Sector de Aprendizaje : CIENCIAS NATURALES Subsector de Aprendizaje : QUIMICA Química SECTOR DE APRENDIZAJE : CIENCIAS NATURALES SUBSECTOR DE APRENDIZAJE : QUÍMICA. La química se manifiesta en los cambios fundamentales de la naturaleza y estructura de los materiales. El subsector de química se orienta a que los alumnos y las alumnas se familiaricen con la comprensión de cómo y por qué ocurren tales cambios, así como el procedimiento experimental que caracteriza a la química como ciencia. La comprensión de la composición, estructura y propiedades de la materia y de los mecanismos de su transformación abre ilimitadas posibilidades de entendimiento acerca de la naturaleza, la vida, el universo ; también acerca de la tecnología que impregna la vida moderna. La secuencia de los contenidos mínimos seleccionados a sido organizada con el criterio de presentar gradualmente los conceptos y en estrecha vinculación con la experiencia cotidiana. Por ello se ha estimado necesario privilegiar en el primer año medio una aproximación hacia la química que encuentra en el entorno cercano del estudiante, explorando la composición, características y propiedades de elementos básicos como son el agua, el aire, el suelo, el petróleo ; observando, experimentando, analizando y discutiendo en torno a procesos químicos vinculados a estos elementos. En segundo y tercer año se privilegia un acercamiento más conceptual. En segundo año se busca que los estudiantes comprendan la estructura atómica de la materia y los conceptos fundamentales de la química orgánica. En tercer año medio, se abordan las reacciones químicas y los fundamentos de la estequiometría. En ambos niveles se favorece el aprendizaje contextualizado de estas nociones, vinculando permanentemente los conceptos con la realidad vivida por el estudiante. En cuarto año por último se vuelve a poner en el centro del currículum, la química presente en el mundo vivido por el estudiante. Se busca que en este año el estudiante integre los conocimientos conceptuales aprendidos en los niveles anteriores y los aplique con rigor al análisis de procesos y fenómenos químicos complejos de su entorno próximo. En los cursos electivos de tercero y cuarto año medio, se espera, que los alumnos y las alumnas amplíen y profundicen sus conocimientos en contenidos ya introducidos a nivel de nociones, hasta alcanzar niveles superiores de formalización conceptual. Los contenidos abordados en estos módulos requieren de una formalización matemática más compleja acerca de los principios que rigen los cambios químicos. Considerando la infraestructura de los colegios alemanes de Chile y respetando los objetivos de cada proyecto educativo, hemos anexado algunos objetivos y contenidos complementarios, que consideramos enriquecerán el bagaje cultural de nuestro estudiantes, de tal forma, que su desarrollo personal sea efectivo para sí y su entorno familiar, social, evolucionando en su interacción responsable con su medio ambiente. 2 Química PRIMER AÑO OBJETIVOS FUNDAMENTALES CONTENIDO MÍNIMOS SUGERENCIAS DE ACTIVIDADES Los alumnos y las alumnas desarrollarán la capacidad de : 1.- Realizar mediciones exactas y precisas a 1 Los materiales. través de actividades experimentales y apreciar su importancia para el desarrollo de la ciencia. 1.1 (C.C.) Identificar diversos tipos de materiales de laboratorio Reconocer en una muestra los nombres y e instrumentos de medición. funciones de los diversos materiales instrumentales de laboratorio. Manipular distintos instrumentos de medición. Investigar sobre las medidas de seguridad del trabajo experimental. 1.2 Manipulación y clasificación de materiales según Manipular y clasificar diferentes materiales. conductividad térmica, conductividad eléctrica, inflamabilidad, rigidez, dureza, color y reactividad química frente a diversos agentes. 1.3 (C.C.) Aplicación del método científico a situaciones Realizar informes sencillos donde se diversas. considera los pasos básicos del método científico. 1.4 (C.C.) Clasificación de la materia en elementos y Reconocer experimentalmente de una serie de compuestos. sustancias, elementos de compuestos. 2.- Distinguir las propiedades físicas y 2.1 Comprobación y fundamentación de la reversibilidad de Realizar una batería de actividades químicas de distintos materiales y conocer cambios químicos y físicos de los materiales. experimentales simples acerca de los cambios las modificaciones y límites en que ellas físicos y químicos. pueden variar. 3.- Experimentar, observar y analizar procesos 3.1 (C.C.) Clasificación y propiedades físico - químicas de las Investigar sobre las propiedades físico químicos en contextos diversos. mezclas. químicas de las mezclas. 3.2 Comparación experimental de diferentes técnicas de Trabajar experimentalmente sobre diversas 3 Química separación de materiales : tamizado, cromatografiado, técnicas de separación de mezclas. destilado. 4.- Conocer el origen químico de algunos 4.1 El agua. procesos del mundo natural y del mundo creado por el ser humano. 4.1.1 Relación entre el grado de pureza y los usos del agua : Realizar trabajo de investigación sobre las evaporación y destilación de mezclas líquidas ; agua características del agua. destilada. Experimentar la destilación del agua. 4.1.2 Interpretación de los procesos naturales y artificiales de Investigar plantas de purificación u otros purificación, recuperación y contaminación del agua. mecanismos, en la zona correspondiente, de acuerdo a las realidades locales. 4.1.3 Explicación de los cambios químicos ocurridos en la Experimentar la descomposición del agua por reacción de descomposición de agua, a partir de medida de electrólisis (Hoffman). los volúmenes de los gases obtenidos. Experimentar la síntesis del agua. 4.2 El aire. Elaborar trabajos de investigación referentes al tema. Realizar trabajos experimentales sobre medición y obtención de diversos gases (CO2, O2, etc.). 4.2.2 Observación de la compresibilidad y difusividad de los Realizar trabajo experimental sobre las leyes gases y su explicación a partir de la teoría particulada de la de los gases. materia. 4.2.1 Detección experimental de CO2, H2O y O2 en el aire. 4.2.3 Redacción de un informe acerca de los efectos sobre el Investigar sobre la capa de ozono, ecosistema de los componentes químicos de las emanaciones emanaciones de gases de industrias locales, gaseosas de los volcanes y géisers. etc. 4.2.4 Realización de un debate acerca de las ventajas y Debatir sobre los resultados negativos y desventajas del uso del gas natural como fuente de energía positivos del uso del gas natural. 4 Química 4.2.5 Variación estacional de la composición y calidad del aire ; Investigar sobre el tema ciudad - smog. discusión de evidencias en información pública, periodística y especializada. 4.2.6 Interpretación química de la causa del adelgazamiento de la Investigar sobre el tema ozono – medio capa de ozono, de la lluvia ácida y del efecto invernadero. ambiente. Debatir sobre la importancia de mantener la capa de ozono. 4.3 Petróleo. 4.3.1 Los orígenes del petróleo ; nombres comerciales y usos de Realizar trabajo de investigación sobre las los productos de su destilación ; grado de acidez e índice de fuentes del petróleo. cetano del petróleo ; octanaje de la gasolina. Experimentar sobre la destilación fraccionada del petróleo. Experimentar sobre el Craking de un alcano. 4.3.2 Comprobación experimental de que los combustibles Realizar trabajo experimental sobre comerciales derivados del petróleo son mezclas de diferentes hidrocarburos. compuestos químicos. Visitar a plantas de revisión técnica. Establecer diferencias entre vehículos catalíticos y no catalíticos. 4.3.3 Producción, consumo y reservas a nivel nacional y Investigar sobre fuentes alternativas de mundial : necesidad de sustitutos. energía. Debatir sobre las reservas mundiales y nacionales del petróleo. 4.4 Los suelos. 4.4.1 Clasificación experimental de los suelos por sus Realizar trabajo de investigación sobre los propiedades. minerales que se explotan en la zona geográfica local. 5 Química 4.4.2 Análisis crítico acerca de la conservación de los suelos : Realizar trabajos experimentales sobre : tipos prevención de su contaminación. de suelo, influencia en la vida vegetal debido a su calidad química. Debatir sobre la conservación de los suelos en Chile. Visitar Parcelas cultivadas con abonos sintéticos y naturales. Visitar fundos con crianzas de animales, como se realiza el pastoreo. Visitar centro de conservación de la flora y fauna nativa y su influencia en la conservación del suelo 4.4.3 Mineralogía : cristales ; minerales metálicos y no Obtener muestras mineralógicas. metálicos ; minerales primarios y secundarios ; distribución Visitar empresa minera. geográfica de los minerales en Chile. 4.4.4 Recopilación de antecedentes y realización de un debate Realizar trabajo de investigación sobre las acerca del Cu en Chile : pureza, usos y perspectivas : principales fuentes minerales de Chile y su composición química y características físicas de sus influencia en la economía nacional. minerales : otros productos de la extracción de Cu, especialmente el Mo. 4.5 Los procesos químicos 4.5.1 Observación directa de procesos de obtención de materiales Visitar industrias regionales para verificar químicos comerciales en industrias de la zona. procesos químicos industriales. 4.5.2 Redacción y exposición de un informe acerca de la Realizar informes de investigación sobre el secuencia de etapas de los procesos observados y de las tema. dependencia del valor comercial y el grado de pureza de los materiales obtenidos. 6 Química 5.- Sensibilizarse acerca de los efectos de la 5.1 Contribución de los grandes procesos industriales químicos al Investigar sobre las materias primas y/o acción de la sociedad sobre el medio ambiente desarrollo económico de Chile ; perspectivas de desarrollo de elaboradas que se exportan y el impacto en y valorar el aporte que puede hacer la química la química fina en Chile. la economía nacional. a la resolución de los problemas medio Investigar sobre recursos renovables que ambientales. realizan las entidades gubernamentales y no gubernamentales a nivel regional y nacional. 5.2 Análisis crítico acerca de la conservación de recursos Realizar trabajo de investigación sobre el materiales y energéticos de la tierra. tema. Investigar sobre los usos de energía alternativa realizado por las universidades. Realizar experiencias simples sobre energías alternativas. 6.- Discriminar la calidad de información 6.1 (C.C.) Valoración de la información de las mediciones Confeccionar trípticos informativos sobre el pública sobre asuntos vinculados a la realizadas por los organismos públicos que determinan la tema. química, valorando la información precisa calidad de vida de la comunidad. Debatir sobre el tema. y objetiva. 5.3 (C.C.) Recursos energéticos alternativos. 7 Química SEGUNDO AÑO OBJETIVOS FUNDAMENTALES CONTENIDO MÍNIMOS SUGERENCIAS DE ACTIVIDADES Los alumnos y las alumnas desarrollarán la capacidad Modelos atómicos de la materia. de : 1.- Conocer el desarrollo histórico del modelo atómico 1.1 Constituyentes del átomo ; descripción de los Investigar sobre la evolución histórica de los de la materia y apreciar el valor explicativo e modelos atómicos precursores del modelo modelos atómicos. integrador de los modelos en ciencia. actualmente aceptado. Observar y comentar vídeo sobre los modelos atómicos. 2.- Comprender los aspectos esenciales del modelo 2.1 Modelo atómico de la materia : orbital atómico, Elaborar modelos atómicos de distintos atómico de la materia. número atómico, configuración electrónica. elementos. 2.2 Descripción cualitativa de las propiedades del Investigar sobre la mecánica cuántica y últimos electrón : su carga, masa, spin. descubrimientos en relación al átomo. 2.3 El átomo ; su variedad, abundancia relativa de las Disertar sobre algunos elementos de la tabla distintas especies en el universo. Sus dimensiones periódica y su influencia en la vida humana o comparadas con la materia microscópica. ambiental 2.4 Propiedades periódicas de los elementos : volumen Experimentar acerca de las propiedades de los y radio atómico ; energía de ionización ; afinidad grupos del sistema periódico. electrónica y electronegatividad, usando la tabla periódica actual. 2.5 Observación experimental de algunas propiedades Realizar un set de experimentos sobre el tema. periódicas macroscópicas : punto de fusión, punto de ebullición, reactividad química. 3.- Relacionar la estructura electrónica del átomo con El enlace químico. su capacidad de interacción con otros átomos. 3.1 Fundamentación de la Teoría del enlace de Desarrollar trabajos de investigación sobre el Valencia : energía de enlace. tema. 3.2 Enlaces iónicos, covalentes y de coordinación. Elaborar modelos moleculares con diversos materiales que muestren, enlaces covalentes y de coordinación. Analizar modelos de cristales iónicos. 3.2 Descripción de ángulo de enlace, isomería. Desarrollar trabajos de investigación sobre el tema. 8 Química 3.4 Representación tridimensionales de moléculas Experimentar diversas situaciones que iónicas y covalentes involucren el concepto de isomería en la naturaleza. Realizar modelos tridimensionales. 4.- Reconocer la presencia de compuestos inorgánicos (C.C.) Química Inorgánica en el contexto cotidiano y entender las nociones esenciales de la química inorgánica. 4.1 (C.C.) Nomenclatura de los compuestos binarios y Resolver una batería de ejercicios. ternarios según la IUPAC.. 4.2 (C.C.) Aspectos estequiométricos de reacciones de Trabajar experimentalmente en algunas formación, sustitución, síntesis de compuestos combinaciones y descomposiciones de binarios y ternarios. compuestos inorgánicos. Analizar cualitativamente y cuantitativamente los compuestos inorgánicos. 5.- Reconocer la presencia de compuestos orgánicos en Química orgánica. el contexto cotidiano y entender las nociones esenciales de la química orgánica. 5.1 Caracterización de los grupos funcionales : Desarrollar trabajo de investigación. introducción a la nomenclatura de compuestos Resolver una batería de ejercicios. orgánicos. 6.- Representar moléculas orgánicas mediante modelos 6.1 Representación mediante modelos tridimensionales, Trabajar con modelos moleculares de diversa tridimensionales y reconocer los grupos de al menos 25 moléculas y macromoléculas complejidad. funcionales. orgánicas con creciente grado de complejidad, con Elegir una molécula específica por alumno y distintos grupos funcionales y diferentes usos en la disertar sobre sus propiedades y aplicación a la vida diaria ; estereoquímica. vida diaria.. 6.2 Realización de un debate informado acerca de los Experimentar sobre la producción de jabones, usos actuales y potenciales de compuestos perfumes, desodorantes, etc. orgánicos industriales, domésticos, farmacéuticos y Debatir sobre la importancia comercial de decorativos. algunos productos químicos. 6.3 Recolección de información y redacción de un Realizar trabajos de investigación. ensayo acerca de la contribución de la química orgánica al bienestar de las personas. 9 Química 10 6.4 Aspectos estequiométricos y energéticos de Analizar una serie de ejercicios en relación al reacciones de oxidación de moléculas de proteínas, tema. azúcares y grasas : de pirólisis de moléculas constituyentes del petróleo. 6.5 Destilación de una bebida alcohólica y estimación Realizar trabajo experimental sobre la del grado alcohólico. destilación del vino. Química 11 7.- Preparar disoluciones de concentración conocida y Disoluciones químicas. relacionarlas con sus propiedades físicas y químicas. 7.1 Concepto de Mol. 7.2 Realización de cálculos estequiométricos. 7.3 Preparación de al menos cinco disoluciones molares de distinta concentración y con diferentes solutos ; solubilidad 7.4 (C.C.) Unidades físicas y químicas de concentración de las soluciones. 7.5 Concepto de acidez y de pH ; estimación de la acidez de disoluciones iónicas usando papel indicador ; explicación del comportamiento de disoluciones amortiguadoras del pH. 7.6 Propiedades coligativas y usos en el contexto cotidiano 8.- Recolectar, sintetizar y exponer información en Procesos químicos. forma oral y escrita acerca de procesos químicos. 8.1 Procesos químicos a nivel orgánico,. industrial y natural. Resolver una batería de ejercicios. Analizar experimento de Avogadro. Resolver una batería de ejercicios. Trabajar experimentalmente sobre la solubilidad en sistemas polares y apolares. Realizar trabajos experimentales con soluciones a distintas concentraciones molares. Trabajar experimentalmente en : preparación de soluciones a una concentración determinada. Medir experimentalmente el pH en distintas soluciones con materiales de uso diario y técnico. Investigar sobre la influencia de los sistemas amortiguadores en el organismo humano. Realizar trabajos experimentales sobre el tema. Resolver una serie de ejercicios. Realizar trabajos de investigación. Debatir sobre el tema.