Química I: Guía para el Autoaprendizaje - COBAO

Química I
Directorio
Mtro. Alejandro Murat Hinojosa
Gobernador Constitucional del Estado Libre y Soberano de Oaxaca
Lic. Rodrigo E. González Illescas
Director General del Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca
(COBAO)
Lic. Elizabeth Ramos Aragón
Directora Académica
C.P. Luis Raymundo Pacheco Jarquín
Director de Administración y Finanzas
Mtro. Juan Domínguez Luis
Director de Planeación
Lic. Gladys López Méndez
QUÍMICA I
GUÍA PARA EL AUTOAPRENDIZAJE
1ª Edición.
© 2017 COBAO
® En trámite.
Av. Universidad Nº 145
Santa Cruz Xoxocotlán
CP 71230, Oaxaca, México.
Tel/Fax: (01 951) 5015160
Coordinadora de Educación Abierta
Colaboradores
Edición
MD Sonia Leonor Pacheco Velásquez
MC Kharine Santiago Martínez
MC Hugo Rodríguez Aguilar QB Alicia Eugenia Castellanos Santiago
MED. CIR. Ana León López CD Imelda Chang López Alejandra Martínez Guzmán
Benjamín Méndez Martínez
Erick Ricardo Osorio Casas
Alfredo Rodríguez Rivas
Ma. Guadalupe García Hernández
Rubén Toledo Rosado
Diseño y cuidado editorial
Haydeé Ballesteros Sánchez
www.cobao.edu.mx
Queda prohibida la reproducción por
cualquier medio, impreso y/o digital,
parcial o total, de la presente guía, sin
previa autorización del COBAO.
Los derechos de autor de todas las
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registradas, logos, imágenes que aparecen en esta Guía y reproducciones
de obras artísticas, pertenecen a sus
respectivos propietarios.
N. de Ed. Las citas que aparecen en la
presente guía -transcritas de fuentes
impresas o de páginas digitales-, no
fueron intervenidas ni modificadas, ya
que son textuales.
Impreso y hecho en Oaxaca, Méx.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
ÍNDICE
Presentación
Fundamentación
Introducción
Esquema general de la UAC
Bloque I
4
6
9
11
Reconoces a la química y su interrelación con la materia y la energía.
13
47
50
Explicas el modelo atómico actual y su relación con la tabla periódica.
53
94
Anexos
Fuentes documentales
Bloque II
Fuentes documentales
Bloque III
Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares.
97
123
126
Manejas la nomenclatura química inorgánica.
129
Representas y operas reacciones químicas.
161
Anexos
Fuentes documentales
Boque IV
Boque V
Boque VI
Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las
reacciones químicas.
Fuentes documentales
183
200
4
PRESENTACIÓN
E
n el Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca estamos convencidos
de que la educación influye de manera determinante en el avance y
progreso de los seres humanos y de los pueblos.
Por eso trabajamos día a día, para que puedas adquirir los conocimientos
necesarios y, así, nutrir tu cultura, tu espíritu, tus valores y todo aquello
que te permita crecer como ser humano. Prueba de ello es esta Guía, que
hoy ponemos en tus manos. En este material didáctico encontrarás los
elementos necesarios para desarrollar y fortalecer competencias a través
del estudio independiente; además, el orientador y asesor de contenido
te ayudará a reforzar lo aprendido a través de estrategias, actividades y
ejercicios auténticos.
De esta manera nos ponemos a la vanguardia del siglo XXI, donde la prioridad es que tú aprendas a aprender de manera significativa, enfrentándote
a situaciones cotidianas, por lo que hemos creado este material a través
de una metodología centrada en el modelo basado en competencias para
que obtengas una educación de calidad que te permita convertirte en un
ciudadano reflexivo y participativo, capaz de interpretar tu entorno social
y cultural, con el fin de que estés preparado para resolver problemas de tu
vida diaria.
Con el apoyo de esta Guía podrás construir tu propio conocimiento al ritmo
que se adapte a tus necesidades. Nos interesa, en gran medida, que estés
bien preparado para aportar tu grandeza espiritual e intelectual al desarrollo de México, por ello debes contar con conocimientos bien cimentados
que te permitan ser autónomo en la vida y en el trabajo. Queremos que,
además de conocimientos, desarrolles destrezas y aptitudes para enfrentar los diferentes retos de la vida; y estés capacitado para colaborar en las
áreas en las que participes.
En las Guías de autoaprendizaje descubrirás, además, lo importante que
resulta el trabajo colaborativo y el intercambio de conocimientos para la
asimilación efectiva de los mismos. De tal forma que estarás en condiciones de convertirte en un estudiante más autónomo.
Podrás aplicar las tecnologías de la información como una herramienta de trabajo de forma responsable, ellas te ayudarán a reforzar la asimilación de conocimientos y serán instrumentos básicos en el desarrollo de tu autoaprendizaje
a lo largo de la vida, es decir, adquirirás destrezas para un aprendizaje permanente con el que podrás tener una mejor calidad de vida.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
5
Estimado estudiante: en el Colegio de Bachilleres estamos convencidos de
que la educación, es la ruta hacia el desarrollo y prosperidad para la autorrealización, y por tanto, requiere de calidad, por eso nos preocupamos en
satisfacer tus necesidades básicas de aprendizaje, porque la educación de
calidad te conduce de manera extraordinaria hacia el ejercicio de la libertad y hoy te corresponde a ti ser parte de este proyecto que está llamado
a construir dicho futuro.
¡Bienvenido!.
LIC. RODRIGO ELIGIO GONZÁLEZ ILLESCAS.
Director General del Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca.
6
FUNDAMENTACIÓN
La Secretaría de Educación Pública, en conjunto con las instituciones educativas de nivel medio superior, desde el 2008 implementó políticas para
elevar la calidad en la educación. En ese marco, se está llevando a cabo la
Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) y la integración
de un Sistema Nacional del Bachillerato que tiene entre sus principales
propósitos impulsar un cambio cualitativo en el modelo educativo nacional, orientándola hacia el desarrollo de competencias, así como mejoras en
la organización y las condiciones de operaciones de las instituciones.
Dado que el proceso educativo se realiza en ámbitos y condiciones muy
diversas y con una gran variedad de modalidades educativas en todo el
país, fue necesaria la integración y el reconocimiento oficial que otorga la
ley con base al Acuerdo Secretarial 445 en dos grandes grupos: escolarizada y mixta, de la que deriva la no escolarizada (estas últimas identificadas
popularmente como a distancia, virtuales o abiertas, entre otros nombres).
En este sentido, y debido a que en años recientes, la modalidad mixta ha
tenido un desarrollo notable, la necesidad de incluir esta modalidad educativa dentro del Sistema Nacional del Bachillerato ha sido primordial.
Para ello, la Reforma Integral se desarrolló en cuatro ejes:
• La construcción e implantación de un Marco Curricular Común
(MCC) con base en competencias.
• La definición y regulación de las distintas modalidades de oferta
de la EMS.
• La instrumentación de mecanismos de gestión encaminada a la
certificación.
• Y, finalmente, un modelo de certificación que reflejará la identidad
compartida del bachillerato.
Por todo lo anterior, la presente guía tiene como objetivo fundamental,
que tú como estudiante del Sistema de Educación Abierta del Colegio de
Bachilleres del Estado de Oaxaca, logres de manera satisfactoria el dominio
de las competencias que conforman el Marco Curricular Común, que te
permite tener una cultura general e interactuar con tu entorno de manera
activa, propositiva y crítica, prepararte para tu ingreso y permanencia en
el nivel superior, a partir del desarrollo de tus capacidades para consolidar y diversificar los aprendizajes y desempeños adquiridos, ampliando y
profundizando los conocimientos, habilidades, actitudes y valores relacionados con el campo de las ciencias experimentales, promoviendo en QUÍMICA I, el reconocimiento de esta ciencia como parte importante de tu vida
diaria y como una herramienta para resolver problemas del mundo que
Guía para el autoaprendizaje
Química I
7
nos rodea, implementando el método científico, enfatizando la relación de
la química con la tecnología y la sociedad, el impacto que ésta genera en
el medio ambiente, buscando que adquieras una conciencia de cuidado y
preservación del medio ambiente que te rodea, así como un accionar ético
y responsable del manejo de los recursos naturales para tu generación y
las generaciones futuras.
Para implementar esta reforma en el Sistema de Educación Abierta, no debemos de perder de vista que la población que asiste son considerados
adultos, pues tienen una edad mínima de 18 años, lo que presenta otra
característica específica del modelo educativo, donde hay que conocer y
analizar la realidad de los adultos para determinar los procedimientos más
convenientes para orientar sus procesos de aprendizaje.
A inicios de los años 70´s se impulsa en Latinoamérica la reflexión y de la
práctica educativa desde la andragogía, esta activación y auge obedece a
que la UNESCO precisa de una manera clara e intencional de una teoría
de Educación a lo largo y ancho de la vida. Se reconoce por primera vez, la
necesidad de ocuparse de la educación de adultos y no únicamente de las
dos edades iniciales de la vida: niñez y juventud, por lo que deben consagrarse tiempos y recursos a su formación (OCDE, 2005) apoyándose de un
modelo andragógico.
Pero ¿Qué es un modelo andragógico?
La andragogía es un enfoque que se ocupa de la formación de adultos con
la intervención de otros adultos, por lo que es una relación horizontal de
orientación–aprendizaje. El aprendizaje en la adultez implica la articulación
de las experiencias adquiridas con la experiencia momentánea. Castillo Silva cita a Knowles, mencionando que es considerado el padre de la andragogia y la define como “procesos formativos entre adultos”.
Lo anterior contribuye a que la acción educativa orientada al adulto en
situación de formación sea más científica, más real, más evidente y más
abierta a la continuidad, permanencia y mejoramiento del proceso orientación aprendizaje. El proceso es entre adulto–adulto.
Constituye un espacio donde jóvenes y adultos con necesidades distintas
convergen y pueden compartir su experiencia, recibir la asesoría y apoyo
de asesores, quienes serán sus guías en el proceso de aprendizaje, y concluir su bachillerato.
El aprendizaje en la adultez se basa en capacidades o procedimientos, siendo los más importantes: el aprender a aprender y el decidir aprender.
8
Su finalidad más importante es desarrollar un pensamiento post–formal de
naturaleza metacognitiva y pragmática.
La participación es horizontal–participativa. El centro del proceso, control y
dirección está en los participantes.
El énfasis del aprendizaje está en los procesos de aprender y fuentes de
información. Los procesos mentales: el pensamiento lógico, los procesos
mentales y superiores, la imaginación y la creatividad. La dirección del proceso está más cargada hacia la orientación–aprendizaje.
Con estos antecedentes concluimos que tú eres el actor principal de tu
formación, que tu experiencia de vida, así como tu compromiso y responsabilidad es lo que te va a permitir tu desarrollo y formación integral.
Esta guía te orientará para que desarrolles competencias genéricas y disciplinares que te permitirán conocer el amplio campo de estudio en el que
actualmente muchos educadores profundizan en investigaciones teóricas
y prácticas, las cuales aportan conocimientos significativos, innovadores y
novedosos que enriquecen el proceso de aprendizaje y proporcionan conocimientos que te servirán de base sólida y te darán herramientas para
continuar con tus estudios de nivel superior.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
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INTRODUCCIÓN
La presente guía de autoaprendizaje de QUÍMICA I, ha sido elaborada con
apego a la Reforma Integral de la Educación Media Superior, que tiene el
propósito de fortalecer y consolidar la identidad de este nivel educativo, y
el programa de estudios de la misma asignatura.
Las UAC de Química I y Química II, constituyen la materia de Química y
su interrelación con la materia y la energía; la estructura atómica de la
materia que permite comprender el enlace de los átomos para formar moléculas; la interacción de éstos y la reacción química, lo cual permite al estudiante identificar y representar un cambio químico. Todo ésto, a fin de
que aplique los conocimientos adquiridos y pueda proponer soluciones a
problemáticas de su entorno.
La materia de Química está ubicada en el Componente de Formación Básica y forma parte del campo de conocimientos de Ciencias Experimentales
cuya finalidad es: que el estudiante comprenda la composición de la materia-energía, los cambios físicos, químicos, biológicos y nucleares, dando
lugar a la formación de valores respecto a la relación ciencia-tecnologíasociedad con un enfoque de cuidado y prevención del medio ambiente y
uso racional de los recursos naturales.
Esta guía contiene ejercicios y actividades intercaladas en cada bloque, las cuales fueron diseñadas considerando la evaluación formativa cuya finalidad es
retroalimentar al estudiante en su proceso de aprendizaje; de esta manera, el
asesor puede saber si el estudiante ha adquirido los aprendizajes propuestos
y, con ello, definir si es necesario rediseñar o continuar con las estrategias de
enseñanza.
Al final de cada uno de los bloque se incluye un apartado de instrumentos de
evaluación con el propósito de que el estudiante se autoexamine y conozca su
aprovechamiento en la materia.
La guía de autoaprendizaje de Química I se encuentra estructurada
por los siguientes bloques:
• Bloque I: Reconoces a la química y su interrelación con la materia
y la energía.
• Bloque II: Explicas el modelo atómico actual y su relación con la
tabla periódica.
• Bloque III: Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares.
• Bloque IV: Manejas la nomenclatura química inorgánica.
• Bloque V: Representas y operas reacciones químicas.
• Bloque VI: Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas.
10
En el Bloque I el estudiante podrá reconocer los grandes momentos de la
Química y su influencia en el desarrollo de la humanidad, conjuntamente con
el estudio del método científico como herramienta importante para la resolución de problemas. Además podrá comprender las interrelaciones de la materia y la energía.
En el Bloque II estudiará los modelos atómicos que dieron origen al modelo
atómico actual y sus aplicaciones en la vida cotidiana, la interpretación de
la Tabla Periódica y los antecedentes que dieron lugar a la Tabla periódica
actual, finalizando con el estudio de los metales y no metales más importantes del país desde el punto de vista socioeconómico.
En el Bloque III relacionará las propiedades macroscópicas de las sustancias con los diferentes modelos de enlace tanto interatómicos como intermoleculares.
En el Bloque IV identificará los diferentes compuestos a través del uso del
lenguaje de la Química y se promueve la aplicación de normas de seguridad para el manejo de los productos químicos.
En el Bloque V describirá los diferentes tipos de reacciones químicas y se
aplica la ley de la conservación de la materia al balancear las ecuaciones.
En el Bloque VI estudiará los factores que intervienen en la velocidad de
una reacción química conjuntamente con los intercambios de calor que
experimenta la reacción, finalizando con un análisis del consumismo y el
impacto que esto genera en el medio ambiente y en su vida cotidiana.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
ESQUEMA GENERAL DE LA UAC
El reconocimiento de esta ciencia como parte importante de su vida diaria y como
una herramienta para resolver problemas del mundo que nos rodea, implementando
el método científico. 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.
BLOQUE I
BLOQUE 2
BLOQUE 3
Reconoces a la
química y su
interrelación con
la materia y la
energía.
Explicas el modelo
atómico actual y
su relación con la
tabla periódica.
Explicas el modelo
atómico actual y
su relación con la
tabla periódica.
BLOQUE 4
BLOQUE 5
BLOQUE 6
Manejas la
nomenclatura
química
inorgánica.
Representas y
operas reacciones
químicas.
Comprendes
los procesos
asociados con
el calor y la
velocidad de
las reacciones
químicas.
www.flickr.com
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 1
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Reconoces a la química y su
interrelación con la materia
y la energía.
BLOQUE 1
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NOMBRE DEL BLOQUE: RECONOCES A LA QUÍMICA Y SU INTERRELACIÓN CON LA MATERIA
Y LA ENERGÍA.
DESEMPEÑOS DEL BLOQUE:
• Comprende el concepto de la química su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias.
• Identifica el método científico en la resolución de problemas de su entorno inmediato relacionados con la Química.
• Comprende el concepto, las propiedades y los cambios 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.
COMPETENCIAS GENÉRICAS A DESARROLLAR DURANTE LA UAC:
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
ESQUEMA GENERAL
Nivel taxonómico del bloque: Comprensión
16
SESIÓN
1
NIVEL
TAXONÓMICO1 DE LA
SESIÓN
Comprensión
Tiempo: 30%
70%
DESEMPEÑOS AL
CONCLUIR
EL BLOQUE
COMPETENCIAS GENÉRICAS Y/O ATRIBUTOS
Comprende el
concepto de la
química su desarrollo histórico y
su relación con
otras ciencias.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina
entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
2
Comprensión
Identifica el método científico en
la resolución de
problemas de su
entorno inmediato relacionados
con la Química.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de
sus pesos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos
para probar su validez.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la
experimentación para producir conclusiones y
formular nuevas preguntas.
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.
3
Comprensión
Comprende el
concepto, las
propiedades y
los cambios de la
materia.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina
entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
4
Comprensión
Expresa algunas
5.2 Ordena información de acuerdo a categoaplicaciones de
rías, jerarquías y relaciones.
los cambios de
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comula materia en los
nicación para procesar e interpretar información.
fenómenos que
6.1 Elige las fuentes de información más releobserva en su
vantes para un propósito específico y discrimina
entorno.
entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiaPromueve el uso
bilidad.
responsable de
7.3 Articula saberes de diversos campos y estala materia para el
blece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
cuidado del medio
1
Marzano, J. R. (2001). Designing a new taxonomy
of educational objectives. En &. M.
ambiente.
T. R., Experts in Assessment Series, Guskey. Thousand Oaks, CA: Corwin.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 1
COMPETENCIAS
DISCIPLINARES BÁSICAS
OBJETOS DE
APRENDIZAJE
17
PROPÓSITO DE LA
SESIÓN
1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
• La Química.
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para
responderlas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
• El método
científico y sus
aplicaciones.
La intención de esta sesión es que identifiques
los pasos del método
científico por medio de
un estudio sistemático para la solución de
problemas de la vida
cotidiana.
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la
ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
• Materia.
•Propiedades y cambios
de la materia.
Con esta sesión vas a
comprender el concepto
de materia, sus propiedades y cambios que se
dan en ella, para aplicarlos de manera reflexiva y
apropiada en las actividades que se requiera.
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la
ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de
sustancias, instrumentos y equipo en la realización
de actividades de su vida cotidiana.
•Propiedades y cambios
de la materia.
Durante esta sesión, a
través de actividades
cotidianas, identificarás
distintos fenómenos de
tu entorno para el uso y
cuidado resposable del
medio ambiente de tu
comunidad.
En esta sesión vas a conocer el concepto de química y cómo ha sido su
evolución a través de la
historia y la relación que
tiene con otras ciencias
para reconocer la utilidad
en su diario acontecer.
18
sesión1
Primera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: En esta sesión vas a expresar el
concepto de química y cómo ha sido su evolución a través
de la historia, y la relación que tiene con otras ciencias para
reconocer la utilidad en su diario acontecer.
Competencia de aprendizaje
Comprendes el concepto de la química a través de la lectura: ¿Son realmente tan tóxicos los ambientadores de casa?,
partiendo de la misma realizas un diagrama tipo sol con
los conceptos más importantes. Por medio de una línea del
tiempo vas a obtener el conocimiento de la evolución de
la química. Y mediante imágenes vas a identificar cómo se
relacionan las diferentes ciencias con la química y tu vida
cotidiana.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia
del campo disciplinar de Ciencias Experimentales a partir del siguiente punto: “Establece la interrelación entre la
ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos”.
Por otro lado, las competencias genéricas podrás desarrollarlas a partir los siguientes subíndices:
4.1 Expresa ideas y conceptos mediantes representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas, a través de la investigación de una lectura y mediante la identificación de imágenes.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para
un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo
a su relevancia y confiabilidad, que se desarrolla por medio
de una lectura.
Por último, 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones a partir de una línea del tiempo.
http://www.maneranatural.com/wp-content/uploads/2014/06/16916583_xl.jpg
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 1
T
19
Manos a la obra!!!
ú sabes que todo lo que observamos
en nuestro entorno son materiales que
conforman las cosas, ¿Sabes de qué están
constituidos estos materiales? ¿Qué ciencia está
involucrada en la formación de estos materiales?
Para poder responder realiza la lectura de la
siguiente noticia y al finalizar contesta el cuestionario que se te indica.
¿Son realmente tan tóxicos los ambientadores de casa?
El Congreso propone al Gobierno retirar del
mercado los productos que emitan sustancias nocivas.
ALEJANDRO CARRA / MADRID
Día 12/06/2014 - 18.44h
Ambientadores domésticos
http://www.abc.es/sociedad/20140612/abci-ambientadores-sustancias-peligrosas-congreso-201406112219.html
Estireno. Es cancerígeno. En intoxicaciones agudas, muy poco frecuentes. La Comisión de Sanidad y Servicios Sociales del Congreso aprobó
una proposición de ley presentada por el Partido
Popular por la que se insta al Gobierno «a estudiar los posibles efectos nocivos de los ambientadores para (...) impulsar la retirada de aquellos
que produzcan un nivel de emisiones tóxicas que
sean perjudiciales para la salud».
El motivo de esta propuesta no es otro que
recoger el guante de un informe publicado a finales del pasado año por la Organización de Consumidores y Usuarios (OCU) en el que se denunciaba que algunos difusores, velas perfumadas,
inciensos y aceites emitían productos «que resultan peligrosos cuando superan una determinada
concentración». En concreto, la OCU avisaba de
la presencia de componentes «particularmente
dañinos, como el benceno y el formaldehído».
Cancerígenas y tóxicas
El estudio de la OCU no es el único que habla de
estas sustancias en los ambientadores. La BEUC,
la Oficina Europea de Uniones de Consumido-
res, ya publicó en 2005 «Emisiones de químicos
por ambientadores. Test sobre 74 productos
vendidos en Europa». Y sus resultados hablaban
entonces del benceno, formaldehído, terpenos,
estireno, ftalatos y tolueno, a los que otros estudios añadían el naftaleno.
Desde la Fundación Vivo Sano, el director de la
campaña Hogar sin tóxicos, Carlos de Prada, advierte del peligro de estas sustancias, «que en el caso
del benceno es cancerígeno, y en el de los ftalatos producen alteraciones en el sistema hormonal». Un peligro que se acrecienta, subraya, «por
el estilo de vida de los occidentales, que pasamos
cerca de un 90% de nuestro tiempo en espacios
cerrados, respirando una media de 15,000 litros
diarios de aire». Pese a ese riesgo, en las etiquetas de estos productos, explica Prada, «por aquello
del secreto comercial, no figuran todos los componentes, como mucho, el principio activo, pero
no el resto. Y su combinación puede ser incluso
más nociva. Se cubren con advertencias del tipo de
no usar en ambientes no ventilados, aprovechando el vacío legal que existe». Pasamos un 90% de
nuestro tiempo dentro de espacios cerrados.
20
Joan Grimalt, experto en Química Ambiental del CSIC, no pone en duda que en esos estudios se hayan encontrado esas sustancias, ni
de su peligrosidad. «Efectivamente, el benceno
es cancerígeno; el formaldehído es un oxidante muy agresivo y un contaminante que medimos en la atmósfera; los ftalatos tienen un
efecto de disruptor endocrino y el naftaleno
es directamente un insecticida, y por tanto,
un producto pensado para matar... insectos».
Pero rápidamente señala que «una cosa son los
estudios de las asociaciones y otra los trabajos
científicos, en los que antes de su publicación se
pasa un estricto filtro de validación de mediciones y conclusiones por parte de otros expertos».
Una opinión que no se distancia mucho de la
expuesta en 2006 en un documento del Comité Científico de Salud y Riesgos Ambientales», respecto del estudio del BEUC, en el que no
se ponía en duda la toxicidad de las sustancias
encontradas pero se advertía de ciertas carencias metodológicas.
«Realizar estudios sobre productos de uso
cotidiano para mejorar su legislación, está bien.
Pero yo me preocuparía mucho más por la
contaminación del tráfico, o, dentro de casa,
por el uso de insecticidas domésticos» termina diciendo, Joan Grimalt.
Lo que dicen que contienen
Benceno. Es cancerígeno. En intoxicaciones agudas, muy poco frecuentes, produce una afectación del sistema nervioso central, cefalea, fatiga
y dificultades para hablar.
Formaldehído. Es un oxidante agresivo.
Tóxico por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel. Provoca quemaduras. La intoxicación crónica produce de modo selectivo una
afectación de la médula ósea.
Terpenos. Son los aromatizadores naturales
de muchas plantas (de la corteza del pino o de
los cítricos). Su intoxicación se produce por ingestión, provocando quemaduras en la garganta, dolor abdominal, diarrea, náuseas y vómitos.
A. C. MADRID
Naftaleno. Sustancia sólida de color blanco
que se evapora fácilmente. Su uso principal es
como antipolillas. La intoxicación con esta sustancia destruye los glóbulos rojos y es especialmente grave en bebés y niños, es cancerígeno.
En intoxicaciones agudas, muy poco frecuentes,
produce una afectación del sistema nervioso
central, cefalea, fatiga y dificultades para hablar.
Tolueno. Es un disolvente y diluyente de pinturas y barnices, y también un componente de la
gasolina. Por contacto irrita la piel, inhalado en
concentraciones muy altas ataca al sistema nervioso y causa narcolepsia, produce una afectación del sistema nervioso central, cefalea, fatiga
y dificultades para hablar.
Responde
Con base en el texto anterior, responde lo siguiente.
a) ¿Qué impacto puede tener esta noticia en la sociedad?
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 1
b) ¿Qué relación tiene la noticia con la Química?
c) ¿Quién puede ser el culpable de que esto pueda ocurrir?
d) ¿Puede ayudar la Química a evitar este caso?
e) ¿Menciona qué importancia tiene la Química en la vida diaria?
f) ¿Qué estudia la Química?
Investiga
Con base en el texto anterior, escribe una definición de los siguientes conceptos.
Actividad
Anota tus conclusiones de tus lecturas.
21
22
Actividad
Ahora te propongo que mediante una investigación, conozcas el mágico mundo de la química
a través de la historia, para ello realiza una línea del tiempo de la evolución de la química para
revisar los acontecimientos más importantes de cada época. (Revisar la LC01BI del anexo)
Los períodos a considerar son:
1. 800 a. C. – 600 d.C.
2. 600 d. C. – 1600
3. 1601 – 1780
4. 1781 – 1856
5. 1857 – 1920
6. 1921 – 1945
7. 1946 – 1968
8. 1969 – 2000
9. 2001 – a la actualidad
Actividad
Se dice que más vale una imagen que mil palabras, te invito que observes las imágenes e identifiques de qué ciencia se trata y cómo se relaciona con la química.
www.flickr.com
www. pixabay.com
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 1
23
Actividad
Después de haber observado, escribe debajo de cada imagen el nombre de la ciencia de que se trate
y desarrolla un breve escrito acerca de la relación de estas ciencias con la química.
Segunda sesión
sesión 2
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: La intención de esta sesión es que identifiques los pasos del método científico por medio de un estudio sistemático para la solución
de problemas de la vida cotidiana.
Competencia de aprendizaje
Identificas los pasos del método científico mediante la lectura de los mismos,
para comprender su significado y, en asesoría poder desarrollar y aplicar los
pasos para solucionar problemas detectados en tu vida cotidiana.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado diferentes competencias del campo disciplinar de ciencias experimentales que dice: 1. Establece la interrelación
entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos
y sociales específicos; 3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter
científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas; 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes;
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
También desarrollarás los atributos de dichas competencias: 4.1 Expresa ideas
y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas,
en la solución de problemas mediante la lectura de los pasos a seguir del método científico; 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva,
comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo, en la comprensión y aplicación de cada uno de los pasos del método científico; 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito
específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad,
para la investigación de casos en los que aplique el método científico y 7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana, en casos concretos de su entorno.
24
Manos a la obra!!!
Lee
MÉTODO CIENTÍFICO1
E
l método científico inicia a operar cuando
el conocimiento en sí, y el sentido común
por sí solos no son suficientes para resolver
determinados problemas. El método científico es
sistemático, verificable, puntual, fiable y se obtiene
como resultado las teorías, que dan respuesta a
los problemas planteados por la humanidad.
Los conceptos del método científico que debemos tener presentes son:
1. Identificación del problema (Observar).
Consiste en aplicar todos tus sentidos para observar detalladamente tu entorno, lo que te permitirá ubicar aspectos que puedan representar
algún problema en particular.
2. Planteamiento del problema (Interrogantes). Actualmente podemos disfrutar de los conocimientos de la ciencia gracias a que nuestros antepasados se preguntaron respecto a los
eventos que ocurrían a su alrededor.
3. Formulación de hipótesis (posibles respuestas). Trata de identificar las causas que generan los problemas observados. Las hipótesis
deben ser lógicas.
4. Experimentación (prueba de hipótesis).
Etapa en la que se demuestra la veracidad de las
respuestas planteadas en función del problema
analizado; para ésto se deberán considerar el
campo de materiales a utilizar, las variables dependientes e independientes y las constantes.
5. Obtención de resultados (Recopilación de
datos). Implica el registro de la información emanada de la experimentación para la posterior
elaboración de un reporte escrito.
6. Conclusiones (Comparación de resultados). Es la parte del método que nos permite
emitir juicios que conducirán a establecer teorías o leyes.
Actividad
1. Lee el siguiente ejercicio de la vida cotidiana y al finalizar contesta lo que se te
pide con base a la aplicación del método
científico.
S
e acercan las fiestas patrias y para celebrar
se realizará la pozolada que cada año se
acostumbra en tu casa. Piensas utilizar
la receta secreta de tu abuela, la cual lleva los
tres tipos de carnes (pollo, cerdo y res), maíz
pozolero, tomate, chile guajillo, hierbas de olor.
Después de leer la receta consideraste que a
la molienda del tomate y el chile se le podría
1
García M. de L., et al. Guía didáctica de aprendizaje Química I, pp.31,32.
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Química I
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BLOQUE 1
agregar otras especies como orégano, clavo
y ajo. Posteriormente tendrás que freír esa
molienda para agregarla al caldo en donde se
está cocinando la carne y el maíz. Al momento
de servir a los comensales se les proporcionó los
complementos; obteniendo un pozole delicioso
según los comentarios de los invitados.
25
Se repite nuevamente la preparación, pero
ahora se registran las cantidades exactas de
los ingredientes que se utilizarán en la receta. Nuevamente al probarla les encanta a los
invitados.
Responde
¿Cuál es la observación?
¿Cuál es la hipótesis?
¿De qué manera se llevó a cabo la experimentación?
¿Cómo sería la teoría?
¿Cuál es el resultado?
Escribe tu conclusión referente a la utilidad de la aplicación del método científico.
26
Actividad
2.
Con base en el siguiente texto, contesta las preguntas que aparecen al final del mismo,
colocando la respuesta correcta dentro del paréntesis.
(1) Una cosmetóloga observa que los líquidos utilizados para la limpieza de la cara que
tiene guardados en recipientes sin tapa, se
van reduciendo a medida que pasa el tiempo,
y los olores de esas sustancias se perciben en
el ambiente. También se da cuenta que otras
sustancias requieren, menos tiempo para
impregnar el aire. Entonces se formula las
siguientes preguntas: ¿Por qué se reduce el
nivel en los recipientes? ¿Por qué el aire se impregna de olores? ¿Por qué algunos líquidos
tardan más que otros en impregnar el aire?
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(2) Con base en las preguntas realizadas la
cosmetóloga se plantea el siguiente problema
¿Todos los líquidos se evaporan a la misma
velocidad y en el mismo tiempo? (3) La cosmetóloga intuye que los líquidos tienen diferentes puntos de evaporación, entonces plantea lo siguiente: “La velocidad de evaporación
para cada líquido debe ser diferente y va a depender de las características y naturaleza del
líquido de que se trate”.
(5) La cosmetóloga imagina un experimento: Se expondrán durante 24 horas, en
un ambiente ventilado 4 recipientes iguales,
numerados del 1 al 4 en los que se verterán
cantidades iguales de: agua de rosas, alcohol,
jabón líquido y acetona. Pasado el tiempo determinado, se medirá nuevamente, de igual
manera que al principio, la cantidad de líquido de cada frasco y se tomara un registro de
los valores obtenidos.
(4) La cosmetóloga investiga, deduce y
pronostica: “Si la velocidad de evaporación
depende de la naturaleza del líquido, entonces, cuando se tienen la misma cantidad de
diferentes líquidos colocados en recipientes
iguales y que se encuentran en condiciones
semejantes de temperatura, al cabo de un
tiempo, se observan disminuciones diferentes de niveles en cada frasco, como resultado de la evaporación diferente que presenta
cada líquido”.
(6) Con los datos observados, caben las
siguientes preguntas: ¿Se evaporan todos los
líquidos de igual manera? Si no es así: ¿Qué
líquidos se evaporan más y cuáles menos? ¿Lo
pronosticado coincide con los resultados obtenidos? ¿La hipótesis planteada se confirma?
Guía para el autoaprendizaje
Química I
(7) Comprobada la evaporación de los 4
líquidos analizados, se puede redactar la conclusión de la siguiente manera: “La velocidad
de evaporación no es uniforme para todos los
líquidos sino que depende de su naturaleza”.
Responde
(
) Para explicar el método científico el texto habla de líquidos que se evaporan
¿Cuál sería el párrafo que describe la hipótesis?
a) 2
(
b) 3
c) 4
d) 5
) ¿Cuál es la etapa del método científico que corresponde al párrafo 7?
a) Observación
b) Contrastación de resultados
c) Delimitación del problema (pregunta científica)
d) Conclusiones
(
) En el párrafo 6 del texto hay una serie de preguntas, estas preguntas son ejemplo de:
a) Observación
b) Contrastación de resultados
c) Delimitación del problema (pregunta científica)
d) Conclusiones
(
) Señale cuales de estas afirmaciones son correctas:
1) La observación es posterior al experimento
2) El experimento pone a prueba la validez de la hipótesis
3) La hipótesis es una respuesta tentativa al problema
4) La contrastación de resultados (análisis) se establece a partir de la conclusión
a)1 y 2
b) 2 y 3
c) 3 y 4
d) 1 y 4
Investiga
3. Investiga 3 casos problema en los que de manera sencilla se puedan identificar las situaciones
para aplicar el método científico. Escríbelos en tu cuaderno y preséntaselos a tu asesor para tu
retroalimentación.
28
sesión3
Tercera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Con esta sesión vas a comprender el
concepto de materia, sus propiedades y cambios que se dan en
ella, para aplicarlos en las actividades diarias.
Competencia de aprendizaje
Identificas las propiedades de la materia mediante la lectura
propuesta, para comprender su significado, y en asesoría poder desarrollar y aplicar los conceptos en solución de problemas detectados en tu vida cotidiana.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia del
campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice “1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad
y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos; 2.
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas; 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes
relevantes y realizando experimentos pertinentes; 5. Contrasta
los resultados obtenidos en una investigación o experimento
con hipótesis previas y comunica sus conclusiones”.
Así como los atributos 4.1 Expresa ideas y conceptos mediantes
representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas, para la
lectura, solución de mapas mentales y crucigramas; 5.2 Ordena
información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones,
para la comprensión de los conceptos; 6.1 Elige las fuentes de
información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad,
con el objeto de realizar una investigación referente a los cambios de estados de agregación de la materia y lo referente al
tema de energía; 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica
sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectiva al acervo con el que cuenta,
en el desarrollo de las características de cambios de la materia;
7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones
entre ellos y su vida cotidiana, en los ejemplos de identificación
de la clasificación de la materia y desarrollar los ejemplos de
tipo de energía.
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29
Manos a la obra!!!
Lee
MATERIA2
T
odo lo que nos rodea es
materia, y en el pasado mucha
de ésta, por desconocimiento
de sus propiedades, se llegó a
manipular sin pensar en los riesgos y
repercusiones que podía causar en el
medio ambiente. Por ello es de vital
importancia conocer las propiedades
de la materia y así poder clasificarla
de acuerdo a sus características y, con
este conocimiento, realizar un uso
sustentable de ella en beneficio de
nuestro entorno.
De manera general, el concepto de
materia es todo lo que ocupa un lugar
en el espacio, tiene masa y energía.
De esta forma el refresco, el
azúcar, la tierra, el smog, nuestra
comida etc., son ejemplos que podemos asociar con una cantidad de
masa, que es la medida de la cantidad de materia que se encuentre
en un cuerpo.
observar, pero que nos describen el cambio de una
sustancia por haber sufrido
una reacción, pudiendo ser
estas: su acidez, su basicidad, la combustibilidad, su
toxicidad, su inflamabilidad,
su poder oxidante y reductor, su explosividad, su reactividad frente a diferentes
sustancias.
Las propiedades físicas
son aquellas que se pueden
observar a simple vista, son
factibles de medición y no
varían en su estructura interna. A su vez estas propiedades se pueden dividir
en dos grupos: extensivas
o generales e intensivas o
específicas.
Conociendo
lo anterior es
pertinente mencionar que las
propiedades de
la materia se clasifican en químicas y físicas.
Las propiedades Extensivas son las que contiene
todas las sustancias y dependen de la cantidad de
masa que contienen, por
ejemplo: masa, volumen,
peso, elasticidad, longitud,
divisibilidad, inercia, porosidad, energía térmica, impenetrabilidad.3
Las propiedades químicas
son aquellas que no se pueden
Las propiedades Intensivas son las que se
2
3
García Becerril M. de L, Química I, pág. 24.
Cfr. Paleo González Ehécatlm L. D. Química 1, pág.29.
30
dan para cada sustancia de manera particular y no dependen de la
cantidad de sustancia, por ejemplo:
estados de agregación, densidad,
color, maleabilidad, ductibilidad,
temperatura, olor, punto de fusión,
punto de ebullición, tenacidad, sabor, textura, solubilidad.
Actividad
Complementa el siguiente mapa conceptual.
TODA LA MATERIA
Sustancias
puras
Sustancias
puras
Elemento
Ejemplos
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Elemento
Ejemplos
Química I
Ejemplos
Ejemplos
Propiedades de la materia
Construye y aprende
BLOQUE 1
31
2
1
3
Completa el crucigrama de las propiedades
físicas de la materia con su descripción.
4
5
Dureza
Divisibilidad
Solubilidad
Ductibilidad
Maleabilidad
Color, olor y sabor
Impenetrabiliad
Masa
Brillo
6
Viscosidad
Punto de fusión
Inercia
7
8
9
10
12
11
13
15
14
16
17
Horizontal
1. Es la medida de la capacidad de cierta sustancia para
disolverse en otra.
4. Relación que existe entre la masa de un cuerpo y la
fuerza de gravedad.
5. Propiedad de los cuerpos para mantener su estado
de reposo o movimiento.
13. Propiedades organolépticas que posee una sustancia.
14. Es la relación entre la masa de un objeto y su volumen.
15. Propiedad de la materia que se caracteriza por
reflejar o absorber la luz.
17. Todo tipo de materia es susceptible a dividirse, esto
como consecuencia de la porosidad.
Vertical
2. Es la propiedad que tienen los materiales de resistir
el rayado y el corte de su superficie.
3. Es la temperatura a la cual la presión de vapor de un
líquido se iguala con la presión.
4. Es el cambio del estado sólido a líquido por aumento
de temperatura.
6. Capacidad que presentan los cuerpos para deformarse.
7. Establece que dos cuerpos no pueden ocupar el
mismo espacio.
8. Es la propiedad mecánica de ciertos materiales de
sufrir deformaciones reversibles.
9. Propiedad que tienen los metales de estirarse y
formar alambres.
10. Propiedad de la materia, gas o líquido (fluidos) de presentar resistencia a los cuerpos que se mueven en su seno.
11. Propiedad de la materia que mide la extensión de
las sustancias en tres dimensiones.
12. Propiedad por la cual todos los cuerpos poseen en
el interior de su masa, espacios que se llaman poros o
espacios intermoleculares.
16. Cantidad de materia que posee un cuerpo.
32
Dureza: es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie.
Brillo: propiedad de la materia que se caracteriza por reflejar o absorber la luz.
Maleabilidad: capacidad que presentan los
cuerpos para deformarse.
Densidad: es la relación entre la masa de un
objeto y su volumen.
Punto de fusión: es el cambio del estado sólido a líquido por aumento de temperatura.
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33
Viscosidad: propiedad de la materia, gas
o líquido (fluidos) de presentar resistencia
a los cuerpos que se mueven en su seno.
Punto de ebullición: es la temperatura a
la cual la presión de vapor de un líquido se
iguala con la presión atmosférica.
Ductibilidad: propiedad que tienen los metales de estirarse y formar alambres.
Elasticidad: es la propiedad mecánica de
ciertos materiales de sufrir deformaciones
reversibles.
Solubilidad: es la medida de la capacidad de
una cierta sustancia para disolverse en otra.
34
Masa: cantidad de materia que posee un cuerpo.
Volumen: propiedad de la materia que
mide la extensión de las sustancias en tres
dimensiones.
Peso: relación que existe entre la masa de un
cuerpo y la fuerza de gravedad.
Inercia: propiedad de los cuerpos para mantener su estado de reposo o movimiento.
Porosidad: propiedad por la cual todos los
cuerpos poseen en el interior de su masa, espacios que se llaman poros o espacios intermoleculares.
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Química I
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35
Impenetrabilidad: establece que dos cuerpos
no pueden ocupar el mismo espacio.
Divisibilidad: todo tipo de materia es susceptible a dividirse, esto como consecuencia de la
porosidad. 4
Lee
Todo lo que existe en la naturaleza se manifiesta
de dos maneras; como materia o como energía.
odo lo que se encuentran en nuestro
entorno esta hecho de materia, con
características diferentes, de acuerdo a
su composición y propiedades.
T
generalmente mezcladas entre sí, y en muy pocas ocasiones aparecen en forma pura. La materia se puede caracterizar a partir de sus propiedades y composición.
Todo el material del que están hechas las cosas se forma de sustancias, que se encuentran
Las sustancias puras pueden ser elementos
o compuestos. Un elemento es una sustancia
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4
Cfr. García Becerril M. de L, Química I, pág. 23.
36
Ca
que no se puede separar en
sustancias más simples por
medios químicos simples. La
tabla periódica reporta los
elementos químicos conocidos. Hasta la fecha se han
identificado 118 elementos,
se representan a los elementos con símbolos de una
o dos letras, la primera letra
siempre es una mayúscula la
siguiente es siempre minúscula. Por ejemplo, Ca es el
símbolo del elemento calcio,
en tanto CO es la fórmula de
la molécula del compuesto monóxido de carbono. La mayoría de los elementos pueden interactuar con uno o más elementos para formar compuestos. Por ejemplo, el agua se puede formar
por combustión del gas hidrógeno en presencia
del gas oxígeno.
composición constante, por
lo tanto, las muestras de aire
tomadas de varias ciudades
probablemente tendrán una
composición distinta debido
a sus diferencias en altitud,
contaminación, vegetación,
etcétera.
Las mezclas pueden ser
homogéneas o heterogéneas.
Cuando una cucharada de
sal se disuelve en agua, obtenemos una mezcla homogénea, es decir, la composición
de la mezcla es la misma en toda la disolución.
Sin embargo, si se juntan arena y virutas de hierro permanecerán como tales, este tipo de mezcla se conoce como mezcla heterogénea debido
a que su composición no es uniforme.
Calcio
El agua tiene propiedades muy diferentes de
aquellas de los elementos que le dieron origen;
está formada por dos partes de hidrógeno y una
parte de oxígeno. A diferencia de las mezclas, los
compuestos sólo pueden separarse por medios
químicos en sus componentes puros.
Una mezcla es una combinación de dos o
más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características. Algunos
ejemplos son el aire, un coctel de frutas, un licuado y el cemento. Las mezclas no tienen una
Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y separar en sus componentes puros por medios físicos sin cambiar la
identidad de dichos componentes. Así, la sal se
puede separar de la mezcla de sal y agua calentando y evaporando el agua hasta la sequedad.
Si se condensa el vapor de agua liberado, es posible obtener el componente agua. Para separar
los componentes de la mezcla de hierro y arena,
podemos utilizar un imán para recuperar las virutas de hierro, ya que el imán no atrae a la arena. Después de la separación, se recuperan los
componentes tal como ingresaron a la mezcla.
Una sustancia pura es una forma de materia
que tiene una composición constante o definida
y con propiedades distintivas. Algunos ejemplos
son el cloruro de hierro, el cloruro de sodio, el
azufre, el titanio y el hidrógeno. Difieren entre
sí en su composición y pueden ser identificadas
por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades manifiestas.
Un coctel de frutas es una mezcla.
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37
Responde
Contesta las siguientes preguntas.
1) Encierra en un círculo las opciones que constituyen un ejemplo de materia. (Pueden ser
más de una)
a) Plata
b) Cariño
c) Aire
d) Agua
e) Jugo
f) Belleza
g) Naranja
h) Alma
2) (
) Las partículas que forman la materia están:
a) Tan juntas las unas a otras que no dejan espacios vacíos. Forman un todo continuo.
b) Separadas unas de las otras, por lo tanto, forman un todo discontinuo.
c) Tan juntas que es imposible separarlas.
3) De la siguiente lista de materiales identifica si corresponde a un elemento, compuesto,
mezcla homogénea o mezcla heterogénea; si desconoces algún concepto investígalo en un
diccionario.
Ensalada de frutas
Ácido fluorhídrico
Detergente en polvo
Tableta de Cevalin
Aspirina
Puré de papas
Quitaesmalte (acetona)
Cemento
Café con leche
Gas doméstico
Calcio
Loción para afeitar
Lee y observa
ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
C
uando te tomas un vaso de refresco con hielo puedes observar en
él tres estados de agregación de la materia, ahora te invito a que
conozcas más sobre ellos.5
De manera general, a la materia la podemos encontrar en la naturaleza
en tres estados de agregación principalmente: sólido, líquido y gaseoso.
Pero también en forma de plasma, condensado de Bose-Einstein y condensado Fermiónico.
5
Manuel N., et al. Guía didáctica de aprendizaje Química I, pág. 49.
38
Sólido
Líquido
Las moléculas y átomos presentan ordenamiento cristalino
y geométrico. Masa, volumen y
forma constantes.
Sus moléculas presentan relativa separación
y cierta cohesión. Masa
y volumen constante,
forma variable.
Gas
Las moléculas y átomos presentan ordenamiento cristalino y
geométrico. Masa, volumen y forma constantes.
Plasma
Condensado de
Bose-Einstein
Condensado
Fermiónico
Este estado de agregación se da
en ciertos materiales a temperaturas cercanas al cero absoluto,
por lo que no hay energía ni movimiento, y la materia se comporta como partículas y ondas.
Cuarto estado de agregación formado debido
a la electricidad o calor
arranca los electrones
de sus átomos.
En este estado los átomos son fermiones, se
produce a muy bajas
temperaturas.
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39
Actividad
Escribe en tu libreta una lista de 3 características de los estados de agregación de la materia.
Ya conociste los estados de agregación de la materia, ahora ¿tú sabes porque una pastilla desodorante de baño puede pasar de estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido?
CAMBIOS DE ESTADO
DE LA MATERIA
L
os cambios de estado se
producen cuando hay un
aumento o disminución
de la temperatura en las
sustancias (Cueto, 2015).
Líquido
Fusión
Vaporización
Solidificación
Licuación
Sólido
Gas
Sublimación
inversa
Sublimación
Investiga y responde
Investiga cuáles son los diferentes cambios de estado de la materia y con base en la información
obtenida contesta la siguiente actividad, anotando debajo el nombre al cual pertenece:
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40
Ley de conservación de la materia o ley de Lavoisier. 5
¿Qué tanto sabes de esta ley? Podemos citar que a finales del siglo XVIII
se marcó el inicio de la química moderna y a Antoine Lavoisier como el
padre de la misma. Dicha ley dice “La materia ni se crea ni se destruye,
sólo se transforma”, “En una reacción química la suma de la masa de
los reactivos es igual a la suma de la masa de los productos”, “En una
reacción química los átomos no desaparecen, simplemente se orden
de otra manera”. Si lo analizas las tres concepciones son las mismas únicamente redactadas de manera diferente, por lo que se generalizo a utilizar la primera como representativa de esta ley.
Se dice que la obra de Antoine Lavoisier resume el Siglo de las Luces,
¿sabes a qué se refiere? Para averiguarlo realiza la siguiente actividad:
Antoine Lavoisier
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kggV9rK9BD4/hqdefault.jpg
Actividad
Realiza la lectura Antoine Lavoisier: ¿Padre de la química moderna o víctima de la Revolución Francesa? http://www.conocimientosfundamentales.unam.mx/vol1/quimica/pdfs/interior.pdf.
Actividad
Después de haber concluido la lectura, realiza un reporte de la misma para el portafolio de evidencias.
Cambios que
presenta la materia
Cambio físico
• No modifica la naturaleza química de las sustancias, sólo su forma, estado de agregación, tamaño o
estado de reposo y movimiento.
Cambio químico
• Lo experimentan las sustancias en su naturaleza química para dar lugar a nuevas sustancias, con
propiedades distintas
Cambio nuclear
• Se presenta en los núcleos de los átomos cuando
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se modifica el número de protones y neutrones contewww.flickr.com
nidos en ellos,
Cfr. García Becerril María de Lourdes. (2014) Química I.
• Dos de los procesos que se derivan de este cam5
Manuel N., et al. Guía didáctica de aprendizaje Químibio son la fusión y fisión.
ca I, pág. 49.
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Química I
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41
Actividad
A partir de las características de los tres tipos de cambio de la materia, da 5 ejemplos de cada
uno de ellos.
Cambio físico
Cambio químico
Cambio nuclear
ENERGÍA
Clasificación de la energía
T
ú sabes que para poder realizar cualquier
actividad se necesita de energía, ésta
se manifiesta de muchas maneras, por
ejemplo, para mover un automóvil se requiere
de la energía que proporciona el combustible
(gasolina) y se transforma en energía química,
Cinética
Potencial
una de tantas que interviene en el movimiento
del automóvil.
A continuación puedes ver algunos ejemplos
de energía que existen en la naturaleza.
Hidráulica
Eólica
Luminosa
Térmica
Energía
Química
Nuclear
Eléctrica
Solar
Biomasa
Actividad
Desarrolla en tu cuaderno lo siguiente.
1.- Investiga el concepto de energía y su clasificación.
2.- Con imágenes ejemplifica los tipos de energía.
3.-Por medio de actividades cotidianas determina la interrelación de la materia y la energía.
Ejemplo: Tortillería, lavandería, panadería, cocina, etc.
42
sesión4
Cuarta sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
En esta sesión vas a identificar los cambios de la materia
en los fenómenos de tu entorno a fin de valorar sus riesgos
y beneficios para que le permitan desarrollar una actitud
crítica y responsable.
Propósito de la sesión: Durante esta sesión podrás identificar a través de actividades cotidianas los diferentes fenómenos de tu entorno, para el uso y cuidado del medio
ambiente con responsabilidad.
Competencia de aprendizaje
Identificas los cambios que sufre en la naturaleza, para
comprender su importancia y, en asesoría, poder desarrollar y aplicar los pasos en solución de problemas detectados en tu vida cotidiana.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia
del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice
“Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la
sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales
específicos”.
Así como los atributos 4.1 Expresa ideas y conceptos mediantes representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas, en la explicación con sus propias palabras los conceptos
que se le solicitan; el 5.2 Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones, en la investigación sobre las causas y efectos de los cambios físicos, químicos y
nucleares que se presentan en la naturaleza y por último el
atributo 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de
acuerdo a su relevancia y confiabilidad, en la investigación
sobre las causas y efectos de los cambios físicos, químicos y
nucleares que se presentan en la naturaleza.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 1
43
Manos a la obra!!!
B
ienvenido(a) a la sesión cuatro en donde vas a realizar una serie de
actividades que van a fortalecer tus conocimientos ya adquiridos de la
sesión anterior.
Actividad
1. Realiza una investigación consultando en revistas, periódicos, internet, sobre las causas y
efectos de los cambios físicos, químicos y nucleares que se presentan en la naturaleza. Posteriormente anota dentro de los recuadros lo investigado para tu consulta y retroalimentación con
tu asesor.
CAMBIO
CAUSAS
EFECTOS
FÍSICOS
QUÍMICOS
NUCLEARES
Actividad
2. Contesta las siguientes preguntas:
¿Qué tipo de cambio sufre la gasolina cuando se pone en marcha un automóvil?
¿Por qué un chocolate se derrite cuando se tiene en las manos?
44
¿Por qué la carne cambia de color cuando se cocina?
¿Por qué al hervir la leche desprende vapor?
¿Por qué se dan los temblores?
¿A qué se debe que al destapar un frasco de perfume el ambiente se aromatiza?
¿Qué tipo de cambio se da cuando se cocina un huevo?
Actividad
3. Explica con tus propias palabras:
Cambio físico:
Cambio químico:
Cambio nuclear:
Diferencia entre un cambio físico y químico:
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Química I
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45
Cuestionario
I. Relaciona la columna de la izquierda con la de la derecha escribiendo
dentro del paréntesis la letra que corresponda a la respuesta correcta.
1.-Es un ejemplo de cambio químico( )
a) Mercurio
2.-Temperatura a la cual una sustancia pura cambia del estado líquido al sólido ( )
b) Química
3.-Cambio que experimenta el núcleo de un átomo (
c) Ley de Lavoisier
)
4.-Estado de agregación de la materia que tiene forma y volumen
definidos ( )
d) Energía cinética
5.-Capacidad de producir un trabajo (
e) Licuación
6.-Es un ejemplo de sustancia pura (
)
)
f) Ductibilidad
7.-La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma, es el
enunciado de ( )
g) Fotosíntesis
8.- Cantidad de materia que posee un cuerpo ( )
h) Estado sólido
9.-Cambio de la materia de estado gaseoso a líquido ( )
i) Nuclear
10.-Es la ciencia que estudia la estructura, composición y propiedades de la materia, así como los cambios que experimenta ( )
j) Punto de ebullición
11.- Energía asociada al movimiento de la materia ( )
k) Ley de Dalton
12.- Propiedad que tienen los metales de estirarse y formar alambres ( )
l) Energía
13.-Característica de la materia de presentar forma y volumen definido ( )
m) Masa
n) Punto de congelación
Actividad
II. Escribe dentro del paréntesis la letra que corresponda a la respuesta correcta.
1.- ( ) Son propiedades específicas de la materia:
a) Densidad, punto de fusión y punto de ebullición
b) Conductividad eléctrica, ductibilidad, brillo y peso.
c) Peso, volumen y porosidad
d) Inercia, peso, volumen y masa
46
2.- ( ) Estas propiedades de la materia también son llamadas extensivas y se encuentran presentes en todas las sustancias.
a) Particulares
b) Generales
c) Fundamentales
d) Específicas
3.- ( ) Tipo de energía que produce un molino de viento.
a) Eléctrica
b) Mecánica
c) Eólica
d) Química
4.- ( ) La forma y volumen de un sólido se debe a que sus moléculas tienen
a) Gran cohesión y baja energía cinética
c) Cohesión alta y gran energía cinética
b) Baja cohesión y baja energía cinética
d) Baja cohesión y gran energía cinética
5.- ( ) Cambio físico de la materia del estado sólido al líquido:
a) Sublimación
b) Fusión
c) Solidificación
d) Condensación
6.- ( ) Es la energía utilizada en los reactores de los submarinos modernos
a) Eléctrica
b) Calorífica
c) Mecánica
d) Eólica
7.- ( ) ¿Qué cambio se efectúa cuando se hornea un pastel?
a) Biológico
b) Físico
c) Químico
d) Nuclear
8.- ( ) Es un ejemplo de mezcla.
a) Agua
b) Coca Cola
c) Cobalto
d) Sodio
9.- ( ) ¿Cuál de las siguientes mezclas es heterogénea?
a) Petróleo
b) Vinagre
c) Agua de mar
d) Sangre
10.- ( ) ¿Cuál de los siguientes ejemplos es un fenómeno químico?
a) Estirar un resorte
b) Formación de granizo
c) Fermentación de frutas
d) Aplicación de barniz de uñas
Actividad
III. Clasifica la materia en elementos (1), compuestos (2), mezclas homogéneas (3) o mezclas
heterogéneas (4).
1. Agua de mar (
2. Cromo (
6. Gasolina (
)
3. Lámina de oro (
4. Pintura (
5. Agua (
)
11. Refresco (
7. Leche con cocoa (
)
8. Madera (
)
9. Papel (
)
Guía para el autoaprendizaje
)
)
Química I
12. Aceite/vinagre (
13. Tierra (
)
10. Moneda (
)
)
14. Azúcar (
)
)
15. Aluminio (
)
)
)
Anexos
47
Instrumentos de Evaluación
LISTA DE COTEJO
NOMBRE:
CEA:
UAC:
Producto a evaluar:
Línea del tiempo
Desempeño a evaluar:
Comprende el concepto de la química su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias.
Valor:
___________%
Competencias
Disciplinares
Básicas
No.
Competencias
Genéricas
Instrucciones:
Código:
LC01BI
Marque con una “X” el cumplimiento de las características a evaluar.
Criterio a evaluar
La línea del tiempo:
REGISTRO DE
CUMPLIMIENTO
OBSERVACIONES
SÍ
NO
CONTENIDO
1
1
Elabora la línea del tiempo en el material que
creas conveniente. (Cartulina, papel bond, etc.)
2
4.3
1
Debe tener las siguientes medidas:
Largo: 5m.
Ancho: 20 cm.
3
4.1
5.3
1 C∞.
Presenta una organización lógica y coherente
en la información.
1
Muestra colores para diferenciar cada una de
las características de la filosofía
FORMA
4
4.1
5
* N .
A.
Presenta limpieza en su elaboración.
6
N. A.
Carece de faltas de ortografía
TOTAL
Evaluó:
∞ Es una competencia del campo de comunicación.
*N.A Son criterios que no se aplican o desarrollan bajo ninguna competencia genérica o disciplinar, sin embargo son criterios importante a evaluar para su formación personal.
** El valor de cada criterio lo determina el asesor.
48
Anexos
LISTA DE COTEJO
para la actividad línea del tiempo
UAC:
ASESOR:
SESIÓN
ESTUDIANTE:
FECHA DE APLICACIÓN:
INSTITUCIÓN:
N.P.
Indicadores
1
Elabora la línea del tiempo en el material que creas
conveniente. (Cartulina, papel bond, etc.)
2
Debe tener las siguientes medidas:
Largo: 5m.
Ancho: 20 cm.
3
Considera fechas y acontecimientos relevantes de todos los períodos.
4
Debe contener todos los conceptos importantes y secundarios relevantes.
5
Ordena de manera jerárquica la línea del tiempo y
transmítela a tu asesor adecuadamente.
6
Visualmente debe ser sencilla y clara, conteniendo
ejemplos.
7
Limpieza en la presentación.
8
Correcta ortografía en la línea del tiempo.
Guía para el autoaprendizaje
Registro
de
cumplimiento
si
no
Química I
Valor asignado
(1 al 10)
Anexos
LISTA DE COTEJO
49
para la investigación de los conceptos sobre cambios de estado de agregación.
UAC:
ASESOR:
SESIÓN
ESTUDIANTE:
FECHA DE APLICACIÓN:
INSTITUCIÓN:
N.P.
Indicadores
1
Ordenó y comparó los conceptos referentes al estado
sólido.
2
Ordenó y comparó los conceptos referentes al estado
líquido.
3
Ordenó y comparó los conceptos referentes al estado
gaseoso.
4
Ordenó y comparó los conceptos referentes a los cabios de estado.
5
Escribió su argumentación del por qué se elige de manera puntual el tipo de cambio de estado en los ejemplos dados.
Registro
de
cumplimiento
si
no
Valor asignado
(1 al 10)
50
Fuentes documentales
Bibliográficas
García M. de L., Onofre S., Alcocer R., Mora D., Manuel N., Toledo F. (2011). Guía didáctica de aprendizaje Química I, México, Fundación Cobao, A.C., 1ª Edición.
García Becerril María de Lourdes, (2014). Química I, México, Mc Graw-Hill, 3ª Edición.
Paleo González Ehécatlm L. D. (2009). Química 1, México, Editorial Progreso, S.A. DE C.V.,
1ª Edición.
Manuel N., Castellanos A., Rueda M. del S. (2015). Guía didáctica de aprendizaje Química
I, México, Fundación Cobao, A.C., 3ª Edición.
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Química I
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BLOQUE 2
Explicas el modelo atómico
actual y su relación con la tabla
periódica.
BLOQUE 2
55
NOMBRE DEL BLOQUE: Explicas el modelo atómico actual y su relación con la tabla periódica.
DESEMPEÑOS DEL BLOQUE:
• Distingue los diversos modelos que representan las diversas teorías atómicas.
• Identifica las características de las partículas subatómicas y su interrelación con el número
atómico, masa atómica y número de masa, resolviendo ejercicios sencillos donde lo explique.
• Utiliza la tabla periódica para obtener información de los elementos químicos.
• Identifica aplicaciones de metales, no metales y minerales en el quehacer humano, y en el
suyo propio.
COMPETENCIAS GENÉRICAS A DESARROLLAR DURANTE LA UAC:
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
Nivel taxonómico del bloque: Comprensión y utilización del conocimiento.
SESIÓN
1
NIVEL
TAXONÓMICO1
DE LA SESIÓN
DESEMPEÑOS AL
CONCLUIR
EL BLOQUE
COMPETENCIAS GENÉRICAS Y/O ATRIBUTOS
Comprensión y
utilización del
conocimiento.
Distingue los diversos
modelos que representan las diversas
teorías atómicas.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediantes
representaciones lingüísticas, matemáticas
o gráficas.
4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo como
cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
Identifica las características de las partículas subatómicas y su
interrelación con el
número atómico, masa
atómica y número de
masa, resolviendo
ejercicios sencillos
donde lo explique.
2
Utilización del
conocimiento.
Comprensión.
Utiliza la tabla periódica para obtener
información de los
elementos químicos.
Identifica aplicaciones
de metales, no metales y minerales en el
quehacer humano, y
en el suyo propio.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo como
cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
6.1 Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico y
discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Tiempo: 30%
BLOQUE 2
70%
COMPETENCIAS
DISCIPLINARES BÁSICAS
OBJETOS DE
APRENDIZAJE
PROPÓSITO DE LA SESIÓN
4 Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes
relevantes 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 fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
Modelos atómicos y partículas subatómicas.
Conceptos
básicos (número atómico,
masa atómica
y número de
masa).
En esta sesión vas a distinguir los
diferentes modelos de las teorías
atómicas, realizando las representaciones por medio de ejercicios de
acuerdo a las aportaciones de los
diferentes científicos a través de la
historia. Para comprender la composición y comportamiento del átomo
en la materia. Asimismo, diferenciarás las características de las partículas subatómicas a través de la división del átomo y su integración para
identificar a los protones, neutrones
y electrones.
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones
éticas.
4 Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes
relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en
una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
Elementos
químicos.
Tabla Periódica: Grupo
Periodo
Bloque
En esta sesión vas a poder analizar
a través de productos que utilices
de manera cotidiana, los diferentes
elementos que están presentes en
la naturaleza, para poder clasificar
los elementos de la tabla periódica.
Al final de la sesión vas a identificar
los metales, no metales y minerales
presentes en la naturaleza, con la
finalidad de valorar sus beneficios,
usos y aplicaciones de sus propiedades que se aprovechan de ella. Para
que te permitan desarrollar una actitud crítica y reflexiva de sus usos.
Metales y no
metales.
58
sesión1
Primera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: En esta sesión vas a distinguir los
diferentes modelos de las teorías atómicas, realizando las
representaciones por medio de ejercicios de acuerdo a las
aportaciones de los diferentes científicos a través de la historia, para comprender la composición y comportamiento
del átomo en la materia. Asimismo, diferenciarás las características de las partículas subatómicas a través de la división
del átomo y su integración, para identificar a los protones,
neutrones y electrones.
Competencia de aprendizaje
Distingues los diversos modelos atómicos, identificando las
aportaciones de las diferentes teorías que han ido surgiendo a través de la historia, mediante los ejercicios planteados
como un mapa conceptual, completando el cuadro de las
teorías atómicas. Asimismo, determinarás la cantidad de
partículas subatómicas en el átomo de un elemento, electrones, protones y neutrones, y realizarás cálculos de la masa
atómica, masa molecular y masa molar.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que
dice: 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes 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 fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
Así como los atributos:
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas.
4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye
al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías
y relaciones.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
59
Manos a la obra!!!
Lee y analiza
Lee la siguiente noticia y analiza la magnitud y consecuencias de ésta.
ACCIDENTE NUCLEAR DE CHERNOBYL.
E
l accidente de la central nuclear de
Chernobyl se produjo el 26 de abril de
1986. Fue el mayor desastre de la energía
nuclear de la historia. La explosión tuvo lugar
en el cuarto bloque de la central nuclear de
Chernobyl, situado a sólo 120 kilómetros de la
capital de Ucrania, cerca de Bielorrusia.
A las 1:24 de la
madrugada, hora
local, (entre 40 y
60 segundos después del comienzo del experimento) dos grandes
explosiones
se
produjeron. Según algunos expertos, hubo un
fallo en el proceso
que pone en marcha el sistema automático de seguridad por tan sólo dos segundos.
Esto debería haber frenado el sobrecalentamiento del turbo-generador. El vapor liberado por la
primera explosión destruyó el techo de hormigón
del reactor, que pesaba 1200 toneladas. La segunda explosión tuvo lugar sólo entre dos y cinco segundos después de la primera. En el reactor entró
el aire del exterior e hizo que el vapor de agua se
mezclara con grafito fundido. Según varias investigaciones independientes la primera explosión era
de tipo químico, pero la segunda tuvo más bien
el carácter parecido a la explosión atómica de 0.3
kilo de toneladas (como si hubieran explotado
300 toneladas de TNT). Ésto se debe, sobre todo,
a que los neutrones libres empezaron a arder en
el aire libre. Según los testigos la primera explosión tuvo un brillo rojo y la otra azul celeste, después de ésta se pudo observar la nube de hongo
atómico encima
de la nuclear. La
investigación de
la catástrofe fue
concluida con la
afirmación que
el personal no siguió las normas
de seguridad. El
accidente nuclear
de la central de
V. I. Lenin tuvo su
gran impacto sobre los parámetros de seguridad
no sólo en lo que se refiere a las centrales nucleares en otros países sino a toda la actividad humana. Tristemente, hoy lo que se puede confirmar
es que desde un reactor roto y sobrecalentado de
la unidad 4 de la central de Chernóbil comenzó a
evadirse la radiactividad que desencadenó en una
inmediata y masiva contaminación de las áreas
tanto cercanas como lejanas.
El desastre nuclear también fue una coincidencia. El reactor debería haber sido cerrado
http://www.buzzfeed.com/danieldalton/escalofriantes-fotos-de-chernobyl-28-anos-despues#.b dLQnbVez
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60
antes del experimento. Sin embargo, ésto se
aplazó durante nueve horas debido a las próximas celebraciones del día 1 de mayo y a la electricidad necesaria para cumplir con el plan de
producción. Este retraso produjo que el experimento se llevase a cabo durante otro turno de
trabajadores diferente que aquel que lo había
preparado. El turno de noche estaba compuesto
por operarios menos preparados para conducir
el experimento.
Al accidente nuclear no lo siguió una explosión
nuclear. Ambas explosiones fueron térmicas-normales. La radiactividad comenzó a emitirse fuera
del cuarto reactor destruido e incendiado de la
planta nuclear de Chernobyl, el cual contaminó
el entorno tanto inmediato como más lejano. El
primer paso en la resolución del accidente nuclear de Chernobyl fue la extinción de la sala del
reactor que estaba ardiendo y el techo de la sala
de turbo-generador. El departamento especial
contra incendios de la planta nuclear, junto con
los bomberos de la cercana ciudad de Chernóbil,
apagaron el fuego en las tres horas que siguieron a la explosión. Sin embargo, en el corazón del
reactor, el grafito seguía ardiendo.
Los bomberos que trabajaban en el accidente no conocían la causa del incendio y, por lo tanto, sólo vertieron agua en las ruinas del reactor.
Ésto agravó la situación y varias explosiones más
pequeñas tuvieron lugar, junto con una contaminación radiactiva aguda. Para evitar que la
radiactividad se propagara con posterioridad en
el medio ambiente, se llenó el reactor con cinco
mil toneladas de boro, dolomita, arena, arcilla y
compuesto de plomo —lanzados desde un helicóptero que volaba sobre el reactor. Estos materiales liberados extinguieron el incendio del grafito y absorbieron los aerosoles radiactivos. Dos
semanas después de la ruptura, los órganos oficiales soviéticos decidieron conservar el bloque
entero que había colapsado en la planta nuclear
en un sarcófago especial— cuerpo de hormigón
con su propio sistema de refrigeración.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
La explosión en Chernobyl expulsó sustancias
radiactivas hasta la altitud de 1,5 kilómetros. A esta
altitud, los vientos del sureste arrastraron la nube
radiactiva a lugares tan lejanos como Escandinavia.
La nube voló sobre Escandinavia y luego regresó
a Ucrania de nuevo. Durante el día del accidente,
la dirección del viento cambió hacia el oeste. La
segunda nube contaminada, por tanto, voló a través de Polonia hasta Checoslovaquia y después a
Austria. Allí, rebotó en los Alpes y voló de regreso a
Polonia. Por lo que conocemos hoy en día, no hay
lugar en el mundo donde las nubes radiactivas de
Chernobyl no estuvieron presentes. Las nubes contaminadas volaron por todo el mundo.
Los territorios más afectados fueron Ucrania y Bielorrusia, los cuales decidieron evacuar
parte de sus países de forma permanente debido a contaminación del medio ambiente. En el
proceso de contaminación, un papel importante
fue desempeñado por el yoduro radiactivo. Este
elemento tiene un periodo medio de desintegración corto y relativamente pronto después
del accidente, de forma natural se descompuso
en sustancias inofensivas. Hoy en día, la contaminación radiactiva se compone principalmente
por sustancias tales como el estroncio y el cesio
—éstos tienen una desintegración de 30 años.
Por lo tanto, van a seguir contaminando el entorno próximo durante varias décadas. Isótopos
de plutonio y americio estarán presentes en el
BLOQUE 2
territorio respectivo probablemente por varios
miles de años. Sin embargo, tienen un efecto de
radiación insignificante para el cuerpo humano.
La contaminación radiactiva se difundió principalmente a la ciudad cercana de Pripyat. Esta
ciudad fue construida para los trabajadores de
la planta nuclear a sólo tres kilómetros de la
planta de energía nuclear. Durante todo el día
después del accidente, los funcionarios del Estado no advirtieron a los 50 mil habitantes acerca
de la amenaza de la contaminación radiactiva.
Tampoco se les proporcionó pastillas de yodo
que ayudan contra la radiación. El accidente de
la planta nuclear hizo que el nivel de radiación
excediera los niveles naturales en miles de veces. La evacuación de Pripyat tuvo lugar el día
después —la tarde del 27 de abril de 1986. A los
habitantes se les permitió coger sólo las cosas
imprescindibles, así como se les dijo regresar en
tres días. En el momento en que fueron evacuados, fueron todos expuestos a grandes cantidades de radiación.
mentos oficiales dividen las víctimas de la radiación en varias categorías. Por ejemplo, el grupo
más grande es el de los 200-240 mil liquidadores
—equipos de rescate, los soldados que hicieron
los trabajos de descontaminación, bomberos, así
como oficiales de policía. Por otra parte, está el
grupo de cerca de 116 mil habitantes de las zonas contaminadas cerca de Chernobyl. Otras 220
mil personas fueron evacuadas después de los
territorios contaminados de Bielorrusia, Ucrania
y Rusia. Sin embargo, alrededor de 5 millones de
personas siguen viviendo en las zonas contaminadas actualmente.
Oficialmente, el desastre de Chernobyl afectó
a las vidas de unas 600.000 personas. Los docu-
Realizo y contesto
Con base en la lectura anterior contesta las siguientes preguntas.
1. ¿Qué opinas del accidente en Chernobyl?
2. ¿Cuál fue la causa?
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61
62
3. ¿Cómo funcionan los reactores nucleares?
Te sugiero
Para complementar tu
conocimiento entra al
siguiente link.
http://espaciociencia.
com/como-funcionaun-reactor-nuclear/
4. ¿Qué sabes acerca de los elementos radiactivos?
APORTACIONES A LOS DIFERENTES MODELOS
ATÓMICOS1.
E
l conocimiento actual que tenemos del
átomo es el resultado de un gran esfuerzo
de los científicos a través del tiempo, lo
cual, sin embargo, es algo que no está completo
ni es absoluto. Los grandes avances tecnológicos
con que contamos en el mundo moderno,
surgieron de las investigaciones sobre cómo
está compuesta la materia; las partículas que las
constituyen y en ir descubriendo sus diferentes
propiedades al reaccionar con otras sustancias.
En el siglo V a.C. el filósofo griego Demócrito
concibió la idea de que la materia estaba conformada por partículas indivisibles a las que denominó átomos.
Alrededor del año 400 a.C.; los filósofos griegos Demócrito y Leucipo fueron los primeros en
introducir la palabra átomo, que se refería a una
porción indivisible de la materia. Los átomos no
poseen sabor, olor, ni color; todas estas propiedades no residen en la materia. Todas las cosas
se componían de átomos. Resumiendo la filosofía atómica antigua:
Dalton (1803)
Thomson (1904)
(carga positivas y negativas)
Rutherford (1911)
(el núcleo)
Bohr (1913)
(niveles de energía)
Shrödinger (1926) (modelo
de bube de electrones)
(niveles de energía)
• Todas las cosas están compuestas de átomos sólidos.
RAMÍREZ REGALADO, Víctor Manuel.- Bachillerato general Química.- Grupo editorial Patria.
1
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
63
• Espacio o vacío es decir, vacuidad, existe entre los átomos.
• Los átomos son eternos.
• Los átomos pueden ser demasiados pequeños, no son visibles.
• Los átomos son indivisibles, homogéneos e incomprensibles.
• Los átomos difieren unos de otros por su forma, tamaño, distribución geométrica.
• Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los
átomos.
La idea de Demócrito fue rechazada por los pensadores de su época,
pero en 1808 el químico inglés John Dalton expuso una teoría de cómo
consideraba formada a la materia y en la que recuperó la palabra “átomo”.
Los postulados de Dalton fueron los siguientes:
1. Los elementos están formados por partículas pequeñas llamada átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales, en tamaño, masa y
propiedades.
3. Los compuestos tienen en su estructura átomos de más de un elemento. La relación del número de átomos entre dos elementos presentes es un número entero o una fracción sencilla.
4. Una reacción química se suscita por la separación, combinación o reordenamiento de átomos, por lo que los átomos no se crean ni se destruyen.
John Dalton
http://www.proyectosalonhogar.com/Biografias_
Mundiales/biografia/d/
fotos/dalton.jpg
A partir de la segunda mitad del siglo XIX y hasta inicios del siglo XX numerosos científicos demostraron que los átomos tienen estructura interna,
es decir, encontraron indicios de partículas subatómicas. Las investigaciones
en el campo de la electricidad y el magnetismo condujeron al descubrimiento de tres partículas fundamentales: electrones, protones y neutrones.
La invención de los tubos “al vacío”, que contenían cantidades pequeñas de gases, llevó a los científicos a descubrir y comenzar a entender la
estructura de la materia y de los átomos.
Tubo de Geissler
Gas
http://www.estudopratico.com.br/wp-content/uploads/2013/05/eletron-tubo-de-geissler.jpg
Heinrich Geissler
(1814-1879) fue un
soplador de vidrio alemán que construyó tubos “al vacío”, capaces
de emitir luz de diferentes colores al aplicar una descarga eléctrica en su interior.
http://www.dtoday.de/
cms_media/module_
img/920/460305_1_lightbox_200._Geburtstag.jpg
64
En 1879, William Crookes, al colocar
una cruz en el interior de un tubo al vacío, concluyó que los rayos catódicos en
un tubo de descarga tenían naturaleza
corpuscular.
http://www.chemheritage.org/Images/MagazineImages/29-2-Summer-2011/
MIL-Crookes.jpg
John J. Thomson realizó experimentos con
tubos al vacío y concluyó que las partículas de
los rayos catódicos, electrones, eran desprendidas de la materia, con carga eléctrica negativa y más ligeros que el átomo de hidrógeno.
Thomson, también utilizó el tubo de rayos
catódicos para determinar la relación entre la
carga eléctrica y la masa de un electrón.
De acuerdo con los experimentos de Thomson:
http://www.famousscientists.org/images1/j-j-thom• Los rayos catódicos golpearán el extreson-vac-tube.jpg
mo del tubo en el punto A en presencia
de un campo magnético.
• Los rayos catódicos golpearán el extremo del tubo en el punto C
en presencia de un campo eléctrico.
Placas
metálicas
-
A
N
B
S
C
Pantalla fluorescente
Guía para el autoaprendizaje
Química I
+
Alto voltaje
BLOQUE 2
En 1886 Eugen Goldstein observó, al experimentar con tubos de
descarga, unos rayos
que viajaban en sentido
contrario a los rayos catódicos. A estos rayos les
denominó “canales” y supuso que tenían masa y
una carga positiva.
protón
H e-
H+
H
e
ánodo
H+
rayos positivos
(rayos canales)
-
H e-
H+
cátodo
perforado
Ernest Rutherford llamó protones a las partículas de los rayos
canales. En 1914, Rutherford comprobó que la carga del protón era la
misma que la del electrón, pero con
signo positivo, con una masa 1836
veces más que la del electrón.
En 1899, Rutherford identifica
los tres componentes principales de
la radiación natural: alfa (con carga
positiva), beta (con carga negativa) y
gamma (sin carga).
65
rejilla
de Pb
rayos β
(+)
rayos ϒ
(-)
rayos α
Fuente
radioactiva
Los estudios anteriores condujeron a Rutherford a enunciar su teoría atómica: el átomo semejaba un sistema planetario, con una región
muy pequeña y de carga positiva a la que llamó
Lámina
de oro
Fuente de
partículas alfa
Detector de
partículas
Rutherford bombardeó una lámina de oro
con partículas alfa (+) y este experimento lo llevó
a deducir la existencia de un núcleo central en el
átomo.
Placas cargadas eléctricamente
núcleo en el papel del Sol, y un conjunto de electrones girando a su alrededor como planetas
con espacio entre ellos.
Partículas alfa
Núcleo del
átomo
Átomo de oro
En 1932, el británico James Chadwick descubrió la existencia de otra partícula de igual masa
que los protones, pero sin carga eléctrica, a la
que llamó “neutrón”.
66
Realizo y contesto
Realiza una investigación de las teorías de los siguientes modelos atómicos, para comprender
cuáles han sido sus aportaciones y cómo han ido surgiendo a través de la historia.
Pierre y Marie Curie
Henri Becquerel
Wilhelm Röntgen
http://theredlist.com/media/database/muses/couples/historic/pierre-et-marie-curie/019_pierre-et-marie-curie_theredlist.jpg
http://todayinsci.com/B/Becquerel_Henri/BecquerelHenri300px.jpg
http://www.aljazeera.com/mritems/Images/2014/7/1/201471143235812580_20.jpg
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
67
Actividad
A continuación, completa el cuadro de las teorías atómicas indicando su aportación y/o su representación gráfica del modelo.
Teoría atómica
Aportación
Imagen
caliente
Aire
Fuego
seco
Demócrito
húmedo
Agua
Piedra
frio
La materia está formada por pequeñas partículas indivisibles (átomos).
Dalton
Thomson
El átomo está formado por una esfera con
carga positiva en cuyo
interior están los electrones en número suficiente para neutralizar
su carga. Este modelo
es conocido como “budín de pasas”.
La mayor parte de la
masa del átomo y toda
su carga positiva están en la zona central
minúscula llamada núcleo.
Rutherford
http://4.bp.blogspot.com/-7DHISEZJDWw/VXIdws-dhxI/AAAAAAAAVWk/KKyvkQnU28o/s1600/1535%2B9%2BRubensDem%25C3%25B3crito%2B1636-36-Torre%2Bde%2Bla%2BParada-Prado%2B2.jpg
http://www.classtools.net/_FAKEBOOK/images/j/joseph_john_thomson.jpg
68
Teoría atómica
Aportación
Imagen
El átomo consta de una
parte central (núcleo) en
la que se halla la carga
positiva (+) y la casi totalidad de su masa y los
electrones se mueven a
su alrededor en órbitas
circulares situadas en
diferentes niveles.
El electrón se comporta
como una onda y como
un corpúsculo (dualidad onda - corpúsculo).
Actividad
Ahora que ya sabes las características de las diferentes teorías atómicas, reafirma tu conocimiento complementando el siguiente mapa conceptual. Indicando a qué modelo pertenece según la imagen. Tomando como referencia el ejemplo de Demócrito.
Modelos atómicos
Demócrito
caliente
Aire
Fuego
seco
húmedo
Agua
Piedra
-
+
frio
-
+
-
+
-
+
+
-
Neutrón
-
+
Protón
-
-
+
Electrón
http://2.bp.blogspot.com/-k7acxhH7Z9A/UctLzAeQdeI/AAAAAAAAAHY/XaOELsooOxc/s1600/NIELS-BOHR+(1).jpg
http://www.krishnapath.org/wp-content/uploads/2012/08/Schrodinger-1024x945.jpg
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
69
Actividad
Termina de comprender las diferentes teorías atómicas contestando el siguiente cuestionario:
1.- Este modelo establece que los electrones giran alrededor del núcleo en orbitas circulares.
2.- ¿En qué se basa el modelo atómico de Dalton?
3.- ¿En qué consistió el trabajo de Rutherford para que le otorgaran el Premio Nobel?
4.- ¿Qué similitudes y diferencias hay entre el modelo atómico de Borh y Thomson?
Lee
Partículas subatómicas
Á
tomo.- Esta palabra se empleó para
definir a la parte más pequeña en la que
puede dividirse la materia. Sin embargo,
actualmente se sabe que es divisible y está
integrado por diversas partículas subatómicas
como son: electrones, protones, neutrones.
La definición del átomo es:
• “La partícula más pequeña que puede participar en un cambio químico”
Electrón (e-). Partícula subatómica cuya masa
se considera despreciable (9.1x10-28) gramos. Su
radio es de 2.82x10-15 nm, se encuentra en los niveles y subniveles de energía. Su carga eléctrica
es -1.6x10-19 C o -1, por lo que se denomina carga
elemental de electricidad negativa. De acuerdo
a su posición se clasifican en internos y de valencia; estos últimos son los que determinan la
actividad química de cada elemento, es decir, su
capacidad de combinación, se encuentran en el
último nivel de energía.
Protón (p+). Se encuentra en el núcleo del átomo y su masa es igual a 1.67x10-24, gramos, posee carga eléctrica igual a +1.6X10-19 C ó +1.
Neutrón (n0) partícula sin carga eléctrica, su masa
es de 1.68x10-24 gramos, se encuentra en el núcleo.
70
PARTÍCULAS SUBATÓMICAS Y SUS CARACTERÍSTICAS MÁS COMUNES.
Como se vio anteriormente con la teoría atómica
de Dalton el átomo puede definirse como la unidad básica de un elemento que puede entrar en
combinación química. Dalton imaginó un átomo
como una partícula extremadamente pequeña e
indivisible. Sin embargo, una serie de investigaciones que empezaron en la década de 1850 y se
extendieron hasta el siglo XX, han demostrado
claramente que los átomos en realidad poseen
estructura interna; es decir están formados por
partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas. La investigación condujo al descubrimiento de tres de esas partículas: electrones, protones y neutrones.
no en su forma más común, que tiene un protón
y ningún neutrón, todos los núcleos atómicos
contienen protones y neutrones.
NÚMERO ATÓMICO.- (Z) Es el número de
protones en el núcleo de cada átomo de un elemento. En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones, de tal
manera que el número atómico también indica
el número de electrones presentes en un átomo.
Por ejemplo: el número atómico del oxígeno es
8, esto significa que cada átomo neutro de oxígeno tiene ocho protones y ocho electrones. Visto
de otra manera, cada átomo en el universo que
contenga ocho protones puede llamarse correctamente oxígeno.
Número de neutrones = A – Z
La cantidad de protones dentro del núcleo de
un átomo o el número de electrones en órbita
del mismo, se conoce con el nombre de número
atómico.
Masa atómica del Ru = 101.07
Número de masa del Ru = 101
Z= Número atómico = Número de electrones
= Número de protones
Cada elemento tiene un número atómico
propio, el cual se encuentra incluido en la tabla
periódica.
NÚMERO DE MASA
El número de masa (A) es el número total de
protones y neutrones presentes en el núcleo del
átomo de un elemento. A excepción del hidróge-
Guía para el autoaprendizaje
Química I
A = Número de masa = número de protones +
número de neutrones
A = Número de masa = número atómico + número de neutrones
El número de neutrones en un átomo es igual
a la diferencia entre el número de masa y el número atómico.
Número de neutrones en un átomo es igual
a la diferencia entre el número de masa y el
número atómico.
El número de masa siempre es un número
entero y no está reportado en la tabla periódica,
pero es posible determinar este número utilizando la masa o peso atómico (número fraccionario
que si se incluye en la tabla periódica) aproximando el valor de éste al número entero inmediato superior e inferior, según sea el caso:
Masa atómica del Na = 22.9
Número de masa del Na = 23
De esta manera, conociendo el número de
masa del átomo y su número atómico (número
de p+ o número de e-), es posible calcular el número de neutrones que tiene en su núcleo.
Número de neutrones = Número de masa – Número atómico
EJEMPLOS
Números de neutrones del Na (sodio) = 23-11=12
Números de neutrones del Ru (rutenio)= 10144=57
Números de neutrones del Cl (cloro)= 35- 17=18
BLOQUE 2
71
Actividad
Del siguiente elemento identifica:
Ag
47
2210
960,8
10,5
107,870
1
(Kr)4d105s1
Plata
MASA ATÓMICA. Una de las propiedades del átomo es su masa, la cual se relaciona con el número
de electrones, protones y neutrones que contiene.
Una de las diferencias importantes entre los
átomos de diferentes elementos, es que tienen
masas distintas. Sabemos que la masa de un
átomo depende principalmente de la cantidad
de neutrones y protones que contiene, y que la
suma de protones y neutrones siempre es un
número entero (no puede haber fracciones de
protones ni de neutrones); sin embargo, la tabla
periódica reporta valores faccionarios para las
masas de la mayoría de los elementos.
Por acuerdo internacional, se considera que
un átomo del isotopo de carbono que tiene seis
protones y seis neutrones (llamado “carbono 12”)
presenta una masa exactamente de 12 unidades
de masa atómica (uma). Este átomo de carbono
12 sirve como patrón, de modo que una unidad
de masa atómica (uma), se define como una masa
exactamente igual a 1/12 de la masa del átomo de
carbono 12.
Masa del átomo de carbono 12= 12 uma
1 uma= masa del átomo de carbono 12
12
z
A
eProtones
Neutrones
Se ha demostrado experimentalmente que,
en promedio, un átomo de hidrógeno tiene sólo
el 8.400% de la masa del átomo patrón de carbono 12. Si se acepta que la masa del átomo del
carbono 12 es exactamente 12 uma, entonces la
masa atómica del hidrógeno es 0.08400 X 12 =
1.008 uma.
Cálculos similares demuestran que la masa
atómica del oxígeno (O) es de 16.00 uma y la del
hierro (Fe) es de 55.85 uma.
Mol. Es la unidad fundamental empleada en química, la cual se define como: cantidad de sustancia que contiene 6.02x1023 unidades fundamentales.
La masa de un mol de cualquier sustancia expresada en gramos se llama masa molar.
1 mol= masa molar en gr.
1 mol= 6.02x1023 unidades fundamentales
Para calcular la masa molar de un compuesto
se suman las masas atómicas de los elementos
que la forman, expresándola en gramo.
72
Ejemplo:
Calcula la masa molar del siguiente compuesto.
H20 Agua
Elementos
H
O
No. Átomos
2
X
1
X
Masa atómica.
1 = 2
16 = 16
Masa molecular = 18 uma
Masa molecular del agua = 18 uma
moléculas
1 mol de H2O = 18 gr
Masa molar del agua = 18 gramos
mol
Actividad
Ahora que ya sabes que el átomo puede dividirse en partículas subatómicas como son protones, neutrones y electrones. Completa el siguiente cuadro comparativo referido a las partículas
subatómicas fundamentales2.
Partícula
Localización
Carga eléctrica
Masa en u.m.a
Protones
Neutrones
Electrones
2
PHILLIPS, STROZAK, Wistrom.- Química conceptos y aplicaciones. Editorial Mc Graw Hill.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Símbolo
BLOQUE 2
73
Actividad
Completa la siguiente tabla, colocando los datos que se te piden en cada elemento que corresponda.
Elemento
Número
atómico
Masa atómica
Número de
protones
Número de
electrones
Número de
neutrones
Aluminio
Al
Plata
Ag
Sodio
Na
Hierro
Fe
Oxígeno
O
Realizo y calculo
Realiza el cálculo de masa molecular (u.m.a) y de la masa molar (g) de los siguientes compuestos.
Como se ejemplificó en la fórmula del agua (H20).
1.- NaHCO3
2.- H2SO4
3.- CaCO3
4.- HMn04
Masa molecular (
uma
)
molécula
Masa molar (
gramos
)
mol
74
sesión2
Segunda sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: En esta sesión vas a poder analizar
a través de productos que utilices de manera cotidiana, los
diferentes elementos que están presentes en la naturaleza.
Para poder clasificar los elementos de la tabla periódica. Al
final de la sesión vas a identificar los metales, no metales y
minerales presentes en la naturaleza, con la finalidad de valorar sus beneficios, usos y aplicaciones de sus propiedades
que se aprovechan de ella. Para que te permitan desarrollar
una actitud crítica y reflexiva de sus usos.
Competencia de aprendizaje
Conocerás el desarrollo histórico de la tabla periódica para
poder utilizar su información para identificar las propiedades de los elementos químicos, entre ellas su configuración
electrónica, y así diferenciarlos en metales, metaloides y no
metales.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia
del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice:
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y
la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información
para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes 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 fenómenos naturales a partir de
evidencias científicas.
Así como los atributos:
4.1 Expresa ideas y conceptos mediantes representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas.
4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye
al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías
y relaciones.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un
propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
https://pixabay.com
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Química I
BLOQUE 2
75
Manos a la obra!!!
Lee y analiza
De manera individual lee las etiquetas de 3 productos que utilices de forma cotidiana. Y contesta
las siguientes preguntas:
1.- ¿Consideras que este producto está elaborado con elementos químicos?
2.- ¿Qué elementos químicos tienen?
3.- ¿Podrías describir sus características?
4.- ¿Qué elementos químicos conoces que existen en la naturaleza?
www.flickr.com
76
Lee
TABLA PERIÓDICA
D
esde la antigüedad, los seres humanos
se han preguntado de qué están hechas
las cosas. El primero del que tenemos
noticias fue un pensador griego, Tales de Mileto,
quien en el siglo VII antes de Cristo, afirmó que
todo estaba constituido a partir de agua, que
enrareciéndose o solidificándose formaba todas
las sustancias conocidas. Con posterioridad, otros
pensadores griegos supusieron que la sustancia
primigenia era otra. Así, Anaxímenes, en al siglo
VI a. C. creía que era el aire y Heráclito el fuego.
En el siglo V, Empédocles reunió las teorías
de sus predecesores y propuso no una, sino cuatro sustancias primordiales, los cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego. La unión de estos
cuatro elementos, en distinta proporción, daba
lugar a la vasta variedad de sustancias distintas
que se presentan en la naturaleza.
Sin embargo, al cabo del tiempo y gracias a la
mejora de las técnicas de experimentación física
y química, nos dimos cuenta de que la materia es
en realidad más compleja de lo que parece. Los
químicos del siglo XIX encontraron entonces la
necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural,
fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero
esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la
tabla periódica que es utilizada en nuestros días.
Cronología de las diferentes clasificaciones
de los elementos químicos
Döbereiner
Este químico alcanzó a elaborar un informe
que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades
en 1817. Él destaca la existencia de similitudes
entre elementos agrupados en tríos que él denomina “triadas”. La triada del cloro, del bromo y
del yodo es un ejemplo. Pone en evidencia que
la masa de uno de los tres elementos de la triada
es intermedia entre la de los otros dos. En 1850
se lograron contar con unas 20 triadas para llegar a una primera clasificación coherente.
Elemento
Masa
Elemento
Masa
Cloro
35.45
Calcio
40.08
Bromo
80
Estroncio
87.62
Yodo
127
Bario
137.32
Chancourtois y Newlands
En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone
en evidencia una cierta periodicidad entre los
elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y
Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las
octavas: las propiedades se repiten cada ocho
elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los
elementos más allá del Calcio. Esta clasificación
es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a ser diseñada.
Tornillo telúrico
de Chancourtois
Li
Na
K
Be
Mg
Ca
Los elementos: Li, Na, K;
tienen propiedades semejantes.
http://www.lenntech.es/periodica/historia/historia-de-la-tabla-periodica.htm#ixzz3nQdBdE7
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Química I
BLOQUE 2
1
2
3
4
5
6
7
Li
6.,9
Be
9,0
B
10.8
C
12,0
N
14,0
O
16,0
F
19,0
Na
23,0
Mg
24,3
Al
27,0
Si
28,1
P
31,0
S
32,1
Cl
35,5
K
39,0
Ca
40,0
Newlands, en 1864, propuso un esquema de colocación para los elementos: si se colocaban los
elementos en orden creciente de sus masas atómicas, después de siete elementos, en el número ocho se repetían las propiedades del primero.
Meyer
En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen
atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otros
elementos. Los metales alcalinos tienen por
ejemplo un volumen atómico importante.
Mendeleïev
En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una
primera versión de su tabla periódica en 1869.
Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. Él se dio
cuenta de que clasificando los elementos, según
sus masas atómicas, se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía
63 elementos.
Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos.
De esta manera los elementos son clasificados
77
verticalmente. Las agrupaciones horizontales se
suceden representando los elementos de la misma “familia”.
Para poder aplicar la ley que él creía cierta,
tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estaba
convencido de que un día esos lugares vacíos
que correspondían a las masas atómicas 45, 68,
70 y 180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convicción. Él consiguió además prever las propiedades químicas
de tres de los elementos que faltaban a partir
de las propiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos:
galio, escandio y germanio, fueron descubiertos
y ellos poseían las propiedades pronosticadas.
Sin embargo, aunque la clasificación de Mendeleïev marca un claro progreso, contiene ciertas anomalías debidas a errores de determinación de masa atómica de la época.
Después del descubrimiento del protón, Henry
G. J. Moseley (1888-19915), físico británico, determinó la carga nuclear de los átomos y concluyó
que los elementos debían ordenarse de acuerdo
a sus números atómicos crecientes, de esta manera los que tienen propiedades químicas similares se encuentran en intervalos periódicos definidos, de aquí se deriva la actual ley periódica:
“Los elementos están acomodados en
orden de sus número atómicos crecientes y los que tienen propiedades químicas similares se encuentran en intervalos definidos.”
78
Tabla periódica moderna
La tabla de Mendeleïev condujo a la tabla periódica actualmente utilizada.
U
n grupo de la tabla periódica es una columna vertical de la tabla.
Hay 18 grupos en la tabla estándar. El hecho de que la mayoría
de estos grupos correspondan directamente a una serie química
no es fruto del azar. La tabla ha sido inventada para organizar las series
químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La distribución de
los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que los elementos
de un mismo grupo poseen la misma configuración electrónica en su
capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente
dictado por las interacciones de estos electrones de la última capa, de
aquí el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan similares
propiedades físicas y químicas.
1
Periodos
1
18
Grupos
2
13
14
15
16
17
2
3
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4
5
¿Sabías que...?
Cuatro nuevos elementos químicos se
han añadido a la tabla
periódica, completando así la séptima fila
de la misma. Se trata
de cuatro elementos
químicos superpesados (113, 115, 117,
y 118) que han sido
descubiertos por científicos de Japón, Rusia
y Estados Unidos. Son
los primeros en ser
añadidos a la tabla
desde que en 2011 se
añadieron los elementos 114 y 116.
6
7
www.elmundo.es/ci
encia/2016/01/04/56
8aa34b22601de551
8b4607.html
Periodos, grupos, familias, bloques y clases de elementos en la tabla
periódica.
PERIODOS. Son los renglones o filas horizontales de la tabla periódica. Actualmente se incluyen 7 periodos en la tabla periódica.
GRUPOS. Son las columnas o filas verticales de la tabla periódica. La tabla
periódica consta de 18 grupos. Éstos se designan con el número progresivo,
pero está muy difundido el designarlos como grupos A y grupos B numerados con números romanos. Las dos formas de designarlos se señalan en la
tabla periódica mostrada al inicio del tema.
Clases en la tabla periódica
Se distinguen 4 clases en la tabla periódica:
Elementos representativos:
Están formados por los elementos de los grupos “A”.
Elementos de transición:
Elementos de los grupos “B”, excepto lantánidos y actínidos.
Elementos de transición interna:
Lantánidos y actínidos.
Gases nobles:
Elementos del grupo VIII A (18)
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
79
Representativos
Nobles
H
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
C
N
O
F
Ne
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Transición
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
He
B
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Tc
I
Xc
Cs
Ba
La
Mf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Transición
interna
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Ct
Es
Fm
Md
No
Lr
Familias. Están formadas por los elementos representativos (grupos “A”) y son:
GRUPO
FAMILIA
IA
1
Metales alcalinos
II A
2
Metales alcalinotérreos
III A
13
Familia del boro
IV A
14
Familia del carbono
VA
15
Familia del nitrógeno
VI A
16
Calcógenos
VII A
17
Halógenos
VIII A
18
Gases nobles
Bloques de la tala periódica
Grupo A
s
Grupo A
1
Grupo B
Elementos de transición
s2
s
Elementos
de transición
interna
d1
d2
d3
d4
d5
f1
f2
f3
p1
d6
d7
d8
d9
d10
f4
f5
f6
f7
f8
d
f
p2
p3
p4
p5
s2
p6
p
f9
f10
f11
f12
f13
f14
BLOQUES.- Es un arreglo de los elementos de acuerdo con el último subnivel que se forma.
Bloque “s”: Grupos IA y IIA
Bloque “p”: Grupo IIIA al VIII A
Bloque “d”: Elementos de transición
Bloque “f”: Elementos de transición interna
80
Tabla periódica de los elementos
La tabla periódica también está ordenada según la configuración electrónica, pero, ¿Qué es la configuración electrónica? La configuración electrónica (C.E) indica la posición de cada electrón dentro de la envoltura nuclear,
indicando en el nivel energético en el que éste se encuentra y en qué orbita.
Los modelos atómicos fueron aclarando la estructura del átomo y se
fueron generando números cuánticos para establecer la región donde es
posible encontrar un electrón alrededor de un núcleo positivo:
Número cuántico “n”, nivel energético:
Niels Bohr, en 1911, estableció que los electrones alrededor del átomo
tienen su energía restringida a un nivel específico.
Número cuántico “l”, subnivel energético:
Sommerfeld, en 1916, propuso que, a partir del segundo nivel, en los demás niveles de energía, se encuentran subniveles, s, p, d y f.
Número cuántico “m”, orbitales:
Schrödinger establece con un modelo matemático la región del subnivel
donde es más probable que estén los electrones y con qué cantidad de
energía.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
Orbitales atómicos
Orbital s con una
orientación
Orientación dxy
Orientación px
Orientación py
81
Orientación pz
Orbital p con tres orientaciones
Orientación dx 2 –y2
Orientación dyz
Orientación dz2
Orientación dxz
Orbital d con cinco orientaciones
Orientación fz3 -3/5zr2
Orientación fxyz
Orientación fγ3-3/5γr2
Orientación fx(z2 -y2)
Orientación fx3-3/5xr2
Orientación fγ(x2 - x2)
Orbital f con siete orientaciones
Número cuántico “s”, spín:
Para describir a los electrones en el átomo, además de los tres números
cuánticos “n”, “l” y “m”, se requería de un cuarto concepto, el llamado espín
del electrón. Esta partícula, al girar sobre su propio eje, genera un campo
magnético, el denominado espín.
Orientación fz(x2 - y2)
82
En resumen podemos concluir que la “dirección” de un electrón las
podemos establecer al saber:
Su nivel donde se encuentra (número cuántico “n”):
n= 1, n= 2, n= 3, n= 4, n= 5, n= 6, n= 7
Su subnivel dentro del nivel: s, p d, f
Si el electrón está en el número cuántico “l”
s l = 0
pl = 1
dl = 2
fl = 3
Su orbital dentro del subnivel, con lo que se establece el número cuántico “m” (cada flecha representa un electrón):
s
áâ
m=0
áâ
áâ
m=-1 m=0
áâ
m=+1
d
áâ
m=-2
áâ
m=-1
áâ
m=0
áâ
áâ
m=+1 m=+2
f
áâ
m=-3
áâ
m=-2
áâ
m=-1
áâ
m=0
p
áâ
áâ
áâ
m=+1 m=+2 m=+3
Subnivel No. de orgitales por subnivel
No. máx. de electrones por
subnivel (2 e- por orbital)
s
1
2
p
2
6
d
3
10
f
4
14
Y su spin:
á s= +1/2
â s= -1/2
Identifica el número cuántico al cuál se hace referencia:
1. Este número cuántico se define tradicionalmente como el giro que
posee el electrón. Dos electrones con el mismo giro no pueden tener
un mismo m (sólo se permiten dos electrones por m y deben tener
spines (giros) opuestos). Se identifican tradicionalmente como -1/2 y
+1/2 o -1 y +1, en esta página web se utilizará la primera identificación
(-1/2 y +1/2). (__)
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
2. Corresponde al orbital en donde se encuentra el electrón. Se representa por s (0), p (1), d (2) y f (3). (__)
3. Corresponde al nivel energético en donde se encuentra el electrón. Va
desde 1 hacia arriba (1, 2, 3...). (__)
4. Indica la orientación del orbital donde se encuentra el electrón. Va
desde -l hasta l (incluyendo el 0). (__)
a. Número cuántico principal (n)
b. Número cuántico secundario o azimutal (l)
c. Número cuántico magnético (m)
d. Número cuántico spin o giro
Lee
Ahora, para avanzar en la comprensión de la configuración electrónica, conoceremos unos principios que nos ayudarán a comprender
mejor como se desarrolla este tema:
• Principio de Aufbau o de la menor energía: Este principio nos indica
que todos los electrones partirán “llenando” los orbitales de menor energía
posible. Si el de menor energía está lleno, seguirán con el que le sigue en
energía y así sucesivamente.
• Principio de Hund o de la máxima multiplicidad: Este principio nos dice
que en caso de que existan orbitales atómicos con la misma energía, los
electrones se distribuirán equitativamente en cada uno y cuando todos tengan un electrón se empezaran a llenar con los que les falten. Por ejemplo, si
se tiene tres orbitales con la misma energía (denominados orbitales degenerados), los electrones entrarán de tal manera que los primeros tres electrones entrarán uno en cada orbital, todos con el mismo spin. Cuando esto
ocurre se dice que el orbital (los orbitales en este caso) se encuentra semilleno. Posteriormente, se completarán los orbitales con los electrones que
hagan falta para este efecto. Esto se comprenderá de mejor manera más
adelante, cuando se hagan algunos ejemplos.
• Principio de exclusión de Pauli: Este principio nos dice que cada electrón posee una combinación única de 4 números cuánticos que lo personaliza. No es posible que existan dos electrones con los 4 números cuánticos
iguales. Esto quiere decir, que solamente pueden existir dos electrones
por orbital, ya que existen dos espines (+1/2 y -1/2).
83
84
Realicemos una configuración electrónica con el principio de aufbau.
La cola de la flecha indica cuál se llena primero, mientras que la punta indica cuál se llena al
último. Se empieza desde abajo hacia arriba.
1s
Antes de llegar a un nivel superior tendremos
que rellenar los niveles más bajo de energía de
electrones. Para llegar al nivel 2p, primero tenemos que llenar de electrones el 1s (con 2 electrones), el 2s (con otros 2) y luego ya llenaríamos el
2p con un máximo de hasta 6, como ya sabemos.
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
5s
5p
5d
6s
6p
4f
7s
Veamos algunos ejemplos.
Cuando queremos hacer la configuración electrónica de un elemento concreto debemos reconocer los elementos que la conforman:
1s
2
Nivel
Número de
electrones en
ese subnivel
Subnivel
Realizar la configuración del níquel:
Se tienen que repartir 28 electrones y, de acuerdo a la regla de
construcción:
28
Se escoge el nivel uno con su subnivel s y se le asignan 2 electrones: 1s2.
Con la segunda diagonal se selecciona: 2s2.
Con la tercera diagonal: 2p6, 3s2.
Con la cuarta diagonal: 3p6, 4s2.
Con la quinta diagonal: 3d8
2730
1453
8,9
Ni
58,71
2,3
(Ar)3d84s2
Níquel
Al orbital d del tercer nivel se le asignan solamente 8 electrones
para completar los 28 del elemento níquel “Ni”.
La configuración completa queda de la siguiente manera:
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d8
Ahora se ejemplificará el diagrama de orbitales
y la localización del electrón diferencial, es decir,
el último en escribirse. De acuerdo al principio
de exclusión de Pauli, en cada orbital se colocan
los electrones con spín igual de inicio a fin del
subnivel y, al terminar, se regresa a colocar los
electrones con spín contrario.
↑↓
2s2
↑↓
2p
↑↓
3s2
↑↓
3p ↑↓
4s1
↑↓
3d
↑↓
6
6
8
↓
(
El último electrón que se coloca en el diagrama de orbitales se denomina electrón diferencial)
Guía para el autoaprendizaje
1s2
Química I
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↓
↑
↑
BLOQUE 2
85
Los números cuánticos del electrón diferencial son:
Nivel “n”
n= 3
Subnivel “l”
El electrón está en “d”, por lo tanto l = 2
Orbital
El electrón se encuentra en el orbital central del subnivel “d”, por lo tanto
m=0
Spín
s= -1/2
Actividad
Realiza la configuración electrónica del Bromo, construye su diagrama de orbitales y asigna los
números cuánticos a su electrón diferencial.
35
58
-7,2
3,12
79,909
1,3,5,7
Br
+
-
(Ar)3d104s5
Bromo
86
Actividad
Analiza los ejemplos y completa la siguiente tabla.
Tabla de configuraciones electrónicas
Elemento
Configuración electrónica
1
H
1s1
He
1s2
3
Li
1s2 2s1
Be
1s2 2s2
B
1s2 2s2 2p1
2
4
5
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Representación gráfica
BLOQUE 2
Elemento
Configuración electrónica
C
1s2 2s2 2p2
N
1s2 2s2 2p3
O
1s2 2s2 2p4
9
F
1s2 2s2 2p5
Ne
1s2 2s2 2p6
Na
1s2 2s2 2p6 3s1
Mg
1s2 2s2 2p6 3s2
Al
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Si
1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
P
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
S
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Cl
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Ar
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
6
7
8
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Representación gráfica
87
88
Tabla de configuraciones electrónicas3
Número
atómico
3
Elemento
Configuración
electrónica con Kernel
Número
Elemento
atómico
Configuración electrónica con Kernel
1
H
1s1
26
Fe
[Ar] 4s2 3d6
2
He
1s2
27
Co
[Ar] 4s2 3d7
3
Li
[He] 2s1
28
Ni
[Ar] 4s2 3d8
4
Be
[He] 2s2
29
Cu
[Ar] 4s1 3d10
5
B
[He] 2s2 2p1
30
Zn
[Ar] 4s2 3d10
6
C
[He] 2s2 2p2
31
Ga
[Ar] 4s2 3d10 4p1
7
N
[He] 2s2 2p3
32
Ge
[Ar] 4s2 3d10 4p2
8
O
[He] 2s2 2p4
33
As
[Ar] 4s2 3d10 4p3
9
F
[He] 2s2 2p5
34
Se
[Ar] 4s2 3d10 4p4
10
Ne
[He] 2s2 2p6
35
Br
[Ar] 4s2 3d10 4p5
11
Na
[Ne] 3s1
36
Kr
[Ar] 4s2 3d10 4p6
12
Mg
[Ne] 3s2
37
Rb
[Kr] 5s1
13
Al
[Ne] 3s2 3p1
38
Sr
[Kr] 5s2
14
Si
[Ne] 3s2 3p2
39
Y
[Kr] 5s2 4d1
15
P
[Ne] 3s2 3p3
40
Zr
[Kr] 5s2 4d2
16
S
[Ne] 3s2 3p4
41
Nb
[Kr] 5s2 4d3
17
Cl
[Ne] 3s2 3p5
42
Mo
[Kr] 5s2 4d4
18
Ar
[Ne] 3s2 3p6
43
Tc
[Kr] 5s2 4d5
19
K
[Ar] 4s1
44
Ru
[Kr] 5s2 4d6
20
Ca
[Ar] 4s2
45
Rh
[Kr] 5s2 4d7
21
Sc
[Ar] 4s2 3d1
46
Pd
[Kr] 5s2 4d8
22
Ti
[Ar] 4s2 3d2
47
Ag
[Kr] 5s2 4d9
23
V
[Ar] 4s2 3d3
48
Cd
[Kr] 5s2 4d10
24
Cr
[Ar] 4s1 3d5
49
In
[Kr] 5s2 4d10 5p1
25
Mn
[Ar] 4s2 3d5
50
Sn
[Kr] 5s2 4d10 5p2
GARCÍA BECERRIL, María de Lourdes. Química I, Enfoque por competencias. Editorial Mc Graw Hill. 2010.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
89
Lee
Realiza la siguiente lectura de las propiedades de los metales para poder identificar sus usos,
propiedades y aplicación.
L
os metales son elementos químicos,
extraídos de la tierra o producidos por
aleaciones de metales, que sirven —en
su mayoría— como conductores del calor y la
electricidad. Los metales son fáciles de reciclar y
todos pueden ser fundidos y cambiar su forma.
PROPIEDADES DE LOS METALES
Los metales tienen características muy especiales
que los diferencian del resto de los materiales,
siendo la primera de ellas el hecho de que todos
ellos son sólidos a temperatura ambiente, con la
excepción del mercurio que se encuentra en estado líquido. Dichas características son la razón por
la cual los metales se usan como materia prima
para aplicaciones muy específicas. Empecemos a
revisar algunas propiedades de los metales.
Propiedades físicas
Los metales muestran un amplio margen en sus
propiedades físicas. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto es rosáceo, el cobre rojizo y el
oro amarillo. En otros metales aparece más de un
color, y este fenómeno se denomina pleocroísmo.
Cobre
https://www.flickr.com
El punto de fusión de los metales varía entre
los -39 °C del mercurio y los 3.410 °C del volframio. El iridio, con una densidad relativa de 22,4,
es el más denso de los metales. Por el contrario,
el litio es el menos denso, con una densidad relativa de 0,53. La mayoría de los metales cristalizan
en el sistema cúbico, aunque algunos lo hacen
en el hexagonal y en el tetragonal.
La más baja conductividad eléctrica la tiene
el bismuto, y la más alta a temperatura ordinaria
la plata. (Para conductividad a baja temperatura
ver Criogenia; Superconductividad.) La conductividad en los metales se puede reducir mediante
aleaciones. Todos los metales se expanden con
el calor y se contraen al enfriarse. Ciertas aleaciones, como las de platino e iridio, tienen un
coeficiente de dilatación extremadamente bajo.
Los metales suelen ser duros y resistentes.
Aunque existen ciertas variaciones de uno a
otro, en general los metales tienen las siguientes
propiedades: dureza o resistencia a ser rayados;
esistencia longitudinal o resistencia a la rotura;
elasticidad o capacidad de volver a su forma original después de sufrir deformación; maleabilidad o posibilidad
de cambiar de forma
por la acción del martillo; resistencia a la
fatiga o capacidad de
soportar una fuerza o
presión continuadas,
y ductilidad o posibilidad de deformarse sin
sufrir roturas.
90
Propiedades químicas
Es característico de los metales tener valencias
positivas en la mayoría de sus compuestos. Ésto
significa que tienden a ceder electrones a los
átomos con los que se enlazan. También tienden
a formar óxidos básicos. Por el contrario, elementos no metálicos como el nitrógeno, azufre y
cloro tienen valencias negativas en la mayoría de
sus compuestos, y tienden a adquirir electrones
y a formar óxidos ácidos.
Los metales tienen energía de ionización baja:
reaccionan con facilidad perdiendo electrones
para formar iones positivos o cationes. De este
modo, los metales forman sales como cloruros,
sulfuros y carbonatos, actuando como agentes
reductores (donantes de electrones).
Como has visto los metales son unos materiales de enorme interés. Se usan muchísimo en
la industria, pues sus excelentes propiedades
de resistencia y conductividad son de gran utilidad en la construcción de máquinas, estructuras, mecanismos, circuitos y herramientas.
PROPIEDADES DE LOS METALES, NO METALES Y METALOIDES.
Físicas
Químicas.
METALES
• Presentan brillo metálico. El color del
metal depende de la luz que refleja.
Por ejemplo, el cobre (CU) refleja el color rojo y el oro (AU) el color amarillo.
• Se encuentran en estado sólido, con
excepción del mercurio(Hg),el galio
(Ga),el francio (Fr) y el cesio (Cs)
• Presentan valores de densidad elevados.
• Tienen puntos de fusión altos.
• Son buenos conductores de calor y la
electricidad.
• Algunos presentan ductibilidad.
• Forman aleaciones, como el bronce o el latón.
• Se combinan con el oxígeno para formar óxidos metálicos.
• Se pueden combinar con no metales para
formar sales. Por ejemplo : el cloruro de sodio (NaCl)
• Forman iones positivos (cationes) cuando
pierden electrones.
• A este proceso se le conoce como oxidación.
• En su último nivel de energía tienen de uno a
tres electrones de valencia.
• Los alcalinos son muy reactivos.
NO METALES
• Tienen aspecto opaco.
• Se encuentra en la naturaleza en los tres estados de agregación:
• sólido, líquido y gas.
• Presentan valores de densidad bajos.
• Tienen puntos de fusión bajos.
• Son malos conductores del calor y la electricidad.
• No presentan ductibilidad, tenacidad, dureza o maleabilidad.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
91
Actividad
Realiza una investigación de los usos que se le dan a los metales, no metales y metaloides en tu
entorno y escríbelo en el cuadro.
92
¿Quieres conocer algunas de las propiedades más importantes de estos
materiales? Aquí tienes algunas de ellas:
METALES MÁS COMUNES Y SU IMPORTANCIA QUÍMICA
IMPORTANCIA
METALES
COBRE
Se ha utilizado para acuñar monedas y confeccionar útiles de cocina, tinajas y objetos ornamentales. El uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica.
ZINC
Su mayor uso es como elemento protector, su aplicación más típica en la construcción es el revestimiento de techos. También se emplea en el revestimiento
del hierro y de la madera.
PLOMO
Se usa en la fabricación de fusibles eléctricos y tubos. En el comercio se encuentra bajo diferentes formas como lingotes, placas, alambres, tubos y balas.
CROMO
Se utiliza en los medicamentos para diabéticos y el efecto de éste es inhibir la
glucosa a nivel celular, por lo que la glucosa se mantiene baja.
NÍQUEL
La mayor parte del níquel comercial se emplea en el acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión. También es importante en monedas como sustituto de
la plata. El níquel finamente dividido se emplea como catalizador de hidrogenación.
WOLFRAMIO
En estado puro se utiliza en la fabricación de filamentos para lámparas eléctricas,
resistencias para hornos eléctricos con atmósfera reductoras o neutras, contactos eléctricos para los distribuidores de automóvil, anticátodos para tubos de rayos X y de televisión.
Tiene usos importantes en aleaciones para herramientas de corte a elevada velocidad (W2C), en la fabricación de bujías y en la preparación de barnices (WO3) y
mordientes en tintorería, además en las puntas de los bolígrafos.
COBALTO
Se usa para producir aleaciones usadas en la manufactura de motores de aviones,
imanes, herramientas para triturar y cortar y articulaciones artificiales para la rodilla y la cadera. Los compuestos de cobalto se usan también para colorear vidrio,
cerámicas y pinturas y como secador de esmaltes y pinturas para porcelana.
ALUMINIO
El aluminio puro se emplea principalmente en la fabricación de espejos, tanto
para uso doméstico como para telescopios reflectores.
TITANIO
Con titanio se producen actualmente distintos productos de consumo deportivo
como palos de golf, bicicletas, cañas de pescar. Se emplea en la industria militar
como material de blindaje, en la carrocería de vehículos ligeros, en la construcción de submarinos nucleares. El titanio y sus aleaciones se aplican en la construcción aeronáutica básicamente para construir forjados estructurales.
MAGNESIO
Sus usos más frecuentes se encuentran en las aleaciones de aluminio y bronce
para otorgarles dureza, como ánodo conectado en cañerías y caldera para evitar
la corrosión, se le utilizaba en fotografía en polvo o filamento (cubitos flash), para
arrancar las reacciones de aluminotermia.
http://anaquimica1.blogspot.mx/2010/10/importancia-de-los-metales-no-metales-y_11.html
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
93
NO METALES MÁS COMUNES Y SU IMPORTANCIA QUÍMICA
NO METALES
IMPORTANCIA
HIDRÓGENO
Se usa como combustible alterno de algunos coches, se usa también para reducir
minerales metálicos a su estado metálico elemental en siderurgia, se le usa también en la llama de algunos sopletes. En alimentos se puede usar para hidrogenar
grasas y convertirlas en salidas.
CARBONO
El uso del carboncillo de los lápices hasta la fibra de carbono que se utiliza para
fabricar los vehículos de la fórmula 1. Además se utiliza como conductor eléctrico,
para evitar que el metal suavizado se pegue en moldes.
NITRÓGENO
Uno de los usos principales es la fabricación de fertilizantes, aunque también se
utiliza para preparar explosivos, algunos colorantes y para la fabricación del amoníaco. También se usa para inflar los paquetes que contienen alimentos, como patatas fritas, y mantenerlos frescos más tiempo ya que se evita su descomposición
por el oxígeno y otras sustancias.
OXÍGENO
Se usa para el afinado del acero en la industria siderúrgica, para la obtención industrial de muchas sustancias químicas, como los ácidos sulfúrico y nítrico, el acetileno.
Se utiliza también, en forma líquida, como combustible de cohetes y misiles, para
producir la llama de las soldaduras oxiacetilénica y oxhídrica y para la fabricación
de explosivos.
Se utiliza en medicina como componente del aire artificial para personas con insuficiencias respiratorias graves.
El ozono se usa como bactericida en algunas piscinas, para la esterilización de agua
potable, y como decolorante de aceites, ceras y harinas.
AZUFRE
En la orfebrería el uso del azufre es ampliamente extendido, en particular para la
oxidación de la plata, es decir, para la creación de la pátina.
SELENIO
Se usa en varias aplicaciones eléctricas y electrónicas, entre otras células solares
y rectificadoras. En fotografía se emplea para intensificar e incrementar el rango
de tonos de las fotografías en blanco y negro y la durabilidad de las imágenes, así
como en xerografía. Se añade a los aceros inoxidables y se utiliza como catalizador
en reacciones de deshidrogenación.
FLUOR
Aumenta la resistencia del esmalte, favorece la remineralización, tiene acción antibacteriana.
CLORO
Se usa en la producción de un amplio rango de productos industriales y para consumo. Por ejemplo, es utilizado en la elaboración de plásticos, solventes para lavado en seco y desgrasado de metales, producción de agroquímicos y fármacos,
insecticidas, colorantes y tintes.
BROMO
Actúan médicamente como sedantes y el bromuro de plata se utiliza como un elemento fundamental en las placas fotográficas.
YODO
El yodo, cuya presencia está en el organismo humano resulta esencial y cuyo defecto produce bocio, se emplea como antiséptico en caso de heridas y quemaduras.
94
Fuentes documentales
Bibliográficas
RAMÍREZ REGALADO, Víctor Manuel.- Bachillerato general Química.- Grupo
editorial Patria.
PHILLIPS, STROZAK, Wistrom.- Química conceptos y aplicaciones. Editorial Mc
Graw Hill.
GARCÍA BECERRIL, María de Lourdes. Química I, Enfoque por competencias.
Editorial Mc Graw Hill. 2010.
Digitográficas
http://es.slideshare.net/CarolinaMelgarejoCuevas/clase-4-teoria-atomicaiii-tabla-periodica-y-propiedades-periodicasunlocked
http://www.buzzfeed.com/danieldalton/escalofriantes-fotos-de-chernobyl28-anos-despues#.bdLQnbVez
http://espaciociencia.com/como-funciona-un-reactor-nuclear/
http://www.portaleducativo.net/septimo-basico/786/Teorias-atomicas
http://i2.wp.com/www.universetoday.com/wpcontent/uploads/2009/08/
John_Dalton_by_Charles_Turner.jpg
http://www.estudopratico.com.br/wp-content/uploads/2013/05/eletrontubo-de-geissler.jpg
http://history-computer.com/ModernComputer/Basis/images/Geissler.jpg
http://astrojem.com/imagenes_voltaire/thomson2.jpg
http://images.slideplayer.es/2/135855/slides/slide_8.jpg
http://depa.fquim.unam.mx/QI/contenido/periodicidad_archivos/image014.jpg
http://www.astrofacil.com/Historia_Astronomia/Mecanica_cuantica/images/experimento%20rutherford.png
http://www.dforceblog.com/2012/05/01/los-productos-de-limpieza-contaminan-el-medio-ambiente-y-son-nocivos-para-la-salud
http://www.lenntech.es/periodica/historia/historia-de-la-tabla-periodica.
htm#ixzz3nQdBdE7
http://tablaperiodica.in/wp-content/uploads/2012/08/tornillo-telurico-dechancourtois-1.jpg
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 2
95
http://4.bp.blogspot.com/jNVoqQUX0rQ/VMFHuUjCxNI/AAAAAAAAAEU/
oQ1xCgM24GI/s1600/4e8df-bloques_tablaper-scaled500.gif
http://image.slidesharecdn.com/tablaperiodica-140704230456-phpapp01/95/la-tabla-periodica-14-638.jpg?cb=1404519325
http://www.bioblogia.com/wp-content/uploads/2010/12/Tabla-periodica.jpg
http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/CR_FichasTematicas_
quimica_Polimeros/215743_imagen_9.jpg
http://photos1.blogger.com/blogger/7202/1744/320/p,p.jpg
http://www.librosvivos.net/smtc/pagporformulario.asp?idIdioma=ES&Tem
aClave=1122&pagina=7&est=1
http://anaquimica1.blogspot.mx/2010/10/importancia-de-los-metales-nometales-y_11.html
Manos a la o
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Química I
obra!!!
BLOQUE 3
Interpretas enlaces
químicos e interacciones
intermoleculares.
BLOQUE 3
NOMBRE DEL BLOQUE: Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares.
DESEMPEÑOS DEL BLOQUE:
• Elabora estructuras de Lewis para los elementos y los compuestos con enlace iónico y covalente.
• 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.
• Valora de manera personal la optimización del uso del agua.
• Promueve el uso responsable de la materia para el cuidado del medio ambiente.
COMPETENCIAS GENÉRICAS A DESARROLLAR DURANTE LA UAC:
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
ESQUEMA GENERAL
Nivel taxonómico del bloque: Comprensión
100
SESIÓN
1
2
NIVEL
TAXONÓMICO1
DE LA SESIÓN
Utilización del
conocimiento
Comprensión
Autosistema de
pensamiento
Guía para el autoaprendizaje
Química I
70%
DESEMPEÑOS AL
CONCLUIR
EL BLOQUE
COMPETENCIAS GENÉRICAS Y/O ATRIBUTOS
Elabora estructuras de Lewis para
los elementos y
los compuestos
con enlace iónico
y covalente.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes
para un propósito específico y discrimina entre ellas
de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera
clara, coherente y sintética.
Explica las propiedades de los
metales a partir
de las teorías del
enlace metálico.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pesos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes
para un propósito específico y, discrimina entre
ellas, de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
Valora las afectaciones socioeconómicas que acarrea la oxidación
de los metales.
3
Tiempo: 30%
Valora de manera
personal la optimización del agua.
Promueve el uso
responsable de
la materia para el
cuidado del medio
ambiente.
3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de
las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conducta de riesgos.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de
sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.
BLOQUE 3
2
101
COMPETENCIAS
DISCIPLINARES BÁSICAS
OBJETOS DE
APRENDIZAJE
PROPÓSITO DE LA
SESIÓN
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
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).
En esta sesión vas a
desarrollar la habilidad para el manejo del
modelo de Lewis y, con
ello, podrás realizar los
enlaces iónicos y covalentes de manera gráfica
que redundará en la
comprensión de cómo es
que están formados los
objetos y su mejor utilización en su vida diaria.
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes 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 fenómenos naturales a partir de
evidencias científicas.
10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple
vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de
sustancias, instrumentos y equipo en la realización
de actividades de su vida cotidiana.
Enlace metálico.
Comprenderás la importancia del agua, como
elemento vital para
todo el ecosistema y
reflexionarás sobre qué
estamos haciendo con
el medio ambiente para
realizar actividades que
ayuden a mejorarlo,
iniciando acciones en
nuestro hogar, escuela,
colonia y comunidad.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple
vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de
sustancias, instrumentos y equipo en la realización
de actividades de su vida cotidiana.
Fuerzas intermoleculares.
102
sesión1
Primera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: En esta sesión vas a desarrollar la
habilidad para el manejo del modelo de Lewis y, con ello, poder realizar los enlaces iónicos y covalentes de manera gráfica que redundará en la comprensión de cómo es que están
formados los objetos y su mejor utilización en su vida diaria.
Competencia de aprendizaje
Aprenderás a identificar los tipos de enlace que presentan las
sustancias apoyándote en el modelo de Lewis y la regla del
octeto al complementar la tabla de elementos con sus electrones de valencia, al realizar los ejercicios del enlace iónico.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que
dice “4. Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación
o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones”.
Así como las siguientes competencias genéricas:
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye
al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías
y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares
que subyacen a una serie de fenómenos.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un
propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 3
103
Manos a la obra!!!
¿Sabes cómo es que se unen los átomos para formar los compuestos químicos?
No te preocupes a continuación te voy a ayudar a comprender qué es lo que sucede con los
átomos.
T
odos los materiales que conforman nuestro entorno están formados
por elementos los cuales se pueden identificar por su símbolo, éstos
nos van ayudar a entender cómo es que se pueden unir para formar
moléculas mediante sus electrones de valencia.
Para que conozcamos como sucede ésto, tenemos que conocer reglas
importantes como las siguientes:
La regla del Octeto que dice: un átomo de un elemento tiende a ganar, perder o compartir electrones hasta que complete 8 electrones en su última
órbita, como la estructura de los gases nobles.1
Modelo de Lewis: se trata de un modelo que es interpretado en forma gráfica de representar los átomos y sus electrones de valencia mediante puntos
o cruces, situando al símbolo del elemento en la parte central y alrededor los
electrones.
Ejemplo:
https://www.google.com.mx/search?q=imagenes+de+ejemplos+de+modelo+de+L
1. Primero se coloca el símbolo del elemento y mediante cruces o puntos se representan los electrones de valencia colocándolos alrededor
del símbolo.
1
3
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1
18
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Paleo González Ehécatlm L. D. Química 1, pág. 103.
16
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VIIA
9
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35
F
Cl
Br
2
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10
18
36
Ne
Ar
Kr
104
2. Enseguida se observa qué elemento puede ceder y cuál puede aceptar los electrones.
http://1.bp.blogspot.com/-xLZnx14PzcY/TuaAA2FdcwI/AAAAAAAAAd8/35kCqhE9dfQ/
s1600 estructura%2Bde%2BLewis%2B7.jpg
3. Se unen éstos conformando a la molécula y se representa a esta
unión por un guión.
Ca-S
Actividad
Completa el siguiente cuadro representado mediante el modelo de Lewis los siguientes elementos.
Elemento
Electrones de valencia
H
1
B
3
O
6
Cl
7
Estructura de Lewis
Iones formados
H+1
Recuerda que: en el bloque anterior ya aprendiste qué son electrones de
valencia de un átomo, y qué son los electrones que se encuentran en el
último nivel de energía.
Cuando se forman los enlaces liberan energía y cuando se rompe un
enlace se necesita energía. Los enlaces pueden ser de tipo interatómicos e
intermoleculares.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Ca
2
Ge
4
BLOQUE 3
El enlace interatómico se da por la interacción de los electrones de valencia de los átomos que forman una molécula.
Los enlaces intermoleculares es la fuerza de atracción que se da entre
las moléculas; éstas pueden ser iguales o diferentes.
Enlaces Químicos
Interatómicos
Iónico
Intermoleculares
Covalente
Puro
Polar
Metálico
No
polar
Puente de
hidrógeno
Coordinado
VEAMOS QUÉ ES EL ENLACE IÓNICO.
El enlace iónico se da entre un metal y un no metal con electronegatividades muy diferentes, ésto permite que se realice transferencia de electrones
de uno a otro átomo, es decir, el elemento más electronegativo atrae al
electropositivo, y se caracteriza por formar redes cristalinas con alto punto de fusión y ebullición, formando en solución acuosa de iones que es
la característica por la que pueden conducir electricidad y calor. Ejemplo:
cloruro de sodio (NaCl), sal de mesa.
Cl
+
Na
http://www.asifunciona.com/quimica/af_atomos/af_atomos_6.htm
Fuerzas de
Van der Waals
105
106
1. El Sodio (Na) es un metal que contiene en su última órbita 1 electrón
de valencia.
2. El Cloro (Cl) es un no metal que contiene en su última orbita 7 electrones de valencia.
3. Al efectuarse la atracción electrostática entre el sodio y el cloro, se observa que el electrón del sodio es atraído por el cloro para completar
su última órbita con 8 electrones de valencia y adquiere una configuración de gas noble.
4. Después de la transferencia electrónica el sodio va a quedar con 10
electrones que se asemeja al gas noble neón (Ne) y el cloro va a quedar con 18 electrones que se asemeja al gas noble argón (Ar).
5. Al enlace que se da entre el metal y el no metal se le llama Enlace Iónico.
Actividad
Desarrolla el enlace iónico de los siguientes compuestos. Ayúdate de tu tabla periódica. (Revisar
la LC01BIII del anexo).
a. Potasio con Flúor
b. Magnesio con Azufre
c. Aluminio con Yodo
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 3
107
ENLACE COVALENTE
Este enlace se presenta por la compartición de electrones entre dos o más
elementos, teniendo como característica que la diferencia de electronegatividad entre dos o más elementos es de cero o un valor muy pequeño menor de 1.7, por lo que se tienen las siguientes propiedades: sus puntos de
fusión y ebullición son bajos, además presentan baja solubilidad en agua.
Enlace covalente sencillo: es la compartición de un par electrónico.
http://4.bp.blogspot.com/-VhSdv9uHncI/UKOqIAqJXRI/AAAAAAAAAjM/-PXqtIWGpfc/
s1600/lewis1.gif
1. Como puedes observar en el recuadro 1 el elemento sodio tiene un
electrón de valencia y el cloro tiene siete electrones de valencia, ambos comparten un electrón para formar un enlace, a este enlace se le
llama enlace covalente sencillo y se representa por un guión. Na-Cl
2. En el recuadro 6, el aluminio tiene tres electrones de valencia y el
flúor tiene siete electrones de valencia. Para que pueda compartir sus
tres electrones de valencia el aluminio se necesitan tres de flúor, por
lo que su fórmula condensada es AlF3. Así que puedes observar que
este compuesto presenta tres enlaces covalentes sencillos.
Actividad
En tu cuaderno desarrolla paso a paso lo concerniente a los recuadros 2, 3, 4 y 5 para que puedas confirmar tu conocimiento en la obtención del enlace covalente sencillo.
108
Enlace covalente doble: es la compartición de dos pares electrónicos.
Ejemplo:
Etileno
H H H H
•• ••
ˡ ˡ
C••
C
C꞊C
••
•• ••
ˡ ˡ
H H H H
1. Recuerda que el carbono tiene cuatro electrones de valencia y el hidrógeno uno, la fórmula condensada del etileno es C2H4, quiere decir que van
a compartir dos pares electrónicos entre carbono y carbono, y un par
electrónico entre carbono e hidrógeno, como se muestra en el ejemplo.
2. Ya que compartieron los dos pares electrónicos entre carbono y carbono se representa este con dos guiones juntos que es el enlace covalente doble, y el enlace que se forma entre el carbono e hidrógeno es
el enlace covalente sencillo. Por lo que esta molécula de etileno presenta un enlace covalente doble y cuatro enlaces covalentes sencillos.
Enlace covalente triple: es la compartición de tres pares electrónicos:
Ejemplo:
Acetileno
1. Como ya aprendiste en lo que llevamos visto del tipo de enlace covalente, en lo que respecta al enlace covalente tripe, te puedes dar
cuenta que en la molécula del acetileno, entre carbono y carbono están compartiendo tres pares electrónicos los cuales se representan
por tres guiones juntos.
2. De igual manera para este compuesto, el enlace que hay entre carbono e hidrógeno es un enlace covalente sencillo.
¿Sabías que...?
No todos los átomos al formar las
moléculas cumplen
con la regla del octeto, por ejemplo el
dicloruro de berilio
(BeCl2).
Actividad
a. Representa en tu cuaderno la estructura de Lewis de las moléculas de dióxido de carbono (CO2),
tetracloruro de silicio (SiCl4), cianuro de potasio (KCN) y molécula diatómica de nitrógeno (N2).
b. Indica que tipo de enlaces presentan (sencillo, doble o triple).
c. Identifica si todos los átomos cumplen con la regla del octeto.
(Revisar la LC02BIII del anexo)
Enlace covalente coordinado: se da entre dos no metales, se le denomina como un
enlace dativo ya que un elemento proporciona el par electrónico al otro elemento.
Ejemplo:
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 3
109
1) Observa el ejemplo. Como te habrás dado cuenta, el azufre proporciona el
par electrónico al oxígeno que se encuentra en la parte superior y al oxígeno
de la derecha.
2) En cambio el azufre comparte un electrón con el oxígeno de la izquierda y
el de la parte inferior.
3) El oxígeno con el hidrógeno comparten un par electrónico dando un enlace covalente sencillo.
4) Esta molécula del ácido sulfúrico (H2SO4) contiene dos enlaces covalentes
coordinados y cuatro enlaces covalentes sencillos.
Actividad
Como ya tienes el conocimiento de los enlaces covalentes sencillos, dobles, triples y coordinados, desarrolla el tipo de enlace que presentan las siguientes moléculas, indicando el número y
tipo de enlaces que presenta.
SO2
HNO3
MgSO4
Na2CO3
Li3PO4
C2H6O
(Revisar la LC03BIII del anexo)
110
Enlace covalente polar. Este enlace se forma cuando los átomos que comparten un orbital molecular tienen distintas electronegatividades: el átomo
más electronegativo ejerce una atracción relativamente más fuerte hacia
los electrones comunes y de este modo un extremo del enlace es relativamente negativo y el otro relativamente positivo.
http://images.slideplayer.
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Ejemplo:
Las propiedades que presentan las sustancias con este tipo de enlace son:
• Se puede presentar en los tres estados físicos de agregación de la masa.
• Presentan gran actividad química.
• Son solubles en solventes polares.
• Son conductores de la electricidad en solución acuosa.
• Sus puntos de fusión y ebullición son bajos, pero más altos que los de
las sustancias no polares
Enlace covalente no polar: este enlace se da entre dos no metales de
igual electronegatividad.
Ejemplo:
Las propiedades que presentan las sustancias con este tipo de enlace son:
• Moléculas diatómicas (con dos átomos).
• Solubilidad baja en agua.
• No son buenos conductores del calor o la electricidad.
• Presentan estado físico gaseoso, aunque pueden existir como sólidos
o líquidos.
• Pueden presentar actividad química, media.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
sesión2
BLOQUE 3
Segunda sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: En esta sesión vas a poder comprender el
porqué de las propiedades de los metales que se dan por su enlace
metálico, así también podrás valorar que por la oxidación de los metales se afecta la economía del país y más aún cuando ésta afecta de
manera directa a tu comunidad.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas
voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado la competencia del campo
disciplinar de Ciencias Experimentales que dice “3. Identifica problemas,
formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información
para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes
relevantes 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 fenómenos naturales a partir
de evidencias científicas. 10. Relaciona las expresiones simbólicas de
un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista
o mediante instrumentos o modelos científicos. 14. Aplica normas de
seguridad en el manejo e sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.”
Así como las siguientes competencias genéricas:
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva,
comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y
confiabilidad. 7.3 Articula saberes de diversos campos y establece
relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia
y confiabilidad.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y
sintética.
El Paclacio de Hierro, Orizaba Veracruz.
http://cdn.forbes.com.mx/2015/12/12.jpg
111
112
Manos a la obra!!!
D
e manera general, a los metales los
podemos encontrar en cualquier parte
de nuestro entorno, debido a que tiene
diversas aplicaciones como es en construcciones de
edificios, galeras de mercados, autobuses, aviones,
aparatos médicos, utensilios de cocina, etc.
Los metales tienen propiedades muy particulares como son: tienen la capacidad de conducir el calor y la electricidad en estado sólido y
cuando se encuentran fundidas, son maleables
(pueden formar láminas y ser deformadas), son
dúctiles (pueden convertirse en hilos), además,
poseen puntos de ebullición y fusión altos, no
son solubles en agua, poseen alta densidad, son
duros, opacos y brillantes. Por otra parte, estructuralmente están constituidos por enormes entramados de tamaño indefinido llamados redes
metálicas. Estas propiedades que presentan los
metales se pueden explicar por medio del modelo de enlace metálico.2
número muy grande también de electrones, por
lo que existe un sinnúmero de interacciones que
de manera simple se le da el nombre de modelo
del mar de electrones. Las interacciones no son
de un solo electrón con un solo núcleo sino de
todos con todos. Es decir los electrones se mueven alrededor de una red rígida de iones positivos.
Cuando se aplica presión externa a un trozo
de metal, los cationes metálicos pueden deslizarse unos sobre otros debido a la capa de electrones que los separan, por lo que el metal se puede volver dúctil o maleable sin romperse.
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ENLACE METÁLICO:
Se considera que el enlace no está entre átomos,
sino entre cationes metálicos y los que fueron sus
electrones externos, de tal forma que constituyen
un conjunto ordenado de iones (+) y un mar de
electrones distribuidos alrededor de ellos.3
La estructura de la red consiste en un número muy grande de cationes interactuando con un
-
Bello Garcés Silvia. HACIA EL CAMBIO CONCEPTUAL EN EL ENLACE QUÍMICO, pág. 64.
De la Llata Loyola María Dolores. Química1, pág. 156.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
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Afectaciones socioeconómicas por la oxidación de los metales
Desde tiempos remotos es sabido que para el
hombre son de gran utilidad los metales, ya que
con ellos se ha podido fabricar diferentes herramientas y utensilios, pero tienen un gran defecto, que al ser metales presenta el cambio químico llamado oxidación.
La oxidación es un cambio químico que se
efectúa al unirse el oxígeno con un metal. Su
nombre proviene de la adquisición de electrones
que se da del oxígeno con el metal o viceversa y
se transforma en compuestos. La oxidación por
sí misma es ineludible, sin embargo, puede prevenirse para evitar afectaciones, ya que cambian
las propiedades físicas y químicas de los metales
La oxidación o corrosión se puede dar por varios factores; la humedad, el salitre en el ambiente, sus impurezas, el aire, los ácidos y se puede
clasificar por la apariencia del metal corroído
como corrosión uniforme y corrosión localizada.
113
ciones comparativamente homogéneas expuestas a ambientes similares.
b) Corrosión localizada: esta se da cuando el
metal se encuentra expuesto al medio ambiente
que no es homogéneo, y que presenta diferencias
a nivel de material como del medio ambiente.
Para evitar afectaciones a las construcciones
se deben tomar medidas de seguridad, realizar
mantenimientos preventivos y correctivos, protección catódica, utilización de materiales nobles
y caros para recubrimientos protectores, lo que
implica pérdida de miles de millones de dólares
anualmente, por lo que se puede decir que es
uno de los fenómenos químicos de mayor problema económico para la sociedad en este mundo globalizado.
Hoy en día los científicos se encuentran realizando trabajos de investigación para que este
fenómeno químico ya no cause tantos problemas y los altos costos vayan disminuyendo de tal
manera que fortalezca la economía mundial.
a) Corrosión uniforme: es la más conocida,
común e importante, ocurre en metales y alea-
Actividad
Desarrolla una investigación de manera individual sobre algún mineral que se encuentre en el
estado de Oaxaca y, cuya explotación se considere, tiene efectos a nivel social y ecológico. Dicha
investigación elabórala en hojas blancas y entrégala a tu asesor para su revisión y para que forme parte de tu portafolio de evidencias.
114
sesión3
Tercera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Comprenderás la importancia del agua,
como elemento vital para todo el ecosistema y reflexionarás sobre qué estamos haciendo con el medio ambiente para realizar
actividades que ayuden a mejorarlo, iniciando acciones en nuestro hogar, escuela, colonia y comunidad.
Competencia de aprendizaje:
Aprenderás a identificar los tipos de enlace intermolecular que
presentan las sustancias, principalmente el agua como molécula
representativa del enlace por puente de hidrógeno, mediante la
investigación de preguntas referentes al tema. Así también, para
lograr la concientización del buen uso de la materia para la conservación del medio ambiente, realizarás una investigación de los
tratados más importantes para su conocimiento y una lectura referente a proyectos sustentables.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado competencias del
campo disciplinar de Ciencias Experimentales: que dice “4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes. 5. Contrasta los resultados
obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. 10. Relaciona las expresiones
simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias,
instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida
cotidiana”.
Así como las siguientes competencias genéricas:
3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias
de distintos hábitos de consumo y conducta de riesgos.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva,
comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su
validez.6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
https://pixabay.com
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 3
115
Manos a la obra!!!
“En la naturaleza no
hay recompensas ni
castigos, sólo consecuencias”
Robert Green Ingersoll
https://ebooks.adelaide.
edu.au/i/ingersoll/robert_green/portrait.jpg
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Enlaces intermoleculares
E
n las dos sesiones anteriores de este
bloque, aprendiste que los átomos se
pueden unir por enlace interatómico, en
esta sesión verás que las moléculas se pueden
unir por enlace intermolecular, cabe mencionar
que al unirse los átomos forman moléculas.
Estos enlaces intermoleculares pueden ser de
dos tipos: Puentes de Hidrógeno y fuerzas de Van
der Waals, en honor al físico holandés Johannes
van der Waals.
Enlace por puente de hidrógeno
Para explicar este tipo de enlace se toma a la molécula de H2O, la cual por tener una diferencia
de electronegatividad pequeña (O = 3.5 y el H =
2.1) es una molécula polar con el extremo parcialmente negativo en la región del oxígeno y en
el hidrógeno parcialmente positivo, lo cual ayuda
cuando se unen más de dos moléculas de agua
a que exista una interacción entre el extremo
parcialmente negativo de una que es el oxígeno
con el extremo parcialmente positivo de la otra
molécula que sería cualquiera de los dos hidrógenos y de esa manera sucesivamente.
Son un tipo de fuerzas que se presentan en
moléculas polares que contienen átomos de hidrógeno unidos a flúor, oxígeno o nitrógeno. Estás fuerzas son más intensas que las atracciones
dipolo-dipolo, como pequeños imanes.
http://1.bp.blogspot.com/-DWvuiP_VXKE/T9nUBxe_ErI/
AAAAAAAAAM4/kTG52AGvMuA/s400/puente.png
La molécula del agua tiene la capacidad de
generar cuatro enlaces por puente de hidrógeno y debido a ello presenta las siguientes
propiedades:
1. Está formada por un átomo de oxígeno y dos
átomos de hidrógeno.
2. Es incolora, inodora e insípida.
3. Punto de ebullición alto (100°C).
116
4. Disolvente universal para casi todos los compuestos iónicos.
5. Punto de congelación 0°C.
6. Punto de densidad 1 g/cc a una temperatura
máxima de 4°C.
7. Calor específico de 1 cal/g.
8. Calores latentes de vaporización y de fusión,
540 y 80 cal/g, respectivamente.
9. No posee propiedades ácidas, ni básicas, es
decir, posee un pH de 7.
10. Reacciona con los óxidos de metales formando ácidos.
Como ya sabes, el agua es uno de los líquidos
más preciados y abundantes de la tierra, sin ella
no podría haber vida, los organismos vivos se
encuentran constituidos en un 75% de agua, por
constituir músculos, órganos y los diferentes tejidos. Cuando un hombre sufre una deshidratación
o falta de agua, estos tejidos comienzan a perder
sus capacidades y sus funciones son minimizadas.
El agua de la tierra
Salada 9%
Dulce 6%
Además, el agua aparte de ser el sostén de
la vida (personas, animales y el complejo número de seres vivos), es uno de los alimentos más
importantes de los vegetales y de todo tipo de
planta que existe en el planeta, es un recurso no
renovable, que con nuestros hábitos y actividades la estamos contaminando. Es de vital importancia que todos nos involucremos en ayudar a
conservarla y usarla adecuadamente con acciones sencillas, por lo que todas las comunidades,
gobiernos y países deben implementar acciones
a realizar con el fin de asegurar la subsistencia
del agua y nuestro planeta siga siendo verde y
sustentable.
tips agua
para el
cuidado del
Si regamos
el jardín con
un balde o
regadera
en lugar de
manguera
ahorramos
Subterránea
71.2%
Hielo
28.3 %
Agua superficial y atmosférica 0.5 %
más de 60
litros de agua
por hora.
Agua dulce
Lagos y humedales
96.2%
Atmósfera 3.3 %
Ríos 0.5 %
Se tiene la idea de que el agua es abundante
en la tierra, pero, ¿sabías que la mayor parte es
salada? Pues sí, del 100% de agua, el 97.5% es
agua salada que no se puede usar en actividades
humanas y apenas el 2.5 es dulce de la cual en
su mayoría se encuentra congelada en los polos
y sólo el 0.3% es consumible.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Si cerramos bién
la llave evitamos
que gotee
ahorramos
80 litros de
agua por día.
Si lavamos el
auto con un
balde y no con
manguera
ahorramos
más de 120
litros de agua
por hora.
Si cerramos la llave
mientras lavamos los platos
y la usamos sólo para
enjuagarlos
ahorramos
100 litros de agua.
Si cerramos la
llave mientras
nos lavamos
los dientes
ahorramos
30 litros de
agua.
Cuídala,
nuestra vida
depende del
agua
BLOQUE 3
117
Recapitulando
Ahora para reforzar tu conocimiento, te invito a que investigues lo siguiente:
1. ¿En qué compuestos, de los que forman parte de los seres vivos, se encuentra presente el puente
de hidrógeno?
2. ¿Por qué los insectos pueden caminar sobre el agua?
3. ¿Por qué el hielo flota?
4.¿Qué son las fuerzas de Van der Waals?
5. ¿Cómo se forma la fuerza intermolecular dipolo-dipolo?
6. ¿Cómo se forman las fuerzas intermoleculares dipolo-dipolo inducido?
118
Uso responsable de la materia para el cuidado
del medio ambiente
“Cuando una actividad representa una amenaza para la salud humana o para el medio ambiente, deben tomarse medidas precautorias aun cuando algunas relaciones de causa y efecto no
hayan sido totalmente determinadas de manera científica.”
Declaración de Wingspread sobre el principio precautorio, enero de 1998
P
or la ya aprendido en tus cursos pasados y
bloques de esta guía, sabes que la química
estudia a la materia y sus transformaciones
tanto en el mundo viviente como en el inanimado.
Después de conocer dichas transformaciones
químicas en su entorno, se es capaz de realizar
acciones para mejorar condiciones de vida y
aprovechar los recursos naturales de manera
adecuada.
Todo el cúmulo de conocimiento que se ha
obtenido a través del tiempo, ha permitido el desarrollo de la tecnología química en favor para
construir los materiales para su vivienda y vestido, mejorar su salud, mejorar los suelos con fertilizantes para hacerlos más productivos y controlar las plagas, así también tener alimentos de
mejor calidad. 4
Se dice que el cuidado del medio ambiente
en este mundo globalizado es tarea de todos,
pero muy pocos asumen este compromiso, ya
que se tiene que administrar de manera eficiente y racional los recursos naturales considerando
el bienestar de la población sin comprometer la
calidad de vida de las generaciones futuras.
Ocampo G., Fabila F. et al. Fundamentos de Química 4, pág. 123.
4
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 3
Para estar bien, todo debe estar en equilibrio,
para efectos de nuestro tema el equilibrio tiene
que ser entre el medio ambiente, desarrollo sus-
119
tentable y la coordinación de políticas públicas
del Gobierno Federal.
El cuidado del medio ambiente y desarrollo sustentable es un tema que preocu-
pa y ocupa a todos los países, las consecuencias de modelos de desarrollo,
pasados y actuales, que no han tomado en cuenta al medio ambiente, se manifiestan inequívocamente en problemas de orden mundial como el cambio
climático, por lo cual el Gobierno de la República ha optado por sumarse a los
esfuerzos internacionales suscribiendo importantes acuerdos, entre los que
destacan el Convenio sobre Diversidad Biológica; la Convención Marco de las
Naciones Unidas sobre el Cambio Climático y su Protocolo de Kyoto, el Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes; el Protocolo de
Montreal, relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono; la Convención
de Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación; la Convención sobre el
Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres;
y los objetivos del Milenio de la Organización de las Naciones Unidas, el propósito de estos acuerdos es de tener un desarrollo sustentable. -La intención- […]
del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) es fomentar
la protección del medio ambiente y desarrollo sustentable para desarrollar capacidades que promuevan una mejor gobernabilidad ambiental […] -y del agua, aumento de mecanismos financieros para el buen uso y conservación de la
biodiversidad, la reducción de los gases de efecto invernadero y la adaptación
al cambio climático.5
Desde el punto de vista biológico debemos
cuidar el agua, el oxígeno y los alimentos. El agua
es indispensable para la vida y cualquier actividad humana, el oxígeno es de vital importancia
para los seres vivos y los alimentos son la fuente
de energía y materia. También se debe cuidar la
biodiversidad ya que por su uso indiscriminado
por obtener carbón, gas natural, energía, minerales, rocas y petróleo, se está al límite de su extinción. Para evitar dichos fenómenos es necesario realizar el uso responsable de estos recursos
no renovables y procurar el equilibrio entre el
medio ambiente y desarrollo sustentable en beneficio de la humanidad.
De manera cotidiana los medios de comunicación dan noticias alarmistas sobre el deterioro
del medio ambiente, pero ésto no debe desanimarnos, al contrario, en este momento debemos
colaborar para encontrar solución a los problemas del planeta, y ésto se puede lograr con el
manejo responsable de los recursos naturales, y
del control de los residuos generados para que
la propia naturaleza los pueda absorber y degradar sin causar daño en los organismos. Por lo
que es importante tu colaboración para que tu
granito de arena sea en beneficio de tu entorno
y te sientas feliz por haberlo hecho.
Actividad
1) Investiga de qué trata cada convenio y el protocolo de Kioto. Y posteriormente realiza en tu
cuaderno un resumen con los puntos más importantes de cada uno.
2) Investiga que significa gobernabilidad ambiental y gobernabilidad del agua.
http://www.promexico.gob.mx/desarrollo-sustentable/medio-ambiente-y-desarrollo-sustentable-son-los-objetivosprincipales-de-green-solutions.html
5
120
Consejos prácticos en favor
de la NATURALEZA
No deje encendidos los
artefactos
eléctricos
que no use. Con ello se
ahorra energía.
Use
pilas,
baterías
o artículos que se
recarguen con energía
solar.
Recicle. Es una de
las
formas
más
fáciles de combatir el
calentamiento global.
Evite los viajes en auto.
Andar en bicicleta o
caminar le ayudará a
estar más saludable y
además contribuirá en
el cuidado del medio
ambiente.
Sus desechos orgánicos
deposítelos en la tierra y
no en los cestos de basura.
De esa manera puede
producir abono.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Plantar árboles para
que absorban las
emisiones de dióxido de carbono, reduciendo los efectos
del
calentamiento
global.
Elija las bolsas de
papel o de tela, no las
de plástico que son
contaminantes.
Si tiene jardín en casa,
deje de usar pesticidas,
mejor reemplácelos con
productos naturales.
No utilice manguera
para regar las plantas o
lavar su auto, mejor usar
un balde.
Aproveche al máximo
la luz del sol para evitar
el consumo innecesario
y excesivo de energía
eléctrica.
BLOQUE 3
Instrumentos de Evaluación
Autoevaluación
I. Escribe sobre la línea las palabras que completan correctamente cada enunciado.
1.- ¿Qué representan los puntos o cruces en la estructura de Lewis?
2.- ¿Cuál es el enlace existen transferencia de electrones?
3.- Los compuestos moleculares presentan enlaces de tipo:
4.- Es el enlace que se da entre cationes metálicos y los que fueron sus electrones externos:
5.- Describe el Convenio de Estocolmo:
http://images.slideplayer.es/17/5390328/slides/slide_15.jpg
121
122
II. Relaciona la columna de la izquierda con la de la derecha escribiendo dentro del paréntesis la letra
que corresponda a la respuesta correcta.
1.-Enlace que se forma por transferencia de electrones
entre dos átomos. ( )
2.-Los átomos ganan, pierden o comparten electrones a
modo de tener ocho electrones en su última capa. ( )
a) Covalente polar
b) NaF
c) Covalente coordinado
3.-Tipo de fuerzas intermoleculares que se presentan
en moléculas no polares y se caracterizan por la formación de dipolos inducidos. ( )
d) Iónico
4.-Enlace entre moléculas formado por una atracción
dipolar. ( )
f) Regla del octeto
e) Metálico
g) Van der Waals
5.-En solución este compuesto permite el paso de corriente eléctrica. ( )
h) Covalente no polar
6.-Sus moléculas forman puentes de Hidrógeno. (
i) H2O
)
7.-Enlace donde se comparte un par de electrones que
proporciona un elemento. ( )
8.-Enlace formado entre moléculas donde el hidrogeno
es atraído por un elemento de alta electronegatividad
de una molécula vecina. ( )
9.-Enlace que se presenta cuando dos átomos iguales
de alta electronegatividad comparten un par de electrones. ( )
10..-Característica de los compuestos covalentes. ( )
11.-Enlace constituido por iones positivos sumergidos
en un mar de electrones móviles. ( )
12.-Enlace que se forma cuando se comparte un par de
electrones entre elementos de diferente electronegatividad. ( )
LC01BIII
Guía para el autoaprendizaje
Química I
j) Puntos de fusión y ebullición altos
k) Puente de hidrógeno
l) Neón
m) Puntos de fusión y ebullición bajos
BLOQUE
Anexos
3
123
LISTA DE COTEJO
Nombre:
CEA:
UAC:
Producto a evaluar:
Enlace iónico
Desempeño a evaluar:
Elabora estructuras de Lewis para los elementos y los compuestos con
enlace iónico y covalente.
No.
Competencias
Disciplinares
Básicas
___________%
Competencias
Genéricas
Valor**:
Código:
LC 01BI
REGISTRO DE
CUMPLIMIENTO
CARACTERÍSTICAS A EVALUAR
OBSERVACIONES
SÍ
NO
CONTENIDO
1
4.1
4
Desarrolla de manera gráfica los tres
ejercicios; a), b), c).
2
5.1
4
Coloca los electrones correspondientes en cada orbital.
3
5.1
4
Marca correctamente los electrones
de valencia.
4
5.1
4
Realiza la transferencia de electrones
de un elemento a otro.
5
4.1
4
Visualmente es entendible su enlace
iónico de cada uno de los incisos.
FORMA
6
N.A
Presenta limpieza en su elaboración.
TOTAL
Evaluó:
∞ Es una competencia del campo de comunicación.
*N.A Son criterios que no se aplican o desarrollan bajo ninguna competencia genérica o disciplinar, sin embargo,
son criterios importantes a evaluar para su formación personal.
** El valor de cada criterio lo determina el asesor.
LC02BIII
124
LISTA DE COTEJO
Nombre:
CEA:
UAC:
Producto a evaluar:
Enlace covalente sencillo, doble y triple
Desempeño a evaluar:
Elabora estructuras de Lewis para los elementos y los compuestos con
enlace iónico y covalente.
Competencias
Disciplinares
Básicas
No.
___________%
Competencias
Genéricas
Valor**:
Código:
LC 02BIII
REGISTRO DE
CUMPLIMIENTO
CARACTERÍSTICAS A EVALUAR
OBSERVACIONES
SÍ
NO
CONTENIDO
1
4.1
4
Representa correctamente las moléculas de CO2, SiCl4, KCN, N2, por el modelo de Lewis.
2
5.1 y 4
6.4
A partir de la representación de Lewis
de las moléculas deducir los tipos de
enlace que presentan (sencillo, doble
o triple).
3
5.1 y
6.4
4
Representa los enlaces sencillos, dobles o triples mediante guiones de
cada molécula.
4
6.4
4
Verifica que todas las moléculas cumplen con la ley del octeto.
FORMA
6
N.A
Presenta limpieza en su elaboración.
TOTAL
Evaluó:
∞ Es una competencia del campo de comunicación.
*N.A Son criterios que no se aplican o desarrollan bajo ninguna competencia genérica o disciplinar, sin embargo,
son criterios importantes a evaluar para su formación personal.
** El valor de cada criterio lo determina el asesor.
LC03BIII
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 3
125
LISTA DE COTEJO
Nombre:
CEA:
UAC:
Producto a evaluar:
Enlace coordinado
Desempeño a evaluar:
Elabora estructuras de Lewis para los elementos y los compuestos con
enlace iónico y covalente.
Competencias
Disciplinares
Básicas
No.
___________%
Competencias
Genéricas
Valor**:
Código:
LC 03BIII
REGISTRO DE
CUMPLIMIENTO
CARACTERÍSTICAS A EVALUAR
OBSERVACIONES
SÍ
NO
CONTENIDO
1
4.1
4
Representa correctamente las moléculas de SO2, HNO3, MgSO4, Na2CO3,
Li3PO4, C2H6O, por el modelo de Lewis.
2
5.1 y 4
6.4
3
5.1 y 4
6.4
Representa los enlaces sencillos, dobles, triples y coordinados mediante
guiones de cada molécula.
4
5.1
4
Verifica que todas las moléculas cumplen con la ley del octeto.
5
5.1 y 4
6.4
Indica el tipo y número de enlaces que
presenta cada molécula.
A partir de la representación de Lewis
de las moléculas deducir los tipos de
enlace que presentan (sencillo, doble,
triple y coordinado).
FORMA
6
N.A
Presenta limpieza en su elaboración
TOTAL
Evaluó:
∞ Es una competencia del campo de comunicación.
*N.A Son criterios que no se aplican o desarrollan bajo ninguna competencia genérica o disciplinar, sin embargo,
son criterios importantes a evaluar para su formación personal.
** El valor de cada criterio lo determina el asesor.
126
Fuentes documentales
Bibliográficas
Paleo González Ehécatlm L. D. (2009). Química 1, México, Editorial Progreso, S.A.
DE C.V., 1ª Edición.
Chang Raymond y Goldsby Kenneth A. (2013). Química, México, Mc Graw-Hill, Undécima edición.
Bello Garcés Silvia. (2008). HACIA EL CAMBIO CONCEPTUAL EN EL ENLACE QUÍMICO, México, Universidad Nacional Autónoma de México, 1ª Edición.
De la Llata Loyola María Dolores. (2007). Química1, México, Editorial Progreso, S.A.
de C.V., 2ª reimpresión.
Ocampo G., Fabila F., Juárez J.M., Monsalvo R., Ramírez V. M. (2004). Fundamentos
de Química 4, México, Publicaciones Cultural, 6ª reimpresión.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
128
BLOQUE 4
Manejas la nomenclatura
química inorgánica.
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BLOQUE 4
131
NOMBRE DEL BLOQUE: Manejas la nomenclatura química inorgánica.
DESEMPEÑOS DEL BLOQUE:
• Escribe correctamente las fórmulas y nombres de los compuestos químicos inorgánicos.
• Resuelve ejercicios de nomenclatura química inorgánica.
• Aplica correctamente las fórmulas químicas a la solución de problemas.
• Reconoce compuestos químicos inorgánicos en productos de uso cotidiano.
COMPETENCIAS GENÉRICAS A DESARROLLAR DURANTE LA UAC:
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
ESQUEMA GENERAL
Nivel taxonómico del bloque: Aplicación
SESIÓN
1
NIVEL
TAXONÓMICO1
DE LA SESIÓN
Aplicación
Aplicación
70%
DESEMPEÑOS AL
CONCLUIR
EL BLOQUE
COMPETENCIAS GENÉRICAS Y/O ATRIBUTOS
Escribe correctamente las fórmulas
y nombres de los
compuestos químicos inorgánicos.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo cómo
cada uno de sus pasos contribuye al alcance
de un objetivo.
Resuelve ejercicios
de nomenclatura
química inorgánica.
2
Tiempo: 30%
Aplica correctamente las fórmulas
químicas a la solución de problemas.
Reconoce compuestos químicos
inorgánicos en
productos de uso
cotidiano.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante
la experimentación para producir
conclusiones y formular nuevas preguntas.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
Marzano, J. R. (2001). Designing a new taxonomy of educational objectives. En &. M. T. R., Experts in Assessment Series, Guskey.
Thousand Oaks, CA: Corwin.
1
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
COMPETENCIAS
DISCIPLINARES BÁSICAS
OBJETOS DE
APRENDIZAJE
PROPÓSITO DE LA SESIÓN
4.Obtiene, registra y
sistematiza la información para responder a
preguntas de carácter
científico, consultando
fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes.
Reglas de la UIQPA para escribir
fórmulas y nombres de los compuestos químicos inorgánicos
Durante esta sesión vas a escribir
las fórmulas y nombres de los
compuestos químicos inorgánicos,
para que a partir de ello resuelvas
ejercicios de nomenclatura química inorgánica, la cual te lleve a
identificar y utilizar correctamente
las sustancias químicas en tu vida
cotidiana.
7. Explicita las nociones científicas que
sustentan los procesos
para la solución de
problemas cotidianos.
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.
• Óxidos metálicos.
• Óxidos no metálicos.
• Hidruros metálicos.
• Hidrácidos
• Hidróxidos
• Oxiácidos.
• Sales.
En esta sesión se pretende apliques correctamente las reglas de
las fórmulas químicas para que reconozcas los compuestos químicos
de uso cotidiano en tu entorno.
134
sesión1
Primera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Durante esta sesión vas a escribir las
fórmulas y nombres de los compuestos químicos inorgánicos,
para que a partir de ello resuelvas ejercicios de nomenclatura
química inorgánica, la cual te lleve a identificar y utilizar correctamente las sustancias químicas en tu vida cotidiana.
Competencia de aprendizaje
En esta sesión escribirás correctamente las fórmulas y nombres de los compuestos químicos inorgánicos, a partir de resolver ejercicios de nomenclatura inorgánica por medio de la
explicación gráfica que se emplea.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado las competencias
del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice: 4.
obtiene, registra y sistematiza la información para responder
a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Así como los atributos: 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de
sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.5.2 Ordena
información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
Manos a la obra!!!
BLOQUE 4
135
Lee
Humpty Dumpty
Humpty Dumpty es un personaje en una rima
infantil inglesa del siglo XIX. El texto moderno
más común es:
Humpty Dumpty sat on a wall,
Humpty Dumpty had a great fall.
All the king›s horses and all the king›s men
Couldn›t put Humpty together again.
Humpty Dumpty se sentó en un muro,
Humpty Dumpty tuvo una gran caída.
Ni todos los caballos ni todos los hombres del Rey
pudieron a Humpty recomponer.
Humpty Dumpty se personifica como un huevo antropomórfico que sufre una caída. ¿Sabes
de qué se compone un cascarón de huevo? ¿Por
qué no pudo reintegrarse Humpty después de
su caída?
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La caza Lindt Huevo Grande está en el Covent Garden de
Londres, hay 103 huevos durante la Pascua.
Ahora entérate de qué están compuestos los cascarones de huevo.
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G
ran parte de los cascarones de huevo están
formados por compuestos iónicos, en
particular fosfato de calcio Ca3 (PO4)2.
Los compuestos iónicos están formados por iones con cargas positivas y negativas, por lo que se
mantienen juntos en formas cristalinas bien organizadas, y casi siempre son sólidos a temperatura
ambiente y sus temperaturas de fusión son muy
altas. ¿Si el cascarón de Humpty Dumpty se rompió, crees que se pueda volver a unir?
136
Así como Humpty no sabía que rompía los
enlaces iónicos de su cascarón, nosotros los humanos también ignoramos que nuestros huesos
muchas veces sufren fracturas u osteoporosis
por malos hábitos alimenticios. Los huesos humanos están formados por agua, proteínas, fosfatos, carbonatos y sulfatos de calcio.
Sal de cocina
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Como has visto, hasta nuestro cuerpo posee
compuestos inorgánicos importantes como las
sales, por eso es importante saber sus fórmulas,
nombres y propiedades para comprender de
qué está formado.
Por otro lado, gran parte de los productos
químicos que usamos comúnmente son compuestos inorgánicos, por ejemplo:
• Cloruro de potasio, un sustituto de la sal común.
• Yoduro de potasio, que encuentras en la sal
de cocina para suministrar yodo a nuestra dieta.
• Fluoruro de sodio, una sal que contienen las
pastas dentales para fortalecer el esmalte dental.
• Ácido muriático, que contiene ácido clorhídrico para la limpieza en el hogar.
Fluoruro de sodio
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¿QUIÉN DETERMINA EL LENGUAJE DE LA QUÍMICA?
Reconocer los símbolos de la tabla periódica es
una tarea relativamente fácil, sin embargo, las
innumerables formas de combinación entre los
elementos generan una gama de compuestos
que deben reconocerse para usar y aplicar adecuadamente el lenguaje de la química. Por esta
razón, la IUPAC (he International Union of Pure
and Applied Chemistry) ha estandarizado un sistema para nombrar a los compuestos y clasificarlos adecuadamente.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Unión Internacional de Química Pura y Aplicada
http://i0.wp.com/www.aecomunicacioncientifica.org/wpcontent/uploads/iupac.png
BLOQUE 4
137
REGLAS DE FORMULACIÓN
Actividad
Lee detenidamente el siguiente texto sobre las reglas de formulación:
El componente electropositivo de la fórmula debe preceder al electronegativo, aunque en lenguas latinas se sigue el orden contrario al nombrarlos.
Existen algunas excepciones en los compuestos binarios entre no metales.
TABLA DE NÚMEROS DE OXIDACIÓN
1
H
18
+1
2
13
Li
Be
B
C
N
O
F
+1
+2
+3
+2,+4
+1,+2,+3
+4,+5
-1,-2
-1
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
+1
+2
3
+3
+2,+4
+3,+5
+2,+4,+6
+1
+3,+5,+7
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
15
16
17
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
+1
+2
+3
+2,+3,+4
+2,+3
+4,+5
+2,+3
+6
+2,+3
+4,+6,+7
+2,+3
+2,+3
+2,+3
+1,+2
+2
+1,+3
+2,+4
+3,+5
-2,+4,+6
+1
+3,+5,+7
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
+1
+2
+3
+3,+4
+2,+3
+4,+5
+2,+3
+4,+5,+6
+4,+5
+6,+7
+2,+4
+1
+2
+1,+3
+2,+4
+3,+5
+2,+4,+5
+1
+3,+5,+7
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
+1
+2
+3
+2,+4
+3,+4,5
Fr
Ra
Ac
Rf
Db
+1
+2
+3
+3,+4
+2,+3,+4
+2,+3
+5,+6,+7,+8 +4,+5,+6
Os
Ir
+2,+3
+2,+3
+2,+3,+4
+2,+3
+4,+5,+6 (+4,+6,+7) +5,+6,+7,+8 +4,+5,+6
Sg
Bh
Hs
Pt
Au
Hg
Ti
Pb
Bi
Po
At
+2,+4
+1,+3
+1,+2
+1,+3
+2,+4
+3,+5
+2,+4,+6
+1,+5
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Mt Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
Como las moléculas son neutras, el número de oxidación aportado por
la parte electronegativa debe ser igual al valor absoluto al aportado por la
parte electropositiva. Para conseguirlo, el procedimiento más utilizado es
intercambiar los números de oxidación y como norma general simplificar
los subíndices resultantes cuando sea posible.
Ve el siguiente ejemplo de formulación:
He
138
Actividad
Ahora practica construyendo fórmulas:
O2Fe3+
Cl1Na1+
H1Cu2+
NOMENCLATURA INORGÁNICA
NOMENCLATURA SISTEMÁTICA
Se utilizan prefijos numerales griegos: mono, di, tri, tera, penta, hexa, hepta, octa, nona, deca, undeca.
Puede omitirse el prefijo mono, e incluso los demás, si ello supone ambigüedad alguna.
NOMENCLATURA DE STOCK
Se coloca el número de oxidación del elemento electropositivo en números
romanos, entre paréntesis, para diferenciar sus diferentes estados de oxidación, a continuación del nombre del elemento.
NOMENCLATURA TRADICIONAL
Es el sistema más antiguo y consiste en designar el estado de mayor oxidación por la terminación ico y el de menor número de oxidación con la terminación oso; cuando existe un solo número de oxidación puede emplearse
la terminación ico o no modificar el nombre.
Lee y analiza
Analiza las terminaciones a utilizar cuando un elemento electronegativo actúa con más de dos
números de oxidación; para saber esto, siempre debes consultar tu tabla periódica
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
La IUPAC ha desaconsejado
su utilización, pues es confusa cuando el elemento tiene
más de dos números de oxidación.
COMPUESTOS BINARIOS DEL HIDRÓGENO
HIDRUROS: Son combinaciones del hidrógeno con cualquier otro elemento. Pueden clasificarse en hidruros metálicos y no metálicos.
HIDRUROS METÁLICOS: Son compuestos formados por un metal e hidrógeno.
El hidrógeno actúa con número de oxidación 1-, por lo que es la parte
electronegativa de la combinación y en la fórmula irá precedido del símbolo del metal.
Al nombrarlos se utiliza la terminación uro para la parte electronegativa
y las proporciones estequiométricas se indican empleando la nomenclatura sistemática, la de Stock o la tradicional.
Observa
Después de haber leído lo anterior, ahora observa el siguiente ejemplo:
H1Pb2+
PbH2
Nomenclatura sistemática
dihidruro de plomo
Nomenclatura de Stock
hidruro de plomo (II)
Nomenclatura tradicional
hidruro plumboso
139
140
HIDRUROS METÁLICOS
HIDRÁCIDOS:
Los hidruros del F, Cl, Br, I, y Se, se nombran agregando la terminación
“uro” en el nombre del no metal: fluoruro, cloruro, sulfuro. Las disoluciones acuosas de estos hidruros tienen carácter ácido, por tanto, reciben el
nombre de hidrácidos. Se les nombra utilizando la palabra ácido y a continuación el nombre del no metal terminado en hídrico: ácido clorhídrico,
ácido fluorhídrico.
Actividad
Ahora practica construyendo fórmulas de hidrácidos y escribe su nombre con la nomenclatura
tradicional recomendada.
F1-
Cl1-
Br1-
I1-
S2-
H1+
Nomenclatura
tradicional
HIDRUROS CON NO METALES DE LOS GRUPOS 13, 14 Y 15
Los hidruros de O, N, P, As, Sb, C, Si y B se nombran utilizando la nomenclatura sistemática, pero la IUPAC admite nombres especiales tradicionales.
Actividad
Escribe la nomenclatura sistemática de los siguientes hidruros:
Nombres especiales
Nomenclatura sistemática
NH3
Amoniaco
Trihidruro de nitrógeno
PH3
Fosfina o fosfato
AsH3
Arsina o arsano
SbH3
Estibina o estibano
SiH4
Silano
Si2H6
Disilano
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Se2-
Te2-
BLOQUE 4
Nombres especiales
B2H6
Diborano
P2H4
Difosfina o difosfano
As2H4
Diarsina o diarsano
141
Nomenclatura sistemática
Tetrahidruro de diarsénico
COMPUESTOS BINARIOS DEL OXÍGENO
Los óxidos son compuestos que resultan de la unión del oxígeno con
cualquier otro elemento, ya sea un metal o un no metal. El oxígeno
actúa con número de oxidación 2-. Los elementos unidos al oxígeno
son electropositivos.
ÓXIDOS METÁLICOS O BÁSICOS
Para nombrar los óxidos metálicos se recomienda la nomenclatura de
Stock, aunque se puede utilizar la tradicional y la sistemática.
Actividad
Escribe ahora la nomenclatura solicitada para óxidos metálicos, no olvides consultar los números de oxidación en la tabla periódica, analiza el ejemplo del Titanio con sus óxidos:
22
3260
1668
4,51
47,90
2,3,4
Ti
27
Titanio
Ti2O3
78
195,09
2,4
Co Pt
2900
1495
8,9
(Ar)3d24s2
TiO
58,93
2,3
4530
1769
21,4
(Ar)3d74s2
Cobalto
(Xe)3f145d96s1
Platino
26
3000
1536
7,86
55,847
2,3
29
63,54
1,2
Fe Cu
2595
1083
8,96
(Ar)3d64s2
Hierro
(Ar)3d184s1
Cobre
Nomenclatura
sistemática
Nomenclatura de Stock
Nomenclatura
tradicional
Óxido de titanio
Óxido de titanio (II)
*El número II romano porque el titanio actúa con
número de oxidación 2+
Óxido
hipotitanoso
Trióxido de
dititanio
Óxido de titanio (III)
*El número III romano porque el titanio actúa con
número de oxidación 3+
Óxido
titanoso
142
TiO2
Nomenclatura
sistemática
Nomenclatura de Stock
Nomenclatura
tradicional
Dióxido de
titanio
Óxido de titanio (IV)
*El número IV romano porque el titanio actúa con
número de oxidación 4+
Óxido titánico
CdO
Cu2O
Co2O3
PtO2
FeO
ÓXIDOS ÁCIDOS, ÓXIDOS NO METÁLICOS O ANHÍDRIDOS
Se nombran igual que los óxidos del apartado anterior, la diferencia se encuentra en la nomenclatura tradicional donde reciben el
nombre de anhídridos.
Actividad
Escribe ahora la nomenclatura solicitada para óxidos no metálicos, no olvides agregar la palabra
anhídrido a la nomenclatura tradicional:
17
-34,7
-101,0
1,56
35,453
Cl
+1,3,5,7
-
35
(Ne)3s23p5
Cloro
Guía para el autoaprendizaje
58
-7,2
3,12
79,909
Br
+1,3,5,7
-
(Ar)3d104s24p5
Bromo
Química I
53
183
113,7
4,94
I
126,904
-+1,3,5,7
(Kr)4d105s25p5
Yodo
16
444,6
11,9
2,07
32,064
-+2,4,6
S
(Ne)3s23p4
Azufre
BLOQUE 4
143
Nomenclatura
sistemática
Nomenclatura de Stock
Nomenclatura
tradicional
Cl2O
Óxido de titanio
Óxido de titanio (II)
*El número II romano porque el titanio
actúa con número de oxidación 2+
Óxido hipotitanoso
Cl2O3
Trióxido de
dititanio
Óxido de titanio (III)
*El número II romano porque el titanio
actúa con número de oxidación 3+
Óxido titanoso
Cl2O5
Dióxido de titanio
Óxido de titanio (IV)
*El número II romano porque el titanio
actúa con número de oxidación 4+
Óxido titánico
Cl2O7
SO
SO2
SO3
CO
CO2
UN CASO ESPECIAL: LOS ÓXIDOS DE NITRÓGENO
La formulación tradicional es muy confusa y ambigua. Además de limitada.
Sin embargo, nos resulta raro verla en algún libro.
El nitrógeno puede actuar con números de oxidación 1+, 3+ y 5+, pero
los óxidos más estables del nitrógeno son aquellos en los que está actuando con 2+ y 4+. Para resolver esta confusión, la nomenclatura tradicional
rescata la denominación de anhídrido y de óxido para el Nitrógeno:
Número de oxidación del “N”
Nomenclatura tradicional
N2O
1+
Anhídrido hiponitroso
NO
2+
Óxido nítrico
N2O3
3+
Anhídrido nitroso
4+
Dióxido de nitrógeno
N2O5
5+
Anhídrido nítrico
NO2
7
-183
-218,8
8,81
14,0067
1,2,+-3,4,5
N
1s22s22p3
Nitrógeno
144
PERÓXIDOS
Son compuestos formados por la unión de un
metal con el ion peróxido O22-
Actividad
Escribe ahora la nomenclatura solicitada para peróxidos en forma tradicional y de Stock:
Nomenclatura de Stock
Nomenclatura tradicional
200,59
1,2
Hg
357
-38,4
16,6
HgO2
Li2O2
(Xe)4f145d106s2
Mercurio
CaO2
ZnO2
Cu2O2
H2O2
80
Peróxido
de hidrógeno
SALES BINARIAS
Agua oxigenada
COMPUESTO METAL-NO METAL
En este tipo de compuestos el símbolo del metal precede al del no metal en
la fórmula, ya que los metales actúan con números de oxidación positivos.
Las sales binarias se nombran agregando la terminación “uro” al nombre
del no metal y aplicando las normas correspondientes al tipo de nomenclatura de que se trate.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
Actividad
Escribe el nombre de los siguientes compuestos metal-no metal
Nomenclatura
de Stock
Nomenclatura
sistemática
Nomenclatura
tradicional
FeF3
BaCl2
CuI
CoS
CaSe
Li3N
NiAs
COMPUESTO NO METAL- NO METAL
Para la formulación de estos compuestos se escribe primero y se nombra
en segundo lugar el elemento que aparezca en la siguiente relación:
B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F
14
2680
1410
2,33
28,086
4
Si
(Ne)3s23p2
Silicio
6
4830
3727
2,26
12,01115
2,-+4
C
1222s22p2
Carbono
Si quieres escribir carburo de silicio, el silicio
actúa con 4+ y el carbono con 4-:
Si4+ C4-
SiC
145
146
Actividad
Construye la tabla para compuestos no metal- no metal con la nomenclatura sistemática y de Stock
Nomenclatura sistemática
Nomenclatura de Stock
PCl5
BrF3
IF7
SF6
CS2
NCl3
BCl3
BrF
LOS HIDRÓXIDOS
Son compuestos iónicos formados por un metal (catión) y un elemento del grupo hidróxido (OH-)
(anión). Se trata de compuestos ternarios aunque tanto su formulación y nomenclatura son idénticas
a las de los compuestos binarios.
Formulación de los hidróxidos
La fórmula general de los hidróxidos es del tipo X (OH)n, siendo el número de iones igual que el número de oxidación del catión metálico, para que la suma total de las cargas sea cero.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
147
Nomenclatura de los hidróxidos
Nomenclatura de Stock
Nomenclatura sistemática
Nomenclatura
nal
En la nomenclatura de stock se comienza con la palabra hidróxido
seguido del elemento metálico con
la valencia del mismo en números
romanos entre paréntesis.
HgOH: hidróxido de mercurio (I)
En la nomenclatura
sistemática se anteponen los prefijos numéricos a la palabra
hidróxido.
La nomenclatura tradicional
comienza con la palabra hidróxido seguido del elemento
teniendo en cuenta la valencia
con la que actúa.
Be(OH)2: dihidróxido
de berilio.
Mg(OH)2: hidróxido magnésico
Sn(OH)2: hidróxido de estaño (II)
Cuando el elemento metálico sólo
tenga una valencia no se indica en
números romanos la valencia:
Be(OH)2: hidróxido de berilio, en lugar de hidróxido de berilio (II)
Sn(OH)4: tetrahidróxido de estaño.
tradicio-
Pt(OH)2: hidróxido platinoso
Pt(OH)4: hidróxido platínico
Fe(OH)3: trihidróxido
de hierro
CsOH hidróxido de cerio, en lugar
de hidróxido de cerio (I)
Actividad
Completa la tabla escribiendo el nombre del hidróxido de acuerdo a la nomenclatura que se pide.
Compuesto
CuOH
Al(OH)3
NH4OH
Ba(OH)2
Ca(OH)2
Sr(OH)2
LiOH
Nomenclatura sistemática
Nomenclatura tradicional
148
ÁCIDOS, BASES Y SALES
Los óxidos, ácidos, bases sales y compuestos orgánicos son compuestos
químicos que resultan de diferentes reacciones químicas, las cuales se producen por la avidez de los elementos por enlazarse unos con otros en infinitas variantes.
En la naturaleza se encuentran muchos de estos compuestos, pero también
pueden obtenerse en el laboratorio; algunos se producen dentro de nuestro cuerpo; por ejemplo, el ácido clorhídrico se produce en el estómago.
Hay compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos; muchos de ellos
se emplean comúnmente tanto en el hogar como en la industria, así como
en el trabajo agrícola; algunos de ellos los transforma el hombre a partir
de materias primas que adquiere del medio natural. En la naturaleza se
encuentran una serie de sustancias que se unen, se mezclan, se combinan
y forman todos los materiales que constituyen las diferentes capas de la
tierra y que se encuentran en cualquiera de los tres estados de la materia:
sólido, líquido o gaseoso.
Óxidos son compuestos binarios que se forman por una reacción de
“Combinación” del oxígeno con otro elemento; si se trata de un metal al
óxido se le llama “ óxido básico” , en tanto que si se trata de un no metal
se le denomina “óxido ácido u óxido no metálico”.
Como ejemplo de óxido básico podemos mencionar el óxido de hierro, cuya fórmula química es Fe2O3 y que lo vemos comúnmente. Se trata
de la herrumbre anaranjada que se forma cuando dejamos un pedazo de
hierro o algún utensilio que lo contenga, por ejemplo, un machete, a la
intemperie; el CO2 dióxido de carbono, es un ejemplo de óxido ácido, es el
compuesto que se utiliza en los extintores de fuego.
Las sales son sustancias de estabilidad relativa; su actividad y solubilidad están condicionadas a los elementos que la integran. Se forman a
partir de la reacción de un ácido y una base; ellas pueden reaccionar entre
sí y dar origen a compuestos de mayor estabilidad.
Algunas sales se les llama sales ácidas o sales básicas, ello obedece a
que pueden originarse de neutralizaciones parciales; por ejemplo, NaHCO3
Carbonato ácido de sodio es una sal ácida, en tanto que Mg(OH)Cl es una
sal básica (Cloruro básico de magnesio).
Entre otras características, como su nombre lo indica, estos compuestos tienen sabor salado y en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica, generalmente son sustancias cristalinas y pueden cambiar de estado
por acción del calor.
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
ANIONES COMUNES
149
CATIONES COMUNES
Nomenclatura de ácidos ternarios y sus sales
L
os compuestos ternarios constan de tres
elementos. Los ácidos ternarios (oxiácidos)
contienen hidrogeno, oxígeno y un no metal.
Los no metales que tienen más de un estado de
oxidación pueden formar más de un ácido ternario.
Estos ácidos difieren en el número de átomos
de oxígeno que contienen. Los sufijos oso e ico
indican el estado de oxidación inferior y superior,
respectivamente; siguen a la raíz del nombre del
elemento central. Un ácido ternario común de
cada no metal que se designa (en forma arbitraria)
como ácido ico, es decir, se nombra diciendo la raíz
del ácido terminada en ico. Los ácidos ternarios de
este tipo se indican en la siguiente tabla. No hay
ácidos ternarios de terminación ico para los no
metales que se omiten. Es importante aprender
los nombres de los demás ácidos ternarios y sales
que se derivan de ellos.
150
Actividad
Escribe el nombre del ácido ternario que falte en la siguiente tabla:
GRUPO PERIÓDICO DE ELEMENTOS CENTRALES
Los ácidos que contienen un átomo de oxígeno menos por átomo central se nombran del
mismo modo, con excepción de que el sufijo ico
se cambia por oso.
El número de oxidación del elemento central
es menor por dos unidades en el ácido oso que
en el ácido ico.
Actividad
Completa los nombres que faltan en los siguientes oxiácidos:
Fórmula
Número de oxidación del no metal
central
H2SO4
6+
HNO3
5+
H2SeO4
6+
HBrO3
5+
H2S03
4+
HNO2
3+
H2SeO3
4+
HBrO2
3+
Guía para el autoaprendizaje
Nombre
Ácido
sulfúrico
Ácido
sulfuroso
Química I
Fórmula
Número de
oxidación
HClO
+1
HClO2
+3
HClO3
+5
HClO4
+7
Nombre
Ácido
Ácido
Ácido
clórico
Ácido
BLOQUE 4
151
Los ácidos que contienen un átomo de oxígeno más por átomo de no
metal central que el ácido ico normal, se nombran con el prefijo per, la raíz
del ácido y la terminación ico.
Actividad
Escribe el nombre de los ácidos que faltan:
Fórmula
Número de oxidación
Nombre
HClO4
+7
Ácido
perclórico
HBrO4
+7
HlO4
+7
Ácido
Ácido
Nomenclatura de las sales ternarias
Son los compuestos que se obtienen al sustituir el hidrógeno de un ácido ternario por otro
ion. Suelen contener cationes metálicos o el ion
amonio. Al igual que los compuestos binarios, se
nombra primero el catión. El nombre del anión
se basa en el nombre del ácido ternario con ter-
minación ico, se nombra quitando la palabra
ácido y el sufijo ico y sustituyéndolas por ato. El
anión de un ácido oso se nombra sustituyendo el
sufijo ácido oso por ito. Los prefijos per e hipo se
conservan.
Actividad
Escribe el nombre de las sales ternarias que faltan:
Fórmula
(NH4)2 SO4
Nomenclatura tradicional
Sulfato de amonio
KNO3
Ca(NO2)2
LiClO4
FePO4
NaClO
Perclorato de litio
152
Las sales ácidas contienen aniones derivados
de ácidos ternarios en los cuales queda uno o
más átomos de hidrógeno ácidos. Estas sales se
nombran como si fueran sales ternarias usuales
insertando la palabra “hidrógeno” o “dihidrógeno” antes del nombre del anión para indicar el
número de ácidos de hidrógeno.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
Un método más antiguo incluye el uso del prefijo “bi” unido al nombre del anión para indicar
la presencia de un hidrógeno ácido. Según este
sistema, el NaHSO4 se llama bisulfato de sodio y
el NaHCO3 bicarbonato de sodio.
sesión2
Segunda sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: En esta sesión aplicarás correctamente las reglas de las fórmulas químicas para que reconozcas los compuestos químicos de uso cotidiano en tu
entorno.
Competencia de aprendizaje.
En esta sesión aplicarás correctamente las fórmulas químicas a la solución de problemas y reconocerás en los productos químicos de uso cotidiano los compuestos inorgánicos que los componen.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas
voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado las competencias del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que
dice: 7. Explica las nociones científicas que sustentan los
procesos para la solución de problemas cotidianos.
Así como los atributos: 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas
mediante la experimentación para producir conclusiones
y formular nuevas preguntas. 7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
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154
Manos a la obra!!!
Lee
¿EN QUÉ CONSISTE EL PROCESO DE
NIXTAMALIZACIÓN?
http://www.alumno.unam.mx/algo_leer/nixtamalizacion.pdf
Elaboración de
tortillas
D
el
náhuatl
nixtli, cenizas,
y
tamalli,
masa, el proceso de
la
nixtamalización
se
ha
transmitido
de
generación
en
generación
en
Mesoamérica, y todavía
se utiliza como en
tiempos prehispánicos.
Se inicia con la adición
de dos partes de una
solución de cal apagada
aproximadamente al
http://newsoaxaca.com/fotos/julio/27_julio/cal.jpg
1% a una porción de
maíz. Esta preparación
se cuece de 50 a 90 minutos, y se deja remojando
durante un minuto y otra vez el lado inicial por
en el agua de cocción de 14 a 18 horas. Posterior
otros 30 segundos para completar la cocción.
al remojo, el agua de cocción, conocida como
El producto resultante era llamado en nahuatl
nejayote, se retira y el maíz se lava dos o tres
tlaxcalli y fue nombrado tortilla por los españoles.
veces con agua, sin retirar el pericarpio ni el
Cabe mencionar que la niacina presente en
germen del maíz. Se obtiene así el llamado maíz
el grano de maíz no se halla disponible, pero el
nixtamalizado o nixtamal, que llega a tener hasta
proceso de cocción provoca que esta vitamina
45% de humedad. El maíz nixtamalizado es
sea liberada como ácido nicotínico —un compomolido en un metate para producir la masa que
nente de la niacina— para su aprovechamiento.
se utiliza para formar a mano discos que luego
Al respecto se ha indicado que la cocción
son cocidos en un comal de barro. Es importante
alcalina destruye el efecto pelagrógeno —cauindicar que el proceso de molienda requiere la
sante de la enfermedad llamada pelagra— que
adición de agua y que la masa llega a tener de
tienen las dietas ricas en maíz crudo o tostado.
48 a 55% de humedad. Finalmente el disco de
Aparentemente esta enfermedad se debe al desmasa, de aproximadamente 20 centímetros de
balance de los aminoácidos esenciales del maíz,
diámetro, se cuece permitiendo que un lado de
en particular su bajo nivel de triptófano, lo que
la tortilla esté en contacto con el calor de 30 a
incrementa los requerimientos de niacina por
45 segundos, se voltea para cocer el otro lado
parte del organismo. La cocción del maíz en agua
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
tiene el mismo efecto; es decir, incrementa la disponibilidad de niacina. Se ha reportado que los
productos del maíz nixtamalizado proporcionan
entre 39 y 56% de niacina, de 32 a 62% de tiamina y 19 a 36% de riboflavina del mínimo requerido diariamente por el ser humano. En relación
con el calcio, se ha observado que el contenido
de este elemento en la masa se ve afectado por
la cantidad de cal añadida, las temperaturas de
cocción, el tiempo de remojo y el nivel de cal eli-
155
minado durante el lavado del grano cocido. Por
otro lado, si el maíz se remoja antes de la cocción,
el contenido de calcio aumenta en el grano nixtamalizado, que generalmente puede contener
alrededor de 30 veces el nivel original de calcio
del grano crudo. Es interesante hacer notar que
el calcio de la tortilla es altamente biodisponible,
ya que cuando se alimentan ratas con tortilla absorben y retienen más calcio que aquellas que se
alimentan con granos crudos de maíz.
Actividad
Después de haber leído, contesta las siguientes preguntas:
¿Sabes cómo se llama en nomenclatura química la cal apagada?
¿Por qué el maíz se somete a una disolución de cal?
¿En qué colabora a la nutrición humana el maíz nixtamalizado?
¿Consideras que el maíz tiene efectos que evitan la anemia en niños, jóvenes, adultos y ancianos?
156
VAMOS A RECONOCER COMPUESTOS INORGÁNICOS DE USO COTIDIANO
EL ÁCIDO MURIÁTICO
El ácido muriático es un producto elaborado a
base de ácido clorhídrico. Se utiliza como tratamiento de neutralización para superficies alcalinas como cemento, hormigón, y asbesto. Se
recomienda neutralizar este tipo de superficies
antes de pintar con esmaltes sintéticos, barnices
y óleos ya que con esto se evita la formación de
jabones en las superficies, situación que puede
levantar las pinturas.
MÉTODO DE USO
Se recomienda manipular con guantes al ácido
muriático para evitar accidentes en la piel y en
los ojos.
Se debe diluir en un recipiente plástico, 1 parte de ácido por 3 ó 5 partes de agua agitar.
Si se utiliza para recubrir superficies, emplear
una brocha o rodillo y dejar actuar por 15 minutos aproximadamente.
Enjuagar con abundante agua.
PRECAUCIONES
Este producto es altamente venenoso por esta
razón mantener fuera del alcance de los niños y
guardar en lugar seguro.
En caso que el producto tenga contacto con
la piel, enjuagar con abundante agua.
Etiqueta de ácido muriático
http://www.universidadperu.com/imgmarca/2005-242176.gif
Actividad
Revisa la etiqueta de una botella de ácido muriático y contesta lo que se te solicita:
¿Qué compuesto inorgánico es su principal constituyente?
¿Qué usos tiene el ácido muriático de acuerdo a la etiqueta?
¿Qué usos le das a este químico en tu vida cotidiana?
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
157
LIMPIA ESTUFAS Y LIMPIA HORNOS
¿Dónde se encuentran?
Los limpiahornos se venden con diversos nombres
de marcas comerciales y
su principal constituyente son álcalis corrosivos:
Limpiahornos
Easy-Off,
Limpiahornos y limpiador
de parrillas Mr. Muscle
http://s4.superbrands.uk.com/files/2013/02/Products-vjyv7K.jpg
Síntomas en caso de ser ingeridos o tener contacto con ellos en forma directa y prolongada:
Pulmones y vías respiratorias: Dificultad resCorazón y sangre: Desmayo. Presión arterial
piratoria (por la inhalación). Inflamación de la
baja que se presenta rápidamente.Cambio sevegarganta que también puede causar dificultad
ro en el nivel ácido de la sangre que lleva a daño
respiratoria.
en órganos.
Ojos, oídos, nariz y garganta: Fuerte dolor de
Gastrointestinales: Dolor abdominal fuerte.
garganta. Fuerte dolor o ardor en nariz, ojos, oíSangre en las heces. Quemaduras y posibles oridos, labios o lengua. Pérdida de la visión.
ficios en el esófago. Vómitos, posiblemente con
Piel: Quemaduras. Agujeros en la piel o tejidos
sangre.
subyacentes. Irritación.
Actividad
Las siguientes imágenes representan diferentes compuestos inorgánicos que se emplean en
distintos aspectos del mundo cotidiano y tienen una composición determinada, a propósito de
ello, completa la siguiente tabla.
Producto
Usos
Compuesto inorgánico
significativo en el producto
http://static2.agroterra.net/media/catalog/product/cache/3/image/800x800/9df78eab3
158
Producto
Usos
Compuesto inorgánico significativo en el producto
https://www.vitaminasydieta.com/minerales/hierro_files/4474_Sulfato_de_Hierro.jpg
http://corpbia.com/wp-content/uploads/2013/11/nitrato-de-potasio1.jpg
http://ecx.images-amazon.com/images/I/31-k8Syj7AL.jpg
http://www.commsacv.com/image/cache/data/YESO-MAXIMO-CONSTRUCCION-500x500.jpg
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 4
Producto
Usos
159
Compuesto inorgánico significativo
en el producto
Cuestionario
Subraya la respuesta correcta..
1. Un compuesto binario tiene:
a. Dos elementos
b. Dos iones
c. Dos elementos oxidados
d. Dos enlaces
2. Un número de oxidación es:
a. El número de electrones que un átomo puede perder
b. El número de electrones que un átomo puede ganar
c. La carga total de un átomo
d. La carga total de un ión
3. Cuál de los siguientes ejemplos es un ión poliatómico
a. CO2
b. MnO42-
c. Mg2+
d. NaCl
4. La fórmula del sulfato de cobre (II) tiene diversas aplicaciones, entre ellas: como alguicida en
el tratamiento de aguas, fabricación de concentrados alimenticios para animales, abonos, pesticidas, mordientes textiles, industria del cuero, pigmentos, baterías eléctricas, recubrimientos galvanizados.
a. CuSO4
b. Cu2(SO4)3
http://www.enutrition.cl/images/Prevident%205000%20plus%20enut.jpg
c. CuS2O8
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
Representas y operas
reacciones químicas.
BLOQUE 5
163
NOMBRE DEL BLOQUE: Representas y operas reacciones químicas.
DESEMPEÑOS DEL BLOQUE:
• Reconoce la simbología empleada en una ecuación química.
• Balancea ecuaciones químicas por métodos diversos.
• Identifica y representa los diferentes tipos de reacción.
COMPETENCIAS GENÉRICAS A DESARROLLAR DURANTE LA UAC:
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Nivel taxonómico del bloque: Aplicación
164
SESIÓN
1
NIVEL
TAXONÓMICO1
DE LA SESIÓN
Comprensión
Tiempo: 30%
70%
DESEMPEÑOS AL
CONCLUIR
EL BLOQUE
COMPETENCIAS GENÉRICAS Y/O ATRIBUTOS
Reconoce la simbología empleada
en una ecuación
química.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
Identifica y representa los diferentes
tipos de reacción.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de
fenómenos.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante
la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
2
Utilización del
conocimiento
Balancea ecuaciones químicas por
métodos diversos.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo cómo
cada uno de sus pasos contribuye al alcance
de un objetivo.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante
la experimentación para producir
conclusiones y formular nuevas preguntas.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
Marzano, J. R. (2001). Designing a new taxonomy of educational objectives. En &. M. T. R., Experts in Assessment Series, Guskey.
Thousand Oaks, CA: Corwin.
1
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
COMPETENCIAS
DISCIPLINARES BÁSICAS
OBJETOS DE
APRENDIZAJE
PROPÓSITO DE LA SESIÓN
4. Obtiene, registra y sistematiza
la información para responder a
preguntas de carácter científico,
consultando fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes.
Símbolos en las ecuaciones
químicas.
Tipos de reacciones químicas:
• Síntesis o adición.
• Descomposición o análisis.
• Sustitución o desplazamiento simple.
• Sustitución o desplazamiento doble.
Durante esta sesión conocerás
la simbología de las ecuaciones
químicas para que, a partir de ello,
puedas clasificar de acuerdo a sus
características los fenómenos que
ocurren en el medio ambiente y
todo tu entorno.
6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir
de evidencias científicas.
7. Explicita las nociones científicas
que sustentan los procesos para la
solución de problemas cotidianos.
11. Analiza las leyes generales
que rigen el funcionamiento del
medio físico y valora las acciones
humanas de riesgo a impacto
ambiental.
Balanceo de ecuaciones
químicas:
• Tanteo.
• Óxido-reducción.
Una vez identificados los fenómenos químicos como reacciones
químicas y las clases de éstas,
aprenderás a representarlas por
medio de ecuaciones químicas y los
principales métodos de balanceo.
166
sesión1
Primera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Durante esta sesión conocerás la simbología de las ecuaciones químicas para que, a partir de ello,
puedas clasificar de acuerdo a sus características los fenómenos que ocurren en el medio ambiente y todo tu entorno.
Competencia de aprendizaje
Reconocerás innumerables reacciones que suceden a tu alrededor y en nuestro interior, de ahí la necesidad de poder entender, simbolizar y clasificar las reacciones químicas a través
de ecuaciones, identificando en los ejercicios referentes los diferentes tipos de reacción así como las partes que constituyen
a éstas.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado las competencias
del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice: 4.
obtiene, registra y sistematiza la información para responder
a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Así como los atributos:
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y
relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que
subyacen a una serie de fenómenos.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
167
Manos a la obra!!!
¿SABES CUÁL ES EL PAPEL DEL ÁCIDO
CLORHÍDRICO EN EL ESTÓMAGO?
E
l ácido clorhídrico, HCl, es un líquido claro,
altamente corrosivo. El HCl es uno de los
muchos compuestos químicos liberados en
nuestro estómago cuando consumimos alimentos.
El estómago secreta unos 2.5 litros diarios y de
HCl y su papel en el estómago, junto con los otros
jugos gástricos, es descomponer los alimentos
y causar la liberación de enzimas que después
ayudan a la digestión. El HCl también protege al
cuerpo de enfermedades matando a patógenos
que se encuentran comúnmente en los alimentos.
CÉLULA PARIETAL
El ácido clorhídrico se encuentra de forma
natural en los jugos gástricos del estómago. Los
jugos gástricos, que en conjunto se conocen
como ácido gástrico, contienen en su mayoría
cloruro de potasio o KCl y cloruro de sodio NaCl.
Como el ácido clorhídrico es un químico fuertemente corrosivo, sólo hay alrededor de un 5% en
el composición del ácido gástrico. Esto le da al
ácido gástrico un intervalo de pH muy bajo, por
lo general entre 1 a 2.
La digestión de alimentos por medio de enzimas, desde la boca hasta el intestino delgado
implica innumerables reacciones, donde el ácido
clorhídrico juega un papel fundamental, pero la
alteración de su secreción, por causas genéticas,
por hábitos alimenticios o por de consumo de
drogas pueden alterar nuestra salud, tal como
sucede con la acidez gástrica, que es una sensación de ardor justo debajo o detrás del esternón
y que generalmente proviene del esófago. El dolor suele originarse en el pecho y puede irradiarse hacia el cuello o la garganta.
El ácido clorhídrico se secreta a través de las
células parietales del estómago.
Debido a sus propiedades altamente ácidas, el
HCl es capaz de disolver muchos de los alimentos que comemos. La capacidad de corrosión del
HCl también ayuda para combatir infecciones y
ayuda al sistema inmune. El HCl mata a cualquier
patógeno, partícula causante de enfermedades u
organismo que pueda estar en los alimentos que
consumimos. El HCl es tan fuerte que si no fuera
por la membrana mucosa que protege al recubrimiento estomacal, el ácido digeriría al estómago.
• El estómago contiene 1
billón de células parietales.
• 1 billón de células parietales secretan cerca de 20
mmoles de HCL, como respuesta ala ingesta de protínas
• Cada célula parietal secreta 3.3 billones de iones de
H+/seg
CÉLULA PARIETAL
http://www.imagexia.com/wpcontent/uploads/2014/06/PartesCelula-Parietal.jpg
https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003114.htm
http://www.livestrong.com/es/papel-del-acido-info_9202/
Casi todos experimentamos la acidez gástrica algunas veces. Si tienes acidez
gástrica de manera frecuente y continua, puedes estar
sufriendo de enfermedad
por reflujo gastroesofágico
(ERGE).
Normalmente, cuando el
alimento sólido o líquido entra al estómago, una banda
de músculos que se encuen-
168
tra al final del esófago, denominada esfínter esofágico inferior o LES, cierra
dicha parte. Si esta banda no logra cerrarse bien, los contenidos del estómago pueden devolverse (reflujo) hacia el esófago. Este material parcialmente digerido puede irritar el esófago, causando acidez y otros síntomas.
Cómo combatir el reflujo gástrico:
CÓMO FUNCIONA UN ANTIÁCIDO
Ocurre una reacción de neutralización en la que obtenemos una sal y agua.
HCl + Mg(OH)2 → H2O + MgCl2
Al(OH)3 + HCl → H2O + AlCl3
Es así como el ácido queda neutralizado y dejamos de sentir la acidez
estomacal.
El uso de fármacos durante mucho tiempo, como el Omeprazol, que
inhiben la secreción de HCl, puede provocar déficit de vitaminas, como la
B12, lo que puede ocasionar daño neurológico y anemia.
El omeprazol no es ningún protector gástrico, sino más bien
un potente inhibidor del tan
necesario ácido gástrico para
la digestión y neutralización de
bacterias.
http://www.sitiosargentina.com.ar/
wp-content/uploads/2013/12/omeprazol.png
ECUACIÓN QUÍMICA
Como has leído, innumerables reacciones suceden a nuestro alrededor y
en nuestro interior, de ahí la necesidad de poder entender, simbolizar y
clasificar las reacciones químicas a través de ecuaciones.
http://www.sitiosargentina.com.ar/wp-content/uploads/2013/12/omeprazol.png
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
Una ecuación química es la representación escrita, abreviada y simbólica de una reacción química:
Reactivos
aA
+
bB
Poductos
Reactivo A Reactivo B
Reacciona con ...
cC
+ dD
Reactivo C Reactivo D
Para producir...
(Sentido de la
reacción química)
y ...
Representemos la reacción de combustión del metano para identificar sus partes:
SÍMBOLOS DE USO COMÚN EN LAS ECUACIONES QUÍMICAS
169
170
Actividad
Identifica y describe los elementos que estructuran las siguientes ecuaciones químicas.
Símbolos de elementos:
Símbolos de elementos:
Fórmulas de compuestos:
Fórmulas de compuestos:
Símbolos de uso común:
Símbolos de uso común:
TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS
Aunque los patrones de comportamiento de los elementos y compuestos
al reaccionar son variados, se puede hacer una clasificación de reacciones
químicas inorgánicas para predecir cambios químicos:
• Reacciones de síntesis o adición
• Reacciones de descomposición
• Reacciones de sustitución o desplazamiento simple
• Reacciones de doble sustitución o doble desplazamiento
REACCIONES DE SÍNTESIS O ADICIÓN
A+B→C
Metal + No metal = Compuesto binario.
Ca(s) + S(s) → CaS
Óxido metálico + Agua = Hidróxido
Na2O(s) + H2O(l) → 2Na(OH)(ac)
Metal + Oxígeno = Óxido metálico.
Fe + O2 → Fe2O3
Óxido no metálico + Agua = Oxiácido.
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(ac)
No metal + Oxígeno = Óxido no metálico.
Óxido metálico + Óxido no metálico = Oxisal.
CaO(s) + SO3(g) → CaSO4(s)
Δ CO2
C + O2 →
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
171
REACCIONES DE DESCOMPOSICIÓN
C→A+B
C es un compuesto y A y B pueden ser elementos o compuestos.
Δ
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
Δ
2HgO(s) → 2Hg(s) + O2(g)
2H2O
→ 2H2 (g) ↑ + O2 (g) ↑
electricidad
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN O DESPLAZAMIENTO
A + BC → AC + B
A es el elemento que desplaza o sustituye, puede ser un metal o un no
metal.
Para predecir si sucede o no el desplazamiento de B por parte de A se puede recurrir a verificar la reactividad de metales y halógenos:
Actividad de metales y no metales
Reactividad
metales
Más
activo
Ca
Ca & Al
El alumnio pierde con el calcio
Menos
activo
Al
Li
K
Ba
Ca
Na
Mg Reactividad
Al no metales
Zn
Fe
F
Cd
Cl
Ni
Br
Sn
L
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Au
172
*El Hidrógeno, aunque no es un metal, se incluye en el listado por su
reactividad.
A + BC → AC + B
• Cuando A es un metal libre.
Caso 1
a) El metal desplaza a otro metal en su sal:
Metal1 + sal1 → sal2 + metal2
Zn(s) + FeSO4(ac)
→
ZnSO4(ac) + Fe(s)
Cu(s) + 2 AgNO3(ac) → Cu(NO3)2(ac) +2Ag(s)
b) Metal que desplaza al hidrógeno del agua:
Metal + agua → óxido o hidróxido metálico + desprendimiento de H2
2Al(s) + 3H2O(g)
→
Al2O3(s) + 3H2(g)
c) El metal desplaza al hidrógeno de un ácido, que puede ser un hidrácido o un oxiácido: metal + ácido → sal + H2 ↑
Mg(s) + H2SO4(ac) → MgSO4(ac) + H2(g)
Caso 2
• Cuando A es un halógeno:
Halogéno1 + sal del halógeno2 → sal del halógeno2 + halógeno2
Cl2(g) + 2KBr(ac) → 2KCl(s) + Br2(l)
REACCIONES DE DOBLE SUSTITUCIÓN O DOBLE DESPLAZAMIENTO
AB + CD → AD + CB
Formación de precipitados: ↓
Si quieres predecir si habrá un precipitado en los productos de una
doble sustitución, toma en cuenta las siguientes reglas de solubilidad:
1. Todos los nitratos son solubles.
2. Las sales de los cationes del grupo I (sodio, potasio, rubidio y cesio,
excepto litio) y del ion amonio son solubles.
3. Las sales del ácido clórico (HClO3) y del ácido perclórico (HClO4), son
solubles.
4. Los haluros (cloruros, bromuros y yoduros) y los tiocianatos (SCN-)
son solubles excepto los de Ag+ , Tl+ , Pb2+, y Hg22+. Los bromuros y
yoduros son oxidados por algunos cationes.
5. Los sulfatos (SO4 2-) son todos solubles excepto los de Pb2+, Hg2+, Ba2+ y
Sr2+. Los de Ca2+, Hg2 2+ y Ag+, son parcialmente solubles.
6. Los nitritos (NO2- ) y permanganatos (MnO4- ) son solubles excepto el
nitrito de plata (AgNO2). Estos iones son agentes oxidantes poderosos, así que son inestables cuando se encuentran con cationes que
son fácilmente oxidados.
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/reglasDeSolubilidad_29181.pdf
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
173
7. Los tiosulfatos (S2O3 2- ) son solubles, excepto los de Pb2+, Ba2+, y Ag+.
8. Los sulfitos (SO3 2-), carbonatos (CO3 2-), fosfatos (PO4 3-), y los cromatos
(CrO4 2-), son todos insolubles en medio básico o neutro, excepto los
de los iones enlistados en la regla 2 (alcalinos y ion amonio). Todos
son solubles en medio ácido. El sulfito y el oxalato pueden formar
complejos solubles. Algunos sulfitos insolubles pueden llegar a disolverse en exceso de sulfito, por formación de complejos.
9. Todos los oxalatos alcalinos y el de amonio son solubles en agua. Los
oxalatos de los otros cationes son insolubles en agua pero se disuelven en medio ácido. Algunos oxalatos insolubles se disuelven con exceso de oxalato por formación de complejos.
10. Las sales del ácido sulfhídrico (H2S) son insolubles (excepto las de los
iones de la regla 2 y los de Ca2+, Ba2+ y Sr2+).
11. Los fluoruros (F-) son insolubles, excepto los de Ag+, Fe3+, y los iones
enlistados en la regla 2. Algunos fluoruros de los metales de transición son solubles, especialmente en exceso de fluoruro, debido a la
formación de complejos.
12. Los ferrocianuros, Fe(CN)6 4- , son insolubles, excepto los de los iones
enlistados en la regla 2.
13. Los hidróxidos (OH-) son insolubles, excepto los de Sr2+, Ba2+ , Ca2+
y los de los iones enlistados en la regla 2. Muchos de los hidróxidos
insolubles se vuelven solubles en exceso de hidróxido, debido a la
formación de compuestos de coordinación (complejos).
a) Formación de un gas
CaCO3 + 2HCl
→ CaCl2 + H2O + CO2 ↑
b) Desprendimiento de calor
HCl(ac) + NaOH(ac) →
NaCl(ac) + H2O(l) + calor
Actividad
Ahora que ya sabes todo sobre los tipos de reacciones, completa las siguientes reacciones y
clasifícalas en cualquiera de los cuatro tipos analizados.
S(s) + O2 (g) → _______
2HgO (s) → ______ + ________
2Al(s) + 3Br2 (g) → _______
2NaH (s) → ______ + _______
Zn(s) + 2HCl (ac) → _______ + ______
Cl2 (g) + 2KBr (ac) → ________ + _________
174
sesión2
Segunda sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Una vez identificados los fenómenos químicos como reacciones químicas y las clases de éstas,
aprenderás a representarlas por medio de ecuaciones químicas y los principales métodos de balanceo.
Competencia de aprendizaje
Después de identificar los tipos de reacciones y sus componentes, ahora aprenderás a balancear por los métodos de tanteo
y óxido reducción, realizando los ejercicios correspondientes.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado las competencias
del campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice: 6.
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
7. Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos
para la solución de problemas cotidianos.
11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del
medio físico y valora las acciones humanas de riesgo a impacto ambiental.
Así como los atributos:
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva,
comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al
alcance de un objetivo.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
175
Manos a la obra!!!
HISTORIA DEL PAN DE MUERTO, UNA LEYENDA DE AZÚCAR Y
SANGRE.
E
l gusto por la elaboración de un pan
especial para el caso se remonta a la época
de los sacrificios humanos y a la llegada de
los españoles a la entonces Nueva España (ahora
México), en 1519. Cuentan que era un ritual
en el México de antes de la conquista que una
princesa fuera ofrecida a los dioses, su corazón
aun latiendo se introducía en una olla con
amaranto y después quien encabezaba el rito
mordía el corazón en señal de agradecimiento a
un dios.
Los españoles rechazaron ese tipo de sacrificios
y elaboraban un pan de trigo en forma de corazón bañado en azúcar pintada de rojo, simulando la sangre de la doncella. Comer muertos es
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para el mexicano un verdadero placer, se considera la antropofagia de pan y azúcar. El fenómeno se asimila con respeto e ironía, se desafía a la
muerte, se burlan de ella comiéndola.
¿SABES CUÁL ES EL PROCESO DE ELABORACIÓN DE PAN?
El proceso tecnológico de elaboración de pan
comprende una serie de reacciones químicas
que deben cuidarse si se quiere obtener pan de
buena calidad:
1. Tamizado: antes de pasar a la mezcladora se debe tamizar la harina para eliminar
cuerpos extraños.
2. Mezclado y amasado: a la harina se le adiciona una cantidad de agua, sal y levaduras
calculada a temperatura adecuada para la
panificación y se procede al amasado; la finalidad es la homogenización, evitando las
bolsas de gas.
3. Corte y moldeado de la masa.
4. Reposado
5. Fermentación: Manteniendo la temperatura adecuada se provoca una fermentación alcohólica. La principal levadura
utilizada en la industria panadera es la Saccharomyces cerevisiae que metaboliza
algunos carbohidratos como la glucosa,
maltosa y sacarosa, formándose dióxido de
carbono (CO2) y etanol (C2H6O). Durante el
proceso el pH disminuye, el gluten se vuelve elástico y esponjoso y formará una red
tridimensional por efecto del CO2.
Como productos de la fermentación también
se forma: acetaldehído (C2H4O), acetona (C3H6O),
ácido pirúvico (C3H4O3), hexanal (C 6H12O), benzaldehído (C7H6O).
Si fueras panadero tendrías que cuantificar
tu materia prima y el producto obtenido para
poder tener ganancias económicas.
176
Diseña
Dibuja un esquema que contenga reactivos y productos en la elaboración del pan.
Concluyendo
Como has leído, es importante saber lo que ingresa en un proceso y lo que se obtiene, en química y en sus reacciones ocurre lo mismo, por eso es importante balancear ecuaciones químicas
para cuantificar cambios y procesos.
BALANCEO POR TANTEO
Una vez que has identificado los reactivos y productos en un proceso, es
muy posible que la ecuación que has escrito esté sin balancear, o sea, que
la cantidad de átomos de cada tipo en ambos lados de la flecha que separa
reactivos y productos sea diferente; por tanto, se deben seguir los siguientes pasos para equilibrar las cantidades:
1. Se identifican todos los reactivos y se escriben sus fórmulas correctamente:
C2H6 + O2 → CO2 + H2O
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
177
2. Realiza un listado de los elementos y coloca siempre al último oxígeno (O) e hidrógeno (H), ya
que se puede facilitar más así el balanceo.
3. Realiza un primer conteo:
2–C-1
6–H-2
2–O–3
4. Balancea el primer elemento que tengas en tu listado y vuelve a contar:
C2H6 + O2 → 2CO2 + H2O
2–C-2
6–H-2
2–O–5
5. Balancea hidrógenos y vuelve a contar:
C2H6 + O2 → 2CO2 + 3H2O
2–C-2
6–H-6
2–O-7
6. Balancea oxígeno y vuelve a contar:
C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O
2–C-2
6–H-6
7–O-7
7. Si la ecuación te queda con coeficientes decimales con 0.5, como en el ejemplo, se multiplica por
dos y vuelve a contar y ¡listo!, la ecuación está balanceada:
2 (C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O)
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
4–C-4
12 – H - 12
14 – O - 14
Actividad
En tu cuaderno realiza el balanceo por tanteo de las siguientes ecuaciones químicas.
C + O2 → CO2
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
CO + O2 → CO2
Be2C + H2O → Be(OH)2 + CH4
H2 + Br2 → HBr
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2
K + H2O → KOH + H2
KOH + H3PO4 → K3PO4 + H2O
Mg + O2 → MgO
P4O10 + H2O → H3PO4
CO2 + KOH → K2CO3 + H2O
NH3 + CuO → Cu + N2 + H2O
178
Ahora conozcamos los números de oxidación para adentrarnos al balanceo por
óxido reducción.
1
H
18
13
+1
Li
Be
B
C
N
O
F
+1
+2
+3
+2,+4
+1,+2,+3
+4,+5
-1,-2
-1
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
+1
+2
3
+3
+2,+4
+3,+5
+2,+4,+6
+1
+3,+5,+7
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
15
16
He
2
17
Ne
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
+1
+2
+3
+2,+3,+4
+2,+3
+4,+5
+2,+3
+6
+2,+3
+4,+6,+7
+2,+3
+2,+3
+2,+3
+1,+2
+2
+1,+3
+2,+4
+3,+5
-2,+4,+6
+1
+3,+5,+7
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
+1
+2
+3
+3,+4
+2,+3
+4,+5
+2,+3
+4,+5,+6
+4,+5
+6,+7
+2,+4
+1
+2
+1,+3
+2,+4
+3,+5
+2,+4,+5
+1
+3,+5,+7
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
+1
+2
+3
+2,+4
+3,+4,5
Fr
Ra
Ac
Rf
Db
+1
+2
+3
+3,+4
+2,+3,+4
+2,+3
+5,+6,+7,+8 +4,+5,+6
Os
Sg
Bh
Hs
BALANCEO POR REDOX
Las reacciones que se balancean por este método son aquellas en las cuales el número de oxidación de algunos elementos cambia.
En este proceso uno o varios elementos pierden
electrones (oxidan) y otros los gana (se reduce).
Cuando un elemento se oxida, el cambio que
sufre en su número de oxidación, es a la derecha
de la recta numérica.
Cuando un elemento se reduce, el cambio
que sufre en su número de oxidación, es a la izquierda de la recta numérica.
Muchas ecuaciones químicas son más complejas, por lo que, cuando se intentan balancear
por tanteo, el procedimiento resulta muy difícil,
por eso los químicos idearon el método de óxido-reducción, sobre todo en cambios químicos
que implican la aparición de elementos que pierden o ganan electrones en una reacción:
Guía para el autoaprendizaje
Ir
+2,+3
+2,+3
+2,+3,+4
+2,+3
+4,+5,+6 (+4,+6,+7) +5,+6,+7,+8 +4,+5,+6
Química I
Pt
Au
Hg
Ti
Pb
Bi
Po
At
+2,+4
+1,+3
+1,+2
+1,+3
+2,+4
+3,+5
+2,+4,+6
+1,+5
Kr
Xe
Rn
Mt Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
REDUCCIÓN
Gana electrones
-6 -5 -4 -3 -2 -1
0
1
2
OXIDACIÓN
Pierde electrones
3
4
+
5
http://es.slideshare.net/moycas7/redox-30923687
6
BLOQUE 5
179
EJERCICIO 1
UN ELEMENTO SE OXIDA Y OTRO DIFERENTE SE REDUCE
Ahora deberás seguir los siguientes pasos:
1. Comprueba que las fórmulas esten bien escritas. Coloca los números de oxidación con el referente que el hidrógeno (H) casi siempre trabaja con número de oxidación 1+ (H1+) y que el oxígeno
con 2- (O2-). Y los elementos que no estén combinados con otro u otros diferentes, asígnale el
número cero de oxidación:
Global
0
1+
6-
1+
4-
4-
2+ 2-
Individual
0
1+
2-
1+
2-
2-
1+ 2-
Cl2 + HNO3 → HClO2 + NO2
+ H2O
Los demás números de oxidación obtenlos por suma y resta:
Global
0
1+ 5+ 6-
1+ 3+ 4-
4+
4-
2+ 2-
Individual
0
1+ 5+ 2-
1+ 3+ 2-
4+ 2-
1+ 2-
Cl2 + HNO3 → HClO2 + NO2 + H2O
2. Identifica los elementos que se oxidan y se reducen:
Cl2 + HNO3 → HClO2 + NO2 + H2O
Cl20 → Cl3+ oxidación
N5+ → N4+ reducción
Balancea si tienen subíndices
Cl20 → 2Cl3+
N5+ → N4+
3. Balancea el número de electrones implicados en el cambio químico:
Cl20 -2(3e-) → 2Cl3+
(6)( N5+ +1e- → N4+)
5+
4+
N
+1e → N
Cl20 -6e- → 2Cl3+
0
5+
Cl2 -6e → 2Cl
6N5+ +6e- → 6N4+
5+
4+
N
+1e → N
Cl2 + 6N5+ → 2Cl3+ + 6N4+
0
3+
Cl2 -6e → 2Cl
4. Ahora coloca los coeficientes obtenidos en la ecuación original y realiza el conteo de átomos (no
olvides colocar al último H y O):
Cl2 + 6HNO3 → 2HClO2 + 6NO2 + H2O
2 – Cl - 2
6–N-6
6–H-4
18- O - 17
5. Balancea hidrógenos (H) y vuelve a contar:
Cl2 + 6HNO3 → 2HClO2 + 6NO2 + 2H2O
2 – Cl - 2
6–N-6
6–H-6
18 - O - 8
6. Verifica si la ecuación está balanceada, si no, ajusta los oxígenos (O) y ¡listo!, tu ecuación está
balanceada
180
Actividad
Realiza el balanceo por redox, caso I, de las siguientes ecuaciones químicas:
EJERCICIO 2
UN ELEMENTO SE OXIDA Y SE REDUCE A LA VEZ.
1. Comprueba que las fórmulas este bien escritas. Coloca los números
de oxidación con el referente que el hidrógeno (H) casi siempre trabaja con número de oxidación 1+ (H1+) y que el oxígeno con 2- (O2-). Y
los elementos que no estén combinados con otro u otros diferentes,
asígnale el número cero de oxidación:
Global
0
2+
8-
4-
2+ 2-
Individual
0
1+
2-
2-
1+ 2-
S + H2SO4 → SO2 + H2O
Los demás números de oxidación obtenlos por suma y resta:
Global
0
2+ 6+ 8-
4+ 4-
2+ 2-
Individual
0
1+ 6+ 2-
4+ 2-
1+ 2-
S + H2SO4 → SO2 + H2O
2. Identifica los elementos que se oxidan y se reducen:
S + H2SO4 → SO2 + H2O
S0 → S4+ oxidación
S6+ → S4+ reducción
3. Balancea el número de electrones implicados en el cambio químico:
S0 - 4e → S4+
S6+ + 2e → S4+
S0 - 4e → S4+
S0 - 4e → S4+
2(S6+ + 2e → S4+)
2S6+ + 4e → 2S4+
S0 + 2S6+ → 3S4+
4. Ahora coloca los coeficientes obtenidos en la ecuación original y realiza el conteo de átomos (no olvides colocar al último H y O):
S + 2H2SO4 → 3SO2 + H2O
3–S-3
4–H-2
8–O-7
5. Balancea hidrógenos (H) y vuelve a contar:
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O
3–S-3
4–H-4
8–O-8
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 5
181
6. Verifica si la ecuación está balanceada, si no, ajusta los oxígenos (O) y
¡listo!, tu ecuación está balanceada.
Actividad
Realiza el balanceo por redox en tu cuaderno, ejercicio 1, de las siguientes ecuaciones químicas:
Br2 + H2O → HBrO3 + HBr
H2O + I2O → I2 + HIO4
H2O + HIO → HI + HIO3
Para concluir:
Realiza la siguiente actividad experimental
PLÁTANOS ASADOS
Vamos a obtener plátanos asados sin fuego, necesitamos el siguiente material:
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1. Cubeta de hojalata de 10L
2. 3 kilogramos de cal apagada
3. 7 L de agua de la llave
4. 5 plátanos machos
Procedimiento:
En la cubeta agrega el agua y los plátanos
Agrega pequeños trozos de cal apagada, de tal forma que rodeen a los
plátanos.
Observa la reacción y espera unos minutos.
Escribe la reacción de la cal apagada con el agua y realiza el balanceo
correspondiente:
CaO + H2O →
Enjuaga los plátanos con abundante agua y disfrútalos.
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 6
Comprendes los procesos
asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones
químicas.
BLOQUE 6
NOMBRE DEL BLOQUE: Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las
reacciones químicas.
DESEMPEÑOS DEL BLOQUE:
• Distingue entre reacciones químicas endotérmicas y reacciones químicas exotérmicas partiendo de los datos de entalpía de reacción.
• Explica el concepto de velocidad de reacción.
• Calcula entalpía de reacción a partir de entalpías de formación.
COMPETENCIAS GENÉRICAS A DESARROLLAR DURANTE LA UAC:
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Gobierno
del Estado
de Oaxaca
2010 - 2016
Nivel taxonómico del bloque: Aplicación
SESIÓN
1
NIVEL
TAXONÓMICO1
DE LA SESIÓN
Comprensión
Utilización del
conocimiento
70%
DESEMPEÑOS AL
CONCLUIR
EL BLOQUE
COMPETENCIAS GENÉRICAS Y/O ATRIBUTOS
Distingue entre
reacciones químicas endotérmicas y
reacciones químicas exotérmicas
partiendo de los
datos de entalpía
de reacción.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
Explica el concepto
de velocidad de
reacción.
2
Tiempo: 30%
Calcula entalpía de
reacción a partir
de entalpías de
formación.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de
fenómenos.
7.3 Articula saberes de diversos campos y
establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo cómo
cada uno de sus pasos contribuye al alcance
de un objetivo.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
Marzano, J. R. (2001). Designing a new taxonomy of educational objectives. En &. M. T. R., Experts in Assessment Series, Guskey.
Thousand Oaks, CA: Corwin.
1
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 6
COMPETENCIAS
DISCIPLINARES BÁSICAS
OBJETOS DE
APRENDIZAJE
PROPÓSITO DE LA SESIÓN
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 fenómenos naturales a partir
de evidencias científicas.
Reacciones exotérmicas y
endotérmicas.
Una vez que has comprendido el
tema de las reacciones que ocurren entre los compuestos en el
bloque anterior, ahora distinguirás
a partir de los datos de entalpía de
reacción las reacciones exotérmicas y endotérmicas, así como entenderás el concepto de velocidad
de reacción permitiéndote realizar
los cálculos necesarios.
Velocidad de reacción.
Desarrollo sustentable.
7. Explicita las nociones científicas
que sustentan los procesos para
la solución de problemas cotidianos.
3. Identifica problemas, formula
preguntas de carácter científico
y plantea las hipótesis necesarias
para responderlas.
6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir
de evidencias científicas.
Entalpía:
• Entalpía de reacción.
• Entalpía de formación.
Una vez comprendidas las reacciones que ocurren entre los
compuestos en el bloque anterior,
ahora distinguirás partiendo de
los datos de entalpía de reacción,
las reacciones exotérmicas de
las endotérmicas y explicarás el
concepto de velocidad de reacción permitiéndote comprender
todo lo que se hace en la industria
para obtención de los productos
y lo que empleas en tu quehacer
diario.
188
sesión1
Primera sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Una vez que has comprendido el tema de
las reacciones que ocurren entre los compuestos en el bloque anterior, ahora distinguirás a partir de los datos de entalpía de reacción las reacciones exotérmicas y endotérmicas, además entenderás el concepto de velocidad de reacción permitiéndote realizar los
cálculos necesarios.
Competencia de aprendizaje
Identificas a la energía como parte primordial del estudio de la
química y, a partir de esta premisa, realizarás algunos experimentos fáciles de hacer para transferir y aplicar tu conocimiento sobre
energía y tipos de reacciones exotérmicas y endotérmicas, con lo
que podrás ver realidades diferentes en tu entorno relacionadas
con la ciencia.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas
voy a desarrollar?
Al finalizar esta sesión habrás desarrollado las competencias del
campo disciplinar de Ciencias Experimentales que dice: 6. Valora
las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
7. Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para
la solución de problemas cotidianos.
11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del
medio físico y valora las acciones humanas de riesgo a impacto
ambiental.
Así como los atributos:
En relación a las competencias genéricas que desarrollarás, al
final de esta sesión apreciarás la importancia de la energía en
procesos artificiales y naturales, desarrollarás experimentos, propondrás soluciones a problemas a partir de métodos establecidos (competencia genérica 5), y sustentarás una postura personal
sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros
puntos de vista de manera crítica y reflexiva (competencia genérica 6). El gusto por conocer la aplicación de la química en la vida
cotidiana te llevará a potenciar la competencia genérica número 7
para aprender por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Es importante que reflexiones sobre las competencias disciplinares básicas que impulsarás al trabajar el presente bloque, mismas
que girarán en torno a que expreses ideas y conceptos (atributo
4.1), ordenes información de acuerdo a categorías, jerarquías y
relaciones (atributo 5.2), identificarás sistemas y reglas (atributo
5.3) y articularás saberes de diversos campos (atributo 7.3).
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Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 6
189
Lee
EL VIDRIO SOPLADO EN OAXACA
A
l hablar de cambios de la materia, ¿sabías
que hace 5,000 años, en alguna playa del
Medio Oriente, quizá alguien encendió
una fogata y luego encontró allí glóbulos
transparentes y brillantes, como joyas entre
la arena? ¿Cómo dieron origen esas rarezas
al vidrio, uno de los materiales más usados en
nuestro siglo, lo mismo en los hogares que en
las construcciones de edificios? La materia prima
con que se fabrica el vidrio es el sílice, el mineral
más abundante en la Tierra. De color blanco
lechoso, se encuentra en varios tipos de rocas,
incluido el granito. Y dado que las playas de todo
el mundo se formaron cuando el agua pulverizó
las rocas, la arena es la fuente principal de
sílice. Los granos de arena semitransparentes,
a diferencia de los negros, rojos o de otro color
definido son de sílice.
El vidrio soplado es una técnica que se recupera en Oaxaca gracias al taller Xaquixe, que
se ubica en Magdalena Apasco, Etla, dentro del
parque industrial Oaxaca 2000. Xaquixe lleva
una década mejorando el diseño con vidrio soplado y los materiales con los que construye sus
hornos para lograr que contaminen lo menos
posible y usen la energía de forma eficiente. Al
mismo tiempo ha desarrollado un sistema de recuperación de calor, el cual permite reusar el calor sobrante de unos procesos para ser aplicado
en otros, con el resultado de bajar hasta 35% el
uso energético. Asimismo está en proceso la recolección de estiércol y desechos orgánicos para
generar biogás, biocombustible, mediante biodigestores. Recolectar el estiércol de los pequeños
y medianos establos de las comunidades vecinas
tendrá sentido en la producción, no solamente
de biogás, sino
también de fertilizantes orgánicos
líquidos y sólidos.
Xaquixe es una
empresa que se
dedica al diseño y
fabricación de vasos, jarras, botellas, decantadores,
platos base de singular diseño con
auténtico sentido
de la forma y la funcionalidad, objetos decorativos, luminarias, paneles, elementos importantes
en la arquitectura interior de cualquier espacio.
http://culturacolectiva.com/rescatando-la-tradicion-del-vidrio-soplado-studio-xaquixe/
http://mx.selecciones.com/contenido/a1461_como-se-convierte-la-arena-en-vidrio
http://www.xaquixe.com.mx/vidrio/about-studio-xaquixe.php
http://culturacolectiva.com/wp-content/uploads/2015/01/10830096_1038629302821257_2037234536473708593_o.jpg
190
Cada producto que se elabora en el taller
Xaquixe está hecho 100% a mano, bajo diseño de autor. Sólo en algunos casos —de acuerdo a la línea de producción— se utilizan moldes
para la estandarización de tamaños y capacidades,
por ejemplo, capacidad de contenido de botellas o
medidas por onzas para vasos y recipientes.
Cabe destacar que Studio Xaquixe es una empresa pionera en el reciclado de vidrio, acopiado
de varias comunidades y centros de acopio en
Oaxaca. El resultado son objetos compuestos
por 95% de vidrio reciclado adicionado con 5%
de materiales minerales para devolver propiedades físicas originales. Por ejemplo Apolis, una
empresa estadounidense, realizó una colaboración con Chivas Regal en la que obtuvo vidrio
que se había desechado de un proyecto anterior
para reutilizarlo en un nuevo producto: Studio
Xaquixe fue elegido para realizar dicho proceso.
Para tu conocimiento
La producción de vidrio soplado implica la utilización
de hornos y artesanos hábiles para obtener productos llenos de arte y creatividad. Este proceso artístico
conlleva también el uso de energía.
Actividad
¿Puedes decir de dónde desea surtir la empresa Xaquixe el gas para sus hornos?
¿Qué tipo de energía se manifiesta en la elaboración de vidrio soplado?
Reflexión:
¿Qué es la energía?
Siempre te han definido a la energía como la capacidad para realizar un trabajo, pero realmente
es la capacidad para producir luz, calor, movimiento, sonido, explosiones, radiaciones, vibraciones, rotaciones, vida, procesos industriales,
transformaciones de la materia, es decir, la energía es el motor del cambio en el universo.
La caloría (cal) es una unidad de medida de
energía utilizada comúnmente en la alimentación
y en diversos procesos, aunque actualmente la
unidad del Sistema Internacional que establece el
contenido energético es el joule:
1 caloría = 4.184 J
1 kcal = 1000 calorías
1 kcal = 4.184 kJ
Guía para el autoaprendizaje
Química I
Caloría (cal) Unidad de energía que equivale
al calor necesario para elevar un grado centígrado (de 14.5° a 15.5°C) la temperatura de un gramo de agua destilada.
Un joule equivale a la cantidad de trabajo
efectuado por una fuerza de 1 newton actuando
a través de una distancia de 1 metro.
Kg . m2
1J = N . m =
s2
En 1948 el joule fue adoptado por la Conferencia Internacional de Pesas y Medidas como
unidad de energía.
Los científicos del siglo XVII y XVIII no podían
explicar el concepto de calor, algunos pensaban
que era un fluido, denominado calórico, que im-
BLOQUE 6
pregnaba los cuerpos y era responsable de la sensación térmica y que intercambiaban al ser puestos en contacto.
En el siglo XIX, el inglés James Prescott Joule diseñó un experimento para
demostrar que el calor no era más que una forma de energía, y que se podía
obtener a partir de la energía mecánica. Dicho experimento se conoce como
experimento de Joule para determinar el equivalente mecánico del calor.
Con su experimento, Joule demostró que se
podía elevar la temperatura del agua transfiriéndole energía mecánica. En el interior de un recipiente introdujo 1 kg de agua a 14.5 ºC y activó
un sistema de poleas:
Lo que encontró Joule fue que, para elevar la
temperatura del kilogramo de agua hasta 15.5ºC
(es decir, para conseguir una energía de 1000
calorías), la energía potencial de la masa debía
disminuir en 4180 Julios. Por tanto, la equivalencia entre unidades de calor y energía es: 4180 =
4180J= 1000 cal = 1 kcal
REACCIONES EXOTÉRMICAS Y ENDOTÉRMICAS
En la naturaleza y en forma artificial hay cambios químicos que liberan calor hacia los alrededores, denominados exotérmicos, y procesos que absorben calor de los alrededores, nombrados endotérmicos.
Actividad
OXIDACIÓN DE LA GLICERINA
En una farmacia compra el siguiente material:
• Algodón
• Bote chico de glicerina
• Tres sobres de permanganato de potasio o
solicita 5 gramos a un laboratorio escolar.
Procedimiento:
1. Encima del algodón coloca el permanganato de potasio.
2. Agrega poco a poco gotas de glicerina, sin
humedecer en exceso.
3. Espera unos minutos, observa y reflexiona
sobre la reacción que se verifica:
http://www.medciencia.com/wp-content/
uploads/2012/10/gray-matter-oct-260x300.jpg
191
192
¿Qué tipo de reacción química se desarrolló, exotérmica o endotérmica? Escribe tu reflexión y
observaciones.
Balancea la ecuación que expresa el cambio químico que experimentaste:
KMnO4 + C3H5(OH)3 →K2CO3 + Mn2O3 + CO2 + H2O + CALOR
Guía para el autoaprendizaje
Química I
sesión2
Segunda sesión
¿DE QUÉ SE TRATA ESTA SESIÓN?
Propósito de la sesión: Una vez comprendidas las reacciones que ocurren entre los compuestos en el bloque anterior,
ahora distinguirás partiendo de los datos de entalpía de reacción las reacciones exotérmicas de las endotérmicas, y explicarás el concepto de velocidad de reacción permitiéndote
comprender todo lo que se hace en la industria para obtención de los productos y lo que empleas en tu quehacer diario.
Competencia de aprendizaje.
Identificas a la entalpía como una variable termodinámica
útil para cuantificar los cambios energéticos en reacciones
químicas. Al respecto transferirás conceptos aritméticos y algebraicos para desarrollar retos en ecuaciones químicas, con
lo que podrás valorar la relevancia de las aportaciones de la
química, en su rama de la termoquímica, desde el siglo XIX.
¿Qué competencias disciplinares y competencias genéricas
voy a desarrollar?
En relación con las competencias genéricas que desarrollarás, al final de esta sesión apreciarás la importancia de
cuantificar entalpías en procesos artificiales y naturales, con
lo que reflexionarás que como seres humanos, también somos sistemas termodinámicos que hay que mantener en
equilibrio. Podrás reflexionar sobre estilos de vida saludable
(competencia genérica 3) al valorar la relevancia de la ciencia
espacial para México. A través de la experiencia de Rodolfo
Neri Vela, sustentarás una postura personal sobre temas de
interés y relevancia general, considerando otros puntos de
vista de manera crítica y reflexiva (competencia genérica 6).
Saber que se puede progresar, como lo demuestran científicos mexicanos, como estudiante te nacerá la inquietud de
aprender por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
Es importante que reflexiones sobre las competencias disciplinares básicas que impulsarás al trabajar el presente
bloque, que girarán en torno a que sigas instrucciones y
procedimientos de manera reflexiva (atributo 5.1). Finalmente definirás metas y darás seguimiento a tus procesos
de construcción de conocimiento (atributo 7.1).
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194
Lee
ENTALPÍA
En química los cambios energéticos en una reacción se cuantifican con el
cambio de entalpía, que es una medida del calor de reacción a presión
constante, cuyas unidades son joules o calorías y su incremento o decremento se simboliza con DH; si DH tiene un valor positivo la reacción es exotérmica; si es positivo, endotérmica, por lo que la reacción que simboliza la
oxidación de la glicerina en el experimento que efectuaste, se expresa de la
siguiente manera para hacer notar el cambio energético:
KMnO4 + C3H5(OH)3 → K2CO3 + Mn2O3 + CO2 + H2O
Entalpía de la reacción (DH°R)
DH°R = - (signo negativo) (Esto determina que la reacción es exotérmica)
Actividad
Del siguiente listado de reacciones, escribe si se trata de una reacción exotérmica o endotérmica
y realiza la conversión a kcal de la entalpía de reacción:
2C(s) + H2 (g) → C2H2 (g)
DH°R = - 2598.8 kJ.
2Al (s) + Fe2O3 (s) → Al2O3 (s) + 2Fe (s)
DH°R = - 822.8 kJ.
2CO2(g) → CO(g) + O2(g)
Guía para el autoaprendizaje
DH°R = + 566 kJ.
Química I
BLOQUE 6
CINÉTICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Y FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN
La velocidad de reacción es el cambio de la concentración de un reactivo o de un producto con
respecto al tiempo, es decir, a qué velocidad
desaparecen o aparecen reactivos y productos.
Y, como has apreciado, un cambio químico tiene
muchas variables que se pueden controlar para
que suceda más rápido o más lento, entre las
más importantes se tienen:
195
Para tu conocimiento
Recuerda que un catalizador es una sustancia que
acelera (catalizador positivo) o retarda (catalizador
negativo o inhibidor) la velocidad de una reacción
química, permaneciendo este mismo inalterado. Un
catalizador no afecta la entalpía de los reactivos y
productos.
• Temperatura a la cual se desarrolla la acción.
Factores que
influyen en la
velocidad de
reacción.
• Grado de división de los reactivos.
• Naturaleza de los reactivos.
• Concentración de los reactivos.
• Catalizador, si lo hubiera.
El Motor Principal del Transbordador Espacial
es un motor cohete criogénico de combustible
líquido, quema los propelentes hidrógeno líquido y oxígeno líquido criogénicos, con cada motor
produciendo 1859 kN de empuje en el momento del despegue. Los propelentes reaccionan en
la cámara de empuje o cámara de combustión,
generando gases a alta presión y gran temperatura. Cuando estos gases salen por la tobera, generan el empuje necesario para elevar y acelerar
el cohete.
Dr. Rodolfo Neri Vela; primer astronauta mexicano.
¿Imaginas el calor generado al reaccionar el
hidrógeno líquido combustible y el oxígeno líquido oxidante?
El hidrógeno líquido se usa como propulsor
para cohetes porque es la mayor tasa de eficiencia por cantidad utilizada. Al combinarse con un
oxidante como el oxígeno líquido, es extremadamente potente, arde a más de 3.000ºC.
http://www.infovisual.info/05/img_es/098%20Transbordador%20espacial%20(vista%20lateral).jpg
http://www.conacytprensa.mx/images/sociedad/personajes/neri1. jpg
196
ENTALPÍA DE REACCIÓN1
Para cuantificar el calor generado en una reacción, los químicos recurren a
cálculos de entalpía y se han experimentado y escrito datos de los cambios
energéticos o cambios por formación de sustancias, iniciando todas las
reacciones a 25°C a una presión de una atmósfera, que son las condiciones
estándar en termoquímica. Al tener los datos de entalpías de formación
de elementos y compuestos, es fácil calcular la entalpía de reacciones por
operaciones de suma y resta del contenido de entalpía entre productos y
reactivos.
Tabla 1
La entalpía escrita en una ecuación química indica el calor que tiene lugar cuando se produce un cambio químico a presión constante, expresada
en forma matemática es la diferencia entre la suma del contenido calórico,
o entalpía, de los reactivos y de los productos:
1 CHANG, R. Química (2007). Editorial McGrawHill: México. pp. 247
Guía para el autoaprendizaje
Química I
BLOQUE 6
Haremos el siguiente ejemplo:
Los organismos fotosintéticos productores de O2 usan energía lumínica,
CO2 y agua para producir la materia orgánica necesaria para su alimentación, como es la síntesis de glucosa y fructosa. El O2 que liberan se forma
con átomos provenientes del agua:
6CO2 (g) + 6H2O (l) → C6H12O6 (ac)+ 6O2 (g)
En primer lugar, recopilemos los valores de entalpía de formación (DH°)
de cada reactivo y producto:
ΔH° CO2(g) = -94.051
kcal
mol
ΔH° H2O (l) = -68.315 kcal
mol
kcal
ΔH° C6H12O6 = -304.2 mol
ΔH°O2 = o
kcal
mol
Ahora desarrollemos la resta de entalpía de productos menos la entalpía de reactivos.
ΔH°REACCIÓN = ∑nΔHproductos - ∑nΔHreactivos
Recuerda multiplicar las entalpías por los coeficientes de la ecuación
balanceada, los cuales representan el mol de cada sustancia:
1C6H12O6
6O2
6CO26H2O
ΔHº reacción =1mol (-304.2
kcal
mol
)+ 6 mol (0 kcal
mol) - [ 6 mol (-94.051
kcal
mol
) + 6 mol (-68.315 kcal
mol )
ΔHº REACCIÓN = 669.9 kcal
Ahora convierte el resultado a kJ, recordando que 1 kcal= 4.184kJ
[
4.184kJ
669.9 Kcal
1 kcal
]
= 2,802.86 kJ
197
198
Concluyendo
Obtén la entalpía de reacción en las siguientes ecuaciones:
(Los valores de entalpía obtenlos de la tabla 1).
CaCO3 (s) →CaO(S) + CO2(g)
ΔH° CaCO3 (s)=
ΔH°CaO(S) =
ΔH° CO2(g) =
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
ΔH° H2 (g) =
ΔH° O2 (g) =
ΔH°2H2O(l) =
Guía para el autoaprendizaje
Química I
2C2H2 (g) + 5 O2 (g) →
4CO2(g) + 2H2O (l)
DH° C2H2 (g) =
DH° O2 (g)=
DH°CO2(g)=
DH° H2O (l)=
2H2S(g) + 3O2(g) →
DH°H2S(g)=
DH° O2(g)=
DH°H2O(l)=
DH°SO2(g)=
2H2O(l) + 2SO2(l)
200
Fuentes documentales
Bibliográficas
CHANG, R. Química. (2007). Editorial McGrawHill: México. pp. 247.
Digitográficas
http://diferencias-entre.com/diferencias-entre-calor-y-temperatura/
http://culturacolectiva.com/rescatando-la-tradicion-del-vidrio-soplado-studio-xaquixe/
http://mx.selecciones.com/contenido/a1461_como-se-convierte-la-arena-en-vidrio
http://www.xaquixe.com.mx/vidrio/about-studio-xaquixe.php
http://culturacolectiva.com/wp-content/uploads/2015/01/10830096_1038629302821257_203723453
6473708593_o.jpg
http://ceticismo.net/wp-content/uploads/termodinamica/maquina-joule.jpg
http://www.medciencia.com/wp-content/uploads/2012/10/gray-matter-oct-260x300.jpg
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Química I
Competencias Genéricas:
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.
Piensa crítica y reflexivamente
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos
establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
Aprende de forma autónoma
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo
largo de la vida.
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.
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Química I