INSTITUCION EDUCATIVA POPULAR DIOCESANO “Una Opción para ser persona” CODIGO: GA-RC-11 GUIA PEDAGOGICA DE APLICACIÓN EN EL AULA FECHA:01-MAR-09 Edición Controlada Versión 02 GUÍA PEDAGÓGICA: N° 1 Área: Ciencias Naturales y Educación Ambiental Grados: Décimo A Docente: Diana Carmona Gómez Eje temático: LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA Y EL ÁTOMO Eje articulador: Entorno Físico- Procesos Químicos. HABLANDO DEL HACER Y EL SER “Siempre es preciso saber cuándo se acaba una etapa de la vida… Si insistes en permanecer en ella más allá del tiempo necesario, pierdes la alegría y el sentido de todo lo que eres” INDICADORES DE LOGRO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Interpreta los conocimientos dados sobre la estructura de la materia y el átomo. Resuelve ejercicios de configuración electrónica, masa atómica y número atómico. Lidera y participa en actividades y tareas que tienen relación con el desarrollo de la guía. (ejercicios, consultas, trabajos) Presenta oportunamente y de manera completa y ordenada los trabajos asignados sobre las propiedades físicas- químicas de la materia Presenta los informes correspondientes a las prácticas de laboratorio Identifica la evolución histórica de la tabla de elementos químicos Conoce los aportes de varios científicos en el proceso de construcción de la tabla periódica. Describe la importancia de la tabla propuesta por Mendeliev Consulta y sustenta sobre los métodos DESARROLLO DEL SABER INTRODUCIÓN La Química es una ciencia cuyo Objetivo es el estudio de la materia en cuanto a su composición, propiedades y transformaciones, pero lo que distingue a la Química de otras disciplinas que también se ocupan del estudio de la materia es que relaciona todo esto con su micro estructura; es decir con el mundo de las partículas que la constituyen. Estas micro estructuras son los átomos partículas formadas por un núcleo y una corteza en los cuales se encuentran ubicados las partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones. El átomo es quizás la partícula más importante debido que a partir de su estructura dependen las propiedades de las sustancias, las cuales determinan los enlaces que se pueden formar entre los elementos. A estas sustancias formadas de los enlaces podemos darles nombres a partir de una nomenclatura y así las diferenciamos, es decir, la nomenclatura es el nombre de los compuestos. ACTIVIDAD A DESARROLLAR ANTES DE REALIZAR LAS ACTIVIDADES ES NECESARIO QUE LEAS CONCIENZUDAMENTE LOS TEMAS Y LOS ESTUDIES. ELLO ES NECESARIO PARA COMPRENDER LO QUE SE VA A HACER. RECUERDA QUE EL OBJETIVO NO ES COPIAR SINO ENTENDER LO ESTUDIADO PARA PODER DEFENDERTE TANTO EN LAS EVALUACIONES COMO EN LA VIDA DIARIA. 1. Haciendo uso de internet busca páginas en las que puedas encontrar información sobre la historia, definición, finalidad y clasificación de la Química. 2. Elabora un mapa conceptual a partir de la información consultada. Para ello ten en cuenta los siguientes enlaces. a. http://www.tecnicas-deestudio.org/aprendizaje/como_realizar_un_ma pa_conceptual.htm b. http://gamorenorod.files.wordpress.com/2012 /05/mapas_conceptuales.pdf APLICACIÓN DE NUEVOS CONCEPTOS 1) En Pereira o Dosquebradas que empresas aplican procesos químicos en la elaboración de productos: a. Alimenticios Cuando un átomo se rompe o se divide, produce muchísimo calor y luz. La energía atómica. El átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. b. Industriales 2) ¿Qué estudia la Química Inorgánica? 3) ¿Qué diferencias existen entre la química inorgánica y la química orgánica o del carbono? 4) Explique por medio de eventos cotidianos la aplicación del la química. Elementos y Compuestos El agua es un compuesto, porque dentro de cada una de sus moléculas tiene 2 tipos de átomos diferentes, oxigeno e hidrógeno. La madera también tiene varios tipos de elementos en su interior. COMPLEMENTACIÓN Y/O AMPLIACIÓN 1) 2) ¿Qué procesos caseros nos muestran la aplicación de la química? Cómo se relaciona la química con los procesos metabólicos del cuerpo humano. El oxígeno sólo tiene moléculas y átomos iguales entre sí, por lo tanto lo consideramos un elemento. Lo mismo le sucede al plomo y al oro. MAGNITUDES Visita la siguiente página http://www.quimicaweb.net/ciencia/paginas/magnitudes.html , 1. Escribe en tu cuaderno todo sobre magnitudes. 2. Realiza las actividades que allí se proponen. La molécula es un conjunto de átomos iguales o diferentes, unidos por enlaces químicos, que constituyen la mínima porción de una sustancia que puede separarse sin alterar sus propiedades. MATERIA Definición de materia Decimos que la materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos palpables o detectables por medios físicos. Una silla, por ejemplo, ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc. Para que otro objeto pueda ocupar el lugar de la silla; lógicamente, debemos cambiarla de sitio. Y… ¿qué forma la materia?...pues los átomos. Tomemos por ejemplo una pared; está formada por bloques, los bloques están formados por arena, cemento y piedras pequeñas. Si nos fijamos en un granito de arena, este se compone de otras partículas minúsculas llamadas moléculas que están formadas por grupos de átomos. La fuerza entre los átomos es la razón por la cual el agua cambia de estado. Si la fuerza entre sus átomos es grande, el agua es sólida como el hielo. Si la fuerza entre sus átomos es débil, el agua se convierte en vapor. APLICACIÓN DE NUEVOS CONCEPTOS 1. Elabora una presentación en diapositivas sobre la estructura, clasificación, estados, cambios de estado de la materia, transformación de la materia y propiedades de la materia. 2. Explica ante tus compañeros tu trabajo realizado. Guía y apoya tu trabajo en las siguientes páginas y videos que encontrarás en www.youtube.com. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva _materia/curso/materiales/estados/estados1.htm http://www.youtube.com/watch?v=Ay8MXxHYMQ&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=ziBkoFwWlYU LAS MEZCLAS Se conoce como mezcla a la combinación de dos o más sustancias, sin que se produzca como consecuencia de esta una reacción química y las sustancias participantes de la mencionada mezcla conservarán sus propiedades e identidad. En tanto, lo que si puede diferir son las propiedades químicas de los distintos componentes y por lo general, según los casos y las necesidades, las mismas pueden ser separadas, es decir, aislados sus componentes, a través de diversos procedimientos mecánicos. APLICACIÓN DE NUEVOS CONCEPTOS 1. Lee todo lo expuesto en la siguiente página. http://www.educared.org/global/anavegar5/podium/images/B/ 1563/mezclas.htm 2. En tu cuaderno saca las ideas principales del tema. 3. En cada caso define dos ejemplos sencillos donde puedas aplicar lo aprendido. LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA Y LA ENERGÍA Ley de conservación de la materia. La masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él; esto es, en términos químicos, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos en reacción. Así fue enunciada en el año 1745, Mijaíl Lomonosov. En el mismo año, y de manera independiente, el químico Antoine Lavoisier propone que “la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Es por esto que muchas veces la ley de conservación de la materia es conocida como ley de LavoisierLomonosov. Historia La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Está detrás de la descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química, y de los métodos gravimétricos de la química analítica. Estos científicos se referían a la materia másica. Más adelante se observó que en algunas reacciones nucleares existe una pequeña variación de masa. Sin embargo, esta variación se explica con la teoría de la relatividad de Einstein, que propone una equivalencia entre masa y energía. De esta manera, la variación de masa en algunas reacciones nucleares estaría complementada por una variación de energía, en el sentido contrario, de manera que si se observa una disminución de la masa, es que ésta se transformó en energía, y si la masa aumenta, es que la energía se transformó en masa. Teniendo en cuenta la ley de conservación de la materia, cuando escribimos una ecuación química, debemos ajustarla de manera que cumpla con esta ley. El número de átomos en los reactivos debe ser igual al número de átomos en los productos. El ajuste de la ecuación se logra colocando índices estequiométricos delante de cada molécula. El índice estequiométrico es un número multiplica a los átomos de la sustancia delante de la cual está colocado. Fuentes Joseph A. Babor, Jose Ibarz. Química General Moderna. Tomo I. Edit. 1978. TEMPERATURA La temperatura es una medida utilizada por la física y la química, que expresa el nivel de agitación que poseen los átomos de un cuerpo (concepto también aplicable al ambiente, que es un cuerpo gaseoso). De manera coloquial relacionamos la temperatura con la sensación subjetiva del "calor", lo que no es preciso ya que en realidad sentimos subjetivamente lo que llamamos "calor" cuando entramos en contacto por ejemplo con un ambiente a mayor temperatura que la de nuestro cuerpo, habiendo transferencia de energía. La temperatura entonces está relacionada con la energía interna (técnicamente la suma de la energía asociada al movimiento de las partículas, lo que conocemos cono energía cinética interna, más la energía potencial interna) de un cuerpo; o sea a mayor temperatura mayor será la energía interna. La termodinámica es una rama de la física que estudia la temperatura, además de la presión y el volumen de los sistemas físicos a nivel microscópico. Destacan entre los conceptos asociados a la temperatura lo que se conoce como el equilibrio térmico, que se da cuando dos cuerpos en contacto térmico tienen la misma temperatura, o sea cuando no hay flujo de calor (energía) entre ellos. Por el contrario, al estar en contacto dos cuerpos a diferente temperatura, tendremos un flujo de calor o energía desde el cuerpo de mayor temperatura hasta que ambos cuerpos lleguen al equilibrio térmico. Para la medición de la temperatura, como ya lo comentamos no es suficiente la sensación térmica que se pueda experimentar, en cuanto a si algo está "frío" o si está "caliente", pues de esta manera resultaría un concepto relativo con acotadas aplicaciones. Existen para medir la temperatura de manera objetiva diferentes escalas; destaca una escala absoluta de medida de temperatura que comienza del cero absoluto, cuya unidad de medida utilizada por el Sistema Internacional es el Kelvin (K), en honor a William Thomson. 0ºK (cero grados Kelvin) equivalen a -273,15ºC siendo ésta la temperatura más baja posible. También hay otras unidades de medida, como la escala centígrada (ºC) que es la utilizada por la mayoría de los países y va desde los 0ºC (punto de congelación del agua) a 100ºC (punto de ebullición del agua); o la Fahrenheit (ºF) utilizada ampliamente en el mundo anglosajón. El instrumento que se utiliza para medir la temperatura es el termómetro. Los primeros se basaban en la dilatación de un material específico que se encontraba dentro del termómetro. A medida que aumenta la temperatura, se produce la dilatación que marca el resultado. Por lo general, se utilizaba el mercurio como material para la dilatación. La desventaja que trae consigo la utilización del termómetro de mercurio es su efecto contaminante, razón por la cual el año 2007 el gobierno español prohibió el uso de este instrumento. Existen varios tipos de termómetros, y los principales son: Vidrio: Estructura de vidrio que en su interior hay mercurio que se dilata para marcar la temperatura. Resistencia: Alambre de platino que cambia su resistencia eléctrica a media que aumenta la temperatura. Termopar: Mide temperaturas basadas en la fuerza automotriz Pirómetro: Mide temperaturas muy elevadas Digitales: un microchip interpreta por ejemplo la información relativa a una resistencia desplegando la información en una pantalla de LCD. Lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metal de coeficientes de dilatación distintos. El coeficiente más alto se encuentra al interior APLICACIÓN DE NUEVOS CONCEPTOS 1. Consulta las escalas utilizadas para la medición de temperatura. 2. Cuáles expresiones se emplean para convertir de una escala de temperatura a otra. 3. Convierte 50°C a °F 4. Convierte -50°C a K 5. Realiza como mínimo 10 ejercicios relacionados con la conversión de temperatura. DENSIDAD Esta propiedad específica de la materia relaciona la masa de un cuerpo con el volumen que este ocupa. Mira el siguiente enlace: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_intera ctiva_materia/curso/materiales/propiedades/densidad.htm APLICACIÓN DE NUEVOS CONCEPTOS Copia en tu cuaderno la teoría sobre esta propiedad de la materia. Realiza los ejercicios propuestos. COMPLEMENTACIÓN Y/O AMPLIACIÓN Consulta qué es el peso específico, la fórmula usada para hallarlo y realiza cómo mínimo 5 ejercicios relacionados con este. ENERGÍA APLICACIÓN DE NUEVOS CONCEPTOS Lee todo lo relacionado con el tema de la energía. Puedes usar el siguiente enlace: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2q uincena1/2q1_contenidos_4g.htm# Toma los apuntes necesarios en tu cuaderno. Realiza cada uno de los ejercicios que proponen en la página 3 o directamente de esta página. http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2q uincena1/2q1_ejercicios_1a.htm Prepara en parejas una exposición en power point sobre la temática vista. “Nuestra recompensa se encuentra en el esfuerzo y no en el resultado. Un esfuerzo total es una victoria completa”. Mahatma Gandhi (líder de la India).