORV UHDFWLYRV VH KDOODQ HQ GRV HVWDGRV ItVLFRV GLVWLQWRVXQDXPHQWRGHOiUHDVXSHUÀFLDOSHUPLWHXQLQFUHPHQWRHQODIUHFXHQFLD GHODVFROLVLRQHV (OUHVXOWDGRHVXQDPD\RUYHORFLGDGGHUHDFFLyQ

b) El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción (ODXPHQWRGHODWHPSHUDWXUDKDFHTXHODVPROpFXODVVHGHVSODFHQFRQPiVUDSLGH]ORFXDOJHQHUDXQPD\RUQ~PHURGHFKRTXHV3RUORUHJXODUODVUHDFFLRQHV WLHQHQOXJDUDXQDYHORFLGDGPD\RUFXDQGRODWHPSHUDWXUDHVHOHYDGD(OKHFKR GHEDMDUODWHPSHUDWXUDVXHOHKDFHUTXHGLVPLQX\DODYHORFLGDG GHUHDFFLyQ$O UHVSHFWR H[LVWH XQD UHJOD HPStULFD JHQHUDO ´(Q PXFKRV FDVRV OD YHORFLGDG GH reacción se duplica de manera aproximada, cuando la temperatura se incrementa HQž&µ Esto se puede explicar en términos de la Teoría cinético-molecular, la FXDOHVWDEOHFHTXHODVPROpFXODVVHPXHYHQFRQPiVUDSLGH]DWHPSHUDWXUDVPiV DOWDV$OKDFHUORFKRFDQFRQPD\RUIUHFXHQFLDORTXHKDFHTXHDXPHQWHODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ$WHPSHUDWXUDVPiVHOHYDGDVODVPROpFXODVHQUiSLGRPRYLPLHQWRWLHQHQWDPELpQPiVHQHUJtDFLQpWLFD/DWHPSHUDWXUDHVXQDPHGLGDGHOD HQHUJtDFLQpWLFDSURPHGLRGHODVPROpFXODV

c) Efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción /DIUHFXHQFLDGHFROLVLyQ\HQFRQVHFXHQFLDODYHORFLGDGGHUHDFFLyQVHYHQDIHFWDGDV WDPELpQ SRU OD FRQFHQWUDFLyQ GH ORV UHDFWLYRV &XDQWDV PiV PROpFXODV GH UHDFWLYRVKD\DHQXQYROXPHQHVSHFtÀFRGHOtTXLGRRJDVPiVFROLVLRQHVRFXUULUiQ SRUXQLGDGGHWLHPSR En términos generales, cuando la temperatura es constante, la velocidad de reacción se puede relacionar de manera cuantitativa con las cantidades de las VXVWDQFLDVUHDFFLRQDQWHV6LQHPEDUJRHVWRQRHVWDQVLPSOHSXHVSDUDVDEHUTXp sustancias reaccionantes intervienen en el paso determinante, es preciso conocer el mecanismo de reacción, es decir, el paso a paso de cómo chocan, se separan y YXHOYHQDFRPELQDUVHODVPROpFXODV

212

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

d) Efecto de los catalizadores sobre la velocidad de reacción 8QFDWDOL]DGRUHVXQDVXVWDQFLDTXHDFHOHUDODYHORFLGDGGHUHDFFLyQTXtPLFDVLQ FRQVXPLUVHHQHOOD/RVFDWDOL]DGRUHVVRQVXVWDQFLDVTXHDXPHQWDQRGLVPLQX\HQ ODYHORFLGDGGHUHDFFLyQSHURVLQWUDQVIRUPDURDIHFWDUORVSURGXFWRV3RUHMHPplo, la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno para dar oxígeno gaseoso y agua, se lleva a cabo con gran lentitud, a temperatura ambiente y en ODRVFXULGDG6LQHPEDUJRVLVHDJUHJDXQSRFRGHGLy[LGRGHPDQJDQHVR,9 OD GHVFRPSRVLFLyQGHOSHUy[LGRGHKLGUyJHQRVHDFHOHUDGHLQPHGLDWRREVHUYiQGRVH XQEXUEXMHRSURGXFWRGHODOLEHUDFLyQGHR[tJHQRJDVHRVR(QHVWHFDVRHOGLy[LGR GHPDQJDQHVR,9 DFW~DFRPRFDWDOL]DGRUGHODUHDFFLyQ\VXIyUPXODVHHVFULEH DUULEDGHODÁHFKD MnO2

H2 O2  2H2 O
O2

Síntesis I.

En tu libreta, realiza y contesta, respectivamente, las siguientes actividades \SUHJXQWDV

1.

¢4XpVHHQWLHQGHSRUYHORFLGDGGHUHDFFLyQ"

2.

¢4XpVLJQLÀFDHOWpUPLQRFLQpWLFDTXtPLFD"

3.

0HQFLRQDORVWUHVIDFWRUHVSULQFLSDOHVTXHGHWHUPLQDQODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ

4.

¢&yPRLQÁX\HODIUHFXHQFLDGHFROLVLyQHQODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ"

5.

([SOLFDFyPRLQÁX\HODRULHQWDFLyQGHORVUHDFWLYRVHQODYHORFLGDGGHUHDFFLyQ

6.

¢4XpVLJQLÀFDHOWpUPLQRHQHUJtDGHDFWLYDFLyQ"

II.

(QODVLJXLHQWHUHDFFLyQ¢TXpRFXUUHFRQHOQ~PHURGHFROLVLRQHVFXDQGRVH DJUHJDQPiVPROpFXODVGHEURPR" H2 g + Br2 g → 2HBr(g ) ( )

1.

( )

(QODVLJXLHQWHUHDFFLyQ¢TXpRFXUUHFRQHOQ~PHURGHFROLVLRQHVFXDQGROD WHPSHUDWXUDGHODUHDFFLyQVHUHGXFH" H2 g + Br2 g → 2HBr(g ) ( )

( )

213

Química I

Sesión C. Desarrollo sustentable Criterios a desarrollar »

'HVFULERODQRFLyQGHGHVDUUROORVXVWHQWDEOH

»

$UJXPHQWRORVEHQHÀFLRV\ULHVJRVUHODFLRQDGRVFRQHOFRQVXPLVPR\VX LPSDFWRHQHOPHGLRDPELHQWH

»

Considero el desarrollo sustentable como una medida para aminorar los SUREOHPDVDPELHQWDOHV

»

&RODERURFRQPLVFRPSDxHURVGHHTXLSRSDUDDSR\DUHOGHVDUUROORVXVWHQWDEOH

Desarrollo de criterios

Desarrollo sustentable La ciencia y la tecnología deben ir de la mano con el manejo responsable de los UHFXUVRVQDWXUDOHV$ODE~VTXHGDGHOHTXLOLEULRHQWUHODYHORFLGDGFRQTXHODSREODFLyQKXPDQDXWLOL]DORVUHFXUVRVQDWXUDOHV\ODYHORFLGDGFRQTXHODQDWXUDOH]D ORVJHQHUDGHPRGRTXHODVRFLHGDGFRQWLQ~HGHVDUUROOiQGRVHHFRQyPLFD\WHFQROyJLFDPHQWH \FXEULHQGR VXVQHFHVLGDGHV VLQ GDxDU HO PHGLR DPELHQWH VH OH FRQRFHFRPRGHVDUUROORVXVWHQWDEOH /DHQHUJtDHVXQSURGXFWRVHFXQGDULRGHPXFKRVSURFHVRVTXtPLFRV/DV QHFHVLGDGHV HQHUJpWLFDV VH LQFUHPHQWDQ HQ SDtVHV DYDQ]DGRV \ HQ DTXHOORV TXH HVWiQ HQ YtDV GH GHVDUUROOR SRU OR TXH VH WUDEDMD DIDQRVDPHQWH SDUD HQFRQWUDU QXHYDVIXHQWHVGHHQHUJtD\DTXHODSULQFLSDOIXHQWHXWLOL]DGDKDVWDKR\KDVLGR ODGHORVFRPEXVWLEOHVIyVLOHVSHWUyOHR TXHHVWiSUy[LPDDHVFDVHDUORFXDODXPHQWDUiODGHPDQGD\SRUHQGHVXVFRVWRV $ OD YHORFLGDG FRQ TXH VH FRQVXPHQ UHFXUVRV DFWXDOPHQWH VH FDOFXOD TXHVHDJRWDUiQODVUHVHUYDVIyVLOHVHQXQSOD]RGHHQWUH\DxRV'HDKtOD QHFHVLGDGGHHQFRQWUDUQXHYDVIXHQWHVGHHQHUJtD8QDGHODVTXHPiVKDOODPDGR OD DWHQFLyQ HV OD HQHUJtD VRODU TXH VH SUR\HFWD FRPR XQD IXHQWH LQDJRWDEOH GH HQHUJtDSDUDHOIXWXURFDGDDxROD7LHUUDUHFLEHOX]VRODUHTXLYDOHQWHDGLH]YHFHV ODHQHUJtDFRQWHQLGDHQWRGDVODVUHVHUYDVGHSHWUyOHRGHOSODQHWD 6LQHPEDUJRODPD\RUSDUWHGHHVWDHQHUJtDHVUHÁHMDGD\GHVSHUGLFLDGD HQHOHVSDFLR /RV HVWXGLRV GH ORV ~OWLPRV DxRV PRVWUDURQ TXH OD HQHUJtD VRODU VH SXHGHWUDQVIRUPDUHQHOHFWULFLGDGPHGLDQWHGLVSRVLWLYRVOODPDGRVFHOGDVIRWRYROWDLFDV 7DPELpQVHSXHGHXWLOL]DUODHQHUJtDVRODUSDUDREWHQHUKLGUyJHQRDSDUWLUGHODJXD (VLPSHUDWLYDODFUHDFLyQGHSURJUDPDVGHGHVDUUROORHFRQyPLFRTXHSXJQHQSRUODSUHVHUYDFLyQGHORVUHFXUVRVQDWXUDOHVDGHPiVGHYHUSRUODVQHFHVLdades de los sectores sociales de mayor pobreza, para propiciar una justa proporción de recursos, una moderación en los procesos productivos y de consumo, y la LPSOHPHQWDFLyQGHSROtWLFDVORFXDOUHGXFLUiLPSDFWRVDPELHQWDOHV\IRPHQWDUi

214

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

ODUHVWDXUDFLyQGHHFRVLVWHPDV(OREMHWLYRSULQFLSDOTXHHOGHVDUUROORVXVWHQWDEOH SODQWHDHVVDWLVIDFHUODVQHFHVLGDGHVGHODVJHQHUDFLRQHVSUHVHQWHVVLQFRPSURPHWHUODVFDSDFLGDGHVGHODVIXWXUDVSDUDDWHQGHUODVVX\DV&RQHOORVHVDOGUiGHO HVTXHPD LPSXHVWR SRU OD LQGXVWULDOL]DFLyQ \ GLVPLQXLUi OD GHSHQGHQFLD VRFLDO \ HFRQyPLFDHQSDtVHVSHUWHQHFLHQWHVDOOODPDGR7HUFHU0XQGR 186 (VWDSROtWLFDGHEHUiLQFUHPHQWDUODFDSDFLGDGGHSURGXFFLyQ\DOFDQ]DU XQSURJUHVRHTXLWDWLYRDVHJXUDQGRTXHHOFUHFLPLHQWRGHPRJUiÀFRJXDUGHDUPRQtDFRQORVVLVWHPDVQDWXUDOHVTXHSRVHHHOSODQHWD/DPHWDGHODVXVWHQWDELOLGDG H[LJH TXH WRGRV ORV SDtVHV UHYLVHQ VXV SROtWLFDV H LQWHUYHQFLRQHV HFRQyPLFDV GH FRUWH FDSLWDOLVWD HQ IXQFLyQ GH VX LPSDFWR HQ HO PHGLR DPELHQWH SURSRQLHQGR HVWUDWHJLDV DOWHUQDV TXH JDUDQWLFHQ XQ GHVDUUROOR HTXLWDWLYR \ XQD SUHVHUYDFLyQ GHOHQWRUQRQDWXUDO

Actividad de aprendizaje 2 2UJDQL]DGRVHQHTXLSRVHODERUHQXQSHULyGLFRPXUDOGRQGHVHUHSUHVHQWHHOLPSDFWRDPELHQWDOHQHOSODQHWD\VHREVHUYHQPHGLGDVTXHVHGHEDQWRPDUSDUD DOFDQ]DUXQGHVDUUROORVXVWHQWDEOH,QFO~\DQORHQVX3RUWDIROLRGH(YLGHQFLDV

Desarrollo tecnológico $SHVDUGHORVHVIXHU]RVUHDOL]DGRVSRUODVDXWRULGDGHVSDUDHYLWDUTXHORVFRQGXFWRUHVPDQHMHQEDMRORVHIHFWRVGHODOFRKROD~QWLHQHQPXFKRWUDEDMRSRUKDFHU $FWXDOPHQWH VH XWLOL]D XQ DSDUDWR TXH DQDOL]D HO DOLHQWR SDUD LGHQWLÀFDU D ORV FRQGXFWRUHVTXHKDOODQHQHVWDGRGHHEULHGDG (O IXQGDPHQWR TXtPLFR GH HVWH GLVSRVLWLYR HV XQD UHDFFLyQ UpGR[ 8QD PXHVWUD GH DOLHQWR VH LQWURGXFH HQ XQ DSDUDWR TXH FRQWLHQH XQD VROXFLyQ iFLGD GHGLFURPDWRGHSRWDVLR\HODOFRKROHWDQRO GHODOLHQWRHVFRQYHUWLGRHQiFLGR DFpWLFRFRPRORLQGLFDODVLJXLHQWHUHDFFLyQ CH3 − CH2 − OH + K 2 Cr2 O7 + H2 SO4
CH3 − COOH + Cr2 ( SO4 )3 + K 2 SO4 + H2 O  (WDQRO'LFURPDWRGHSRWDVLRÉFLGRVXOI~ULFo


ÉFLGRDFpWLFR6XOIDWRGHFURPR,,,6XOIDWRGHSRWDVLR$JXD

(Q HVWD UHDFFLyQ HO DOFRKRO VH R[LGD \ VH FRQYLHUWH HQ iFLGR DFpWLFR PLHQWUDVTXHHOFURPRGHOGLFURPDWRFRORUDQDUDQMDGR VHUHGXFHDLRQFURPiWLFR ,,,FRORUYHUGH (OQLYHOGHODOFRKROHQODVDQJUHVHGHWHUPLQDPLGLHQGRHOFDPELR GHFRORU El alcohol presente en el aliento reacciona con K 2 Cr2 O7, y el cambio de DEVRUFLyQGHOX]HVUHJLVWUDGRSRUHOGHWHFWRUPRVWUiQGRVHHQXQPHGLGRUHQHO TXHVHOHHHOFRQWHQLGRGHDOFRKROHQODVDQJUH

215

Química I Síntesis 1.

$SDUWLUGHODWDEODGHHQWDOStDVHVWiQGDUGHIRUPDFLyQGHWHUPLQDODHQWDOStD de reacción para los siguientes casos, estableciendo si se trata de reacciones H[RWpUPLFDVRHQGRWpUPLFDV 2H2 O(l ) → 2H2 g + O2 g ( )

( )

4NH3 g + 3O2(g ) → 2N2 g + 6H2 O(l ) ( )

( )

CH4 g + 2O2 g → CO2 g + 2H2 O(g ) ( )

( )

( )

PCl5 g + H2 O(l ) → H3PO4 ac + HCl(g ) ( )

( )

2.

Elabora un reporte de investigación sobre el desarrollo sustentable y las accioQHVQHFHVDULDVSDUDSRQHUORHQSUiFWLFD$GHPiVRUJDQL]DFRQWXVFRPSDxHURVXQGHEDWHVREUHODLPSRUWDQFLDTXHWLHQHQHOFRQVXPLVPR\HOGHVDUUROOR VXVWHQWDEOHHQODVDFWLYLGDGHVHFRQyPLFDVGH0p[LFR

3.

,QGLYLGXDOPHQWHLQYHVWLJDODVFDXVDV\DOFDQFHVQRFLYRVTXHVHRULJLQDURQD SDUWLUGHODFFLGHQWHTXHWXYROXJDUHQODSODQWDQXFOHRHOpFWULFDGH&KHUQRE\O

4.

(VFULEHGRVHMHPSORVGHODQXHYDWHFQRORJtD

5.

(VFULEHGRVULHVJRVTXHSXHGHQH[LVWLUSRUHOXVRGHODWHFQRORJtD

Realimentación $OÀQDOL]DUHOEORTXHLQWHJUDUiVHQHO3RUWDIROLRGH(YLGHQFLDVWRGDVODVDFWLYLGDGHVVXJHULGDVHQHOEORTXH\VHORHQWUHJDUiVDWXPDHVWUR QUÍMICA I Bloque VIII

Semestre y Grupo:

Nombre del alumno (a):

Fecha:

Criterios

Interés en los temas Respeto 3XQWXDOLGDG 6ROLGDULGDG Responsabilidad Disposición

216

Actividades de aprendizaje 1

2

3

4

5



7

Total

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

QUÍMICA I Bloque VIII

Semestre y Grupo:

Nombre del alumno (a):

Fecha:

3DUWLFLSDFLyQ Actitud colaborativa Actitud investigativa

%ORTXH&RPSUHQGHVORVSURFHVRVDVRFLDGRVFRQHOFDORU\ODYHORFLGDG GHODVUHDFFLRQHVTXtPLFDV Concepto

Ideal

Real

Observaciones

5HSRUWHHVFULWR 3HULyGLFRPXUDO Ensayo acerca de Chernobyl

Actividad experimental 1: Velocidad de reacción Objetivo. 'HWHUPLQDUORVIDFWRUHVTXHDIHFWDQODYHORFLGDGGHODVUHDFFLRQHV 0DWHULDOHV\UHDFWLYRV Materiales

Reactivos

2 vasos de precipitado

3HUy[LGRGHKLGURJHQR+2O2 DO

2 matraces Erlenmeyer

Tintura de yodo ( I2

SLSHWDVGHSOiVWLFR

6ROXFLyQGHDOPLGyQ

1 probeta

Tableta de vitamina C (puede ser HIHUYHVFHQWH

Cronómetro

Carbonato de calcio (CaCO3 JLVEODQFR

2 jeringas de 10 mL sin aguja

Acido acético (CH3&22+ DOYLQDJUH

217

Química I Materiales

Reactivos

1 regla

1 tableta de Alka-seltzer

F~WHU Hoja de papel de 10 cm x 10 cm

6ROXFLRQHV »

6ROXFLyQGHDOPLGyQòFXFKDUDGLWDGHDOPLGyQHQP/GHDJXDKLUYLHQGR

»

6ROXFLyQ GH YLWDPLQD & 'LVXHOYH XQD WDEOHWD GH  PJ HQ  P/ GH DJXDRXQDSDVWLOODHIHUYHVFHQWHGHJHQP/GHDJXD

Procedimiento 1 1.

6ROXFLyQ$(QXQYDVRGHSUHFLSLWDGRDJUHJDP/GHDJXDP/GHVROXFLyQ GHYLWDPLQD&\P/GHWLQWXUDGH\RGR2EVHUYDORTXHRFXUUH

2.

6ROXFLyQ%(QRWURYDVRGHSUHFLSLWDGRDJUHJDP/GHDJXDP/GHSHUy[LGR\P/GHVROXFLyQGHDOPLGyQ2EVHUYDORTXHRFXUUH

3.

6ROXFLyQ & (Q XQ PDWUD] (UOHQPH\HU YLHUWH ODV VROXFLRQHV $ \ % $JLWD HO PDWUD]XQRVVHJXQGRV\WRPDHOWLHPSRTXHWDUGDHQDSDUHFHUHOFRORUD]XO RVFXUR

4.

5HSLWHORVSDVRVGHODOSHURFRQODVVLJXLHQWHVFDQWLGDGHV

5.

»

6ROXFLyQ$  P/ GH DJXD  P/ GH VROXFLyQ GH YLWDPLQD & \  P/ GH WLQWXUDGH\RGR

»

6ROXFLyQ%P/GHDJXDP/GHSHUy[LGR\P/GHVROXFLyQGHDOPLGyQ

5HSLWHORVSDVRVGHODOSHURFRQODVVLJXLHQWHVFDQWLGDGHV »

6ROXFLyQ$  P/ GH DJXD  P/ GH VROXFLyQ GH YLWDPLQD & \  P/ GH WLQWXUDGH\RGR

»

6ROXFLyQ%P/GHDJXDP/GHSHUy[LGR\P/GHVROXFLyQGHDOPLGyQ

Procedimiento 2 1.

&RORFDODPLWDGGHO$ONDVHOW]HUHQXQYDVRGHSUHFLSLWDGRVHFR

2.

7ULWXUDODRWUDPLWDGGHODSDVWLOOD\FROyFDODHQXQYDVRGHSUHFLSLWDGRVHFR

3.

$JUHJDP/GHDJXDDFDGDYDVRSURFXUDQGRKDFHUORGHPDQHUDVLPXOWiQHD

4.

7RPDHOWLHPSRTXHVHWDUGDHQGHVDSDUHFHUHOVyOLGRHQFDGDFDVR

5.

5HSLWHORVSDVRV\SHURFRQGRVWUR]RVGHJLVGHOPLVPRWDPDxR

6.

$JUHJDP/GHiFLGRDFpWLFRDFDGDYDVRGHPDQHUDVLPXOWiQHD\UHJLVWUDHO WLHPSRTXHWDUGDHQGHMDUGHUHDFFLRQDUFDGDXQDGHODVVXVWDQFLDV Resultados$QRWDWXVUHVXOWDGRVHQODVVLJXLHQWHVWDEODV

218

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

2EVHUYDFLRQHVGHOSURFHGLPLHQWR Solución

Observaciones

Tiempo

6RO$ 6RO% 6RO& 6RO$ 6RO% 6RO& 6RO$ 6RO% 6RO&

2EVHUYDFLRQHVGHOSURFHGLPLHQWR Sustancia

Tiempo

3DVWLOODWUR]R 3DVWLOODSROYR *LVWUR]R *LVSROYR

Conclusiones

219

220

Leer cuidadosamente las cuestiones planteadas y UHVSRQGHORTXH se te indica

Actividades de aprendizaje

0

3XQWDMH

Pre-formal

No tengo conocimiento de los tipos de reacciones TXtPLFDV

Criterios

Reconozco la importancia de las reacciones TXtPLFDV exotérmicas y endotérmicas, en los SURGXFWRVTXH pueden ser utilizados por el hombre

'XUDFLyQ

0

Tengo una idea general de los tipos de reacciones TXtPLFDV

Inicial- receptivo

1

Comprendo la importancia de las reacciones TXtPLFDVHQ el desarrollo sustentable de un lugar

Resolutivo (básico)

5

Reconozco FRQIDFLOLGDG las reacciones TXtPLFDV mediante el conocimiento de la entalpía y de la velocidad de una reacción para la elaboración de productos TXHFRQOOHYHQ a un desarrollo sustentable Comprendo la importancia de los tipos de reacciones TXtPLFDV mediante el conocimiento de la entalpía y de la velocidad de reacción para el desarrollo sustentable de un lugar 3

Estratégico

3. Competencias

Autónomo

5. Estructura de la evaluación

4. Actividades del proyecto

Reconozco los procesos TXtPLFRVFRPRIHQyPHQRV de mi entorno, demostrando la validez de la ley de la FRQVHUYDFLyQ

4XtPLFD,

'RFHQWH

2. Proyecto Bloque VIII

1. Estructura formal

Evaluación de la competencia

5HIHUHQFLDV ELEOLRJUiÀFDV

Guía 'LGiFWLFDGH 4XtPLFD

6. Recursos

Química I

0

Analizo la LQIRUPDFLyQ pero no realizo la actividad

0

3XQWDMH Valoro la convivencia de la lentitud o de la rapidez de algunos procesos TXtPLFRVTXH se presentan en su vida diaria 3XQWDMH

4

Comprendo la LQIRUPDFLyQ y realizo ~QLFDPHQWH una parte de la actividad

3

'HÀQRHQ IRUPDVLPSOH y ambigua y solo realizo una actividad

7. Normas de trabajo

0

Comprendo la LQIRUPDFLyQ pero no realizo la actividad

1

Comprendo la LQIRUPDFLyQ pero no realizo todas las actividades

7

Comprendo y realizo las actividades sugeridas



Realizo las actividades y los ejercicios

10

Explico y desarrollo correctamente las actividades

10

,GHQWLÀFR los tipos de reacción y ORVGHÀQR así como la realización de los ejercicios

5RWDIROLR

3HULyGLFR

Recortes

Revistas

Guía GLGiFWLFDGH 4XtPLFD,

/RVWUDEDMRVVHGHEHUiQHQWUHJDUGHDFXHUGRDORHVWDEOHFLGRSRUHOIDFLOLWDGRUGXUDQWHHOGHVDUUROORGHODVHVLyQ

Analizo la LQIRUPDFLyQ pero no realizo la actividad

Explico los conocimientos de entalpia de reacción y de IRUPDFLyQH LGHQWLÀFRORV IDFWRUHVTXH intervienen en la velocidad de reacción

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

221

Química I Glosario &DORUGHUHDFFLyQ(QHUJtDFDOyULFDTXHVHGHVSUHQGHRDEVRUEHGXUDQWHXQD UHDFFLyQTXtPLFD &DWDOL]DGRU6XVWDQFLDTXHUHWDUGDRDFHOHUDXQDUHDFFLyQTXtPLFD\TXHDO ÀQDOGHHVWDVHUHFXSHUDVLQKDEHUVXIULGRXQFDPELRDSUHFLDEOH Consumo. (V HO JDVWR GH WRGR DTXHOOR TXH GHELGR DO XVR VH H[WLQJXH R VH GHVWUX\H ,PSDFWRDPELHQWDO6RQODVSUREDEOHVFRQVHFXHQFLDVDPELHQWDOHVGHSUR\HFWRVSURJUDPDVSODQHV\SROtWLFDVSURSXHVWRV Desarrollo sustentable. (VHOGHVDUUROORTXHFXPSOHFRQODVQHFHVLGDGHVGH ODV DFWXDOHV JHQHUDFLRQHV VLQ FRPSURPHWHU ODV FDSDFLGDGHV GH ODV IXWXUDV JHQHUDFLRQHVSDUDVDWLVIDFHUVXVSURSLDVQHFHVLGDGHV (QWDOStD(VODHQHUJtDFRQVXPLGDROLEHUDGDHQUHDFFLRQHVEDMRFRQGLFLRQHV GHSUHVLyQFRQVWDQWHSRUODWUDQVIRUPDFLyQGHUHDFWLYRVDSURGXFWRV (Q]LPDV6RQSURWHtQDVTXHDFW~DQSDUDFDWDOL]DUUHDFFLRQHVELRTXtPLFDVHVSHFtÀFDV 5HDFFLyQH[RWpUPLFD(VDTXHOODTXHVHHIHFW~DFRQSpUGLGDGHFDORU 5HDFFLyQHQGRWpUPLFD(VDTXHOODTXHVHHIHFW~DFRQJDQDQFLDRDEVRUFLyQ GHHQHUJtD 9HORFLGDG GH UHDFFLyQ Es el cambio en la concentración de un reactivo o SURGXFWRSRUXQLGDGGHWLHPSR Astroquímica.(VWXGLDODQDWXUDOH]DTXtPLFDGHORVFXHUSRVFHOHVWHV Bioquímica.(VWXGLDODHVWUXFWXUD\IXQFLyQGHORVFRPSXHVWRVTXtPLFRVTXH IRUPDQSDUWHGHORVVHUHVYLYRV Ciencia $FWLYLGDG TXH GLULJH QXHVWUR HQWHQGLPLHQWR \ UD]RQDPLHQWR SDUD FRPSUHQGHUSRUTXpODVFRVDVVHPDQLÀHVWDQGHXQDGHWHUPLQDGDPDQHUDHQ HOPXQGRQDWXUDO &RQRFLPLHQWRFLHQWtÀFR Es el saber resultante de un proceso metodológico, VLVWHPiWLFR\ULJXURVRTXHWLHQHYDOLGH]SDUDXQGHWHUPLQDGRPRPHQWR\HVSDFLR\HVXWLOL]DGRSDUDUHVROYHUSUREOHPDVGHODUHDOLGDGHQODTXHVHYLYH &RQRFLPLHQWRHPStULFR Es el saber resultante de la observación y de la exSHULHQFLD Ecología(VWXGLDODVUHODFLRQHVTXHWLHQHQORVVHUHVYLYRVFRQVXPHGLRDPELHQWH Electroquímica.(VWXGLDODWUDQVIRUPDFLRQHVTXtPLFDVTXHVHSURGXFHQHQODV VXVWDQFLDVDOVHUDWUDYHVDGDVSRUXQDFRUULHQWHHOpFWULFD Energía. (V WRGR DJHQWH FDSD] GH SURGXFLU WUDQVIRUPDFLRQHV WDQWR ItVLFDV FRPRTXtPLFDVHQODPDWHULD ([SHULPHQWDFLyQ3URFHVRPHGLDQWHHOFXDOVHLQWHQWDQUHSURGXFLUORVKHFKRV R IHQyPHQRV REVHUYDGRV PRGLÀFDQGR D YROXQWDG ODV FLUFXQVWDQFLDV TXH ORV SURSLFLDQRGHWHUPLQDQ

222

Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

)HQyPHQR(VWRGDPRGLÀFDFLyQTXHRFXUUHHQODQDWXUDOH]DFRPRODFDtGD GHXQFXHUSRHOFUHFLPLHQWRGHXQDSODQWDHOYLHQWRHWFpWHUD Física.&LHQFLDTXHHVWXGLDODPDWHULD\VXVUHODFLRQHVFRQODHQHUJtD Geoquímica. Estudia la distribución, proporción y relación de los elementos TXtPLFRVGHODFRUWH]DWHUUHVWUH\GHODVOH\HVTXHORVULJHQ +LSyWHVLV (V XQD VXSRVLFLyQ VREUH OD SRVLEOH FDXVD GH XQD IHQyPHQR XQD H[SOLFDFLyQTXHGHEHVHUFRPSUREDGD Industria química.(VDTXHOODTXHVHGHGLFDDODH[WUDFFLyQ\SURFHVDPLHQWR de materias primas, tanto naturales como sintéticas, con el objeto de elaborar SURGXFWRVFRPRIHUWLOL]DQWHVFRORUDQWHVH[SORVLYRVSOiVWLFRVGHWHUJHQWHV DLVODQWHVHWFpWHUD /H\(VODH[SUHVLyQGHXQDUXWLQDHQODQDWXUDOH]DHVGHFLUGHDOJRTXHVH UHSLWHVLHPSUHTXHODVFRQGLFLRQHVVHDQODVPLVPDV Masa.&DQWLGDGGHPDWHULDTXHFRQWLHQHXQFXHUSR 0DWHPiWLFDV&LHQFLDTXHHVWXGLDSRUUD]RQDPLHQWROyJLFRORVQ~PHURV\ODV ÀJXUDVDVtFRPRODVUHODFLRQHVHQWUHHOORV Meteorología.(VWXGLDHOWLHPSRHOFOLPD\ODVSURSLHGDGHVItVLFDV\TXtPLFDV GHODVDWPyVIHUDWHUUHVWUHDVtFRPRVXLQWHUDFFLyQFRQODVXSHUÀFLHLQIHULRU FRQVWLWXLGDSRUWLHUUDV\PDUHV Materia.7RGRDTXHOORTXHRFXSDXQOXJDUHQHOHVSDFLR\WLHQHPDVD3XHGH SUHVHQWDUVHHQHVWDGRVyOLGROtTXLGRRJDVHRVR Química.&LHQFLDTXHHVWXGLDODFRPSRVLFLyQGHODPDWHULDVXVSURSLHGDGHV VXHQHUJtDVXVFDPELRV\WUDQVIRUPDFLRQHV 5HVLGXRVSHOLJURVRV6RQWRGRVDTXHOORVUHVLGXRVHQFXDOTXLHUHVWDGRItVLFR TXHSRUVXVFDUDFWHUtVWLFDVFRUURVLYDVWy[LFDVYHQHQRVDVUHDFWLYDVH[SORVLYDVLQÁDPDEOHVELROyJLFDVLQIHFFLRVDVRLUULWDQWHVUHSUHVHQWDQXQSHOLJUR SDUDHOHTXLOLEULRHFROyJLFRRSDUDHODPELHQWH 7HRUtDGHOÁRJLVWR+LSyWHVLVFRQTXHDPHGLDGRVGHOVLJOR;9,,,6WDKOLQWHQWDED H[SOLFDU HO IHQyPHQR GH OD FRPEXVWLyQ )XH GHVFDUWDGD SRU /DYRLVLHU FXDQGRGLFKRFLHQWtÀFRHVWDEOHFLyOD/H\GHODFRQVHUYDFLyQGHODPDVD Teoría.3UHWHQGHRIUHFHUXQDH[SOLFDFLyQOyJLFDGHORTXHVHKDREVHUYDGRGHVSXpVGHVHUUHDOL]DGDODH[SHULPHQWDFLyQ\XQDYH]FRPSUREDGDODKLSyWHVLV

223

Química I Bibliografía 9LOODUPHW &KULVWLQH +HUQiQGH] *UHJRULR \ /ySH] -DLPH   Química I FRQHQIRTXHHQFRPSHWHQFLDV%RRN0DUW0p[LFR

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Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

225

Química I

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Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Bloque VIII

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Química I

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