Quimica 1 Todo

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Desempeño

Química I

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Desempeño

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Desempeño

Química I

Ariel Bosco Zilli CervantesGisela Vélez Ortega

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Contenido

GOBERNADOR CONSTITUCIONAL DEL ESTADO DE VERACRUZ

DE IGNACIO DE LA LLAVEJavier Duarte de Ochoa

SECRETARIO DE EDUCACIÓNAdolfo Mota Hernández

SUBSECRETARIA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Y SUPERIORDenisse Uscanga Méndez

DIRECTOR GENERAL DE BACHILLERATORafael Ferrer Deschamps

SUBDIRECTORA ACADÉMICAJudith M. Medina Zurutuza

SUBDIRECTOR DE EVALUACIÓN YSUPERVISIÓN ESCOLAR

Francisco Lima Aguirre

COORDINACIÓN GENERALMario Jareda Meseguer

ASESORÍA ACADÉMICAFrancisco Javier Guiochín Hernández

ASESORÍA PEDAGÓGICA Y CUIDADO DE LA EDICIÓNGloria Caballero Cessa

CORRECCIÓNA. Sebastián Ocampo GoujonNorma Rivera Pérez

DISEÑO DE LA CUBIERTAVíctor Eduardo Vásquez Rodríguez

DISEÑO EDITORIALJeniffer Jiménez Quezada

DISEÑO DE ICONOGRAFÍAEdson Rafael Hernández Acosta

FORMACIÓNJorge Adrián Miranda MonteroDavid Anzures Villanueva

FOTOGRAFÍASKennedy Rafael Zilli Cervantes: pp. 61, 85, 104, 117, 137, 138, 203 y 205.

Primera edición: 2010Primera reimpresión: 2011Segunda reimpresión: 2012Tercera reimpresión: 2013

Derechos reservados 2010

Secretaría de EducaciónKm. 4.5 carretera Xalapa-VeracruzXalapa-Enríquez, Ver.

Registro en trámite

Impreso en México

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Contenido

bloque 1

bloque 2

bloque 3

bloque 4

bloque 5

Preliminares

Introducción | 24

Mapa conceptual de la asignatura | 25

Identifica a la química como una herramienta para la vidaLa química: una ciencia interdisciplinaria | 28Método científico | 33

Comprende la interrelación de la materia y la energíaMateria | 45 Características y manifestaciones | 45 Propiedades químicas y físicas | 47 Estados de agregación | 48 Cambios de estado | 50Energía | 52 Características y manifestaciones | 55 Beneficios y riesgos | 56 Aplicación de energía no contaminante | 57

Explica el modelo atómico actual y sus aplica-cionesPrimeras aproximaciones al modelo atómico actual | 70Partículas subatómicas | 73Modelo atómico actual | 76Los niveles de energía | 77 Configuraciones electrónicas | 79Isótopos y sus aplicaciones | 82

Interpreta la tabla periódicaTabla periódica actual | 92Ubicación y clasificación de los elementos | 94Principales propiedades periódicas | 97Utilidad e importancia económica de los elementos contenidos en la tabla periódica y su ubicación en la misma | 98

Interpreta enlaces químicos e interrelaciones intermolecularesNaturaleza de los enlaces químicos | 116Modelos de enlaces químicos | 117

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Presentación

Los actuales escenarios regionales, nacionales e internacionales se caracterizan por los acelerados cam-bios en los ámbitos económico, social, cultural, científico y tecnológico, por lo que el proceso educativo debe orientarse al desarrollo de competencias que posibiliten la formación integral de los educandos, para que puedan adaptarse a este mundo en constante cambio.

Por ello, la Secretaría de Educación de Veracruz, a través de la Dirección General de Bachillerato (dgb), ha participado activamente en la transición hacia un currículo por competencias, lo que implica la actua-lización de los programas de estudio, la edición de nuevos libros de texto para bachillerato y la renova-ción de las prácticas pedagógicas. Estas últimas demandan un conocimiento y manejo satisfactorio del programa de estudios, la consideración del contexto sociocultural y la estimación de los tiempos para proceder a la articulación de saberes, actividades y recursos en una planeación didáctica, que favorezca el logro de los aprendizajes propuestos y, por ende, la adquisición de las competencias.

Asimismo, en un caso muy particular, la dgb ha editado nuevos libros de texto para bachillerato, en los cuales se toman en consideración las nuevas prácticas de la enseñanza y el aprendizaje por competencias, proporcionando a los alumnos de este subsistema un servicio educativo de calidad acorde con los contex-tos actuales, que permitan, por un lado, su desempeño exitoso en el nivel superior y, por otro, su inserción provechosa en el campo productivo.

Cada entorno educativo demanda una situación didáctica contextualizada, en la cual la flexibilidad y poli-valencia de las estrategias y los recursos se combinan para dar una respuesta adecuada a las necesidades e intereses de los alumnos. Por esta razón, en el marco del enfoque por competencias, los libros de texto se constituyen en un recurso didáctico que comprende contenidos y actividades, a través de las cuales el alumno interactúa con el objeto de estudio con el propósito de alcanzar los resultados de aprendizaje determinados, que posibiliten su aplicación en la resolución de problemas y la elaboración de un producto o de un servicio.

En virtud de su función, los libros se adecuan al programa de estudios y responden al plan curricular; asi-mismo, su diseño está centrado en estrategias que faciliten el aprendizaje, la enseñanza y la evaluación de competencias, por lo que las actividades son susceptibles de adaptaciones y variantes.

Por tanto, los libros de texto no son un recurso limitado, sino que despliegan su funcionalidad al enri-quecerse con la actuación de los alumnos, con la experiencia del docente y con la utilización de otros recursos y actividades contextualizadas que apoyen la consecución de las competencias. Por esta razón, su empleo eficiente y productivo depende de las prácticas pedagógicas diseñadas para concretar en el aula los fines educativos establecidos por la Reforma Integral de la Educación Media Superior.

Espero que este libro que tienes en tus manos se convierta en un cúmulo de saberes para poder desen-volverte en tu vida presente y futura.

Lic. Rafael Ferrer DeschampsDirector general

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La Reforma Integral de la Educación Media Superior (riems) está orientada a reordenar, enriquecer y actualizar los planes de estudio en el país, definiendo estándares compartidos que hagan más flexible y pertinente el currículo de la Educación Media Superior. Todas las modalidades y subsistemas compartirán los primeros dos tipos de competencias (genéricas y disciplinares) en el marco del Sistema Nacional de Bachillerato (snb), y podrán definir el resto según sus propios objetivos.

Una competencia es la integración de habilidades, conocimientos y actitu-des en un contexto específico.

Las competencias genéricas tienen tres características principales: son clave por su importancia y aplicación a lo largo de la vida, transversales al ser rele-vantes a todas las disciplinas y espacios curriculares, y transferibles por refor-zar la capacidad de los estudiantes de adquirir otras competencias.

En el contexto del snb, las competencias genéricas constituyen el perfil del egresado, siendo las que le permitirán al joven comprender el mundo e influir en éste, seguir aprendiendo de manera autónoma a lo largo de su vida, desa-rrollar relaciones armónicas con quienes le rodean y participar eficazmente en su vida social, profesional y política.

Las competencias disciplinares básicas son los conocimientos, habilidades y ac-titudes asociados con las disciplinas en las que tradicionalmente se ha organi-zado el saber y que todo bachiller debe adquirir. Se desarrollan en el contexto de un campo disciplinar específico y permiten un dominio más profundo de éste. Las competencias genéricas y las disciplinares básicas están profunda-mente ligadas y su vinculación define el Marco Curricular Común (mcc).

Las ventajas del enfoque por competencias consiste en que prepara a los alumnos para desarrollarse plenamente en contextos diversos a lo largo de la vida, privilegia el aprendizaje sobre la memorización y permite que se adap-ten los planes y programas de estudio de manera flexible a las necesidades específicas, en un marco nacional de diversidad.

La RIEMSen nuestros libros de texto

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Esta Reforma da la oportunidad de definir estándares y procesos que hacen posi-ble la universalidad del bachillerato, con una reorientación hacia el desarrollo de competencias, que permitirán a los estudiantes desempeñarse adecuadamente compartiendo un perfil común con los elementos estratégicos para prosperar en el siglo xxi.

En este proceso de Reforma, el estado de Veracruz ha participado activamente con docentes especialistas en la selección y propuesta nacional de las competen-cias, y en el caso particular de la dgb se actualizan los libros de texto bajo este enfoque. En el diseño de los libros, se integran iconos que representan cada una de las once competencias genéricas y que se insertan en las actividades pro-puestas por cada bloque, lo que permitirá identificar al lector la competencia a desarrollar, mismas que a continuación presentamos:

de EducaciónIntegralReforma

SuperiorMedia

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

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

Elige y practica estilos de vida saludables.

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

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

Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

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

Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales.

Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica con acciones responsables.

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tu libroConoce Conoce tu libro

Conoce Conoce otras secciones

Inicio de bloque En estas dos páginas podrás encontrar de forma

rápida y clara las unidades de competencia a alcan-zar, los saberes a desarrollar y una serie de pregun-tas guía para establecer los conocimientos previos

con los que cuentas.

Unidades de competenciaRepresentan las competencias específicas que

debes desarrollar en cada bloque y sirven de marco rector a los saberes por trabajar.

DiseñoPara diseñar el libro que ahora tienes en tus manos

se ha tomado en cuenta una gran cantidad de factores que lo hacen una herramienta de apren-dizaje visualmente práctica, útil y agradable para

ti. Además, cuenta con un gran número de apoyos gráficos que te ayudarán a identificar con facilidad

sus distintas partes y agilizarán su lectura.

PreliminaresEvaluación de competencias

Aprendizaje por proyectosRepresentan las competencias específicas que

debes desarrollar en cada bloque y sirven de marco rector a los saberes por trabajar.

Identifica a la química como una herramienta para la vida

El estudiante reconoce a la química como parte de su vida cotidiana, al observar el progreso que ha tenido ésta a través del tiempo y la forma en que se desarrolla al emplear el método científico para resolver problemas relacionados con la salud, la ali-mentación y la tecnología, y comprender el mundo que le rodea, así como la relación con otras ciencias que conjuntamente han contribuido al desarrollo de la humanidad.

Muestra utilizando una línea del tiempo, los grandes momentos del desarrollo de la química.

Expresa de manera oral o escrita la defini-ción de química y las ciencias con las que se relaciona.

Mediante una actividad diagnóstica, y eva-luando con una tabla de cotejo demostrará la comprensión del método científico.

• Comprende el concepto de química.• Reconoce los grandes momentos del desarro-

llo de la química.• Reconoce los pasos del método científico.• Comunicación de las conclusiones.

• Expresa la importancia que tiene la química, ubicando las aplicaciones de ésta en sus acti-vidades cotidianas.

• Relaciona la química con otras ciencias.• Aplica los pasos del método científico.

• Desarrolla un sentido de responsabilidad y compromiso.

• Valora las aplicaciones de la química en su vida cotidiana y en el desarrollo de la humanidad.

• Promueve el trabajo metódico y organizado.

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Practica el proceso de lectura y escrituraAplica los diferentes elementos de la lectoescritura en todas las activi-dades académicas que realiza en los diferentes contextos en los que se desenvuelve, tras conocer su proceso y utilidad.

Representa conceptualmente las eta-pas del proceso de lectura de un tema.

Elabora un guión de análisis que se utilice como guía para el análisis de diversos tipos de lectura.

Representa las etapas del proceso de escritura.

Ordena en un texto el nivel de ejecu-ción de los elementos del proceso de escritura.

Redacta mensajes cotidianos tomando como tema su entorno social y cultural.

• Conoce las etapas del proceso de lectura.Prelectura.

Lectura. Poslectura. Contexto• Identifica las etapas del proceso de escritura. Planeación. Redacción. Revisión. Reescritura. Estilo.

• Distingue en textos sencillos relacionados con temas de su interés, las diferentes etapas del proceso de lectura y sus características.

• Aplica cada una de las etapas del proceso de lectura.

• Practica el proceso de escritura en diversos ejercicios.

• Analiza el proceso de escritura en la redacción de textos creativos.

• Verifica el proceso de escritura en la redac-ción de textos creativos.

• Muestra actitudes propositivas, empáticas y creatividad al redactar sus textos.

• Realiza sus trabajos utilizando correctamente la información que presenta y trasmite a sus compañeros.

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Saberes Conocimientos Habilidades Actitudes y valores» » »

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»Promueve el respeto hacia los demás y hacia las decisiones democráticas del país, así como el respeto a los derechos humanos. • Analiza las características de los valores

que promueve la democracia y los prin-cipios en que se fundamenta, así como su relación con los derechos humanos, identificando las obligaciones del indi-viduo para promover su ejercicio en la vida cotidiana.

• Documento escrito sobre la democracia y su aplicación en México.

• Exposición gráfica sobre acontecimientos democráticos y antidemocráticos de la localidad.

• Realiza periódico mural ilustrando los mo-mentos clave del país en cuanto a democra-cia y antidemocracia a lo largo del siglo �� y ��.

• Debate en grupo sobre los acontecimientos actuales del mundo, justificando su actuar democrático o antidemocrático, dependi-endo de sus códigos morales.

• Debate en grupo sobre situaciones concre-tas en la localidad que impiden un avance en aspectos de democracia.

• Trabajo de investigación de campo en equipo sobre situaciones diversas en su localidad.

• Ensayo de las ventajas y desventajas de vivir en un país como el nuestro.

• Investigación sobre aplicación de derechos humanos en el mundo.

• Discusión grupal sobre derechos humanos y su realización a través de la historia.

• Trabajo en equipo ejemplificando actos de corrupción e ilegalidad en su comunidad.

• Ensayo sobre derechos humanos y democ-racia relacionándolos con la Ética.

• Define la democracia.• Identifica características, principios y formas de la de-

mocracia.• Identifica los valores de la democracia.• Define los conceptos de Estado de derecho y legalidad.• Identifica conceptos clave que permiten reconocer el

derecho a la vida, la propiedad y la libertad.• Analiza el concepto de democracia que se encuentra en

el Artículo 3º de la Constitución de los Estados Unidos Mexicanos.

• Reconoce los obstáculos de la democracia: represión so-cial, ilegalidad, injusticia, crimen organizado, impunidad.

• Analiza los derechos humanos.• Identifica las prácticas antidemocráticas: imposición de

un sistema político, desigualdad económica, falta de respeto por el sufragio.

• Identifica la Declaración Universal de los Derechos Hu-manos.

• Identifica la violación a los derechos humanos.• Identifica las formas de explotación y violación de los

derechos humanos: corrupción, ilegalidad, delincuencia, adicciones, prostitución.

• Analiza el papel del diálogo, el consenso, la tolerancia, la paz, el bienestar común y la solidaridad, como elemen-tos básicos de los derechos humanos.

• Analiza y reflexiona sobre las implicaciones de la legalidad en la sociedad.

• Vincula la vida democrática, el sistema de partidos y la participación ciudadana, sobre todo mediante el sufragio.

• Analiza los esfuerzos de la humanidad, a través de instituciones públicas, de nivel nacional e internacional, asociaciones y orga-nizaciones no gubernamentales por proteger los derechos humanos.

• Vincula el concepto de Estado de derecho y democracia.

• Vincula la relación entre el quehacer político y los derechos humanos.

• Justifica la necesidad humana de un trabajo digno, seguridad, justicia laboral, protección contra el desempleo y la protección al des-valido.

• Colabora en las tareas encomendadas asumi-endo un trabajo en equipo con equipodad.

• Demuestra capacidad para tolerar todas las opiniones y sugerir con fundamento cambios de conducta significativos en su entorno.

• Expone los obstáculos de la democracia y ex-presa sus concepciones y valoraciones frente a ello.

• Expresa la necesidad de respetar el trabajo de los demás.

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B1 � B2 � B3 � B4 � B5 �

B6 � B7 � B8 � B9 � B10�

Bloques

Iconos

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Evaluación de competencias

valoreshabilidades

actitudesdestrezas

conocimientos

aprendizaje

ConceptoLa evaluación es un proceso sistemático y riguroso de recogida de datos, de manera que sea posible disponer de información continua y significativa para conocer la situación, formar juicios de valor respecto a ésta y tomar las decisiones adecuadas para proseguir la actividad educativa, mejorándola progresivamente.

Todo proceso de evaluación se fundamenta en una concepción de educación o en una postura epistemológica en torno al conocimiento, la enseñanza y el aprendizaje, además de una definición de sociedad, de hombre y de familia.

La evaluación de competencias• Reconoce que la competencia es la integración de habilidades, conoci-

mientos y actitudes que se ponen en movimiento para resolver un proble-ma o para actuar convenientemente en un contexto específico.

• Considera que la competencia se va desarrollando al entrar en contacto con la propia tarea, proyecto, elaboración o problema.

• Trasciende la valoración de contenidos memorísticos al evaluar aprendi-zajes constituidos por contenidos conceptuales, factuales, declarativos, y por contenidos referidos a los comportamientos, valores, actitudes, habilidades, destrezas y desempeños manuales.

• Se lleva a cabo como un acompañamiento del proceso de aprendizaje, que transita por contextos tanto personales como situacionales.

• Se basa en evidencias –actuaciones o construcciones de los alumnos rela-cionadas con la(s) competencia(s) establecidas–, que permitan determi-nar el grado de adquisición de la competencia y las posibles vías para su pleno desarrollo.

• Implica técnicas e instrumentos que permitan ofrecer un juicio valorativo integral.

• Contempla diversos tipos de evidencias:

Conocimiento Refiere a contenidos declarativos, factuales y conceptuales.

Producto Alude a la consideración del producto y de las acciones reali-zadas en su construcción.

Desempeño Concierne a la actuación de los estudiantes en determinadas actividades dentro del proceso educativo.

ActitudRemite a comportamientos observables durante el proceso, los cuales deben estar en correspondencia con las actitudes relacionadas con la competencia a desarrollar.

• Se caracteriza por ser:

Holistica Integra conocimientos, habilidades y actitudes en relación con un contexto.

Permanente Presente a lo largo del proceso de desarrollo de la compe-tencia.

Participativa Involucra a los protagonistas del aprendizaje: alumnos, docentes, compañeros.

Contextual Considera el entorno de los estudiantes y el contexto en el que se desarrolla la competencia.

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Aprendizaje por proyectos

¿Qué es?Estrategia educativa integral, constituida por una serie de actividades enfocadas a resolver en un tiempo determinado un problema contextualizado en el entorno, o bien, orientadas a crear un servicio o un producto.

ObjetivoAprender haciendo a través de una metodología: identificación del problema, planeación, implementación y evaluación.

Características Ventajas

-

.

Integración de proyecto

Situación o problema

Descripción propósito del proyecto

Especificacionesde desempeño

Normatividad Participantes Evaluación

Descripción del problema, servicio o

Breve explicación del objetivo del proyecto.

Determinación de criterios de calidad que debe cumplir el proyecto.

Reglas, guías e instrucciones para desarrol-lar el proyecto.

Relación de integrantes y funciones.

Criterios para valorar el desem-peño, la solución,

Etapas de proyecto

MétodosAnálisis delproblema

Resolución del problema

Caracterísiticas

Elaboración del producto

* Se presenta el problema dentro del contexto.* Se evalúa su relevancia y se discuten posibles soluciones.

* Se determina el nivel de profundi-dad con el que van a estudiarse los contenidos.

Reporte

* Se establece la posible solución y se pone en marcha su desarrollo para obtener el servicio, producto o prototipo, según sea el caso.

* Se caracteriza por generar mucha tensión en los grupos de alumnos, en virtud de la proximidad de la entrega.

Actividades * Discusión en torno al problema.* Búsqueda de información relevante.* Entrevistas con expertos en el área.

* Evaluación de las posibles maneras de resolver el problema.* El problema puede dividirse en subpartes para mayor detalle.

* Se establece una solución al problema.* Se establece el plan de trabajo y roles para generar el producto.

* Elaboración de un informe en donde se documente el proyecto, conclusiones y conocimientos adquiridos.

Evaluación de proyectoSe sugiere utilizar rúbricas o listas de cotejo que consideren indicadores rela-cionados con:

Desempeño Colaboración Valores Servicio Producto Desarrollo

Trabajo del equipo

Conclusiones Reporte Exposición

Problema

Creatividad Fuentes de información

Calidad de materiales

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tu libroConoce Conoce tu libro

Conoce Conoce otras secciones

Además, cuenta con una sección de bibliografía sugerida para que puedas

investigar más sobre cada tema.

Datos alternosA un costado de cada página encontrarás infor-mación adicional que te servirá para entender un poco más el tema que estés estudiando; por ejemplo: Biografías, Date cuenta, ¿Sabías qué...?, Asómate, En la web, ¿Lo recuerdas?, Reflexiona, entre otros.

Aplicación de saberesPara que puedas aplicar tus conocimientos a situa-ciones cotidianas, así como analizar problemáticas en tu comunidad y en el mundo en general.

Instrumentos de evaluaciónFormatos prácticos y concretos que te permitirán autoevaluarte y alcanzar así un mejor desempeño. Puedes encontrar tanto actitudinales como de conocimiento. Por ejemplo: guías de observación, listas de cotejo, autoevaluación, etcétera.

ActividadesA lo largo de cada bloque encontrarás actividades que te servirán para aplicar los conocimientos ad-quiridos. Están divididas en actividades individuales (Manos a la obra) y grupales (Entremos en acción).Cada actividad se acompaña con unos iconos, los cuales están relacionados con cada una de las com-petencias que debes desarrollar a lo largo de tus estudios de nivel medio superior.

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»Promueve el respeto hacia los demás y hacia las decisiones democráticas del país, así como el respeto a los derechos humanos

1. Elabora una definición de democracia.

2. Presenta un ejemplo de democracia directa y otro de democracia indirecta.

La democracia, entendida como una forma de organización social cuya carac-terística principal consiste en que las personas elijan de manera libre, volun-taria y pacífica a sus gobernantes o representantes posee tres valores que la alientan: la dignidad, la igualdad y la libertad.

Dignidad.

El término dignidad hace referencia al valor que cada hombre posee por sí mis-mo y en sí mismo debido a la facultad racional que posee, la cual les permite gozar de la libertad para llevar a cabo actos responsables. A lo largo de la his-toria podemos encontrar una serie de pensadores que ha reflexionado sobre el tema, entre quienes podemos destacar a Giovanni Pico della Mirandola y Kant. En la obra de estos autores encontramos la idea de que sólo aquel hom-bre que sea capaz de gobernarse a sí mismo, a partir de normas que emanen de él mismo, puede ser dueño de sus acciones y en consecuencia ser libre y autónomo.

La dignidad humana, como valor esencial, irrevocable e intransferible de todo hombre, independientemente de la condición social, económica, racial y sexual, se considera un valor de la democracia y constituye la base de todos los derechos humanos. La Declaración Universal de los Derechos Humanos, en su Art. 1, lo expresa de la siguiente manera: “Todos los seres humanos nacen libres e iguales en dignidad y derechos y, dotados como están de razón y con-ciencia, deben comportarse fraternalmente unos con otros”.

Igualdad.

El reconocimiento de la dignidad como característica esencial del ser humano, plasmada en la Declaración Universal de los Derechos Humanos, y reconocida como un valor que promueve la democracia, nos lleva a identificar un segundo valor que se promueve a partir de las prácticas democráticas: la igualdad. El concepto de igualdad se entiende como la inexistencia de discriminación en-tre los seres humanos, independientemente de su sexo, color de piel, credo o preferencia sexual.

Un claro ejemplo del respeto a la igualdad que todos los seres humanos po-seemos se encuentra contenido en el Art. 2 de la Declaración Universal de los Derechos Humanos, mismo en que se señala:

“Toda persona tiene todos los derechos y libertades proclamados en esta Declaración, sin distinción alguna de raza, color, sexo, idioma, reli-gión, opinión política o de cualquier otra índole, origen nacional o social, posición económica, nacimiento o cualquier otra condición.

1. ¿Qué entiendes por valor?

2. ¿De qué manera consideras que poseer un conjunto de valores ayude a mejo-rar la vida del ser humano?

VALORES DE LADEMOCRACIA.

Actividad introductoria

Giovanni Pico della Mirandola (1463-1494) fue un humanista y pen-sador del renacimiento que escribió un ensayo titulado Discurso sobre la dignidad del hombre.

Actividad

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»Promueve el respeto hacia los demás y hacia las decisiones democráticas del país, así como el respeto a los derechos humanos

¿En qué ámbitos de la realidad y de qué manera observas reflejado el respeto al diálogo y consenso?

En la actualidad, para apreciar la importancia de la democracia como sistema político, y comprender con profundidad sus valores, es necesario establecer el significado de ciertos conceptos con los que se le relaciona directamente; tales conceptos son sociedad, poder, ley, Estado, derecho y legalidad. Sólo a través de la relación entre estas nociones es posible plantear con claridad la necesi-dad de un Estado de derecho, que es una forma moderna de Estado. El Estado de derecho tiene su origen en el siglo �� y surge como consecuencia del in-tento por consumar los principios de la democracia por parte de los regímenes liberales, en oposición a cualquier tipo de sistema político que promueva el autoritarismo o absolutismo en el ejercicio del poder.

El Estado de derecho, que es propio de las sociedades democráticas contem-poráneas, a diferencia de cualquier otro tipo de Estado, actúa conforme a de-recho y al mismo tiempo se somete a ese mismo derecho; en este sentido, la legalidad es un elemento inherente que valida y sostiene su autoridad frente a los individuos y las instituciones. Resulta que la única manera posible de ga-rantizar la convivencia armónica en cualquier sociedad humana es mediante la existencia y reconocimiento de un poder político, que se instaure con total independencia de intereses particulares o de grupos que no buscan el bien común; así, en todas las sociedades desarrolladas el Estado de derecho es la organización que ostenta ese poder político con la finalidad de lograr el bien común.

Para comprender el concepto de Estado de derecho es necesario tener en cuenta ciertas nociones que nos proporcionarán un marco teórico de referen-cia para vislumbrar con mayor claridad el significado y valor de la democracia.

El concepto de sociedad hace referencia a una comunidad organizada en don-de algunos de sus integrantes ostentan y manifiestan un poder sobre el resto de los integrantes de esa misma comunidad; si este poder es aceptado y reco-nocido por todos, entonces se facilita la vida pacífica de la comunidad orien-tándola al bien común. Resulta evidente el hecho de que existe una relación entre derecho y sociedad, puesto que la misma sociedad es la que se otorga ese derecho para regular las relaciones entre sus miembros. En toda sociedad, incluso en las más primitivas, encontramos una normatividad que rige las rela-ciones de convivencia entre los miembros de la comunidad.

El Estado puede definirse como la organización política o estructura de poder de un país, que se asienta sobre un determinado territorio y población. Es así que los tres elementos que lo caracterizan son el poder, el territorio y el pue-blo, cada uno de los cuales hace referencia a una realidad específica.

El poder se entiende como la capacidad que poseen el Estado o los aparatos institucionales para imponer y obligar a la sociedad o a un solo individuo el cumplimiento de determinados actos. En este sentido, el poder ejercido me-diante la coacción o amenaza del uso de la fuerza o violencia legítima es nece-sario para asegurar la buena convivencia humana dentro de un espacio físico o territorio. El ejercicio del poder está reglamentado a través de normas o leyes

1. En muchos discursos de políticos o de algunas autoridades municipales, esta-tales o federales escuchamos la expresión: “en México nadie está por encima de la ley”. Establece a continuación qué es lo que entiendes tú por esta frase:

2. Constantemente en las noticias de la televisión y en el radio, así como en re-vistas y periódicos, e incluso las personas que están a nuestro alrededor uti-lizan constantemente los términos de Estado, legalidad y derecho; defínelos de forma intuitiva:

3. A propósito de la “guerra” actualmente, a declarada por el Gobierno Federal en contra de la delincuencia organizada, describe qué es lo que entiendes por Estado de derecho y por Estado fallido:

ESTADO DE DERECHO Y APEGO A LA LEGALIDAD


Benito Mussolini (1883-1945). Gobernante italiano, fundador del fas-cismo, que es una forma de gobierno totalitarista, caracterizada por ser nacionalista, antiliberal y antisocialista.

Liberalismo: doctrina po-lítica, económica y social que sostiene como premi-sa principal el desarrollo de la libertad personal individual, y a partir de ella el mejoramiento de la sociedad.

El absolutismo es un sistema político que le confiere todo el poder del Estado a un solo individuo o grupo.

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B1Practica el proceso comunicativo

En plenaria contesten:¿Existe comunicación en esta fotografía? ¿Qué comunica? ¿Por qué?

¿Qué elementos intervienen en la comunicación?

¿Conocen otro pueblo que se esté convirtiendo en “pueblo fantasma”?, ¿cuál es?

En el momento de contestar las preguntas se percataron de la dificultad para responderlas, pues no conocían el lugar; por lo tanto, quizá se les complicó. Se preguntarán el porqué; la respuesta es muy fácil: se debe a que ustedes llevaron a cabo el circuito de la comunicación, mas no conocían todos los ele-mentos. Ahora los recordaremos:

Una vez que ya identificaron estos elementos, con base en este diagrama contesten las siguientes preguntas:

¿Quiénes intervinieron en la comunicación? ¿Quién fue el emisor? ¿Quién fue el receptor? ¿Cuál fue el mensaje?

¿Cuál o cuáles códigos emplearon? ¿Cuál fue el contexto? ¿Hubo canal?, ¿cuál fue?

¿Aún no han recordado quién es quién? No se preocupen; repasaremos la fun-ción de cada uno de los elementos de la comunicación.

Emisor es la persona que produce y transmite el mensaje, utilizando un código determinado; puede combinar distintos códigos.

Receptor es la persona que recibe el mensaje, identifica el código y lo comprende, mediante un proceso de decodificación o descifra-do.

Mensaje es la información que se transmite; utiliza un código específico o combina varios códigos.

Código es el conjunto de signos o señales que se combinan siguiendo determinadas reglas conocidas por los interlocutores.

Contexto es el entorno compartido por los interlocutores. El contexto está integrado por los factores psicológicos sociales que dan sentido al mensaje, pudiendo reconocer diferentes tipos:

Contexto lingüístico: el significado de las palabras depende de las otras palabras.

Contexto situacional: el significado de las palabras depende de la situa-ción del hablante en el espacio, en el tiempo y en el diálogo.

Contexto socio-histórico: las palabras adquieren significado, dependien-do del cúmulo de conocimientos que tiene el hablante por el he-cho de vivir en algún lugar.

Canal es el medio físico por el cual se transmite y circula el mensaje. Existen dos tipos: los naturales y los artificiales. Los naturales in-corporados en el organismo humano: los cinco sentidos (gusto, olfato, vista, audición y tacto), y los artificiales son los medios o mecanismos que el hombre ha creado para transmitir mensajes, tales como el teléfono, radio, cine, televisión, telégrafo, inter-net, etcétera.

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Metalingüística se emplea para preguntar por el significado del propio mensaje o para explicarlo, es decir, se emplea para hablar de la lengua (código), como sucede en las gramáticas, diccionarios o cuando alguien pregunta por el significado de una palabra y el otro le contesta.Fática o de contacto se centra en el canal y es utilizada por el emisor para cerciorarse de que éste funciona, para empezar, mantener o finali-zar una comunicación o para llamar la atención del receptor: ¿qué dijo?, ¿podría repetir?, ¡no escuché!Poética o estética se centra en la presentación del mensaje, elaborándo- lo de forma original para llamar la atención sobre éste mismo, sobre su belleza al expresarlo, y no sobre su contenido (función representativa). Se emplea, sobre todo, en los textos literarios, aunque no es exclusiva de los mismos.

No en todo acto comunicativo deben estar presentes todas las funciones. De-penderá del contexto de los hablantes determinar cuál es la dominante o si se presenta una combinación de éstas.

Por otra parte, se deben tomar en cuenta las diferentes formas llamadas nive-les o registros de lengua:

El lenguaje formal o culto utiliza correcta, y de forma apropiada, el léxi- co abundante y preciso en el que figuran cultismos y tecnicismos. Los primeros son palabras poco o nada modificadas que proceden del latín o del griego; los segundos son palabras propias de las artes, de uso uni-versal y con un significado unívoco.El lenguaje coloquial se utiliza en las conversaciones familiares y entre amigos, de forma espontánea y natural, con un léxico más limitado y menos preciso en el que abundan las expresiones y muletillas.El lenguaje vulgar utiliza un léxico escaso con abundantes incorreccio- nes fonéticas, morfológicas y sintácticas y, muchas veces, con signi-ficado distinto del que tiene en la lengua común. Son propias de este nivel las jergas o argot que utilizan para comunicarse entre sí los indi-viduos de una profesión, un oficio o un grupo social muy definido (la gente del hampa, los estudiantes, la gente snob, etc.).

El nivel o registro empleado por los interlocutores depende de la situación co-municativa. No siempre se va a utilizar el o los mismos niveles, ya que con éstos demostraremos nuestro nivel socio-económico y cultural.

Instrumentos de evaluación

Fecha de elaboración:

Institución educativa:

Semestre:

Grupo:

Coevaluación: BLOQUE 1

Integrados en equipos, observen las fotografías.1. Elijan una de éstas.2. Con base en la imagen, creen una historia en la que se encuentren las funciones del 3. circuito de la comunicación.Al concluir intercambiarán su historia. Con el ejercicio de otro equipo, verificarán si 4. los aspectos de la historia son aceptables a partir de la siguiente lista de cotejo.En plenaria socializarán sus trabajos.5.

Figura 1.2 Biblioteca histórica del Colegio Pre-paratorio de Xalapa.

18

B1

19


Figura 1.8 Los volcanes Popocatépetl e Iztaccíhuatl.

Figura 1.7 Entrada a la ciudad de Oaxaca.



Semestre:

Grupo:

Lista de cotejo

Guía de observación

Equipo No. Sí No

1. Participan activamente.

2. Respetan la opinión de los compañeros.

3. Son creativos en su propuesta.

4. Son creativos en la presentación de su propuesta.

5. Utilizan material creativo.

6. Es aplicable a su contexto.

Observaciones:

Revisó el equipo No____

Nombre de los integrantes del equipo:

Aspectos observables Sí No

1. La historia se desarrolla con base en una fotografía.

2. La historia es creíble.

3. Se encuentran presentes los elementos base del circuito de la comunicación.

4. El contexto corresponde a la fotografía.

5. Existe un canal.

6. El código empleado en la historia es conocido.

7. La letra es legible.

Observaciones:

Nombre de los integrantes del equipo revisor:

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ConceptoLa evaluación es un proceso sistemático y riguroso de recopilación de datos, de manera que sea posible disponer de información continua y significativa para conocer la situación, formar juicios de valor respecto a ésta y tomar las decisiones adecuadas para proseguir la actividad educativa, mejorándola pro-gresivamente.

Todo proceso de evaluación se fundamenta en una concepción de educación o en una postura epistemológica en torno al conocimiento, la enseñanza y el aprendizaje, además de una definición de sociedad, de hombre y de familia.

La evaluación de competencias• Reconoce que la competencia es la integración de habilidades, conocimien-

tos y actitudes que se ponen en movimiento para resolver un problema o para actuar convenientemente en un contexto específico.

• Considera que la competencia se va desarrollando al entrar en contacto con la propia tarea, proyecto, elaboración o problema.

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• Trasciende la valoración de contenidos memorísticos al evaluar aprendiza-jes constituidos por contenidos conceptuales, factuales, declarativos, y por contenidos referidos a los comportamientos, valores, actitudes, habilida-des, destrezas y desempeños manuales.

• Se lleva a cabo como un acompañamiento del proceso de aprendizaje, que transita por contextos tanto personales como situacionales.

• Se basa en evidencias –actuaciones o construcciones de los alumnos rela-cionadas con la(s) competencia(s) establecida(s)– que permitan determi-nar el grado de adquisición de la competencia y las posibles vías para su pleno desarrollo.

• Implica técnicas e instrumentos que permitan ofrecer un juicio valorativo integral.

• Contempla diversos tipos de evidencias:

Conocimiento Refiere a contenidos declarativos, factuales y conceptuales.

Producto Alude a la consideración del producto y de las acciones reali-zadas en su construcción.

Desempeño Concierne a la actuación de los estudiantes en determinadas actividades dentro del proceso educativo.

ActitudRemite a comportamientos observables durante el proceso, los cuales deben estar en correspondencia con las actitudes relacionadas con la competencia a desarrollar.

• Se caracteriza por ser:

Holística Integra conocimientos, habilidades y actitudes en relación con un contexto.

Permanente Presente a lo largo del proceso de desarrollo de la compe-tencia.

Participativa Involucra a los protagonistas del aprendizaje: alumnos, do-centes, familiares.

Contextual Considera el entorno de los estudiantes y el contexto en el que se desarrolla la competencia.

conocimientos

habilidades

destrezasvaloresactitudesaprendizaje

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Flexible Se construye en el interior de cada asignatura.

Formativa Posibilita hacer las modificaciones a los procesos de ense-ñanza y aprendizaje.

Comprensiva Valora aspectos en forma integral y con la participación de los involucrados.

Técnica Emplea diversos métodos e instrumentos para la emisión de juicios.

En su planeación se requiere contestar seis interrogantes:

¿Para qué?

¿Cómo?

¿Quién?

¿Cuándo?

¿Qué?

Elección de la metodología Técnicas de la evaluación*Observación*Simulación*Proyectos*Estudios de casos*Portafolio

Precisión de la finalidad o propósito de la evaluación.

Propuesta metodológica

de Tejeda (1998)

Lo que se va a evaluar, el objeto de la evaluación.

Especificación de los instrumentos de evaluación:*Lista de cotejo*Guías de observación*Rúbricas*Pruebas objetivas

Determinación de los momentos de evaluación: al principio, durante y al final del proceso educativo *Diagnóstica*Formativa*Sumativa

*El facilitador del programa

*Los propios alumnos*Pares*Instancias externas

-Heteroevaluación-Coevaluación-Autoevaluación

¿Con qué?

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• La planeación de una estrategia o técnica de evaluación debe considerar:

Métodos Instrumentos Evidencias

Observación

Comprobación

Autoinforme

Simulación

Tipos de reactivos

Registros* Anecdóticos* Acumulativos

Listas de cotejo

Escalas* Numéricas* Gráficas* Estimativas

Cuestionarios* Abiertos* Guiados

Mapas* Conceptuales* Mentales

Tablas

Figuras* Geométricas* Geográficas* Gráficas* Fotografías* Dibujos

Cuadros* De referencia* Comparativos

Opción múltiple o simple

Falso o verdadero

Correlación o relación de columnas

Respuesta breve, complementos o canevá

Proyectos

Estudios de casos

Portafolio

Informes* Abiertos* Cerrados

Entrevistas* Abiertas* Estructuradas

Pruebas* Orales* Escritas* Actuación

Pruebas

Productos escritos* Resumen* Síntesis* Comentarios* Reportes* Informes* Paráfrasis* Artículos

Jerarquización u ordenamiento

Elección de elementos de un listado

De base común o multiítemDe ensayo o composición por temas

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¿Qué es?Estrategia educativa integral, constituida por una serie de actividades enfocadas a resolver en un tiempo determinado un problema contextualizado en el entorno, o bien, orientadas a crear un servicio o un producto.

ObjetivoAprender haciendo a través de una metodología: identificación del problema, planeación, ejecución y evaluación.

Características Ventajas

Planteamiento de problemas prácticos que representen un desafío para los estudiantes.

Centrados en el estudiante y dirigidos por éste.

Organizados en inicio, desarrollo y conclusión.

Proceso planeado, orientado a la formación de una o varias competencias.

Diseño de tareas que demanden conocimientos previos, incorporación y aplicación de saberes nuevos e interdisci-plinarios.

Establecimiento de un calendario de ejecución.

Trabajo en equipos colaborativos.

La solución, el producto o servicio trasciende el espacio escolar.

Desarrolla competencias comunicativas.

Impulsa el trabajo interdisciplinario.

Fomenta las relaciones interpersonales y el trabajo en equipo.

Promueve habilidades de investigación, planeación, organización, ejecución y evaluación.

Favorece la capacidad para formular objetivos, metas, propósitos, etcétera.

Incrementa la motivación y favorece el juicio crítico y la toma de decisiones.

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Integración del proyecto

Situación o problema

Descripción del propósito

Especificacionesde desempeño

Normatividad Participantes Evaluación

Descripción del problema, servicio o producto.

Breve explicación del objetivo del proyecto.

Determinación de criterios de calidad que debe cumplir el proyecto.

Reglas, guías e instrucciones para desarro-llar el proyecto.

Relación de integrantes y funciones.

Criterios para valorar el desem-peño, la solución, servicio o producto.

Etapas del proyecto

MétodosAnálisis delproblema

Resolución del problema

Características

Elaboración del producto

Se presenta el problema dentro del contexto.

Se evalúa su relevancia y se discuten posibles soluciones.

Se determina el nivel de profundi-dad con el que van a estudiarse los contenidos.

Reporte

Se establece la posible solución y se pone en marcha su desarrollo para obtener el servicio, producto o prototipo, según sea el caso.

Se caracteriza por generar mucha tensión en los grupos de alumnos, en virtud de la proximidad de la entrega.

Actividades

Discusión en torno al problema.

Búsqueda de información relevante.

Entrevistas con expertos en el área.

Evaluación de las posibles maneras de resolver el problema.

El problema puede dividirse en subpartes para mayor detalle.

Se establece una solución al problema.

Se diseña el plan de trabajo y roles para generar el producto.

Elaboración de un informe en el que se documente el proyecto, conclusiones y conocimientos adquiridos.

Evaluación del proyectoSe sugiere utilizar rúbricas o listas de cotejo que consideren indicadores rela-cionados con:

Desempeño Colaboración Valores Servicio Producto Desarrollo

Trabajo del equipo

Conclusiones Reporte Exposición

Problema

Creatividad Fuentes de información

Calidad de materiales

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Estudio de caso

¿Qué es?Es un método pedagógico activo para situaciones problemáticas que se presentan a un grupo, con la finalidad de que sus integrantes reflexionen, analicen y discutan de manera colaborativa acerca de las posibles soluciones. La situación descrita puede ser real o hipotética, pero construida con evidencias análogas a aquellas de la vida real.

¿Cuáles son sus caracterís-ticas?

• Requiere de los profesores el desarrollo de competencias básicas como las culturales, pedagógicas, instrumentales y personales.

• Demanda conocimientos previos sobre el tema a tratar.

• Se trabaja sobre situaciones concretas basa-das en la realidad.

• Precisa de un diagnóstico.• Debe proporcionar información y forma-

ción en un dominio del conocimiento o acción.

• Se construye a través del conocimiento de otros.

¿Cómo se estructura para su aplicación?

• Se diagnostica y analiza un problema y se discute sobre sus posibles soluciones.

¿Cómo se organiza?• A través de una metodología innovadora

basada en el aprendizaje por indagación, desde un enfoque interdisciplinario.

¿Qué hace el profesor?

• Apoya a los estudiantes para identificar y desarrollar el estudio a partir de un proble-ma o situación.

• Actúa como facilitador y orientador del alum-nado.

• Promueve aprendizajes significativos.• Reflexiona sobre su propia práctica.

19

Estudio de caso

¿Qué hacen los alumnos?Preguntan, reflexionan, investigan, discuten y crean.

¿Qué aprendizajes fomenta?

De tipo significativo y entrena para el trabajo colaborativo.

¿Cuáles son las ventajas?• Hace énfasis en el aprendizaje centrado en el alumno a través del uso

de las tic, para apoyar las necesidades surgidas de los nuevos contextos de enseñanza de los estudiantes.

• Apoya a los estudiantes en los aprendizajes para la vida.• Desarrolla competencias genéricas, docentes y disciplinares.• Entrena a los estudiantes en la elaboración de soluciones válidas a pro-

blemas de carácter complejo.• Es un método que se adapta a todas las áreas de conocimiento.• El producto final puede tener una proyección dentro y fuera del aula.• Es formativo, ya que fortalece situaciones de intercambio en el espacio

académico.

¿Cuáles son las desventajas?• No se recomienda para grupos numerosos, debido a que puede per-

derse el control del grupo.• Es muy importante no perder la guía en el debate.• El profesor es el que lleva la carga y el que tiene que ir creando y ha-

ciendo que la asignatura avance. Es un trabajo que requiere gran dedi-cación y tiempo.

• Si no se plantea bien, se corre el riesgo de no cerrar la estrategia.• No olvidar los propósitos en ningún momento del desarrollo.

¿Cómo se evalúa?• La evaluación es continua.• El profesor tiene que estar constantemente trabajando y aportando

también sus principales ideas hasta finalizar la estrategia.• La evaluación se realiza en la medida en que el estudiante haga explíci-

tas sus preguntas, se procese la información y se propongan soluciones.

20

Conceptualización del portafolio

Modalidad de evaluación que, de acuerdo con un propósito, compendia evi-dencias de aprendizaje para mostrar los progresos y logros alcanzados por los estudiantes en un área de contenido durante un periodo determinado.

Utilidad del portafolio

Como una técnica para evaluar el desempeño, el portafolio permite:

• Explorar el desarrollo de los procesos de enseñanza y aprendizaje e introducir oportunamente las modificaciones adecuadas.

• Orientar las transformaciones en las prácticas en el aula, con el propó-sito de optimizar el proceso educativo.

• Identificar los aprendizajes de contenidos conceptuales, procedimen-tales y actitudinales.

• Registrar los progresos para valorar la calidad del esfuerzo y el desem-peño.

• La participación del alumno en la determinación de los criterios para seleccionar y evaluar las evidencias.

• Involucrar a los alumnos en la evaluación de sus productos y de su des-empeño, a fin de fomentar la responsabilidad y la autoestima.

• Promover la autoevaluación y el control de los aprendizajes.• Obtener un panorama amplio y profundo de lo que el alumno es, de lo

que sabe y de lo que puede realizar.

Sugerencias para su evaluación

• Establecer el objetivo del portafolio para orientar el tipo de evidencias a incluir. Determinar la estructura: carátula, secciones, unidades, capí-tulos, carpetas, etcétera.

• Delimitar la organización de las evidencias, ya sea por orden cronoló-gico, por categoría, entre otras.

• Acordar las características que deben presentar las evidencias: forma-to, título, márgenes, etcétera.

• Formalizar junto con los alumnos los criterios de evaluación del porta-folio.

• Diseñar evaluación por rúbricas.• Proyectar formatos de autoevaluación y coevaluación del aprendizaje.

21

Conceptualización del portafolio

• Especificar el uso y conservación del portafolio.• Precisar la forma en que serán comunicados los resultados.• Permitir a los alumnos incluir productos que consideren evidencia de

aprendizaje.• Fomentar la creatividad de los alumnos a través del diseño del portafo-

lio.• Emplear criterios concretos que posibiliten advertir las áreas de logros

y comportamientos, así como los nichos de oportunidad.• Debatir sobre las metas a alcanzar durante las actividades.• Comentar los progresos y las insuficiencias observadas.

Integración del portafolio

Las evidencias que constituyan el portafolio deben guardar correspondencia con el objetivo propuesto, con el fin de exponer el procedimiento empleado para la consecución de la meta planteada. En consecuencia, se recomienda incluir:

• Productos elaborados por los estudiantes, los cuales deben acompa-ñarse de breves informes que expliquen qué son, por qué se seleccio-naron y de qué son evidencia.

• Escritos realizados por otros agentes educativos, en los cuales se da testimonio del desempeño y del progreso del alumno.

• Documentos que muestren las actividades normales, así como aque-llos productos elaborados por iniciativa propia.

• Documentos o producciones de expertos relacionados con el área de contenidos del portafolio, y que contribuyen al logro de la meta esta-blecida.

• Evidencias que muestren los cambios en las concepciones de los con-tenidos, la capacidad del alumno en la toma de decisiones y el impacto de éstas.

• Reflexiones sobre el desempeño del estudiante y del docente.• Comentarios, sugerencias y conclusiones acerca de lo realizado, de la

organización y la evaluación del portafolio.• Rúbricas de evaluación para cada evidencia.• Formatos de autoevaluaciones y coevaluaciones.

22

Criterios de evaluaciónLa determinación de los criterios de evaluación debe partir de la consideración del objetivo del portafolio, la meta establecida y el tipo de evidencias; por ello, se recomienda emplear rúbricas, listas de cotejo y hacer participar a los alum-nos a través de autoevaluaciones y coevaluaciones.

Respecto a la valoración del portafolio, pueden contemplarse los siguientes indicadores:

• Presentación. Identificación y localización precisa de la persona que lo elabora y de las evidencias.

• Redacción. Apego a la normatividad de la expresión escrita.• Pertinencia. Inclusión personal de documentos y materiales (activida-

des complementarias, videos, entrevistas, sugerencias, comentarios) que evidencien el desempeño, las actitudes, las habilidades y los pro-gresos del alumno.

• Organización e integración. Adecuada composición y disposición de las evidencias, con el fin de mostrar el proceso seguido por el alumno.

23

Normatividad de evaluación

Evidencias o productos de aprendizaje Pesos porcentualesEvidencias ____ %Examen ____ %

Primer parcial

Segundo parcial

Evidencias ____ %Examen ____ %

Evidencias ____ %Examen ____ %

Evaluación final

• Puntualidad y tolerancia al retraso.• Retardos (si se considera este criterio, no se aplicará el de la tolerancia).• Porcentaje de asistencia (Manual de Acreditación).• No se permiten aparatos electrónicos (celulares, iPods, cámaras, etc.).• La entrega de productos, así como la aplicación de exámenes, estará sujeta a la fecha, hora y lugar

que determine de manera oficial la institución.

Normatividad del curso

Generales EspecíficosObjetivos del curso

DIRECCIÓN GENERAL DE BACHILLERATO

Esc. de bachilleres ____________________________________________________________________________Encuadre de _________________________________________________________________________________ Asignatura o actividad paraescolarNombre del docente___________________________________________________________________________Nombre del alumno:__________________________________________________________________________Horario de clase:______________________________________________________________________________

Ubicación de la asignatura en relación con el componente de formación básica

Firma del alumno Firma del padre o tutor

Formato de encuadre

IntroducciónEl hombre puede establecer una relación armónica con el mundo si logra comprenderla mejor, en este proceso la química desempe-ña un papel importante. Esta es la razón por la que en el libro se describen los elementos más relevantes de esta materia, desde el desarrollo científico, la estructura atómica, hasta la interpretación de una reacción química con sus cambios energéticos.

En la obra se persigue que los alumnos del bachillerato desarrollen sus habilidades y adquieran el gusto por la ciencia, sin el temor de enfrentarse a conocimientos difíciles que no alcancen a satisfacer sus expectativas. Este libro presenta diversas actividades que de-ben llevarse a cabo para propiciar en nuestros estudiantes el desa-rrollo de las competencias que les ayuden a ser mejores personas, con el nivel adecuado para enfrentarse a los retos que tendrán más adelante, lo que indudablemente los llevará a construir una socie-dad mejor. Por estas razones, no debe verse a este trabajo como un simple libro de texto lleno de conceptos, sino como una herra-mienta que ayude al desarrollo de las competencias que como ba-chilleres y personas deben alcanzar.

Introducción

BLO

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ENCI

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DE

AP

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»Identifica a la química como unaherramienta para la vida

• Comprende el concepto de química.• Reconoce los grandes momentos del desarro-

llo de la química.• Reconoce los pasos del método científico.• Comunica las conclusiones.

1

BLO

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PET

ENCI

A» El estudiante reconoce a la química

como parte de su vida cotidiana, al observar el progreso que ha tenido ésta a través del tiempo y la forma en que se desarrolla al emplear el método cien-tífico para resolver problemas relacio-nados con la salud, la alimentación y la tecnología, y comprender el mundo que le rodea, así como la relación con otras ciencias que conjuntamente han contri-buido al desarrollo de la humanidad.

• Muestra utilizando una línea del tiempo, los grandes momentos del desarrollo de la química.

• Expresa de manera oral o escrita la definición de química y las ciencias con las que se relaciona.

• Mediante una actividad diagnóstica, y evaluando con una tabla de cotejo demostrará la comprensión del método científico.

• Expresa la importancia que tiene la química, ubicando las aplicaciones de ésta en sus acti-vidades cotidianas.

• Relaciona la química con otras ciencias.• Aplica los pasos del método científico.

• Desarrolla un sentido de responsabilidad y compromiso.

• Valora las aplicaciones de la química en su vida cotidiana y en el desarrollo de la humanidad.

• Promueve el trabajo metódico y organizado.

28

B1 �B1 �El entendimiento del mundo que nos rodea pasa inevitablemente por la quí-mica, de ahí la importancia de su estudio. En este primer bloque echaremos un pequeño vistazo a la química en la historia, además de considerar la aplicación del método científico.

Química. Es la ciencia que se encarga de estudiar las transfor-maciones y propiedades de la materia y su interrelación con la energía.

En plenaria realicen una lluvia de ideas con las siguientes preguntas propuestas.

1. ¿Qué otra definición puedes dar tú?

2. ¿En qué estado se encontraba la química hace 500 años?

3. ¿Cómo se ha desarrollado la química en México?

INTRODUCCIÓN

LA QUÍMICA: UNA CIENCIA INTERDISCIPLINARIA


B1 �

29

B1 �Identifica a la química como una herramienta...

Figura 1.1 Renacimien-to. Época en la cual vuelve a florecer el conocimiento.

A través de los años el hombre ha utilizado diferentes formas de energía, la primera fue el fuego, mucho tiempo después la electricidad y recientemente la nuclear. ¿Te imaginas tu vida sin luz?, ¿sin medicamentos?, ¿sin televisión?, ¿sin gel?, ¿sin música? ¿Quiénes intervinieron para alcanzar estos logros?

Para dar respuesta a este tipo de preguntas debemos dar un breve vistazo a la historia:

Prehistoria y Antigüedad (aprox. 300,000 años a.C. -siglo v a.C)

Se considera que el fuego fue el descubrimiento con el cual el hombre tiene su primera aproximación a la ciencia y la química, ya que no sólo daba luz y calor en la noche, sino que también ayudaba a protegerse contra los animales salvajes. Además, observó que el fuego ocasionaba un cambio químico al ser puesto en contacto con diferentes materiales, el cual podía reproducir continuamente.

Poco a poco, el hombre fue descubriendo empíricamente –durante la prehisto-ria– propiedades químicas de algunos materiales que le facilitaron su estancia en la tierra, como cocinar los alimentos, la elaboración del pan y la cerveza e incluso la metalurgia y algunas propiedades medicinales de distintas plantas y minerales.

Época Clásica (Grecia): siglos V a.C.- III d.C.

Se formulan los primeros pensamien-tos filosóficos sobre la naturaleza de la materia, tratando de explicar de qué estaban formadas las cosas. Aristóteles pensaba que las sustan-cias estaban formadas por cuatros elementos: tierra, aire, agua y fue-go y, por otro lado, en ese tiempo Leucipo y Demócrito señalaban que las cosas estaban constituidas por átomos, los cuales eran partículas pequeñas indivisibles.

Edad Media: siglos v-xv

Nace la alquimia e impera el mis-ticismo, el cual se emplea como explicación de la naturaleza de los fenómenos químicos, por lo que la teoría atómica es sepultada durante cientos de años. Es importante se-ñalar que durante este periodo pre-

30

B1 �B1 �

Figura 1.2 Comienzos de la medicina moderna.

valeció la doctrina cristiana, viéndose limitado el desarrollo de la ciencia por la presencia de la Santa Inquisición.

Aunque los alquimistas trataban de elevar su espiritualidad a través del conoci-miento, han sido recordados sólo por su búsqueda del llamado elixir de la vida para obtener la eterna juventud y de la piedra filosofal para transformar las co-sas, como el plomo en oro. En estas investigaciones no se encontró lo esperado, pero se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la separación de elementos, lo que de alguna forma fue dando las bases de la química actual.

Edad Moderna: siglos xv-xviii

En el renacimiento, durante los siglos xvi y xvii, se registra el origen de la quími-ca moderna. Científicos importantes estudiaron el comportamiento y propie-dades de los gases, y establecieron técnicas específicas de medición. Destacan Joseph Priestley y Henry Cavendish, descubridores, respectivamente del oxí-geno y el hidrógeno, elementos químicos fundamentales para la vida puesto que forman la molécula del agua. Poco a poco se fue refinando el concepto de elemento como una sustancia que no podía descomponerse en otras. También en esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de combustión y se hicieron adelantos en el uso de sustancias curativas, lo cual dio origen a la iatroquímica (estudio de las sustancias curativas) e impulsó el desarrollo de la medicina.

La época de la Ilustración del siglo xviii en Francia marca un periodo en el que los primeros científicos modernos hacen uso de la experimentación para dejar de lado los conceptos de la alquimia. La química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental, ya que se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenóme-nos. En el proceso de combustión de la materia, Lavoisier descubrió el papel que jugaba el oxígeno, gracias a la realización de mediciones que le permitieron ob-tener conclusiones basadas en datos y no en simples especulaciones filosóficas. De tal manera, al formularse una explicación del fenómeno de la combustión, la teoría del flogisto fue desechada y se colocó sólidamente uno de los pilares fundamentales de la química.

B1 �

31


A partir de este momento fue posible generalizar el uso de los conceptos de óxi-do, ácido y sal, y sistematizar los conocimientos de la época, empezando por la nomenclatura de la química moderna. Es de especial relevancia la formulación de la “Ley de la conservación de la materia”, con la que Lavoisier afirmó que los ali-mentos se oxidan lentamente durante un periodo de asimilación, además de que dio una explicación correcta de la función respiratoria, demostrando que la suma de las masas de las sustancias que intervienen en una reacción es igual a la suma de las masas de las sustancias que se obtienen de ella.

En la actualidad la Ley de la conservación de la materia, establece que la ma-teria no se crea ni se destruye, sólo se transforma, lo que constituye la base de la explicación de las reacciones químicas.

Edad Contemporánea: siglos xix-xxi

Después de que John Dalton estableciera las bases de la teoría atómica, se em-piezan a descubrir los elementos químicos en una rápida y vertiginosa compe-tencia por ser reconocidos como los primeros en declararse ganadores; entre otros investigadores, Humphry Davy y Jöns Jacob Berzelius, descubren seis y tres elementos, respectivamente. Más de 50% de los elementos conocidos has-ta ahora son descubiertos en este periodo.

A partir del estudio de las propiedades de los elementos químicos, Dmitri Mendeléiev propone la conformación de lo que después sería la moderna ta-bla periódica, cimiento y punto de partida para entender la estructura de la materia en la actualidad.

A mediados del siglo xix, los químicos continúan experimentando con los ma-teriales y la industrialización se hace cada vez más intensa. La fabricación de nuevos materiales cerámicos, la siderurgia (fabricación del acero), la petroquí-mica (desde gas hasta fibras sintéticas, pasando por combustibles y plásticos) y la farmacéutica se constituyen en áreas comunes de la economía de todos

Figura 1.3 Relación de la química con otras ciencias.

32

B1 �B1 �los países del mundo. Los elementos químicos ya no se descubren, ahora los nuevos son sintetizados por el hombre.

A fines del siglo xix, cuando el átomo ya era aceptado como unidad funda-mental de la materia, los científicos se interesan por su naturaleza íntima, por lo que proponen modelos para explicar su estructura que cada vez son más complejos y que requieren de la física y las matemáticas para poder ser enten-didos y representados.

Como puedes constatar a través de la historia y hasta en nuestros días, los co-nocimientos de la química no se han desarrollado de forma aislada, sino que se han enriquecido y enlazado con las aportaciones de otras disciplinas, tales como: matemáticas, ingeniería, física, biología, medicina, psicología, etc. Por dar un ejemplo, cuando consumes agua embotellada, ésta ha pasado por un sinfín de tratamientos químicos, además de que la ingestión de agua potable es indispensable para el buen funcionamiento del organismo, en el cual tienen lugar diferentes reacciones químicas. Tan sólo en este proceso están involu-cradas la nutrición, la bioquímica, la fisicoquímica, e incluso la mercadotecnia para una buena venta del producto al resaltar su beneficio para la salud.

I. Investiga en tu comunidad acerca del proceso para purificar agua.II. Completa la siguiente tabla y comparte los datos con tus compañeros.

Actividad

Periodo

Nombre

Obra principal

Principal aportación a la química

Vinculación de la aportación con tu vida diaria

Relación con otras ciencias

Actividad

Actividad

B1 �

33


Actividad

MÉTODO CIENTÍFICO

Para reflexionar en grupo

La actividad científica intenta la construcción del conocimiento a partir de la expli-cación de los fenómenos desde distintas perspectivas. En este sentido, ¿cuál es la aportación de la química al conocimiento?

En el salón de clases el maestro, enciende dos velas de diferente material (una de pa-rafina y una de cera), indicando a los estudiantes que observen y anoten los aconteci-mientos de forma individual. Después de tres minutos, se tapan con un vaso de cristal cada una de las velas, anotando el tiempo en que se apagan. Continuar con la observa-ción individual y contestar las siguientes preguntas:

¿Son iguales las velas? ¿Por qué?¿Cómo te diste cuenta?Si son diferentes, ¿cómo podrías comprobarlo?Las velas del pastel de tu cumpleaños ¿se comportan igual?¿Cómo lo sabes?

Actividad

Actividad

Figura 1.4 Diferentes materiales para producir velas.

34

B1 �B1 �Divididos en parejas compartan sus respuestas en parejas. Después formen equipos e integren una respuesta; expónganla en una plenaria al resto del grupo con el fin de generar conclusiones finales. Redacta un informe escrito con las conclusiones finales (evidencia: reporte por equipo).

El maestro, por medio de una tabla de cotejo, hará una recuperación de las ideas apor-tadas por los alumnos y expondrá los conceptos del Método científico, sus pasos y su importancia en la vida diaria.

Debes recordar que la química guarda un lugar importante para la compren-sión del mundo en que nos encontramos y para el mejoramiento de nuestra vida. En la actualidad, resulta común llevar a cabo experimentos con reaccio-nes químicas para descubrir explicaciones a los fenómenos que ocurren en la naturaleza. Antes del Renacimiento pocas veces se experimentaba. Más atrás en el tiempo, en la antigüedad clásica de Grecia las ideas no eran pro-badas experimentalmente y sólo bastaba con la observación y la abstracción de esas ideas.

Para evitar que dos o más personas expliquen un fenómeno de diferente ma-nera, se fueron estableciendo pautas a seguir en el desarrollo del conocimien-to que ahora nos parecen cotidianas a las que se llama método científico. Éste incluye la observación de hechos y experimentos, la formulación de hipótesis, así como la prueba de las hipótesis que nos pueda llevar al establecimiento una ley científica, o bien a una teoría, al diseño de nuevos experimentos o el planteamiento de una nueva hipótesis.

En la observación, comenzamos por reunir información o datos de una proble-mática o fenómeno. En ese momento se puede establecer una explicación ini-cial o se diseña una serie de experimentos para que, con los datos obtenidos, se plantee una hipótesis (planteamiento de la explicación del porqué sucede lo observado o experimentado), que puede ser puesta a prueba nuevamente con otra serie de experimentos.

Pasos del método científico:

• Observación• Hipótesis• Experimentación• Resultados• Conclusión

Cuando realizamos nuestros experimentos, buscamos patrones que apoyen o refuten nuestra hipótesis. Si después de muchas observaciones y experiencias se confirman nuestras hipótesis, podemos plasmarlas en un enunciado o ecua-ción matemática llamada ley científica. No se debe olvidar que esta ley nos ex-plica cómo funciona la naturaleza de las cosas en un fenómeno dado y no debe entenderse como una ley bajo la que se tenga que regir la propia naturaleza.

Actividad

B1 �

35


En muchas ocasiones confundimos hipótesis con teoría. Cuando la hipótesis es lo suficientemente general y predice de forma consistente un fenómeno, incluso antes de que suceda y es apoyada con los resultados de muchas prue-bas o hechos, se le llama teoría o modelo. No se puede demostrar de manera absoluta que una teoría es siempre correcta, pues basta recordar que muchas teorías acerca del origen de la vida, del universo mismo, del movimiento de los planetas alrededor del sol, entre otras, se sustentan en observaciones y prue-bas, pero no se demuestran, teniendo que refutarlas o cambiarlas por nuevas explicaciones que soporten nuevas observaciones o hechos no contemplados anteriormente.

Contesta las siguientes preguntas, en algunos casos hay que marcar más de una opción.

Primera parte:I. Los alumnos contestan de manera individual en su libreta.II. Comentan en equipos las respuestas y llegan a un consenso.III. En plenaria se llega a un acuerdo del grupo sobre las respuestas correctas.

1. La lectura nos hace pensar que las culturas antiguas (como es el caso del Imperio Romano) por lo general no usaron la experimentación en el proceso de razona-miento para comprobar teorías que establecieron.

Sí / No

Se pueden tener avances científicos importantes sin aplicar el método científico.

Sí / No

2. ¿Qué sucede si los resultados observados en experimentos diseñados prueban o no una hipótesis?

3. El establecimiento de una ley científica hace posible que:a) Ciertos fenómenos en la naturaleza se rijan por ésta.b) Algunos fenómenos de la naturaleza se comporten como lo explica esa ley.c) En ocasiones, algunos eventos se comportan como lo establece la ley y otras

veces no.

Galileo Galilei fue de los primeros científicos en utilizar el método cientí-fico como lo conocemos actualmente.

Actividad

36

B1 �B1 �4. Cuando empleamos el método científico, por lo general se inicia por:

5. El hecho de que los resultados de un experimento u observaciones de ciertos acon-tecimientos contradicen una teoría aceptada, nos indica que:a) Se basó en una hipótesis errónea.b) La naturaleza cambió y esa teoría perdió actualidad.c) Sea necesario replantear la teoría, adecuarla o rechazarla.d) El experimento tuvo fallas en su diseño o las observaciones no fueron las ade-

cuadas.

6. El método científico se puede usar para:a) Rechazar hipótesis d) Proponer modelosb) Demostrar teorías e) Establecer leyesc) Reunir información f) Reglamentar experimentos

7. Una ecuación matemática que permite explicar el comportamiento de una gran cantidad de observaciones es una:a) Hipótesis b) Teoría c) Fórmula d) Ley científica

8. ¿Qué significado tiene en el texto la expresión “no se puede demostrar de manera absoluta que una teoría es siempre correcta”?a) Que los resultados obtenidos en los experimentos no son confiables.b) Que no se cuentan con las hipótesis completas.c) Que no es posible contemplar todas las manifestaciones que puedan presen-

tar ciertos fenómenos y en los que tal vez no se cumpla la teoría.d) Que es necesario establecer siempre nuevas teorías para cambiar las anterio-

res y que no se hagan obsoletas.

9. La observación de que un acontecimiento se comporte según lo predicho por una teoría hacen que ésta se:a) Vuelva ley b) Compruebe c) Sustente d) Beneficie

10. El hecho de que la teoría de la relatividad explique ciertos fenómenos y que los trabajos de Newton no, indican que las teorías anteriores no sirven:

Sí / No

Las teorías de Newton están acotadas a algunas condiciones en las cuales sí se cumplen sus predicciones:

Sí / No

Actividad

B1 �

37


Segunda parte:IV. A continuación se muestra una tabla con las respuestas que dieron a las pregun-

tas anteriores tres personajes llamados Muñeca Made, Pánfilo y Aniceto (quienes serán nuestros compañeros a lo largo de este texto y que nos ayudarán a com-prender mejor los diversos temas de química). Se sabe que uno de ellos contestó correctamente las diez preguntas.

1 En equipos de tres analicen y escojan qué personaje respondió correctamente todas las preguntas.

2 En plenaria discute cuál personaje contestó todo bien y por lo tanto cuáles son las respuestas correctas.

Actividad

Preguntas/ respuestas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pánfilo No y Sí Si son favorables, pueden llevarnos a una Ley; si no, se hace otra hipótesis y se realizan otros experimentos

a y b

Observación y toma de datos

a, c y d

b y e c a y c A Sí y Sí

Aniceto Sí y Sí Si nos dan los resultados que esperamos, apoyan la hipótesis. Si no, se debe replantear la hipótesis y generar nuevos experimentos

b La observación y toma de datos

c a, c, d y e

d c C No y Sí

Made Sí y NoNo se diseñaron correctamente los experimentos

b Recolección o toma de datos a y c a, b

y e a b y c C

No y No

38

B1 �B1 �

I. Marca la respuesta correcta en cada una de las siguientes preguntas o afirmacio-nes:

1. ¿En qué época se desarrolla la química moderna?

a) Prehistoria b) Revolución Francesa c) Renacimiento

d) Victoriana e) Bizantina

2. La aplicación de los derivados del petróleo como los plásticos se inició en la edad:

a) Antigua b) Clásica c) Media

d) Moderna e) Contemporánea

3. Investigador que sentó las bases de la química como una ciencia experimental:

a) Boyle b) Arquímedes c) Lavoisier

d) Dalton e) Einstein

4. Es un ejemplo de una hipótesis científica:

a) El azúcar –que es un compuesto orgánico– se disuelve en agua.

b) Una baja en la presión atmosférica anuncia mal tiempo (clima).

c) El crecimiento de cierto vegetal será más rápido agregando un fertilizante.

d) La sal ayuda a espantar a los fantasmas.

e) El sol aparece todos los días.

Autoevaluación

B1 �

39


Autoevaluación

5. Cuando Lavoisier reemplaza la idea del flogisto con su afirmación (hecha des-pués de haber realizado una serie de experimentos) de que cuando una sustan-cia arde o se inflama, se combina con oxígeno para formar un óxido, se trata de un(a)

a) Observación b) Ley c) Teoría

d) Hipótesis e) Refutación

II. Con base en la siguiente lectura marca la respuesta y/o contesta correctamente lo que se te pide:

John W. Strutt, barón de Rayleigh, se dedicó entre otras cosas a deter-minar las masas atómicas de muchos elementos. En un caso especial, cuando determinó la masa atómica del nitrógeno, encontró dos valores diferentes dependiendo de la reacción química o método con la que ob-tenía ese gas (uno era por la descomposición química del amoniaco y otro por la separación de los otros gases del aire). Encontró que el nitró-geno obtenido del aire era más pesado. Posteriormente, William Ram-say continuó estos estudios, haciendo reaccionar el nitrógeno obtenido con magnesio, con lo que se formaba un sólido de nitruro de magnesio. En el caso del nitrógeno extraído del aire, halló que al final de la reacción quedaba aún un gas, que al ser analizado con un espectroscopio se com-probó que no tan sólo era otro gas sino que se trataba de uno nuevo, al que llamó Argón.

1. Explica cuáles fueron los pasos del método científico seguidos.

2. La intención inicial de Ramsay al continuar los estudios de Rayleigh fue:

a) Verificar la anomalía en la diferencia de la masa atómica del nitrógeno con los dos métodos mencionados.

b) Encontrar la naturaleza del exceso en la masa atómica del nitrógeno obteni-do al aislarlo del aire, a diferencia del obtenido directamente por un proceso químico.

c) Hallar un nuevo elemento.

d) Refutar las observaciones hechas por Rayleigh.

40

B1 �B1 �3. El hallazgo de este nuevo elemento se debe:

a) A un hecho fortuito.

b) Al empeño por seguir los estudios científicos en busca de la explicación de lo observado.

c) A la comprobación de su existencia por medio del espectroscopio.

d) A que el aire terrestre contiene trazas de este gas.

4. El hecho de que Rayleigh usara dos métodos para obtener nitrógeno nos mues-tra su análisis científico para comprobar una hipótesis:

Sí / No Rayleigh no estaba seguro de la efectividad de su forma para calcular masas ató-

micas, por lo que usó dos métodos diferentes para la obtención de nitrógeno:

Sí / No

5. ¿Cuál sería la importancia del método científico en este texto si el gas encontra-do no hubiera sido un nuevo elemento?

B1 �

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Tema central:

Indicadores Sí No

Conceptos y terminología

Relación entre conceptos

Habilidad para identificar y resolver

Total

Profesor:

Alumno:



Semestre:

Grupo:

Lista de cotejo


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CIA

» Establece la relación que existe entre las propiedades de la materia y los cambios que se dan en ella, por efec-tos de la energía. Asimismo, valora los beneficios y riesgos que tiene utilizar la energía en su vida cotidiana y el medio ambiente.

• Expresaejemplosdesuentornosobre las propiedades de la materia y sus estados de agregación conjuntamenteconsuscambios.

• Determinaexperimentalmentelas propiedades físicas, estados de agregación y cambios de la materia.

• Explicalosdiversostiposdeenergíaysu interrelación.

• Ejemplificalaimportanciadelusoadecuado de la energía, destacando sus beneficios y riesgos.

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

• Describelascaracterísticasdeloscambiosfísicos, químicos y nucleares de la materia.

• Describelascaracterísticasdelosdiferentestipos de energía y su interrelación.

• Explicaelconceptodemateria.• Caracterizalosestadosdeagregaciónysus

cambios en los fenómenos que observa en su entorno.

• Expresaalgunasaplicacionesdeloscambiosfísicos, químicos y nucleares.

• Distingueentrelasfuentesdeenergíalimpiasy las contaminantes.

• Argumentalaimportanciaquetienenlasenergías limpias en el cuidado del medio ambiente.

• Promueveelusoresponsabledelamateriapara el cuidado del medio ambiente.

• Promueveelusoresponsabledelaenergíajuntoconelusodeenergíaslimpias.

2

Comprende la interrelación de la materia y la energía

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A» Establece la relación que existe entre

las propiedades de la materia y los cambios que se dan en ella, por efec-tos de la energía. Asimismo, valora los beneficios y riesgos que tiene utilizar la energía en su vida cotidiana y el medio ambiente.

• Expresaejemplosdesuentornosobre las propiedades de la materia y sus estados de agregación conjuntamenteconsuscambios.

• Determinaexperimentalmentelas propiedades físicas, estados de agregación y cambios de la materia.

• Explicalosdiversostiposdeenergíaysu interrelación.

• Ejemplificalaimportanciadelusoadecuado de la energía, destacando sus beneficios y riesgos.

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

• Describelascaracterísticasdeloscambiosfísicos, químicos y nucleares de la materia.

• Describelascaracterísticasdelosdiferentestipos de energía y su interrelación.

• Explicaelconceptodemateria.• Caracterizalosestadosdeagregaciónysus

cambios en los fenómenos que observa en su entorno.

• Expresaalgunasaplicacionesdeloscambiosfísicos, químicos y nucleares.

• Distingueentrelasfuentesdeenergíalimpiasy las contaminantes.

• Argumentalaimportanciaquetienenlasenergías limpias en el cuidado del medio ambiente.

• Promueveelusoresponsabledelamateriapara el cuidado del medio ambiente.

• Promueveelusoresponsabledelaenergíajuntoconelusodeenergíaslimpias.

2

Comprende la interrelación de la materia y la energía

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�B2�

El estudio de este bloque te va a resultar interesante puesto que te permitirá hacer transferencias de tus conocimientos previos a este curso sobre materia y energía, identificando y explicando los cambios de estado de la materia y la energía que sucede en tu entorno, además de que podrás comprender cómo la química está presente en la vida y el mundo, y cómo difícilmente se podría prescindir de esta ciencia.

¿Dequéestáformadoturefrescofavorito?

Nuestros compañeros Pán-filo, Aniceto y Muñeca Made realizaron una visita a una planta embotelladora de su bebida favorita. Con la ale-gría en sus rostros llegaron a la recepción, donde les die-ron equipo de seguridad y un empleado llamado Filemón les sirvió de guía. Estuvieron un rato en el laboratorio de control de calidad, en don-de hacen pruebas tanto físi-

cas como químicas, de las cuales recuerdan el “torque” de las tapas, el pH, la densidad, la temperatura, la concentración de azúcar, entre otras. Entraron a la sala de producción en dondelesexplicaronqueéstacomienzaconlaextraccióndeaguadeunpozo,lacualpasaa un sedimentador, luego por unos filtros (donde se queda la tierra), se le matan los micro-organismosexponiéndolaaluzultravioletaycalentándolaa90°C.Yalimpiaytodavíaca-liente, se mezcla con unos concentrados que contienen azúcar, colorante, ácido fosfórico y otras sustancias que le dan el sabor característico.

INTRODUCCIÓN

COMPRENDE LAINTERRELACIÓN DE LAMATERIA Y LA ENERGÍA


Figura 2.1 Elaboración de bebidas. Una industria en apogeo.

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45

� Comprendelainterrelacióndelamateriaylaenergía

Este líquido resultante es transportado por unas tuberías donde se enfría con gas de amonía-cohastaunos6°Cyesentoncesqueseleinyectaapresiónbióxidodecarbono.Apartirdeeste punto, se envasa según la línea de producción en recipientes de plástico, vidrio o alumi-nio (aquí les dieron a probar un poco del refresco que estaba muy frío, directo de una toma de la producción). Finalmente, el producto es transportado a una bodega y de ahí lo llevan en camiones a las tiendas para su venta al público. En esta visita notaron que la planta estaba muy limpia y en orden, además de que hay mucha gente involucrada en la elaboración de esta bebida y que vive feliz por ello, por lo que pudieron constatar que el refresco no está hechosólodesustanciasquímicas,sinotambiéndelesfuerzodemuchaspersonasporhacerun producto de calidad.

En esta lectura te puedes dar cuenta que se mencionan varias sustancias, algu-nas homogéneas y puras, otras que sonmezclas en las que hay materiales ho-mogéneos y heterogéneos. Algunos seencuentran en estado sólido, otros son lí-quidosyhaytambiénenestadogaseoso.Se nombraron pruebas tanto físicas como químicas de la materia, que a su vez pue-den ser extensivas o intensivas.

Todo lo que encuentras en tu vida diaria: la silla, la mesa, el pizarrón, tus com-pañeros,engeneral, todoesmateria.Por lo tanto,materia sedefinecomotodo lo que nos rodea, tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Debemosrecordarquelamasaeslamedidademateriacontenidaenuncuer-po.Decimos,porejemplo,“yopeso64kg”,cuandonosestamosrefiriendoalhechodeque“yotengounamasacorporalde64kg”;obien,cuandocompramos1kgdecarnenonosestamosrefiriendoalpesoensí,sinoalamasa,porloquepara diferenciar la masa del peso es necesario saber que la masa está en función de la cantidad de materia y el peso es igual a la masa afectada por la fuerza de gravedad.

Característicasymanifestaciones

No todos los cuerpos que observamos son iguales en cuanto a textura, forma, tamaño,peso,color,etc.¿Porqué,sitodosestánformadosdemateria?Por-

MATERIA

Figura 2.2 La calidad es una de las claves para una industria exitosa.

46

�B2�que están constituidos de diferentes sustancias con propiedades particulares yenvariadasproporciones;esdecir,lamateriapuedeserhomogéneaohete-rogénea,dependiendodequetodassuspartesseanonoiguales.

Porejemplo,sitenemosunvasoconagua,éstasepresentaenformahomogé-nea,inclusosidisolvemossalenella;sinembargo,siagregamosaceite,des-puésdeunratonotaremosqueenlamezclahaydiferentespartesllamadasfases,loquenosindicaquesetratadeunamuestraheterogénea.

Las mezclas heterogéneas son el resultado de launión física entre dos o más sustancias puras, que nosonigualesentodassuspartes;esdecir,sedis-tinguen dos o más fases diferentes. Muchas veces se pueden observar a simple vista, pero en otros casos se necesita el uso de una lente, microscopio u otros medios.

Porejemplo,enunvasoponemosunacantidaddeaguayarena.Aquífácil-menteobservamoslosdoscomponentesdelamezclaheterogénea.Si,porelcontrario,tenemosunamuestradesangre,asimplevistaparecehomogénea,pero al microscopio se pueden ver las diferentes partes que la componen.

Dentro de las sustancias puras tenemos a los elementos, los cuales no sepueden dividir en sustancias más simples y que están formados por átomos iguales, representados por símbolos y a los compuestos, que son producto de la unión química de dos o más elementos, cuyas proporciones atómicas no cambianyestánrepresentadosporfórmulas.Parasepararloselementosqueformanuncompuestoesnecesariousarmétodosquímicoscomo:electrólisis,combustión,digestión,etcétera.

Un ejemplo lo constituye el agua una sustancia homogénea pura, formadadelauniónquímicadehidrógenoyoxígeno.SumoléculaserepresentacomoH2O, lo cual nos indica que consta de dos átomos de hidrógeno por uno de oxígeno.

Lasmezclashomogéneassonproductodelauniónfísicadedosomássustan-ciaspuras,decomposiciónuniformeenunasolafase;auncuandovaríenlasproporcionesentreestassustancias,sesigueteniendounamezclahomogé-nea.Porejemplo:lasolucióndeagua(H2O)consal(NaCl),cuyasproporcionessean 50 ml de agua con 5 g de sal, tienen el mismo aspecto que otra formada con 500 mldeaguay10gdesal.

Algunas veces, al ser cambiadas sus proporciones, lasmezclas homogé-neasconducenaunamezclaheterogénea.Talseríaelcasosia500mldeagualeagregáramos500gdesal;entoncesseformaríandosfasesclara-mente diferentes.

Figura 2.3 El agua y el aceite forman una mezcla heterogénea.

Lamateriahomogénease divide en sustancias puras y mezclas homo-géneas.

Actividad

�

47


Respondede forma individualydespuéscomentaenequiposde tresa seispersonas el siguiente caso:

Setieneunamuestradeaguademarhomogéneaformadaprincipalmentedeagua y sal, las cuales adquirieron propiedades diferentes de densidad y punto de ebullición.

¿Cuálesdelossiguientesenunciadosseránverdaderos?

El agua dulce es una sustancia puraa)

Elaguapotablequebebemosesunamezclahomogéneab)

Elaguapotableesmáshomogéneaquenuestramuestradeaguademarc)

Elagualíquidaconhielosnoesunamezclaheterogénead)

Propiedadesquímicasyfísicas

Atravésdelosaños,loscientíficosquesededicanaestudiarlamateriahanhechounsinnúmerodepruebasparadeterminarquécaracterísticasparticu-laresseencuentranenunasustanciaycómosediferenciadeotra.Conellohan determinado diferentes propiedades de la materia, clasificándola desde la perspectivageneralylaparticular;algunosinvestigadoresestablecenunadi-visión, desde el punto de vista intrínseco y extrínseco, y otros más categorizan a las propiedades como físicas y químicas.

Laspropiedadesfísicassonaquéllasenlasquenointervienelacomposicióninterna de la materia, como es el caso del color, olor, dureza, brillo, punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad y densidad.

Mientras que en las propiedades químicas interviene la composición interna de la materia, que siempre es expresada por el resultado obtenido de una re-acciónquímica,porejemplo:sustanciascombustibles,inflamables,oxidantes,reductoras,etcétera.

Cuandoserequierediferenciarunasustanciadeotra,tambiéndebemoscon-siderar la clasificación de las propiedades en intensivas y extensivas. En ambas categorías se comprenden propiedades tanto físicas como químicas.

Las propiedades extensivas se refieren a características que son generales para varias sustancias: volumen, masa, longitud, etc., las cuales dependen de la cantidad de material y que dan lugar a la existencia de varios cuerpos con las características mencionadas, por lo que para identificarlos plena-mente se necesita conocer las propiedades intensivas.

Actividad

48

�B2�Las propiedades intensivas se refieren a características propias de cada sus-tancia, tales como valores exactos de punto de ebullición, densidad, color, grado de toxicidad, etc., las cuales no dependen de la cantidad de material.

I. En forma individual, clasifica las propiedades de las sustancias que se mencionan en el siguiente texto en físicas o químicas y en extrínsecas e intrínsecas.

Ellitioeselmetalmenosdensoconocido,conapenas0.53g/ml;tieneunpuntodefu-siónde453.5Kydeebulliciónde1615K.Seconocendosisótopos,siendoelde7g/molelmásabundante(92%).Esunmetalalcalinomuyreactivoquealcontactoconelairepierde su brillantez característica por oxidación, en presencia de agua produce hidróge-noyelhidróxidodelitio.Sehaencontradoquesirvecomoantisicóticoingeridoenbajascantidades.

II. Entrega un mapa conceptual de la clasificación de las propiedades mencionadas anteriormente para ser integrado en tu portafolio de evidencias.

Estados de agregación

Si observamos a nuestro alrededor, la materia está presente en diferen-tes estados físicos o de agregación: losárbolessonsólidos;losríos,líqui-dos; el aire que respiramos se hallaen estado gaseoso (figura 2.4); lasestrellas que miramos en las noches se encuentran en estado de plasma. Otras sustancias más se encuentran en puntos intermedios de los estados mencionados. Las diferencias entre

un estado y otro se deben, principalmente, a los espacios intermoleculares, la temperatura y la presión que se observa en la materia, así como a las fuerzas intermoleculares.

Elestadosólidosepresentacuandolasmoléculasdeunasustanciaadquierenuna estructura cristalina debido a las fuerzas de atracción intermoleculares que impiden su total movimiento, permitiendo sólo su vibración; cuentanconformayvolumenpropios.Cabeseñalarqueatravésdeprocesosfísicossepuedecambiarlaformadelmaterialsólido,porejemplo,cuandosefabricaunamesa,cuandoseformanláminasyhastahojascomolasdealuminio,yenalgunos casos, cuando se pulveriza un material.

Actividad

Figura 2.4 La materia presenta diferentes esta-dos de agregación.

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Actividad

Cuandolasmoléculasdeuncuerpoenestadosólidoadquierenlaenergíasuficiente para romper la red cristalina, cambian a un estado líquido, en el cuallasmoléculasfluyenlibrementedeunladoaotro,peroconservandosiempre el mismo volumen y adquiriendo la forma del recipiente en el que están contenidas.

Algunas veces llegamos a confundir el estado lí-quido con el sólido porque existen líquidos que tienen una viscosidad muy alta, lo cual genera que lasmoléculassemuevandeun lugaraotrolentamente, dando la apariencia de un sólido, como es el caso del cristal líquido (figura 2.5).

Si se aplica más energía a las moléculas, éstasadquieren una energía cinética mayor, hacien-do que la fuerza de cohesión entre ellas sea muy pequeña. Esto es, se les da una mayor libertad de movimiento, lo cual hace que ocupen el mayor volumenposible y no tengan formapropia; esteestado se llama gaseoso. Es importante señalar quelasmoléculasdeungassepuedenencerrarenunespaciodefinidoeinclusosepuedecambiarsuvolumen,yaseaexpandiéndoloocomprimiéndo-lo, debido a los grandes espacios intermoleculares delgas(figura2.6).

Y,porúltimo,haremosmencióndelestadodeplas-ma,quesepresentacuandolasmoléculasdeungasson expuestas a una gran temperatura o se le hace pasarporunacorrienteeléctrica,loqueocasionalapérdidaparcialototaldesuselectrones,provocandoqueéstasquedenionizadas.EstápresenteenelSolylasdemásestrellas,ocuandopasamosunacorrienteeléctricaporuntuboquecontenga gas, como es el caso de las luces de neón.

Figura 2.5 Un monitor es un cristal líquido.

Figura 2.6 Estado gaseoso.

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�B2�

Cambiosdeestado

El estado de la materia puede transformarse al cambiar algunas condiciones, como son la temperatura y la presión. En nuestro entorno, dichos cambios ocurren entre los estados sólido, líquido y gaseoso:

Fusión. Un sólido al ser calentado cambia al estado líquido.•

Solidificación.Unlíquidocambiaasólidoalserenfriado.•

Evaporación. Un líquido cambia al estado gaseoso por medio de calor.•

Condensación.Ungaspasaalestadolíquidoporenfriamiento.•

Licuefacción. Un gas cambia al estado líquido por el aumento de presión.•

Sublimación. Un sólido cambia a estado gaseoso sin pasar por el estado •líquido, por medio del aumento de la temperatura y la disminución de la presión.

Propiedad/Materia Sólido Líquido Gaseoso Plasma

Forma y volumen Definido Del recipiente que locontiene y volumen de-finido

Ocupa el mayor espacio disponible de manera uniforme y el volumen dependerá del recipien-te que lo contenga

Ocupa el mayor espacio disponible de manera uniforme y el volumen dependerá del recipien-te que lo contenga. Es importante señalar que el plasma es un gas io-nizado

Fuerzas intermolecula-res

Son muy grandes Sin intermedias Son pequeñas Son muy pequeñas

Fuerza de cohesión Son grandes Son intermedias Casinulas Muy pequeñas

Movimiento molecular Poco movimiento, casinulo

Intermedio Mayor movimiento Mucho mayor movi-miento

Comprensión Casinula No tiene Muy grande Muy grande

Configuración electró-nica

Definida Definida No definida

Tabla 2.1Propiedadesde los estados de agrega-ción de la materia.

Actividad

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I. Enequiposelaborenunalistadelosmaterialesencontradosenlalectura“¿Dequéestáformadoturefrescofavorito?”,indicandosisetratadeunasustanciapuraodeunamezcla(siesesteúltimocaso,especificarsieshomogéneaohe-terogénea).Haganotralistaenlacualseindiquenlaspropiedades,marcandolas que son físicas y las químicas estableciendo si se trata de una propiedad intensiva o extensiva. Finalmente, elaboren otra lista donde se separen las sus-tancias por estado de agregación.

II. Socializa tus resultados con el resto del grupo, para lo cual un equipo deter-minado presentará tres láminas a partir de las cuales el resto del grupo podrá hacer aportaciones o modificaciones.

III. Responde de forma individual las siguientes preguntas o planteamientos ba-sadosen la lectura“¿Dequéestáformadoturefrescofavorito?”Enequipos,compara tus respuestas, las cuales serán comentadas en plenaria.

Nota: En algunas preguntas hay que marcar más de una opción.

Señala al menos tres industrias que contribuyan a la industria del refresco.1.

Elbióxidodecarbonoseañadealrefrescodespuésdeenfriarlo,debidoa2. que:

A una temperatura alta puede hervir.a) Un gas es más soluble en un líquido a menor temperatura.b) Ledamejorsaboralproducto.c) Elgassemantienealmacenadoabajatemperatura,porloquesetratad) deevitarunchoquetérmico.

El hecho de pasar el agua a un sedimentador y luego por unos filtros nos 3.indica que:

Esunamezclaheterogénea.a) No es potable.b) Aunque sea potable, necesita limpiarse.c) Puedecontenersólidosymicroorganismos.d)

Actividad

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�B2�Los refrescos de cola tienen mayor grado nutricional que otros por conte-4. ner fosfatos, que ayudan a la formación de la pared celular por medio de los fosfolípidos.

Sí/No

Los refrescos no deben ser vistos sólo desde su valor nutricional, sino tam-biénenlacontribuciónalasociedadcomofuentededesarrollo.

Sí/No

El consumo de refrescos provoca un daño a la salud y, por lo tanto afecta negativamente a la sociedad.

Sí/No

Automóviles cada vez menos contaminantes

Es evidente la preocupación actual sobre los efectos contaminantes de la mayor par-te de las actividades humanas, como es el caso del uso del automóvil. Hemos sido testigos del crecimiento en el número de autos que circulan en nuestras ciudades, lo que ha generado una variedad de problemas contaminantes como son: la emisión de gases,ruido,estrés,desechosdeautosviejos,etcétera.

Lasempresasautomotrices,ensuinteréseconómicoydeservicioalapoblación(enciertamedidadebidoa lacompetenciaconotrasempresas,pero tambiénconunavisióndefuturoresponsableconelmedioambiente)sevenenlanecesidaddemejo-rarsusunidades,fabricandocochesconmenorconsumodecombustiblesydemejorcalidad (menos contaminantes).

Entre lasnuevaspropuestassecuentaelautomóvileléctrico,el cual, sinembargo,como medio práctico de transporte presenta varias dificultades, principalmente el de contar con una fuente de energía adecuada. Se han desarrollado modelos en proceso de ser redituables para el usuario y para el constructor, desde aquellos que utilizan la luz solar como fuente de energía que es captada con celdas solares que la almacenan y transforman, así como otros por medio de aire comprimido, con celdas atómicas, con usodebateríasrecargables,etcétera.

ENERGÍA

Actividad

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Las baterías experimentales iniciales que pueden construirse con un costo razonable lleganaserdemasiadopesadasysóloalcanzanparaviajardistanciascortasantesde tener que recargarlas, lo que nos llevaría a la necesidad de nuevas “gasolineras” donde se pudieran recargar (lo cual incluso se pretende que se pueda realizar en los propios hogares). Otra alternativa son las celdas de combustible, en las que una reacción química proporciona energía directamente. Al inicio, estas celdas requerían hidrógeno como combustible, con el inconveniente de la seguridad en su almacenamiento y su cos-to. Modelos más recientes de celdas utilizan sales de hidrógeno como hidruros de litio y otros metales que son más seguros.

Actualmente se están empleando combustibles más baratos y más seguros como bu-tano, etanol y diesel para producir electricidad en una celda de combustible, aunque con mayor contaminación (producen bióxido de carbono y vapor de agua) a diferencia del uso de hidrógeno, que como residuo sólo genera vapor de agua. Estas celdas utili-zan un electrodo de cobre que cataliza la combustión en un proceso electroquímico.

Las empresas automovilísticas han optado por un motor híbrido, en el que parte de la potencia generada proviene de un motor con consumo moderado de gasolina y de un motoreléctricocatalíticoalimentadoporunabateríaquímicarecargadaporelfrena-do constante del carro. Se trata de un auto ideal para las ciudades con mucho tráfico enelquenoserequieredemuchapotencia,conunaltokilometrajeporlitrodeconsu-mo de combustible, lo cual hace a la larga más barato el coche (precio inicial mayor al deunosinmotoreléctricoyconconsumodegasolina).

I. Responde de manera individual en tu libro las siguientes preguntas con base en la lectura anterior (puede darse el caso de tener que marcar más de un inciso para considerar correcta la respuesta)

II. Reúnete por equipos para llegar a un acuerdo en las respuestas correctas y final-mente realicen un debate en plenaria para unificar criterios.

Elusodeautoseléctricosnocontaminantesporpartedelpúblicoha idoen1. aumento debido a:

El encarecimiento de los combustibles usuales como gasolina y gas.a) La conciencia ecológica de las personas respecto a no contaminar su medio b) ambiente.La escasez de derivados de petróleo en muchos países industrializados.c) A un precio cada vez menor de los autos.d) Aqueexistemuchohidrógenoformandolasmoléculasdeagua.e)

Actividad

54

�B2� El usar autos híbridos evita que se contamine.2.

Sí/No

El uso reducido de autos contribuye a la disminución de la contaminación, por lo que se deberían emplear medios de transporte alternos en vez de comprar autos menos contaminantes:

Sí/No

¿Cuáleselsignificadode“altokilometraje”referidoenlalectura?3.

La fabricación en serie de autos híbridos se ha debido principalmente a:4.

La demanda de una población preocupada por su medio ambiente.a) La competencia por la venta de más autos por diferentes compañías.b)

Una programación por el reemplazo futuro de la gasolina como combustible.c) Nosecuentaconunatecnologíamejorquehagaredituablesotrasopcionesd) de transporte.

El título de esta lectura nos indica que:5.

A pesar de ser una fuente contaminante, aún no podemos prescindir de su uso.a) Existe la necesidad de fabricar automóviles para todos para conservar b) fuentes de empleo e incentivar el desarrollo de las comunidades.

Los fabricantes de autos utilizan estándares de calidad que los llevan a ser c) máseficientes,mejorandosusmodelos.Cadavezlosautosquesefabrican,aunquecontaminan,lohacenenmenorgrado.d)

Actividad

Preguntasdereflexiónquepuedensercontestadasdeformaindividualosocializar-las con el grupo:

Pánfilomarcótresincisosenlapreguntauno,unoenlapreguntacuatroyunoenlaúltimapreguntadelaactividaddelalecturaanterior.¿Estásdeacuerdo?

Si las preguntas de la parte uno se realizan en diversas comunidades o países, ¿pue-denserdiferenteslasrespuestascorrectas?

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Siesasmismaspreguntassehicieranenotrasépocas(porejemploenelsigloxix), ¿cambiaríanlasrespuestascorrectas?

Energía.Algunosautores,comoRichardPaulFeynman(PremioNobeldefísi-caen1965),aseguranquenoesposibledefinirlaenergía;sinembargo,parafinesúnicamentedeestecursolaconsideraremoscomo:

Energía: Es la fuerza intangible pero medible que es capaz de provocar un cambio físico o químico en la materia.

¿Quédefiniciónpropiapuedesaportar?

Característicasymanifestaciones

La energía está en constante transformación, pasandodeunasformasaotras.Porejemplo,un volcán en erupción transforma la energía internadesusrocasfundidasenenergíatér-mica, produciendo gran cantidad de calor debido a la combustión de materiales y libe-randoenergíaquímica; laspiedraslanzadasal aire y la lava en movimiento tienen energía mecánica, y la luz que se observa durante la erupción se llama energía luminosa.

Sinembargo,aunqueenelejemploanteriorseindicandiferentestiposdeener-gía, la clasificación más aceptada considera a la energía potencial y la energía ci-nética.Cabemencionarquelaenergíainternadelassustanciasesimportantepara entender los procesos químicos.

Los alimentos, la gasolina, una roca a punto de caer, las nubes, son ejemplos demateria que po-see energía potencial, la cual se definecomolaenergíaalmacena-da por un cuerpo respecto de su composición o posición.

Las diferentes manifestaciones que tiene la energía son:

La energía calorífica. Se encuentra en el interior de un cuerpo debido a la energíacinéticadesusmoléculas.

Figura 2.7 La Tierra aún posee muchas fuentes de energía.

Figura 2.8 Energía cinética.

56

�B2�La energía eólica. Se crea debido al desplazamiento del aire en la atmósfera.

La energía eléctrica. Se manifiesta cuando los electrones fluyen de un lugar a otroatravésdeunconductor;seobtieneatravésdelmovimientodeunatur-bina por la fuerza que genera la caída de agua proveniente de una presa.

La energía química. Se obtiene por medio de una reacción química.

La energía luminosa.Esaquéllaquedependedelmovimientodelosfoto-nes de luz.

La energía nuclear. Se obtiene por fisión nuclear de algunos elementos que tienencaracterísticasradiactivas,porejemplo,eluranio.

Como hemos visto, la energía está en constante cambio; sin embargo, “laenergía existente en nuestro universo es la misma que ha existido siempre”, afirmación que se debe a las aportaciones de Antonio L. Lavoisier y Albert Einstein y actualmente se conoce como Ley de la conservación de la materia y de la energía.

Beneficios y riesgos

En nuestros hogares nos podemos dar cuenta de la gran cantidad de ener-gía que consumimos, desde las baterías o pilas (algunas recargables), el consumo de gas sobre todo en estufas y secadoras, hasta una gran varie-daddeartículosqueconectamosalacorrienteeléctricaquellegaanues-tros hogares, como son lámparas, planchas, televisores, equipos de sonido, computadoras, secadores de pelo, calefactores, aires acondicionados, etc. Deahí la importanciadebuscar constantemente fuentesdeenergíaquesean sobre todo menos contaminantes.

A nivel mundial, la principal fuente de energía desde que se inventó la máqui-na de vapor hasta nuestros días son los hidrocarburos: el petróleo, el carbón y elgasnatural,tambiéndenominadosproductoscombustiblesfósiles,yaqueestán compuestos por restos de organismos que vivieron hace millones de años. Sin embargo, al quemar estos productos se forman grandes cantidades de bióxido de carbono y otros gases contaminantes, los cuales son emitidos hacia la atmósfera provocando severos daños.

Laenergíanucleartambiénesimportante,yaquesatisfacegrandesdemandasenelconsumodeenergíaeléctrica.Sinembargo,debeconsiderarseque,aun-que no es un contaminante directo, sí produce residuos radiactivos muy peli-grosos,quesinosonbienmanejadospuedenprovocardañosalambienteyalasalud de las personas. La opinión pública rechaza esta forma de energía debido alosaccidentesocurridos,comoeldeChernobil,enUcrania,aunqueexistenpaí-ses en los cuales constituye la fuente principal como ocurre en Francia.

La reacción química más lenta de la natu-raleza es la formación del petróleo.

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Ennuestropaís,granpartedelaenergíaeléctricaseobtieneporlafuerzahi-droeléctrica.Éstaseconsideraunafuenterenovablenocontaminante,aunqueprodu ce alteraciones ecológicas cuando se construyen y llenan las presas.

Aplicación de energía no contaminante

El uso de energía a nivel mundial va en aumento, ya que el desarrollo de los paísesdependeengranpartedeésta,auncuandoalgunasfuentespresentangrandes ries gos para la humanidad. En este sentido, es necesario encontrar nuevas alternativas para generar energía, como son las fuentes que se men-cionan a continuación.

La energía solar para ser usada requiere que se almacene en celdas, como es el casodelosprototiposdecocheseléctricos,enlosteléfonosqueseusanenalgu-nascomunidades,asícomoenzonassemidesérticasdondelaaprovechanparacalentar el agua. Esta forma de energía es muy costosa y pasará tiempo para que su precio se reduzca y se extienda su uso.

Paragenerarlaenergíaeólicaesnecesarioqueelvientomuevaunagrancantidaddemolinos instaladosen lugaresestratégicos,conectadosaungeneradorparatransformarlaenergíadelvientoenenergíaeléctrica.EnnuestropaísesproducidaenLaVentosa,Oaxaca,yenPerote,Veracruz.Setienenplanesparaqueestetipodefuenteenergéticanocontaminanteseaunaalternativaparaalcanzarnivelessi-milaresalosdeEspaña,paísenquelaproduccióneléctricaprovieneensumayoríadeestemétodo.

Laenergíageotérmicaprovienedelinteriordelatierrayaque,debidoasumovi-miento en el espacio, nuestro planeta almacena energía en su centro. Esta ener-gía escapa hacia la superficie en forma constante y es regulada, como ocurre en lasaguastermalesogéiseres,oavecesdemaneraviolenta,comoenlaerupcióndeunvolcán.Enalgunospaíses,estaenergíaesusadaengranporcentaje,comoeselcasodeIslandia,dondelosgéiseresseutilizanenplantasgeotérmicasparalaproduccióndeenergíaeléctrica;enMéxicoexistelaplantadeLosHumeros,ubicadaenPerote,Veracruz.Tambiénseusaestetipodeenergíaparaelaborartratamientos medicinales o para fines simplemente recreativos en las aguas ter-males,comosucedeenCarrizal,Veracruz.

La energía de biomasa se obtiene al degradar desechos orgánicos, lo que genera elgasmetano,elcualesusadocomocombustible;suempleoaúnnoestámuydifundido.OtroejemploloencontramosenChalco,EstadodeMéxico,dondeelrellenosanitarioconstituyeunadesusfuentesdeenergía.Desdehacealgunosaños,elalcoholetílicoseusaparaelevareloctanajedelagasolina,siendo

a uno

de los principales combustibles para autos híbridos en países como Brasil. En Méxicoapenasseestánrealizandoestudiosparautilizarestetipodeenergía,loque implica hacer adecuaciones en el funcionamiento de los ingenios azuca reros para obtenerla, o bien, procesar otras plantas que se destinarán como materia primaynoparaelconsumoalimenticio,loqueactualmentecausapolémica.

58

�B2�

Actividad

El aprovechamiento del hidrógeno como fuente de energía se puede realizar de dos formas: a) quemarlo como combustible (utilizado en los coches de gas que conoces) y b) utilizándolo en celdas de combustible, en las que se produ-ceenergíaeléctricaparamoverunmotoreléctrico,procesosimilara loquesehaceactualmenteenlasbateríasdelosautomóviles.Porsifuerapoco,lafusiónnucleardehidrógeno tambiénpuede servirnosparagenerargrandescantidades de energía, sin embargo, esta tecnología apenas está dando sus primeros pasos.

Lasventajasdeestafuentedeenergíason:

a) La fuente de obtención de hidrógeno es inagotable.b) El residuo de su combustión es agua.

I. Contestaestaspreguntasenequipoycompartansusrespuestasconelrestodel grupo.

PánfiloplaticaconsuamigoAnicetoyledicequecompróunnuevorelojquenonecesitapilas.AnicetolepreguntasiesdecuerdayPánfilo,riendo,lecontesta:“No.Funciona con energía luminosa, como algunas calculadoras”.

1. ¿Cuálessonloscambiosquepresentalaenergíaluminosaparaqueelrelojylacalculadorasfuncionen?

2. ¿Sepresentanlosmismoscambiosenlosdoscasos?

PánfiloleaseguraaAnicetoque,cuandopreparasucafé,elaguaquecalen-tó sufre un cambio químico. Aniceto le responde que esto no es cierto, pues sólo ocurre un fenómeno físico.

3. ¿Quiénestáenlocorrectoyporqué?

II. Tarea para realizar fuera del salón.

1. Entrevista a tus amigos y familiares o a transeúntes, preguntando sobre su conocimiento de los diversos tipos de automóviles y su relación con la con-taminación que provocan.

2. Porequiposenelsalón,muestrenlosresultadosdelasentrevistasrealizadas.

Actividad

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59


Dinámicagrupal

Carreradeelefantes

I. Formenequiposde3a6alumnos,dependiendodeltamañodelgrupo.

II. Uno de los equipos, elegido por el profesor y siguiendo sus instrucciones, será res-ponsable de organizar la siguiente dinámica, con el propósito de reafirmar un tema del presente bloque.

Materiales

Platosencantidadigualalnúmerodeequiposparticipantes.•Galletas en número igual al número de alumnos participantes. •Tarjetasdecoloresconpreguntasdeltemaacordado(sepuedeescogeruntema•de este bloque o de otros). El número de colores será igual al número de equipos, con la misma pregunta •por color. Elnúmerodetarjetasdelmismocolorserámayoralnúmerodeintegrantespor•equipo.

Procedimiento

• Secolocaránordenadamenteporfilasenelcarrilqueelequipoorganiza-dor les indique.

• Elintegrantedelfrentedecadaequipocomenzarálacarreraalescucharlaseñal de salida, corriendo inclinado simulando un elefante.

• Al llegaral lugardondeseencuentran lastarjetasdepreguntas,el inte-grante del frente compra una de las galletas (que estarán colocadas en un platojuntoalastarjetasparacadaequipo).

• Durante el regreso, esta persona tomará una tarjeta que contiene unapregunta del tema acordado y del color correspondiente a su equipo. Esta tarjetalaentregaráaalgúnmiembrodelequipoorganizador,quienalfinaldevolverálastarjetasescogidasporcadaequipo.

• Alllegarconlosdemásmiembrosdesuequipo,tomarálamanodeunodeellos simulando las trompas de los elefantes, pasando uno de sus brazos pordebajodelaspiernasparasostenerelbrazodelcompañero.

• Repetirán,ahorajuntos, lospuntos3,4y5hastaterminarcontodoslosintegrantes del equipo y haber comido todas las galletas.

• Tomaránnuevamentelastarjetasescogidasalapersonaalaquelehabíanentregadoéstasycontestaráncorrectamentelaspreguntasenelmenortiempo posible.

Actividad

60

�B2�• Unavezcontestadas,entregaránlastarjetasalequipoorganizadorparasu

verificación.

• Ganaráelequipoconmayornúmeroderespuestascorrectasy,encasodeempate, el equipo que haya empleado menos tiempo para responder.

• Elequipoorganizadordaráunpequeñopremio(quepuedenconsistirenlapiceros) al equipo ganador.

Destilación de tu refresco favorito

Este proceso unitario es empleado en una gran variedad de industrias, como la preparación de bebidas alcohólicas, la separación de contaminantes y la purifi-cación de agua, entre otras. Se aprovecha la diferencia en el punto de ebullición de los componentes de una mezcla, o incluso durante una reacción química, para separar uno o varios componentes aplicando una temperatura controlada. Existen diferentes tipos de destilación, de las cuales se realizará a continuación la destilación simple.

Materiales Reactivos

1probeta 200mldeunamuestraderefresco1 matraz de balón (de preferencia oscuro)1 refrigerante recto2 soportes universales1 anillo1 tela de asbesto1vasodeprecipitadosde100ml1 termómetro con tapón de hule1 pinza para matraz1 pinza para refrigerante1 mechero de Bunsen1 embudo de tallo largo1tubodevidriodobladoa45°PerlasdeebulliciónMangueras de látex

Procedimiento

• Armaeldispositivocomosemuestraenlafotografía.• Mide200mldeturefrescoconunaprobeta.• Agregalamuestraalmatrazdedestilaciónpormediodeunembudo.• Adicionaalmatrazlasperlasdeebullición.• Revisaquelasconexionesnotenganfugas.

Actividad

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61


• Calientalamuestraobservandolatemperaturaatravésdeltermómetro.• Destilaaproximadamente50ml,recolectándolosenunvasodeprecipi-

tados.

Anota tus observaciones.

I. Contesta las siguientes preguntas sobre lapráctica realizada:

1. ¿Quélíquidoobtuvisteeneldestiladorecu-peradoenelvasodeprecipitados?

2. ¿Quétipodefenómenoocurrióenesteproceso?

3. ¿Cuálesfueronloscambiosdeestadosufridosporlosmateriales?

4. ¿Quépasasirecolectamosmásde50mldedestilado?

5. ¿Porquésetienequecontrolarlatemperatura?

6. ¿Cómosepresentanlosfenómenosdelaevaporaciónycondensacióndelassustancias?

7. Si nuestra mezcla tuviera arena, ¿cómo se vería afectado el proceso de ob-tencióndeldestilado?

8. ¿Enquéindustriasseusaelprocesodedestilación?

Actividad

62

�B2�II. Elaboraun reportecontusobservaciones,dibujandoelprocesoe indagando

enquéindustriasdetucomunidadseutilizaesteprocesoyquéotrostiposdedestilaciónexisten.Puedesacompañartureporteconfotografíasdelproceso.

ElCarrodelSol

El primer auto solar de carrerasmexicano se construyó, precisamente, bajo el regla-mentodelacategoríatranscontinentaluniversitaria.Desdeenerode1993,cuandoseiniciasuconstrucción,ungrupode20jóvenesestudiantesdelasuniversidadesNacio-nalAutónomadeMéxico,Iberoamericana,AutónomaMetropolitana,Panamericanaydel Tecnológico de Monterrey, así como profesionales de distintas áreas del diseño y la construcción, se unieron en la búsqueda de las soluciones para dos de los más grandes problemas que vive la humanidad: la contaminación ambiental y el agotamiento de los recursosenergéticosnorenovables.Esdecir,enlabúsquedadealternativasquesustitu-yen a los motores de combustión interna.

Aunque, en sentido estricto, un auto solar no será una solución práctica para el trans-porte comercial, su creación implica un verdadero proyecto de investigación, desarro-lloybúsquedadelahorrodeenergéticosderivadosdelpetróleo:entre1970y1990laeconomíamundialquemó450milmillonesdebarrilesdepetróleo;lasreservas,alatasaactualdeconsumo,seagotaránenelaño2030y,aunquecontinuamentesedes-cubran nuevos yacimientos, el problema no termina aquí, pues cada vez es más difícil llegaraéstossindeteriorarelambiente,ycomotodossabemos,estoscombustiblesaplicados al transporte producen altos grados de contaminación.

Los contaminantes generados por el consumo de combustibles fósiles son monóxido de carbono, óxido de nitrógeno y de azufre, ozono y partículas suspendidas en el aire, entre lasqueseencuentraelplomo.Todoséstosocasionanpadecimientosalossereshuma-nos y graves problemas ambientales, entre los que se encuentra el efecto invernadero, lluvia ácida, deterioro de los bosques, disminución en la productividad de vegetales, re-duccióndelavisibilidadatmosférica,etcétera.

Evaluación formativa

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I. Conbaseenlalecturaanterior,respondelassiguientespreguntas:

1. ¿CuálessonlasdosprincipalesfuentesdeenergíaenMéxico?

a)Petróleoysolar b)Petróleoehidráulicac) Hidráulica y eólica d) Nuclear y solar

2. En el texto se indica que “…como todos sabemos” los combustibles derivados del petróleo aplicados al transporte producen alto grado de contaminación”. Estoseafirmaporque:

a) Los hay en grandes cantidades b) Al realizarse la combustión de autos producen monóxido de carbonoc)Desprendenaguaalambiente d)Esunrecursonorenovable.

3. Describelosefectoscontaminantesqueproducelacombustióndecombusti-bles fósiles.

4. Algunos problemas derivados de la contaminación inferidos en la lectura son:

a) Accidentes automovilísticos

b) Encarecimiento de alimentos

c) Aumento en el consumo de combustibles no renovables

d) Incremento en la temperatura ambiental

5. Marca los compuestos que generan lluvia ácida:

a) Monóxido de carbono

b) Óxidos de nitrógeno

c) Óxidos de azufre

d) Ozono

e) Partículassólidassuspendidas

f) Plomo

64

�B2�Subraya el inciso que responde correctamente a cada uno de los enunciados si-I. guientes:

¿Cuáldelossiguientesnoesunfenómenoquímico?1. a)Dilatacióndeunmetal b)Combustióndemadera c)Descomposicióndelacarne d) Respiración humana e) Fermentación

2. Esunejemplodecompuestoquímico:

a) Agua b) Miel c) Arena d)Vinagre e)Café

3. Sustanciaqueabarcaelvolumendelrecipientequelocontiene:

a)Elemento b)Cuerpo c)Sólido d)Compuesto e)Gas

4. Tipo de energía basada en el movimiento de la Tierra:

a)Cinética b)Potencial c)Eólica d)Geotérmica e)Térmica

5. Procesoenelcualungaspasaalestadolíquidoconladisminucióndelatem-peratura:

a)Condensación b)Licuefacción c)Deposición d)Liquidación e)Presión

6. La Ley de la conservación de la materia fue establecida por:

a)Dalton b)Aristóteles c)Proust d) Lavoisier e) Richter

7. Tipo de energía basada en el movimiento del aire:

a)Potencial b)Cinética c)Geotérmica d) Eólica e) Aireal

8. Esunejemplodesustanciapura:

a) Leche b) Oro c) Miel d)Harina e)Café

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9. ¿Cuáldelossiguientesincisosesunfenómenoquímico?

a)Dilatacióndeunmetal b)Disolucióndeazúcarenagua c) Respiración humana d) Rotación de la Tierra e) La fusión de un sólido

10.Procesoenelcualungaspasaalestadolíquidoconelaumentodelapresión:

a)Condensación b)Licuefacción c)Deposición d)Liquidación e)Presión

11. El derretimiento del hielo es un fenómeno:

a) Químico b) Físico c) Mixto d) Nuclear e) Atómico

12. A la sustancia simple que no se puede dividir en otra más simple se la llama:

a)Coloide b)Química c)Indivisible d) Elemento e) Mezcla

13.Propiedadescomunesatodaslassustancias,quenosonespecíficassólode alguna:

a)Extensivas b)Comunes c)Químicas d) Extrínsecas e) Físicas

14. Estado de agregación de la materia que se caracteriza por que las partículas tienen gran movimiento, debido a que la fuerza de cohesión entre ellas es casi nula:

a) Sólido b) Líquido c) Gas d)Plasma e)Mezcla

66

�B2�

Listadecotejoparaplenariassobrerespuestasalecturasyreflexiones

Firma del evaluador _________________________

Listadecotejoparaeltrabajoenellaboratorio

Firma del evaluador ___________________________

Indicadores Observaciones

Total

Indicadores

Utiliza todo el tiempo su equipo de seguridad.

Mantiene limpio y en orden su sitio de trabajo.

Utiliza correctamente el material de laboratoriosiguiendo las normas de seguridad.

Anota sus observaciones.

Responde las preguntas incluidas en la práctica.

Sí No Observación

Total



Semestre:

Grupo:

Lista de cotejo:

Profesor:

Alumno:


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67


Listadecotejodelreportedeprácticadelaboratorio

Firma del evaluador ___________________________

Aspectos observados

El informe presenta:

Presencia Ausencia

Procedimientos.

Observaciones.

Resultados y conclusiones.

Está acompañado por fotografías o dibujos del

proceso.

Las gráficas son adecuadas para el análisis de

la investigación.

Los pasos de la técnica empleada son

explicados detalladamente.

Los dibujos representan las observaciones

realizadas.

Las interpretaciones y conclusiones son

fundamentadas.

Los resultados son correctos.

Se citan fuentes bibliográficas y/o direcciones

electrónicas consultadas.

El informe se presenta ordenado, limpio y se

entrega en la fecha señalada.

Total

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DE

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»Explica el modelo atómico actual y sus aplicacionesValora las aportaciones históricas de diversos modelos atómicos al describir la estructura del átomo, reconoce sus propiedades nucleares y electrónicas, así como las aplicaciones de elemen-tos radioactivos en su vida personal y social.

• Distinguelasaportacioneshistóricasque contribuyeron al establecimiento del modelo atómico actual.

• Identificalascaracterísticasdelasdiversas partículas subatómicas.

• Elaboramodelosatómicosdeformaespacial de acuerdo con diversas teo-rías atómicas.

• Resuelveejerciciosrelacionadoscon el número atómico y número de masa.

• Elaboraconfiguracioneselectrónicasde los elementos explicando las ca-racterísticas que tienen a partir de sus números cuánticos.

• Determinalascaracterísticasdeunelementopartiendodesuconfigura-ción electrónica.

• Argumentalasventajasydesventajasdel empleo de isótopos radiactivos en la vida diaria.

• DescribelasaportacionesalmodeloatómicoactualrealizadasporDalton,Thomson,Ru-therford,Chadwick,Goldstein,Bohr,Som-merfeldyDirac-Jordan.

• Reconocelaspartículassubatómicasysuscaracterísticas más relevantes.

• Definelosconceptosdenúmeroatómico,masa atómica y número de masa.

• Describelossignificadosyvaloresdelosnúmeros cuánticos (n, l, m y s).

• Explicalasreglasparaelaborarlasconfigura-cioneselectrónicas:principiodeedificaciónprogresiva,principiodeexclusióndePauliyregladeHund.

• Defineelconceptodeisótopoyconocealgu-nos isótopos radioactivos.

• Establecelarelaciónentrenúmeroatómico,masa atómica y número de masa.

• Realizacálculossencillosrelacionadosconpartículas subatómicas, tomando como base el número atómico, la masa atómica y el número de masa.

• Desarrollaeinterpretaconfiguracioneselec-trónicas considerando los números cuánticos y los electrones de valencia de los elementos, relacionándolos con las características de los mismos.

• Explicalarelaciónexistenteentreelnúmeroatómico y el número de masa de los isótopos.

• Describelasaplicacionesdealgunosisótoposradiactivos.

• Reconocelaimportanciaylosriesgosdelempleodeisótoposendiferentescampos.

• Valora las aportaciones históricas de los modelos atómicos que nos llevan al modelo actual.

• Muestradisposiciónaltrabajometódicoyorganizado.

• Valoralasaplicacionesdelosisótoposenlavida cotidiana.

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A»Explica el modelo atómico actual y sus aplicaciones

Valora las aportaciones históricas de diversos modelos atómicos al describir la estructura del átomo, reconoce sus propiedades nucleares y electrónicas, así como las aplicaciones de elemen-tos radioactivos en su vida personal y social.

• Distinguelasaportacioneshistóricasque contribuyeron al establecimiento del modelo atómico actual.

• Identificalascaracterísticasdelasdiversas partículas subatómicas.

• Elaboramodelosatómicosdeformaespacial de acuerdo con diversas teo-rías atómicas.

• Resuelveejerciciosrelacionadoscon el número atómico y número de masa.

• Elaboraconfiguracioneselectrónicasde los elementos explicando las ca-racterísticas que tienen a partir de sus números cuánticos.

• Determinalascaracterísticasdeunelementopartiendodesuconfigura-ción electrónica.

• Argumentalasventajasydesventajasdel empleo de isótopos radiactivos en la vida diaria.

• DescribelasaportacionesalmodeloatómicoactualrealizadasporDalton,Thomson,Ru-therford,Chadwick,Goldstein,Bohr,Som-merfeldyDirac-Jordan.

• Reconocelaspartículassubatómicasysuscaracterísticas más relevantes.

• Definelosconceptosdenúmeroatómico,masa atómica y número de masa.

• Describelossignificadosyvaloresdelosnúmeros cuánticos (n, l, m y s).

• Explicalasreglasparaelaborarlasconfigura-cioneselectrónicas:principiodeedificaciónprogresiva,principiodeexclusióndePauliyregladeHund.

• Defineelconceptodeisótopoyconocealgu-nos isótopos radioactivos.

• Establecelarelaciónentrenúmeroatómico,masa atómica y número de masa.

• Realizacálculossencillosrelacionadosconpartículas subatómicas, tomando como base el número atómico, la masa atómica y el número de masa.

• Desarrollaeinterpretaconfiguracioneselec-trónicas considerando los números cuánticos y los electrones de valencia de los elementos, relacionándolos con las características de los mismos.

• Explicalarelaciónexistenteentreelnúmeroatómico y el número de masa de los isótopos.

• Describelasaplicacionesdealgunosisótoposradiactivos.

• Reconocelaimportanciaylosriesgosdelempleodeisótoposendiferentescampos.

• Valora las aportaciones históricas de los modelos atómicos que nos llevan al modelo actual.

• Muestradisposiciónaltrabajometódicoyorganizado.

• Valoralasaplicacionesdelosisótoposenlavida cotidiana.

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�B3 �Lanecesidaddedarrespuestaalasmúltiplesinterrogantessobreeluniversoseencuentraenelorigendediversasteorías, leyesyprincipios(muchosdeellosreferentesalamateriaylaenergía)hastallegaralacreacióndemodelosatómi-cos,conlosquesedieronaconocerlaspartículasfundamentales,losconceptosdenúmeroatómico,lasconfiguracioneselectrónicasylaspropiedadesquímicasdiferentes.

Desdetiemposremotoshastanuestrosdías,elserhumanosehaplanteadointerrogantesacercadelmundo,unadecualeshasido:“¿dequéestánhechaslascosas?”Atravésdelossiglos,yenlaactualidad,sehatratadodedarres-puesta desde el punto de vista de la química.

Átomosatravésdelossiglos

PánfiloseponeaindagaracercadelosátomosconlaayudadeMade.Am-bosemprendenunviajequelosllevaprimeroalaantiguaGreciacuandosesugería,parasusorpresa,quelascosasestabanhechasporcombina-cionesdeagua,tierra,aireyfuego.Enelsiglova.C.,Anaxágorassugierequetodalamateriadebíaestarformadadepequeñaspartículas.

Laprimeramencióndeátomolaencontraronnuestroscompañerosenla ideapropuestaporDemócritodequecadaunodeesoscuatroele-mentosestabanconstituidosdepartículasindivisiblesdiferentes,sien-dolasdeaguaesferassuaves,lasdetierracubossólidos,elfuegoporpartículaspuntiagudasylasdeaireporesferasligeras.Estaideafuere-chazadaporAristóteles.

Nuestros amigos sedieron cuentaque la ideaatomista seperdiópormuchossiglos.Sinembargo,observaronquepocoapocofuerecupe-randoimpulso,sobretodoconlosestudiosdelairedurantelaEdadMe-dia,pasandoporelsigloxvii con la explicación de la compresión de los gasesporBoyle.

INTRODUCCIÓN

PRIMERAS APROXIMACIONES ALMODELO ATÓMICO ACTUAL


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�Explicaelmodeloatómicoactualysusaplicaciones

Yaenelsigloxviii,Proustsedacuentadequeunasustanciadetermi-nada estaba constituida por las mismas proporciones enteras de los elementosquelaconforman.Daltonesquienenelsigloxix recobra la ideaatomistadelosfilósofosgriegosatravésdesuspostulados,esta-bleciendolaexistenciadeátomosigualesparacadaelementoydiferen-tesenpesoaldeotros,loscualesademásnosepodíantransformarenotroselementos(Pánfilorecordóenestemomentola ideaqueexistíaantiguamenteacercadelaposibilidaddetransformarelplomoenoro;¡lástima!Despuésdedosmilaños, la teoríaatómicaeraapoyadaporobservacionesyexperimentos realizados sobre todoen losdos siglosanterioresaDalton (Pánfilo lecomentaasuamigaqueDalton,quienpadecíaeldefectodenodistinguirlasvariacionesentrealgunoscolores,estudió este problema visual que hoy conocemos como daltonismo).

MuñecaMadepensóqueaquíacababatodo,peroafinalesdelsigloxix y principios del xx, se descubre la existencia de isótopos radiactivos que setransformabanenotrotipodeelementohastallegaralplomo(noenoro)yquelosátomossepodíandividirenotraspartículasmáspequeñascomoloselectrones,protonesyneutrones(descubiertosporThomson,GoldsteinyChadwick,respectivamente),yéstasasuvezenotrasmáspequeñas,comolosquarks,loquenosllevaaldilemadelaexistenciaono de los verdaderos átomos.

Escurioso,pero lomismosucedeenelUniversoquecontienetoda lamateria:esunespaciomuyvacío.LadistanciadelaTierraalagalaxiamás cercana es de 10 19kmyalaestrellamáspróximade1013km,mien-tras que el átomo tiene un diámetro de 10-13kmysunúcleode10-18km.Lasgalaxiasestántanseparadasentresícomoloselectronesloestánde los núcleos de los átomos, es decir, lo que sucede a nivel subatómico essemejantealoqueocurreanivelesintergalácticos: laparteinternadeunátomoyelespacioexteriorsonlugaresendondelacaracterísticaprincipal es el vacío.

Conestatarea,nuestrosamigosobtuvieronunconocimientomásprofundosobrelosátomos,imaginándoseunsinfíndeátomoscadavezmáspequeñostalvezpordescubrir,peroasuvezconnuevasinterrogantes,talescomo:¿Dequémanera,entonces,estáconstruidatodalamateria?¿Cuálessonesaspar-tículas que componen el átomo? ¿Se pueden separar esas partículas? ¿Sontodos losátomos iguales?¿Enquésediferencianunoselementosdeotros?

72

�B3 �Actividad1:

Conbaseenlalecturaanteriorcontestadeformaindividuallassiguientespreguntas(enalgunoscasosdeberásmarcarmásdeunincisoparaconsiderarturespuestaco-rrecta).Despuésrevisaenbinaslasrespuestasdelcompañeroquetetocó:

AlgunasdelasdiferenciasqueexistenentrelaideadelosátomosenlaantiguaGre-1. ciaylaconcepcióndeloscientíficosenelsigloxix son:

Laideaatómicaensigloa) xix se apoyó tanto en observaciones como en experi-mentosrealizadosenvariossiglos;losgriegosnotuvieronesteapoyoexperi-mental.LosátomospropuestosporDaltonfinalmentesepudierondividirenpartículasb) máspequeñasylosdelosgriegosno.LosátomosdeDemócritoteníanformasypesosdiferentesparacadaunodec) loscuatroelementos,mientrasquelosdeDaltonsólovariabanenpesoparacada elemento.

Loselementosconsideradosporlosantiguosgriegos.2.

Estánformadosdeátomos“griegos”.a) Seconstituyenporloselementosconsideradosenelsiglob) xix.Sepuedencombinaren infinidaddeproporcionespara formar lascosasa lac) teoría atómica.

¿Cómocontribuyealateoríaatómicalaexplicacióndelacompresióndelosgases,3.la cual indica que a mayor presión se tiene un menor volumen?

Losgasesdebíanestarformadosdepartículasflexiblesquepudierancambiara) devolumensegúnlapresión.Debíancontenerpartículassólidasenmediodeespaciosvacíosparaque,enb) caso de aumentar la presión, disminuyera el volumen hasta un límite en el que elgasseconvertíaenlíquido.Gasesdeelementosdiferentesalamismapresióntienendiferentedensidad.c)

Actividad

�

73


Unavezreconocidoelátomo,continuabasiendounmisteriolanaturalezaeléc-tricadelmismo,porlocualseconcluyóquesepodíadividir.Elelectrónfuelaprimerapartículasubatómicaidentificada.En1838,MichaelFaradayrealizóunexperimento con un aparato denominado tubo de rayos catódicos que estaba constituidoporunbulboconectadoaunafuentedeenergía,conuncátodoyunánodo;llenabaeltuboconungasabajapresión,peronollegóaobservaralgo.

En1874,WilliamCrookesmejoróelsistemadevacío;alpasarlacorrienteeléc-trica,observóunosrayosdeluzqueviajabandelcátodo(electrodonegativo)alánodo(electrodopositivo),aloscualesdenominó“rayoscatódicos”.Sedesatóunagranpolémicaaeserespecto,porquealgunosintelectualesconsiderabanquesetratabadeunnuevotipodeenergíaodepartículasubatómica.

Fuehasta1897cuandoJosephJohnThomsondespejóladudaalhacervariasobservacionesenuntubocatódicocondiferentessustancias.Afirmóqueeltipodegasconqueselleneeltubonoserelacionaconelhechodequelosra-yosviajendelcátodoalánodo;másbien,estetipodepartículasestápresenteentodalamateria,independientementedequesetrate.Además,experimen-tócolocandoeltuboenuncampomagnéticoduranteeltrayectodelosrayoscatódicosalánodo,descubriendoqueéstossedesviabanhaciaelpolopositivodel campo, concluyendo:

Loselectronessonlaspartículasconcarganegativa,atraídasporlos polos positivos.

Conestenuevoconocimiento,Thomsontratódedeterminarlamagnituddelacargadelelectrónsinéxitoalguno.Sinembargo,fuecapazdecalcular larelacióncarga-masadelelectrón,lacualesde9.102x10

-28 g.,informaciónque

fuedesumaayudaparaRobertMillikanquienen1913,consuaparatodenomi-nado cámara de aceite, determinó que la carga del electrón tiene un valor de-1.602 x10

-19 coulombs.

Finalmente, Thomson propuso que elátomoeracomounpudíncargadopo-sitivamente, en el cual se hallaban in-crustadaspartículasnegativas como sifueran pasitas, distribuidas uniforme-

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS

Figura 3.1Tuboderayos catódicos.

74

�B3 �mente.Conestosconocimientosseexplicabaelporquédelanaturalezaeléctricadelamateria.Comoenlaépocaestabademodalainvestigaciónsobreeltubocatódico,aGoldsteinseleocurrióperforarelcátodoparaverquépasaba,cubrien-doconsulfurodezinclaparteposteriordelbulbo.Deestamanera,descubrióquetambiénexistíanpartículasquepartíanensentidoopuestoalosrayoscatódicos,alasquedenominórayoscanales,yteníancargaopuestaaladeloselectrones.

Por lamismaépoca, losespososCuriedescubrieronelementosqueemitíanenformaespontánearadiaciones,alosquellamaronelementosradiactivos,entre

los cuales se encontraba el radio y el uranio. Poste-riormente,ErnestRutherfordhizopasaremisionesdeestoselementosporuncampomagnéticooeléctrico,observandoqueéstaspodíanmodificaronosutrayec-toria.Aaquellasquesedesviabanhacialapartenegati-vadelcampoeléctricolasllamópartículasalfa;lasquesedesviabanalapartepositiva,partículasbeta;yalasquenosufríandesviación,partículasgamma.

En1911,Rutherford,tra-tando de reproducir el experimento de Thom-son para reforzar suteoría, bombardeó una placa de oro con par-tículas alfa (partículaspositivasdeHe+2) y des-cubrió que la mayoría traspasaba la placa, aun cuando había algunaspocas que rebotaban, como si se hubieran en-frentadoaunapareddeacero.Alexistirdiferen-tes respuestas a la mis-ma radiación, concluyó que no sólo existían los electronessinotambién

partículas con cargapositiva, ya que repelían las radiaciones alfa.Además,identificóelnúcleo,queconstituye lamayorpartede lamasaatómicayseencuentra en la parte central del átomo.

Debidoaquelosátomosnotienencargaeléctricaneta,elnúmerodeproto-nespositivosesigualalnúmerodeelectronesnegativos(loquehoyseconocecomonúmeroatómico.Aunquelamayoríadelosátomostieneunamasama-yor de la que se podría predecir, basándose únicamente en los protones y elec-trones,Rutherfordsugirióquelosátomosconteníanpartículasrelativamentemasivassincargaeléctrica.

Figura 3.3Experimen-todeRutherford.

Figura 3.2ModeloatómicodeThomson.

�

75


En1932,elfísicobritánicoJamesChadwick,alumnodeRutherford,logróen-contrar evidencia de la existencia del neutrón al observar cómo se liberaba ra-diación cuando las partículas del polonio radiactivo chocaban contra un blanco deberilio.Aldirigirestaradiacióncontraunblancodeceradeparafina,pudoidentificarlosprotonesquesalíandeésta,deduciendoquesólounapartículapesadaysincargaderivadadelberiliopodríaocasionaresteefecto.

Comoseapreciaen latabla3.1,elprotónyelneutróntienencasi lamismaunidaddemasaatómica(uma);talunidadesunacantidadconvenientedelasmasas de átomos individuales, para no emplear números en decimales.

Comosepuedeobservar,durantealgúntiemposepensóquesóloexistíanes-tas trespartículas subatómicas.Sinembargo, comose indicaen laprimeralecturadeestebloque,amedidaquecontinúanlasinvestigacionesseencuen-tranmás;algunasestánincluidasdentrodelasmismas,talescomo:fermio-nes, leptones, muones, bosones, gluónes, mesones, gravitones, neutrinos,barionesyquarks.

Eldescubrimientodelnúcleodelátomohizonecesarioasignarlealgúnvalornuméricoparapoderrepresentarloydistinguirlodelosprotones,dandoori-genalnúmeroatómico.

EstetérminoselodebemosaHenryMoseley,quienpropusosuusoparadis-tinguirlosdiferentesátomos,representándoloconlaletraZ.

Porejemplo,sielclorotieneunnúmeroatómico(Z)de17,(Z=17)estoindicaque tiene 17 protones y 17 electrones, porque los átomos son neutros. Porotraparte,

Masaatómica:eslasumadelosprotonesyneutronespresentesenunátomoyserepresentaconlaletraA.

Sielclorotieneunamasaatómica(A)de35uma(isótopomásestable)quesimbólicamente se representa por 35Cl, locual indicaque la sumadeproto-nesyneutronespresenteseneseátomoesdeA=35;másaún,silerestamossu número atómico —que es 17—, obtendremos el número de neutrones presentes,queenestecasoes18.Porlotanto,esteátomoestáformadopor:

Elneutrónnoposeecargaeléctricaytieneunamasade 1.6749 x 10

-24 g,ligera-

mente mayor que la masa de un protón.

Nombre Símbolo Carga eléctrica Masa (uma) Masa g

Electrón

ProtónNeutrón

e

pn

-1

+10

0.000549

1.007281.00867

9.110 x 10

1.673 x 101.675 x 10��

-28

-24 Tabla 3.1Partículas

principales de un elemento.

17C

76

�B3 �

AyudaaMuñecaMadeacompletarlosdatosquefaltanenlasiguientetabla,apóyateen una tabla periódica)

Para entender el concepto actual del átomoes necesario remitirnos al año1900,cuandoMaxPlanckrealizasusestudiossobreelcomportamientodelaluz.Éstaformapartedeloqueconocemoscomoradiaciónelectromagnética,delacuallaluzvisibleesunapequeñaparte.

Laenergíaque tiene la luzdependede su longituddeonda (oen formainversa,delafrecuencia):mientrasmáspequeñaessulongituddeondaomayorsufrecuencia,mayoressucontenidoenergético.Desdeestaóptica,Planckestablecióquelaluztieneuncomportamientocorpuscular,ademásdelondulatorio;esdecir, tienemasasólocuandoestáenmovimientoenformadepartículas llamadas fotones,quecontienenunaciertacantidaddeenergíaocuantos.

Posteriormente,Einsteinexplicócómolaenergíadeunfotónsepuedetrans-mitiraunelectrónalchocarconéste,sacándolodesuórbita,siempreycuan-dotengalaenergíasuficiente.

Partículas Valores

ElectronesProtonesNeutrones

171718

Actividad

MODELO ATÓMICO ACTUAL

Elemento o ión Núm. de electrones Núm. de protones Núm. de neutrones

23

12

32

16

2-

40 2+

30

Na

S

Ca

Zn

18

20

35

Cuantos: cantidad mínimadeenergíaque puede ser emitida, propagadaoabsorbida.

�

77


Actividad

En1925,LouisdeBroglieexpone laTeoríadedualidadde lamateria,en laqueconcluye:“Asícomolasondas(energía)tienenciertogradodecompor-tamientocomopartículas,éstasasuveztambiénpresentanciertogradodepropiedadesondulatorias”.Estecomportamientodualseobservaenmayorgradoenelcasodeloselectronesypartículassimilares,quetienenunamasamuypequeña.Enobjetoscomounautomóvil,elcomportamientoondulatorioesmuypequeñoparamedirseyaque,porcontarconunagranmasa,elcom-portamiento es más parecido al de una partícula.

NielsBohr,alestudiarlosespectrosdeemisióndealgunoselementos(efectofotoeléctrico),obtuvoalgunasconclusionessobreelcomportamientodeloselectrones, las cuales en la actualidad sirven de base para entender la estruc-turaatómica.Suspostuladosmásimportantessemencionanacontinuación:

Loselectronesdelosátomosseencuentrangirandoalrededordelnúcleoa) enórbitasestablesdefinidas.Loselectronesmáscercanosalnúcleotienenmenorenergía.b) Cualquierelectrónsólopuedeestarenorbitalesdeenergíapermitidos.c) Alpasarunelectróndesuestadobasalaotraórbitamásalejadaensuesta-d) doexcitado,necesitaabsorberenergía,yalregresarasuestadoemiteesaenergía,encuantosexactos.

Losnivelesdeenergía

Serepresentanconlaletra“n”yseconocen1. como primer número cuántico o principal. Adoptanvaloresenterosn=1,2,3,4,5,6,7,…2. Representanalascapaselectrónicasdelos3. elementos con las letrasK, L,M,N,O,P,Q…,respectivamente, para cada númerode“n”.Elvalorde“n”indicaelvalorenergéticoyel4. tamañodelaórbitadeunelectrón.

Enconclusión, laaportacióndelmodeloató-mico de Bohr permite entender por qué segeneraunorbital esféricoparaelhidrógeno,

Figura 3.4Espectroelectro-magnético.

d

b

e-

Al absorber energíael electrón se excita ypasa a un nivel mayorde energía.

Al regresar el electrón a su nivelde energía original (estado basal)emite la energía absorbida enforma de radiación.

Nivel de energíaEstado basal

Nivel de energía

e-Estado excitado

Nivel de energía

Nivel de energía

Emisión de radiaciónelectromagnética

Regreso al nivel de energíaoriginal (o estado basal)por parte del electróndespués de la emisiónde energíae-

Estado basal

Nivel de energía

Nivel de energía

a

Figura 3.5Electronesexcitados y en estado basal.

78

�B3 �pero debido a que no se podían explicar los resultados de las órbitas de otros elementos, su teoría fue replanteada hasta desarrollarse elmodelo actual-mente en uso.

Uno de los científicos que buscó una solución a esta problemática fueSommerfeldquien,alproponersumodeloatómico,indicaqueloselectro-nespuedenseguirunaórbitaelíptica.Esteconceptoconducealsegundonúmero cuántico secundario, llamado azimutal o l; el cual puede tomarvalores desde 0 hasta n-1.

Laformadelorbitalestárepresentadaporlasletrass,p,dyfparalosnúmerosde“l”=0,1,2y3,respectivamente.

Debidoalcomportamientodualdeloselectronesyasutamañotanpeque-ño,esdifícilpredecirconexactitudsuposiciónytrayectoriaalrededordelátomo,locualestableceWernerHeisenbergensuPrincipiodeincertidum-bre:“Esimposibledeterminarconexactitudenunmodeloatómicolavelo-cidad y la posición de un electrón al mismo tiempo”.

Estocondujoaquesetrataranlasórbitasdeloselectronesdesdeunaformaprobabilística,comofueelcasode losmodelospropuestosporPaulDiracyErwinSchrödinger,quienesafirmaronqueunorbitalatómicoeslaregiónespa-cial en la que hay una mayor probabilidad de encontrar un electrón (reempe). (Regiónespacioenergéticademanifestaciónprobabilísticaelectrónica)

Mientrastanto,PieterZeeman,experimentóubicandolosátomosenuncam-pomagnético,locualocasionabaquelosorbitalestomaranciertaorientación.Enconsecuencia,pudodeterminarelnúmerocuánticomagnéticorepresenta-doporlaletra“m”yquepuedetomarvaloresdesdeelvalorde“-l”hasta“+l”,esdecir,unorbitalsólotieneelvalordem=0,entantoqueunorbitalptienelasorientacionesdem=-1,0y+1.

Parapoderexplicar lasdiferentesorientacionesde losorbitales,seestable-ceelcuartonúmerocuánticodegiro(spin)representadoporlaletra“s”,quepuedetomarlosvaloresde+1/2o-1/2porcadavalorde“m”.Portalrazón,unorbitalp,quetienetresvaloresde“m”,tendrá6valoresdespin,querepresen-tanelgirodelelectrónensuejeenunsentidouotro.

Elestudiodelcomportamientodeloselectroneshacontribuidoaldesarrollodelmicroscopioelectrónico,permitiendoestudiarlosobjetosmuypequeñosque no es posible observar con microscopios convencionales, así como ha he-choposibleconstruirmodelosatómicosnuevoscomoeldeSommerfeld.

Estosadelantosfavorecenelavanceenelcampodelananotecnología,comoeselcasodelasiguientegeneracióndecomputadorascuánticas.Enelcampodelamedicinaesteimpulsoseharegistradoyadesdehacealgúntiempo,porejemplo,conelempleodelaresonanciamagnéticanuclear(rmn)quefuncio-nacomolohacíaantesunaradiografía,peromediantelainteracciónconun

�

79


campomagnéticointensoquepermiteobservarenrelievealgunaszonasdelcuerpoquenoesposibledistinguirconrayosX.

Configuracioneselectrónicas

Loselectronesgiranalrededordelnúcleo,ordenadosencapasenergéticasauna distancia promedio y sólo son posibles ciertos valores para los cuatro nú-meroscuánticosdecadaórbita.Cadaelectróndeunátomodadotendrásusrespectivosnúmeroscuánticosparasuestadobasal.ParaasignaresosvaloressesigueunmétodogeneralllamadodeAufbau(configuraciónelectrónica).

¿Cómopuedorealizarlaconfiguraciónelectrónicadeunelemento?

Siobservamos,losrenglonesserepiten,asuvez,dedosendos,respectodelasletrasqueseñalanelsubnivelener-gético.Losnúmeroscuánticosaumentandearribahaciaabajo,disminuyendodeizquierdaaderecha.

Paraelllenadoelectrónicoseempiezadearribahaciaabajoydederecha1. a izquierda. Los electrones se escriben como exponentes de las subcapas, consideran-2. do la capacidad que tiene cada uno, hasta completar el número de electro-nes correspondiente al número atómico (es importante considerar que en s caben 2, en p 6, en d 10yenf14).

El elemento helio, con número atómico 2, tiene la siguiente configuraciónelectrónica:

2He 1s2

Lainformaciónqueobtenemosdeestaconfiguracióneslasiguiente:Enelniveldeenergían=1doselectrones(exponente)enunsuborbitals.Elelementobromo,connúmeroatómico35,tienelasiguienteconfiguraciónelectrónica:

35Br 1s

2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6 4s

2 3d

10 4p

5

Siseordenanlosorbitales,quedalaconfiguraciónsiguiente:

35Br 1s

2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6 3d

10 4s

2 4p

5

1s2s3s 2p4s 3p5s 4p 3d6s 5p 4d7s 6p 5d 4f8s 7p 6d 5f

80

�B3 �Locualproporcionaestainformación:

Enelniveldeenergían=1 hay 2 electrones en el suborbital s.

Enelniveldeenergían=2 hay 8 electrones, 2 en el suborbital s y 6 en el su-borbital p.

Enelniveldeenergían=3 hay 18 electrones, 2 en un suborbital s, 6 en un su-borbital p y 10 en un suborbital d.

Enelniveldeenergían=4 hay 7 electrones, 2 en un suborbital s y 5 en subor-bital p.

Los electrones que intervienen en una reacción química son los llamados “electronesdevalencia”yenloselementosrepresentativos,delasfamilias1, 2, 13 a 18(gruposA),correspondenalúltimoniveldeenergía.Enlosejemplosanteriores, el helio tiene 2 electrones de valencia y el bromo 7.

Muchasvecesseutilizaunaabreviación(Kernelquesignificanúcleo),usandolaconfiguracióndelgasnobledelperiodoanterioralelementoatratar,com-pletandoloselectronesyempezandosiempreconunsuborbitalconelcoefi-ciente correspondiente al periodo en donde se encuentra.

Elmagnesio(12Mg)estáeneltercerperiodo;por lotanto, lecorrespondeelgasnobleneón(10Ne)quetiene10electrones,porloquesólofaltan2.Comoseempiezaconunsuborbitaldelnivel3,laconfiguraciónseescribedelasi-guienteforma:

12Mg (10Ne) 3s2

Elbromoestáenelcuartoperiodo,porloqueletocael(18Ar),escribiéndoselaconfiguraciónelectrónicaabreviada(Kernel)delasiguientemanera:

35Br (18Ar) 3d10 4s2 4p5

Estasconfiguracionesabreviadasnossirvenparadeterminarloselectronesdevalencia.

Alobtenerselasconfiguracioneselectrónicasgráficas,esposibledeterminarlosvaloresdeloscuatronúmeroscuánticos.Debemosrecordarlacantidaddesubniveles que puede tener cada tipo de suborbital: a s le corresponde 1, a p le tocan 3, a d le tocan 5 y a f le corresponde el valor 7.

PrincipiodeExclusióndePauli:doselectronesnopuedentenerigualessuscuatronúmeroscuánticos,porloquecadaorbitalsólopuede tener cabida para un máximo de 2 electrones.

Actividad

�

81


Enestetipodeconfiguración,elvalordespindelcuartonúmerocuánticoen+1/2y-1/2serepresentaconpequeñasflechashaciaarribaohaciaabajo,res-pectivamente,comosemuestraenlossiguientesejemplos.Eltercernúmerocuánticosedeterminaconociendolaposicióndelaflechaenlaslíneas(valorde m).

Enelorbital• s,eltercernúmerocuánticotieneelvalordem=0.Los orbitales • ptienenlosvaloresdem=-1,0y+1.Los orbitales • dtienenlosvaloresdem=-2,-1,0,+1y+2.A• flecorrespondenlosvaloresdem=-3,-2,-1,0,+1,+2,+3.

Para complementar la configuración gráfica se sigue, además, la regla deHund,lacualseñalaqueloselectronesdeunmismosubniveltratandetenerel mismo spin, dando un máximo número de electrones desapareados posi-bles,porloqueparallenarlossubnivelesenergéticos,primeroseescribenlosspinesdeloselectronesparalelosydespuésseaparean.

Elúltimoelectróncolocadoen laconfiguraciónelectrónicagráficarecibeelnombredeelectróndiferencial.Paranuestrosdosejemplosanteriores,losnú-meroscuánticosquedancomosiguen:

El electrón diferencial del silicio tiene los valores: n=3, l=1,m=0, s=+1/2. Elelectróndiferencialdelmanganesotienelosvalores:n=3,l=2,m=2,s=+1/2.

Anicetodesarrollaalgunasconfiguracioneselectrónicasconlascualesdeterminalosnúmeroscuánticosdeelectronesdiferencialesdediversoselementos.Suprimióal-gunosdelosresultados.¿Lospuedesencontrar?Anótalosenlosespacioscorrespon-dientes(algunosestánmarcadosporunax)delosejemplossiguientes:

0

Actividad

82

�B3 �

Diversoselementostienenlaposibilidaddeexistirendiferentestiposdeáto-mos,enlosquedifiereenlacantidaddeneutronesenelnúcleo,perosecon-serva el número de protones (esta última es una característica necesaria para quesigaconsiderándosecomoelmismoelemento).

Algunosdeestoselementos llamados isótoposnosonestables, loqueoca-sionaquesedesintegrenpaulatinamenteyconeltiempodesaparezcan(estaduraciónsedefinecomovidamedia);duranteestadegradaciónseemitendi-versos tipos de radiación.

Elempleodeestetipodeisótoposinestablessehautilizadoenmuchasáreasparaelserhumano.Enmedicinaseempleaelcobalto-60paradestruircélu-lasmalignas,yotrossirvencomotrazadoresdemedicamentosenelcuerpoopara identificaroclusionesenarterias.Enagriculturasehanusadoparaelcontroldeplagasoparalamodificacióngenéticadealgunasespeciesvege-talesparamejorarelrendimientoensuproducciónysuresistenciaalmedio.Endiversasindustriaspermitenencontrarfracturasenlosmaterialesdecons-trucción o tuberías.

Tambiénseutilizanenlaconservacióndealimentos,enlarestauracióndepin-turasyesculturas,enelanálisiscronológicodematerialesarqueológicos,etc.Precisamente,latécnicadedatacióndelcarbono-14haceposibleconocerlaan-tigüedaddefósiles,telasdeorigenvegetaloanimal,ohuesos,siendoestaprue-baconfiableparamuestrasorgánicasconunavidamediadehasta60milaños.

ISÓTOPOS Y SUSAPLICACIONES

Actividad

�

83


Conbaseenlalecturadeltexto,contestadeformaindividuallassiguientespreguntas,escribiendolarespuestaoescogiendolosincisosadecuados(puedensermásdeunoenalgunoscasos).

a)Elusodeisótoposenagriculturaindicaquenocausandañoalhombre.1.

Sí/No

b)¿Alusarseisótoposradiactivosenlarestauracióndepinturasartísticasparade-terminarcuálessustanciasquímicasfueronempleadasensumanufactura,esposi-ble“copiar”exactamenteelpigmentooriginal.

Sí/No

¿Enquéconsistelatécnicadedataciónporradiocarbonomencionada?2.

Eltérminocobalto-60significa:3.

Esteelementosedescubrióenlosañossesenta.a) Laprimeravezqueseutilizóenmedicinafueenlosañossesenta.b) Eselisótopodecobaltoconpesoatómicodesesenta.c) Eselelementocobaltoconnúmeroatómicosesenta.d)

Lapruebadecarbono-14sehautilizadoparaconocerlaantigüedaddediferentes4.muestras.Escogeloscasosenlosqueesadecuadaestaprueba:

Unhuesodemamut.a) UnjarróndeporcelanadeladinastíaMing.b) UnasábanadelaEdadMediac) Unfósildetiranosaurio.d) Unamomiaegipcia.e) Uncesto(dehojasdemaíz)mayadelsiglof) viid.C.

Elhechodequesepuedanutilizarisótoposradiactivosparalaconservacióndeali-5. mentos nos indica que:

La radiación utilizada no se mantiene en los alimentos tratados.a) Noesconvenienteconsumirgrandescantidadesestosalimentosporsuconte-b) nido radiactivo.Sólosepuedeusarenlaconservacióndealimentosparaganado.c) Sonusadosúnicamenteenalimentossólidos.d)

Actividad

84

�B3 �Actividad

I. Enequiposcontestennuevamentelaspreguntasanterioresyenplenariadiscutanlas respuestas correctas.

II. Investigaacercadealgúnotrousodelosisótoposradiactivosyelaboraunreporteenelcualdescribaslosbeneficiosoriesgosqueexistenensuuso.

III. Deformaindividualoporequipos,encuentraloqueleescribióenlanotasiguien-doenordenlassiguientespistas:

“Descubrelafrasesecreta”

MuñecaMadeleenvíaunanotaasucompañeroAnicetoconmotivodesucumpleaños.

Primera palabra:

Primeraletradelnombredelelementoquetienepesoatómicodea) 19g/molyquetiene10neutrones(nopresentaisótoposenlanatu-raleza).Símbolodelapartículanegativaquegiraalrededordelnúcleoenlosb) átomos.Símbolo(enminúsculas)delelementocuyoelectróndiferencialtie-c) ne los números cuánticos n=2, l=0, m=0 y s=+1/2.Símbolodelelemento(enminúsculasyconerrorortográfico)conlad) configuraciónelectrónicadesarrollada(neutra)1s2 2s2 2p6 3s2 3p2.Letra con la que se representan los orbitales con valor cuántico aci-e) mutal l=2.Nombredeunabebidafamosadesoya.f)

Segunda palabra:

Letra con la que se representa la masa atómica.g)Letraconlaqueserepresentaeltercernúmerocuántico(magnético).h) Vocalmásdelgadayaguda.i) Letra con la que se representa la aceleración de caída debido a la j)atraccióndelaTierra.

�

85


Símbolo (enminúsculas) del últimoelementonatural descubierto,k)cuyos isótopos son todos radiactivos.Elementosconelmismonúmerodeprotonesperodiferentecanti-l) dad de neutrones, sólo la primera letra.

Procedimiento

Repiteestaoperaciónhastaquelaflamanodéotracoloración.Limpiaelasayhumedécelaconunadelassolucionessalinas.•Introduceelasaenlaflamayanotalacoloración.•Limpia de nuevo el asa con ácido clorhídrico y repite el experimento con •otra de las soluciones.

Material por equipo Reactivos

1 mechero de Bunsen.

1 asa de inoculación.

1 vaso de precipitado por cada

solución.

Ácido clorhídrico concentrado.

Soluciones de 1 g de sal de las sustancias cuyos cationes se

identificarán, en 100 ml de alcohol con 10 ml de agua.

Sales:

Cloruro de litio.

Cloruro de sodio.

Cloruro de potasio.

Cloruro de calcio.

Cloruro de estroncio.

Cloruro de bario.

Nitrato de plata.

Sulfato de cobre II.

Figura 3.6Flamademechero con muestras de iones metálicos.

86

�B3 �

I. Elaboraunatablacomparativadeobservacionesdecoloresparacadacatión.

II. Conbaseentusobservaciones,contestalassiguientespreguntas.1. ¿Por quéen lapreparaciónde las soluciones salinasno se emplean cloruros

para todos los cationes? 2. ¿Afectanloscloruros,sulfatosonitratoslageneracióndelcolordelaflama?3. ¿Aquésedebequeestoscationesdencoloraciónalasflamas?

Nombre Fórmula Color de laFlamaobservado

Color de laFlamainvestigado

Actividad

Elcinescopio

Elcinescopiodetutelevisorodetucomputadoraesuna“versiónmoderna”deltuboderayoscatódicos,basadoenlosmismosprincipiosqueaplicóThomson.Enéstosseaplicauncampoeléctricovariableparadirigirlatrayectoriadeloselectronesaloanchodeunapantallafluorescentedondeseformanlasimágenes.Laintensidaddeincandescenciavaríadependiendodelacantidaddeelectronesquefluyanhacialapantalla.

Contestalassiguientespreguntas:

1. Losrayoscatódicossonpartículasconcargaeléctrica:2. Indicasisonlomismorayoscatódicosqueelectronesyporqué.3. ¿Losrayoscatódicosformanpartedelaestructuraatómica?¿Porqué?

Autoevaluación

�

87


Siturespuestaesafirmativadibujaunafigura.

Marca la opción correcta que conteste a cada una de las siguientes preguntas:

1. La suma de protones y neutrones que contiene un átomo se denomina: a)Masamolecular b)Númeroatómico c)Númerodemasa

d)Pesoatómico e)Pesomolecular

2. ¿Quéindicaelnúmero“n”? a)Númerodesubnivelesdeenergía b)Númerodenivelesdeenergía c)Lasorientacionesmagnéticas d)Girodelelectrón

e) Número de orbitales

3. ¿Cuáleslaletraquerepresentaaltercernúmerocuántico? a) l b) s c) p

d) d e) m

4. ¿Cuáleslaconfiguraciónelectrónicadelfósforo(númeroatómico=15)? a) 1s

2, 2s

2, 2p

6, 3s

2, 3p

3 b) 1s

2, 2s

2, 2p

6, 3p

5 c) 1s

2, 1p

6, 2s

2, 2p

5

d) 1s2, 2s

2, 3s

3, 2p

8 e) 1s

2, 2p

6, 3d

7

5. LaLeydelaconservacióndelamateriafueestablecidapor: a)Dalton b)Aristóteles c)Proust

d)Lavoisier e)Richter

6. Elsegundonúmerocuánticodelelectróndiferencialdel13Al(aluminio)tieneunvalor de:

a) -2 b) -1 c) 0 d) +1 e) +2

7. EnlaconfiguraciónelectrónicaconKernel,elgasnoblequelecorrespondealAg(plata)es:

a)He b)Ne c)Ne d) Kr e) Xe

8. Sonátomosdeunmismoelementoquedifierenenelnúmerodeneutrones: a)Isótopos b)Aniones c)Equivalentes

d)Isómeros e)Cationes

9. ¿Cuántosorbitaleshayenelsubnivelfcuandon=4? a)1 b)3 c)4

d) 5 e) 7

10. Formulólateoríaquesostiene“Nosólolaluzsecomportacomoonda-partícula,sinotambiénlamasa”:

a)Garfield b)Bohr c)Planck

88

�B3 �d)DeBroglie e)Pauli

11. Lateoríadelacontinuidaddelamateriafueexpuestapor: a)Empédocles b)Newton c)Dalton

d)Demócrito e)Aristóteles

12. Comprobóqueeluranioyelradioemitenradiacionesquevelanunaplacafoto-gráfica:

a)Curie b)Rutherford c)Dalton d)Berzelius e)Millikan

13. Descubriólosneutrones: a)Stoney b)Goldstein c)Chadwick d)Dalton e)Crooks

14. Propusolateoríacuántica: a)Planck b)Dalton c)Bohr

d)Hund e)Faraday

15. Afirmóqueenunorbitalsólopuedenexistirhastadoselectrones: a)Pauli b)Hund c)Bohr

d)Thomson e)Franklin

16. Elnúmerodeprotonesquecontieneunátomoesiguala: a)Lamasamolecular b)Elnúmeroatómico c)Elnúmerodemasa d)Elpesoatómico e)Elpesomolecular

17. Elnúmero“m”indica: a)Elnúmerodesubnivelesdeenergía b)Elnúmerodenivelesdeenergía

c)Lasorientacionesmagnéticas d)Elgirodelelectrón e)Elnúmerodeorbitales

18. ¿Conquéletraserepresentaelsegundonúmerocuántico? a) l b) s c) p

d) d e) m

19. ¿Cuáleslaconfiguraciónelectrónicadel6S(azufre)? a)1s

2, 2s

2, 2p

6, 3s

2, 3p

4

b) 1s

2, 2s

2, 2p

6, 3p

6

c) 1s2, 1p

6, 2s

2, 2p

6

d) 1s

2, 2s

3, 3s

3, 2p

8

e) 1s2, 2p

6, 3d

8

20. EnlaconfiguraciónelectrónicaconKernel,elgasnoblequelecorrespondeal

43Tc (tecnecio) es: a)He b)Ne c)Ar

�

89


d) Kr e) Xe

21. Rutherfordbombardeóplacasdeoroconrayosalfa,demostrandolaexistenciade: a)Elelectrón b)Elnúcleo c)Elátomo

d)Lamolécula e)Elprotón

22. Formulólateoríaquesostienelaexistenciadeorbitalescircularesyelípticos: a)Sommerfeld b)Bohr c)Planck

d)DeBroglie e)Pauli

23. Lateoríadeladiscontinuidaddelamateriafueexpuestapor: a)Empédocles b)Newton c)Dalton

d)Demócrito e)Aristóteles

24. FueelprimeroenobservarelfenómenodelosrayosX: a)Curie b)Röntgen c)Becquerel

d)Berzelius e)Millikan

25. Descubriólosprotones: a)Stoney b)Goldstein c)Chadwick

d)Dalton e)Crooks

26. Sumodeloatómicoesconocidocomounaespeciede“panqué”: a)Pauli b)Rutherford c)Bohr

d)Thomson e)Franklin

27. Partículamáspequeñadeunelementoqueconservasuspropiedadesquímicas: a)Átomo b)Molécula c)Cuerpo

d)Electrón e)Núcleo

28. Elnúmerodeneutronesdel27Co(cobalto)es: a)5 b)27 c)32

d) 59 e) 86

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SUG

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»Interpreta la tabla periódicaExplica las propiedades y las característi-cas de los grupos de elementos, conside-rando su ubicación en la tabla periódica, y promueve el manejo sustentable de los recursos minerales del país.

• Representa mediante un organizadorgráfico, como una línea del tiempo, el desarrollo de la tabla periódica.

• Obtieneinformacióndeelementosquí-micos empleando la tabla periódica.

• Experimentaconalgunoselementosquí-micos para reconocer sus propiedades.

• Emplea la configuración electrónicaparaclasificarelementosquímicosporgrupos,periodosybloques.

• Ejemplifica lasdiferentes aplicacionesque tienen losmetales, nometales ymineralesenelquehacerhumanoyenel propio.

• Realiza una investigación documentalsobre los principales metales y no meta-lesqueproducenuestropaís,ubicandosus aplicaciones más importantes y los lugaresdondeserealizasuextracción.

• Describelosantecedenteshistóricosdelacla-sificacióndeloselementosquímicos.

• Reconoce las nociones de grupo, periodo ybloque,aplicadasaloselementosquímicos.

• Describe las propiedadesperiódicas (electro-negatividad, energía de ionización, afinidadelectrónica, radio y volumen atómico) y su va-riación en la tabla periódica.

• Caracteriza la utilidad e importancia de losmetales y no metales para la vida socioeconó-mica del país.

• Utiliza la tabla periódica para obtener infor-mación sobre las características y propiedades de los elementos.

• Clasifica loselementosenmetales,nometa-les y semimetales, destacando sus caracterís-ticas.

• Argumentalosbeneficiosdelmanejoracionaly sustentable de algunos elementos de rele-vancia económica.

• Desarrolla,siguiendoelmétodocientífico,unapráctica experimental en la que observa laspropiedadesdealgunoselementosquímicosylasasociacon la informaciónque lebrinda latabla periódica.

• Promueveeluso racionalde los recursosmi-nerales.

• Reconoceproblemascomunitarios relaciona-dos con la explotación, tanto racional como irracional, de recursos minerales.

• Asumeelreciclajecomoformaderesolverunaproblemática social.

• Promueve el cuidado ambiental en relaciónconelusoracionaldeelementosquímicosderelevancia económica.

4

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A»Interpreta la tabla periódica

Explica las propiedades y las característi-cas de los grupos de elementos, conside-rando su ubicación en la tabla periódica, y promueve el manejo sustentable de los recursos minerales del país.

• Representa mediante un organizadorgráfico, como una línea del tiempo, el desarrollo de la tabla periódica.

• Obtieneinformacióndeelementosquí-micos empleando la tabla periódica.

• Experimentaconalgunoselementosquí-micos para reconocer sus propiedades.

• Emplea la configuración electrónicaparaclasificarelementosquímicosporgrupos,periodosybloques.

• Ejemplifica lasdiferentes aplicacionesque tienen losmetales, nometales ymineralesenelquehacerhumanoyenel propio.

• Realiza una investigación documentalsobre los principales metales y no meta-lesqueproducenuestropaís,ubicandosus aplicaciones más importantes y los lugaresdondeserealizasuextracción.

• Describelosantecedenteshistóricosdelacla-sificacióndeloselementosquímicos.

• Reconoce las nociones de grupo, periodo ybloque,aplicadasaloselementosquímicos.

• Describe las propiedadesperiódicas (electro-negatividad, energía de ionización, afinidadelectrónica, radio y volumen atómico) y su va-riación en la tabla periódica.

• Caracteriza la utilidad e importancia de losmetales y no metales para la vida socioeconó-mica del país.

• Utiliza la tabla periódica para obtener infor-mación sobre las características y propiedades de los elementos.

• Clasifica loselementosenmetales,nometa-les y semimetales, destacando sus caracterís-ticas.

• Argumentalosbeneficiosdelmanejoracionaly sustentable de algunos elementos de rele-vancia económica.

• Desarrolla,siguiendoelmétodocientífico,unapráctica experimental en la que observa laspropiedadesdealgunoselementosquímicosylasasociacon la informaciónque lebrinda latabla periódica.

• Promueveeluso racionalde los recursosmi-nerales.

• Reconoceproblemascomunitarios relaciona-dos con la explotación, tanto racional como irracional, de recursos minerales.

• Asumeelreciclajecomoformaderesolverunaproblemática social.

• Promueve el cuidado ambiental en relaciónconelusoracionaldeelementosquímicosderelevancia económica.

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92

�B4 �

¿Paraquétenerorganizadosloselementosenunatablaperiódica?

Escomotenerunresumendealgunaspropiedadesfísicasyquímicasde loselementos,quenosayudanaentenderypronosticarsucomportamientoenlasreaccionesquímicas.

El litio y los metales alcalinos

Estafamiliadeelementos,apesardequeenalgunastablasperiódicasseconsideraalhidrógeno,enrealidadempiezaconellitio.

Loselementosalcalinosposeenunabajaenergíadeionización,unelec-trónde valencia y sonmuy reactivos, lo quehace queno se encuen-tran en estado puro, sino formando una gran variedad de compuestos en diversos minerales. Sus sales son solubles en agua, siendo la sal de mesalamásconocida(NaCl).Cuandoseunendeformaelementalconelagua, reaccionanquímicamente liberandohidrógenoy formandoelálcalicorrespondiente,entrelosqueestánlasosacáustica(NaOH),queseempleaenlalimpiezadesuperficiesybañosenelhogar,ylapotasacáustica(KOH),queesunamateriaprimajuntoconlosácidosgrasosenel proceso de saponificación para la obtención de jabones.

Enelcuerpohumanoaparecenenformadeiones,principalmentelosdesodio(Na+)ylosdepotasio(K+),queayudanenlaregulacióndelapre-siónsanguínea.Unexcesodesodioenelcuerpoocasionaretencióndelíquidosyproblemasdepresiónalta,mientrasqueunexcesodepotasiopuededetenerelcorazón.

Losionesdelitio(Li+)hantenidounencantoespecialconcarácterlegen-dario,yaque,desdesudescubrimientoaprincipiosdelsigloxix, se pen-sóqueeraunodelosingredientesesencialesusadosenlaEdadMedia

INTRODUCCIÓN

TABLAPERIÓDICAACTUAL


Actividad

�

93

�Interpretalatablaperiódica


enlabúsquedadelelixirdelajuventud,conloqueseleatribuyeroncua-lidades para mejorar la salud, incrementando la vitalidad, y permitiendo uncutistersoycabellobrillante.InclusocuandoC.L.Griggcomercializa—ya en el siglo xx—unabebidadelima-limón(alaquellamóenuninicio“Bib-LabelLithiatedLemon-LimeSoda”,yquedespuéscambióalnom-brequeaúnhoyconserva,7up),leañadiócitratodelitioparaconferirlesu sabor característico,destaca tambiénen supublicidad lospoderescurativosqueellitiodabaalabebida.

La fda,agenciaqueregulalaventadefármacosyalimentosenEstadosUnidos,prohibióellitioenestabebidaenlosañoscincuenta.

Aunquenosesabemuchoacercadesucomportamientoquímicoenelcuerpohumano,J.Cadedescubrióaccidentalmenteenlosañoscuaren-ta la acción antisicótica del litio cuando estaba investigando la acción curativa del ácido úrico en enfermedades maníaco-depresivas. En sus pruebas,utilizólasaldeuratodelitiodebidoasusolubilidad.Alcambiaraotrasaldelácidoúricoconotrometal, sediocuentaquenoexistíaacciónterapéutica,porloqueelcausantedelaspruebaspositivasante-riores debía ser el litio.

Pasómuchotiemposinquefuerapermitidoelusodellitiocomomedica-mento,enpartedebidoaqueunexcesoensuconsumopuedeprovocarlamuerte,ysólofueaprobadocomofármacodespuésde1970,siendoeficazencercade70%decasosdepacientesmaníaco-depresivos(des-ordenafectivobipolar),enquienesloscambiosextremosdehumorseatenúan, permitiendo a estas personas llevar una vida mejor.

I. Conbaseenlalecturaanteriorrespondedemaneraindividuallassiguientespre-guntas(enalgunossedebemarcarmásdeunaopción).

II. Comentaenequipostusrespuestas.

III. Enplenaria,socializaconelrestodelgrupolasrespuestasencontradasparallegara un acuerdo.

1. ¿Cuáleralapreocupaciónporlaquelafdaprohibióquelabebidamencionadacontuvieralitio?

a) Que no se cumplían todos los beneficios prometidos en la publicidad de la bebida.

b) Quealalargafueradañinoparalosconsumidores. c) Porencontrarseenformadecitratoerapeligrosoparalasalud. d) Noseteníaideadelcomportamientoexactodelmetalenelserhumano.

Actividad

94

�B4 �2. ¿Quésepuededeciracercadequeenelanuncioseafirmabaqueeraunabebi-

dasaludable?

a) Sería cierto sólo en casos de personas con desorden bipolar o enfermedad maníaco-depresiva.

b) Sólosepuedeespecularalrespecto,yaquenosetienecertezadesusbe-neficios.

c) Lo es sólo con un consumo moderado. d) Esfalso,yaquepuedecausarefectossecundariosseveros.

3. Elhechodeque los ionesdesodioypotasio intervienenen laregulacióndelfuncionamientodelcorazónyqueformanpartede lamismafamiliaquímicadellitio,permiteéstetambiénpuedaserunreguladordelapresiónsanguínea.

Sí/No

Elácidoúricofacilitaelefectoterapéuticodellitioalformarlasaldeuratodelitio.

Sí/No

4. Yaqueenlaactualidadseusaellitiocomoantisicótico,seríaconvenientequeseañadieranuevamentealafórmuladelrefresco.Argumentaturespuesta.

5. ¿QuérazonespodríatenerC.L.GriggparanombrarasubebidacomoSeven-up?

a) Que te da energía al beberlo todos los días, entre otros beneficios. b) Queesunabebidaparatomarenlasmañanasdespuésdelevantarte. c) Elsignificadode“Sietearriba”queesmuyllamativo. d) Elhechodequeellitiotieneunpesoatómicode7yquelevantaelánimo.

6. Elsaborquetienelabebidaesde:

a) Lima-limón. b) Lima-limón,peroenmenorgradoquecuandoteníalitio. c) Hacefaltaprobarloparasaberlo. d) Ligero sabor medicinal.

Ubicación y clasificación de los elementos

Duranteelsigloxix,loselementosquímicosfueronagrupadosdediversasma-neras; primero, simplemente por el orden cronológico de su descubrimiento; enotroscasos,enformaalfabéticaoporsuspesos;posteriormente,enrela-ciónconsuspropiedadesfísicasyquímicas.

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95


Entre los principales sistemas de clasificación propuestos están las triadas de JohannWolfgangDöbereiner,quienagrupabaloselementosdetresentres,deacuerdoconsus similitudesquímicas.Alexandre-EmilePéguyerdeChan-courtoisdispusoloselementosenunllamado“tornillotelúrico”,quecasina-dieentendió.JohnAlexanderReinaNewlandslosagrupóencolumnasdesieteelementos(enordencrecientedelospesosatómicos)comolasnotasmusica-les,haciendounacomparaciónenquelaspropiedadesquímicasserepetíancomo pasaba con la escala musical, llamándola Ley de las octavas.

En estos primeros sistemas no se podían agrupar adecuadamente todos los elementosconocidos.En1870,elquímicoalemánJuliusLotharMeyerestable-ce una gráfica para ordenar los elementos en función de su volumen atómico. Demaneraaislada,elquímicorusoDmitriMendeléievhaceunadistribucióndeloselementosconformealoquedespuéssellamóvalenciadeloselemen-tos,tambiénenordencrecientedelospesosatómicos,teniendolavirtuddedejarhuecosparaserllenadosenelfuturoporelementosaúnnodescubiertosy de los cuales pronosticó algunas de sus características. La disposición de los elementosconocidosensuépoca(aproximadamente60),esparecidaalosmo-delos actuales.

Con losestudiosde rayosXde loselementos,efectuadosporHenryMose-ley, se les asignan números atómicos en función de su carga positiva, es decir, desunúmerodeprotones, siendoeldemayorpesoen suépocaeluranio,conunvalorde92.Detalmanera,sellevóacabounamejororganizacióndelos elementos y fue posible establecer la ley periódica, en virtud de la cual los isótoposdeunmismoelementotienenlasmismaspropiedadesquímicasquecorrespondenasunúmeroatómico(portenerelmismonúmerodeprotones)aunquedifieranenalgunaspropiedadesfísicas(portenerdiferentenúmerodeneutrones).

Elordenactualquedividea loselementosenperiodos (hileras),ygruposofamilias (columnas), sedebeaNielsBohr,quien señalóque laorganizacióndependíadeladisposicióndeloselectronesqueseencuentranencapasquecorrespondenacadaperiodoenlosquesetieneunacantidaddeterminadadeelectrones.

Latablaperiódicaactualestádivididaen7periodoshorizontalesy18gruposofamilias(columnas).Losperiodossenumerandel1al7.Losgrupossenume-randel1al18,aunquetodavíaseusanlasnumeracionesdelIAalVIIIAparalosquesuelenllamarseelementosrepresentativos,ydelIBalVIIIBparaloselementos llamados de transición de la nomenclatura anterior. En este libro escribiremosprimeroelnúmeroarábigoactualyentreparéntesislanomen-clatura americana anterior.

Leyperiódica: laspropie-dadesquímicasdelosele-mentos están en función periódica de sus números atómicos.

96

�B4 �

Paraevitarunatablaentresdimensiones,omáslarga,existendosrenglonesparaacomodar las llamadas series de los lantánidos y de los actínidos.

En la tabla periódica actual se pueden encontrar algunas propiedades físicas y químicasquevaríanenfuncióndelaposicióndeloselementos.Deestaforma,loselementossepuedensepararenbloques. Laprimeradivisióndebloquesderivadelasconfiguracioneselectrónicasdeloselementos,detalformaqueloselementosdelasfamilias1y2(IAyIIA)inte-granelbloques,lasfamilias3a12(IBalVIIIB)sonelbloqued,lasfamilias13a18(IIIAaVIIIA)pertenecenalbloquep,y,porúltimo,loslantánidosyactíni-dos(renglonesseparadosdelatabla)conformanelbloquef.Otraseparaciónenbloquescorrespondealosmetales,semimetales(metaloides)ynometales.Losdosúltimossóloseencuentranenelbloquep,locualseñalaqueelcaráctermetálicoesmayorhacialaizquierdayhaciaabajodelatablaperiódica.

Los metales, por lo general, son sólidos, con un brillo característico, dúctiles, maleables, buenos conductores de la electricidad y del calor, con bajo valor de electronegatividadyafinidadelectrónica,yformanionespositivos(cationes).

Periodos

LantánidosActínidos

Grupos o familias

Figura 4.1Divisióndela tabla periódica actual.

Figura 4.2Clasificaciónde los elementos.

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Losnometalespuedenencontrarsecomosólidos, líquidosogaseosos.Notienen brillo, no son dúctiles ni maleables, tienen alta electronegatividad y afinidadelectrónica, sirven comoaislantes eléctricoso térmicos y formanionesnegativos(aniones).

Algunoselementosdelbloquepformanlossemimetalesqueseencuentranen el límite de separación entre los metales y los no metales como el boro, el silicio, el germanio y el antimonio, teniendo propiedades tanto de metal como nometal,utilizadasprincipalmenteenelectrónica.

Principalespropiedadesperiódicas

Radioatómico:seconsideraladistanciapromedioqueexisteen-tre el centro del núcleo y del electrón más lejano.

Elradioatómicodeloselementosdisminuyeenunperiodohacialaderechayenunafamiliaaumentahaciaabajo.Porejemplo,ellitio(Li)esmásgrandequeelflúor(F),peroesmenorqueelfrancio(Fr).

Enel casodecomparar radiosde iones isoelectrónicos (mismacantidaddeelectronesensusórbitas),éstedisminuyeenunperiodohacialaizquierdayaumentaenunafamiliahaciaabajo.Siguiendoelmismoejemplo,elLi

+, com-

paradoconelF-,esmuchomáspequeño.

Potencialde ionización:es laenergíanecesariaparaextraerunelectrón de un átomo neutro gaseoso para formar un catión.

Estepotencialaumentaenunperiodohacialaderecha,peroenunafamiliadismi-nuyehaciaabajo.Siguiendoelejemplodecomparaciónentreellitio,elflúoryelfrancio,eldemayorpotencialdeionizaciónseráelflúoryeldemenorelfrancio.

Li + energía = Li+ + e-

F+energía(mayor=F+ + e-

Fr+energía(menor)=Fr+ + e-

Afinidadelectrónica:eslaenergíaqueliberaunátomoneutroga-seosoparaadquirirunelectrónyformarunanión.

Estaafinidad,engeneral,aumentahacialaderechaenunperiodo,ydisminuyehaciaabajoenunafamilia.Deestaforma,elflúortienemayorafinidadelectró-nicaqueellitioyéste,asuvez,tienemayorafinidadelectrónicaqueelfrancio.

Li+ e- = Li- + energíaF+e-=F-+energía(mayor)Fr+e-=Fr-+energía(menor)

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�B4 �Electronegatividad:atracciónrelativadeloselectronesdeunenlacequímico.

Paradarunaexplicaciónalcarácteriónicoocovalentedeunenlacequímico,temaqueabordaremosenelsiguientebloque,LinusPaulingestablecióunatabladeva-loresdeelectronegatividadrelativadeloselementos,queaumentanenunperio-dohacialaderechaydisminuyenenunafamiliahaciaabajo,siendoelflúoreldemayorvalor,con4,yelfrancioeldemenor,con0.86.Siguiendonuestroejemplo,ellitiotieneunvalorde0.97.

Utilidadeimportanciaeconómicadeloselementosconteni-dos en la tabla periódica y su ubicación en la misma

Comoyasehaseñalado,loselementosenlatablaperiódicatienencaracte-rísticasavecessimilares.Porlogeneral,enunacolumna–alaquellamamosgrupoofamilia–sepuedenobservaralgunosvaloresfísicosparecidosy,estu-diandosucomportamientoquímico,podemoscaptarotrassemejanzasmás.

Alafamilia1(IA)seleconocecomofamiliadelosmetalesalcalinos(quitandodelalistaalhidrógeno,quenocorrespondeensimilitudesaestafamilia).Pertenecenalbloques,yaquesuelectróndiferencialseencuentraenunorbitals.Estacaracte-rísticalesconfiereunagranreactividadquímicadebidoaquetienenunabajaafinidadelectrónica,pudiendocedersuelectróndevalencia.Algunosdeéstosreaccionan, incluso, violentamente con el agua, liberando hidrógeno y for-mandosolucionesalcalinas,dedondederivasunombre.Nuncaseencuentranenlanaturalezacomoelementoslibres,sinoúnicamenteenformadesales.

Unodelousosdellitio(enformadesal)escomoterapéuticoantisicótico;ade-más, intervieneen la formacióndehidrurosque sonusadosen lasbateríasparacombustibledehidrógeno.Elsodioseempleaenelalumbradopúblico,enlaelaboracióndesosacáustica(comolimpiadorydestapacañosenlosho-gares)yenladejabones.Otrocompuestoimportantedelsodioeslasalco-mún,quetienerelevancianosóloenlaelaboracióndealimentos,sinoenelprocesoderegulacióndelapresiónsanguínea.Nuestropaíscuentaconvariasindustriasqueprocesancompuestosdesodio–comoeselcasodealgunasins-talacionesenlazonadeCoatzacoalcos,Ver.–yconvariasdesalinizadorasdeaguademar.Cuandonoseregulanlosdesechosdelosálcalisdeestafamilia,elpH(medidadelaacidez)deríosolagosaumenta,afectandolascondicionesnormales en la vida de peces y plantas.

Lafamilia2(IIA)seconoceconelnombredemetalesalcalinotérreos.Entreloscompuestosmásimportantesseencuentraelcarbonatodecalcioqueformapartedelaspiedrascalizas,elgisyelmármol.Losionesdecalcioymagnesiosonloscausantesdel“aguadura”,fenómenoqueocurrecuandoelaguatienegran contenido de minerales. En nuestro organismo estos elementos son im-portantesparalaformacióndeloshuesos.

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Lafamilia13(IIIA)estáformadaporunmetaloide,elboro,ypormetalesblan-dos o ligeros, como el aluminio. Estos elementos se emplean en síntesis or-gánicascomocatalizadores.Elboroesusadoenlaindustriaelectrónicaparafabricar semiconductores. El aluminio es uno de los metales más conocidos en nuestravidadiaria,yaqueloencontramosenaleacionesparautensiliosdeco-cina,enformadehojasdealuminio,yenlaindustriadelaconstrucciónparalaelaboración de puertas, ventanas, etc. Este metal se extrae principalmente de labauxita.EnelestadodeVeracruzseencuentraunadelasprincipalesplantasdeproduccióndealuminioenAméricaLatina.

Lafamilia14(IVA),llamadadelcarbono,estáformadapornometales(elcar-bón),metaloides(silicioygermanio)ymetalesblandos(estañoyplomo).Elcarbono es de importancia fundamental para los seres vivos de nuestro pla-neta,puestoqueconstituyeelelementoprincipalde todos loscompuestosorgánicos, incluido el petróleo y sus derivados, del gas natural, así como de compues tos inorgánicos como el bióxido de carbono y carbonatos. En forma elemental,elcarbonopresentatresalótroposprincipales:enformadegrafito,de diamante y de una estructura conocida como balones de bucky. En nuestro estadoselocalizaunagranvariedaddeindustriasquelaboranconderivadosdel petróleo.

Elsiliciosepresentaenmineralescomoelcuarzo,laamatistayenlaarena,siendo los tresdióxidosde silicio.Seutilizaen laproduccióndevidrioparalaelaboracióndeenvases,actividadqueestá representadaen la fábricadebotellasqueseencuentraenOrizaba,Veracruz.Juntoconelgermanio,elsi-licioesusadoenlafabricacióndecircuitoselectrónicos.Elestañoseempleaprincipalmente en aleaciones con cobre, conocidas como bronce, para la fa-bricación de tuberías y diversos utensilios. El plomo es un aislante natural de radiaciones,porloqueseusacomoblindajeenhospitalesyplantasnucleares.Seempleabaentuberíasypinturaspero,debidoaquesussalessonaltamentecontaminantes,suusoescadavezmenoro,almenos,restringido.

Lafamilia15(VA)esimportanteporelnitrógeno(nometalgaseosodiatómico),elprincipalcomponentedelaatmósfera(casi79%).Comopartedelosmine-rales,esnecesarioenlaalimentacióndelasplantas,porloqueexistenindus-triasdefabricacióndefertilizantesquecontienenprincipalmentecompuestosde nitrógeno y fósforo. En nuestro organismo forma parte de las proteínas y delosácidosnucleicos.Elfósforoseutilizaenlaelaboracióndecerillos;comoácidofosfórico,enlaindustriadelrefresco.Auncontodosestosbeneficiosquenosbrinda,suusoinadecuadoprovocaquelosdesechosindustrialesafectenalaatmósfera,porlaformacióndegasesdeóxidodenitrógenoquecausanlalluviaácida,lacualdañaalossuelosylasplantas.

Lafamilia16(VIA)estambiénllamadadeloscalcógenos.Elprimerelemen-to de este grupo es el oxígeno, se encuentra en la atmósfera como oxígeno diatómicoen21%de lacomposicióndelaire, intervieneen larespiración,ysinsupresencianopodríamossobrevivir.Unapequeñapartedeloxígenoseencuentraenlaformaalotrópicatriatómica,conocidacomoozono,queforma

100

�B4 �unacapaenlaatmósferaquenosprotegedelasradiacionesnocivasdelsol.Eloxígeno fácilmente reacciona con una gran cantidad de sustancias, formando desdeóxidos,hastaoxisalescomoelagua.

Elazufretambiéntieneunpapel importanteennuestraalimentación.Enlaindustriaquímicaesampliamenteutilizadoatravésdesucompuestodeáci-dosulfúrico,aligualqueenlaindustriafarmacéutica,comodesinfectanteoantimicótico.Lasemisionesalaatmósferadegasesdeazufreocasionanllu-via ácida. Las pilas inservibles, fabricadas con este elemento, causan una muy importantecontaminaciónenelmundoentero.ExistenminasdeazufreenelsurdeVeracruz.

Lafamilia17(VIIA)esconocidaconelnombredehalógenos,porsualtareactividad,mismaquegeneralaformacióndesales,comolasalcomún.Todosloselementosde este grupo son no metales, con alta electronegatividad; se presentan en la na-turalezacomomoléculasdiatómicas.Elflúorseempleaenalgunasciudadescomodesinfectanteenelagua,comofluoruro;tambiéneselingredienteactivoenlaspas-tasdentales.Enformadefluorurodehidrógenoseusaenlaindustriadelcristalcor-tado.Alcloroloconocemosenelhogarcomoblanqueadorparalaropaytambiénloutilizamosparalalimpiezadepisos.Loshalógenosseempleanparalaobtenciónde insecticidas.

Elyodoesusadocomodesinfectante.Losresiduosdecompuestoshalogena-dospuedencontaminarafluentes,ademásdequetambiéndañanaplantasyanimales.Losgasesdecloroybromopuedenocasionardañosa lasalud,principalmenteenelhígado;enemisionesgaseosassonresponsablesdelde-teriorodelacapadeozono.

Lafamilia18(VIIIA)recibeelnombredegasesnoblesoinertes,yaquecasinoreaccionanquímicamentedebidoaquesuúltimacapaelectrónicaestállena.Tambiénsellamangasesraros,porsuescasapresenciaenlanaturaleza,conlaexcepcióndelhelio,queeselsegundoelementoenabundanciaeneluni-verso. Su aplicación más común es en los anuncios luminosos de neón y en los globosquecompramosenlosparques.

Enlapartecentraldelatablaperiódicaseencuentranlasfamilias3a12(gru-posB),quecorrespondenalosmetalesoelementosdetransición.Entreéstos,seencuentranlosmetalestécnicosdealtopuntodefusión,comoelníquel,tungsteno,vanadioycromo,tambiénllamadosmetalesferrosos,loscualesseemplean en la producción de pigmentos en la obtención de aleaciones de ace-ro,comolasqueseobtienenenlaplantadetamsa,enelestadodeVeracruz.Eltungstenoseusaparalosfilamentosdefocoseléctricos.

Existenlosmetalesnoferrosos,comoelcobreyelzinc(tambiénseincluyenenestegrupoelplomoyelestaño),queseempleanengalvanizadoyenbate-rías.Elcobreesutilizadoparalafabricacióndecablesconductoresydemone-das.Losmetalesligeroscomprendeneltitanio,zirconio,cadmioymercurio.El titanio se usa en pigmentos, en la construcción “para partes de autos y avio-

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101


nes.Porúltimo,seencuentranlosmetalespreciososonobles(llamadosasíporsubajareactividadquímica)comosoneloro,laplatayelplatino,prin-cipalmente.Eloroy laplataseutilizanparafabricarmonedas, joyeríay,juntoconelplatino,comocatalizadores.Laplataesusada,además,enlaconstrucción de espejos, en el revelado de fotografías y en la electrónica; elplatino,enlafabricacióndeprótesisomaterialesqueserequiereseanresistentesyquenosufranoxidación.

Finalmentesecuentaelgrupodelastierrasraras,quecorrespondenalaseriede los lantánidos y los actínidos. Se les conoce como elementos de transición interna,porsuconstrucciónelectrónica.Noformanunafamilia,comoelrestode los elementos en forma vertical. Entre estos elementos sobresale el uranio, materialradiactivoempleadocomofuentedeenergía.EnVeracruzseencuen-tralaúnicaplantanucleardenuestropaísenlaqueseaprovechalaenergíadeluranioparalaobtencióndeenergíaeléctrica.Conunadecuadocontroldecalidadyseguridadentodalaplanta,seminimizanlosriesgosdecontamina-ciónradiactiva;aunquesegenerandesechosradiactivos,éstossontratadosinicialmenteparadespuésalmacenarlosenlugaresadecuados.

SeleindicaaMadequedebeagruparlossiguienteselementos:plata,flúor,sodio,silicio,oxígeno,helio,aluminio,cobre,carbono,nitrógenoycalcio,conbaseenlassiguientescaracterísticas:

• Muyabundanteenlacortezaterrestre.• Escasoenlaatmósferaterrestre.• Electronegatividadesconlosvaloressiguientes:4,2.5,1.• Energíadeionizaciónde500kJ/moly100kJ/mol.

1. ¿Cómopodríasagruparestos11elementossifueranlosúnicosqueexistieranenlanaturalezaenunaminitablaperiódica?

2. ¿QuéelementodebeutilizarMadeparafabricarjabón?

a)Calcio b)Sodio c)Oxígeno

3. ¿Quéelementostienenvaloresdeelectronegatividadde4,2.5y1,respectiva-mente?

a)Silicio,cobreycalcio b)Flúor,nitrógenoysodio c)Carbono,aluminioyhelio

Actividad

102

�B4 �4. Paraasignarlascaracterísticas“muyabundanteenlacortezaterrestre”y“es-

casoenlaatmósfera”,respectivamente,¿cuáldelassiguientesopcionesseríalamejor?

a)Calcioyoxígeno b)Silicioynitrógeno c)Oxígenoyhelio

5. Madedecidedarleelvalordeenergíadeionización500kJ/molalsodioyde100kJ/molalaluminio.¿Estásdeacuerdo?Fundamentaturespuesta.

Usodelatablaperiódica.

I. Demaneraindividualyluegoenequiposresuelvelossiguientesproblemas:

1. Cierta familiade tres conductores,magnéticosy relativamente fácilesdereaccionar,seanduvieronoxidandolomásquepodían.Algunasvecessonmonedadecambioyensusandanzassehanunidoalaluminiodandounalata.Cuandoseportanbienpuedenformarunionessólidasyresistentesensusrelaciones,inclusoconelmanchadodelcarbón,dandosustentoahoga-res y edificios grandes.

Determinaelnombredeesta familiatanpeculiary losnombresdesus inte-grantes,enaveriguacionespreviassesupoqueunodeellostiene27p+, a otro ensumáximogradodeoxidaciónsólolequedaron23e- y el último tiene una masaatómicade58.7umas(menosdeloesperado,porquenosesentíabien).

2. Estegruposeencuentrajuntoalosmetalesmásreactivos.Algunosdesusinte-grantes,enformadeiones,ledanladurezaalagua(altaconcentracióndesalesenelagua)enalgunoslugares,razónporlaquelosjabonesnohacenmuchaespuma.Comprendenunmaterialqueledaelnombrecaracterísticoalapro-piedadradiactivadealgunoselementosyquefuedescubiertoporunafamosainvestigadorapolaca.¿Cuálesestafamiliayquéelementoslaforman?

Setieneelsiguientefragmentodelbloque“p”delatablaperiódica:

Actividad

Al Si P

Ga Ge As

�

103


Actividad

II. Debesrelacionarcadaunodeestoselementosconlossiguientesconceptos:

1. Seusacomosemiconductor,formaparteprincipaldelaarenaypuededarca-denas largas con átomos del mismo elemento pero no tan grandes como las de su pariente el carbono.

2. Es un no metal, tiene la mayor electronegatividad de estos seis elementos y se usa entre otras cosas en la elaboración de cerillos y de refrescos.

3. Estemetaloideesuningredienteenvenenosparahormigas.

4. Eselelementoconmayorcaráctermetálicodeestefragmento,aunqueeslí-quidocuandohaceunpocodecalorytienelamenorafinidadelectrónica.

5. Se usa en forma de láminas para envolver principalmente alimentos y conduce muybienlaelectricidad.Aloxidarse,secubredeunacapaquelequitabrillo,peroqueevitaquesesigaoxidando(formadadeóxidodealuminio).

6. Sunombrerecuerdaaunpaísyseusacomosemiconductorencircuitoseléctricos.

III. Ahorarelaciona losseiselementosanteriorescon lascaracterísticasquefiguranenlossiguientesincisos(depreferencia,nousestablaperiódicasinohastaelfinalparaverificarlasrespuestas):

1. Electronegatividad=2.1yradioatómico=123pm. 2. Estadosdeoxidaciónposibles=+/-3,+5yradioatómico=133pm. 3. Masaatómica=27umasyestadodeoxidaciónposiblede+3. 4. Númerodeelectronesdevalencia=4yradioatómicode152pm. 5. Electronegatividad=1.8yradioatómico=146pm. 6. Puntodefusión=30°Cynúmerodeelectronesdevalencia=3.

Obtención de hidrógeno

Procedimiento

• EnunmatrazErlenmeyerde500mlintroduce5gdezinc.• Colocauntapónbihoradado.• Conectaaltapónunembudodeseguridadyuntubodedesprendimiento.

104

�B4 �• Dirigeeltubodedesprendimientoauntubodeensaye,llenodeaguae

invertidoenunacubahidroneumática(verfigura).• Agregaenformalentaporelembudodeseguridadaproximadamente

25mldeácidoclorhídrico1:1.• Dejaescaparlasprimerasburbujas.• Recogeelgasquesedesprenda,llenando5tubosdeensayepordes-

alojo de agua.• Tapalostubosantesdesacarlosdelacuba.

El hidrógeno obtenido se observa enalgunas propiedades físicas como son color, olor, estado, densidad (desta-pando un tubo). Con otro tubo quecontenga la muestra, se probará su combustibilidad al acercar la llama de un cerillo a la boca del tubo.

Anotatusobservaciones.

¿Porquésedejanescaparalgunasburbujasantesdeempezararecolectarelhidrógeno?

¿Quépropiedadesquímicasyfísicasobservasteenloselementosycompuestosqueestánpresentesenelexperimento(zinc,ácidoclorhídrico,agua,clorurodezinc,oxí-genoehidrógeno)?

Investigaacercadelareaccióndelaobtencióndelhidrógenodelexperimentoyso-brelareaccióndecombustióndelhidrógeno.

Actividad

Figura 4.3Cubahidro-neumática.

Actividad

�

105


Actividad

Dinámicagrupal

Materiales

Globosdecolores.Cuerda.Botellasdeaguade1litro.Vasosdeplásticomedianos.

Procedimiento

• Seseparanlosglobosencoloresdiferentes(ennúmeroigualaldeequipospar-ticipantes).Elequipoorganizadorcolocaenelinteriordecadaglobounafraseounejerciciodeltemaasignado,despuésdelocualseinflanyseamarran.

• Unintegrantedecadaequipobuscaráunglobodelcolorqueletoque(porsor-teo),elcualencontrarádentrodeláreadejuegodondeelequipoorganizadorlosescondiópreviamente.Unavezquelohayaencontrado,regresaráconsuscompañerosdeequipoyreventaráelgloboparallevaracaboelejercicioquefiguradentrodeéste.

• Otrosdosintegrantesromperándosglobosdelcolorasignadoentreellos,sinutilizarmanosnipies.Cuandohayanreventadolosglobosrealizaránelejerci-cioconsuscompañeros.

• Enunapartedelazonadejuego,elequipoorganizadorcolocadonascolgadasjuntoconunglobo(unoporcadaequipo).Unintegrantedecadaequipopro-cedeacomerseladonasinutilizarlasmanos;alterminarla,tomaelgloboylollevaconelrestodesuscompañerosparareventarloycontestarlapregunta.

• Mientrassellevanacabotodaslasactividadesconalgúnparticipante,elrestodesuscompañerossededicaaresolverlaspreguntasyejerciciosquevanobte-niendo de los globos.

• Cuandounequipoterminedecontestartodoslosejercicios,susintegrantesreuni-rán tres tipos de plásticos se beberán un vaso con agua, entregando las respuestas alequipoorganizador,elcualverificaráquelasrespuestasseancorrectas,decla-randoganadoralprimerequipoquehayaterminadodecontestarcorrectamenteyotorgándoleunpremio(quepuedeconsistirendulces).

Actividad

106

�B4 �

Elementosquímicosvitalesparaelhombre

Enlanaturalezaseencuentranalrededordenoventaelementosquími-cosdiferentes.Elserhumanoloshautilizadogeneralmenteensube-neficio,marcandoetapasensudesarrollohistórico.En laantigüedad,aunquenoseconsiderabancomotales,yaseconocíanensuformaele-mentaleloro,laplata,elcobre,elhierro,elestaño,elplomo,elmercu-rio,elazufreyelcarbono.Muchosotrosmaterialeslosconocióprimeroformandopartedeloquehoyconocemoscomocompuestosquímicosomezclas,yapartirdelsigloxviiiempezóaaislarloseidentificarloscomoelementos,descubriendoqueelmásabundanteeneluniversoeselhi-drógeno.

Sinembargo, losseresvivos —incluyendoelhombre—noestáncons-tituidos por la totalidad de esos noventa elementos. Para formar lasmoléculasnecesariasennuestroorganismocomoenelcasodelagua(alrededorde70%enmasadelascélulas),lasproteínas,azúcaresylípi-dos,entreotras,senecesitanprincipalmenteseiselementos:elcarbono(queformaelmayorporcentajeenmasadelosresiduossólidosdelascélulas),elhidrógeno,eloxígeno,elnitrógeno,elfósforoyelazufre.

Alrededorde3%deltotaldelamasadelosseresvivosestáformadoporotros elementos, algunos de ellos indispensables como el calcio, el clo-ro,elmagnesio,elpotasioyelsodio.Elcalcio,enformadeiones(Ca2+), esnecesarioen laestructurade loshuesosyen la transmisiónde lasseñalesnerviosas.Losionesdecloro(Cl1-),desodio(Na1+) y de potasio (K1+) regulan la presión sanguínea en nuestro cuerpo.

Hayotrassustanciasconocidascomooligoelementosquesonnecesa-rios,peroencantidadesmuypequeñasotrazas(V,Mn,Co,Cu,Mo,Cr,Fe,Ni,Zn,Cd,F,I,Si,Se,B,Al,AsySn).Unodelosconstituyentesnece-sariosenlaestructuradelosglóbulosrojoseselhierro,elcualrequieredetrazasdecobreparasusíntesisenloshuesos.

Autoevaluación

�

107


I. Conbaseenlalecturaanterior,contestalassiguientespreguntas:

a) Sepuedededucirqueelelementomásabundanteenmasaenlosseresvivos es el oxígeno.

Sí/No

b) El carbono es el elemento de mayor porcentaje en masa de los compo-nentes sólidos de los seres vivos.

Sí/No

1. Ennuestroorganismo,unacantidadmenordehemoglobina,alanormal,causaanemia.Porotro lado, se sabeque las salesde cobrepueden sertóxicasparaelserhumano.Explicaquépasaríaencadaunodelossiguien-tescasos:

a) En los alimentos de nuestra dieta diaria no se encuentra presente ningu-na cantidad de cobre.

b) Enlosalimentosdenuestradietadiariahayunexcesodesalesdecobre.

2. Menciona los seis elementos indispensables que se encuentran en grancantidadenlamayoríadelosseresvivoseindicaaquéfamiliadelatablaperiódicapertenececadaunodeéstos.

3. ¿Cuálessonloselementosconocidosdesdelaantigüedadquenosonnece-sariosparalavida?

4. Esteelemento,enformadeión,contribuyealatransmisióndelasseñalesnerviosas:

a)Na1+ b)K1+ c)Cl1- d)Ca2+ e)Mg2+

II. Marcalarespuestacorrectaalassiguientespreguntas:

1. Aloslantánidosyactínidos,otierrasraras,selesllamatambién:

a) Elementos de transición b) Elementos de transición interna c)Metalesnobles d)Gasesnobles e)Metalesactivos

108

�B4 � 2. Delossiguienteselementos,eldemayorradioelectrónicoes:

a)Fr b)H c)He d)Na e)K

3. Elemento cuyos óxidos afectan al sistema nervioso, forman lluvia ácida yseusacomofungicidaenlapiel:

a)Mercurio b)Yodo c)Cloro d)Azufre e)Plomo

4. Investigador que agrupó a los elementos conocidos en su época, deacuerdoconloquellamótriadas:

a)Newlands b)Meyer c)Dôbereiner d)Mendeléiev e)Moseley

5. Cantidaddeenergíaquesedesprendeoabsorbeporlaadicióndeunelectrón al átomo neutro gaseoso de un elemento, para producir un ionnegativo:

a)Electronegatividad b)Afinidadelectrónica c)Potencialdeionización d)Afinidadnuclear

e)Carganuclear

6. Elementomáselectronegativodelatablaperiódica:

a)Helio b)Flúor c)Oxígeno d)Francio e)Cobre

7. Indicaelnúmeroprogresivodelosátomos,ordenadosenlatablaperió-dicadeacuerdoconelnúmerodeprotonesqueposeeelnúcleo:

a)Masaatómica b)Símbolo c)Númeroatómico d)Númerodemasa e)Fórmulaquímica

8. Sonloselementosque,porlogeneral,noreaccionanquímicamenteytienenunaestructuraelectrónicacompletaensuúltimacapa:

a)Metalesnobles b)Gasesraros c)Tierrasraras d)Metalesinactivos e)Nometales

9. Científicoqueformulólaleydelasoctavas: a)Dôbereiner b)Meyer c)Moseley d)Newlands e)Mendeléiev

10. Metaldañinoparalosseresvivosqueatacaelsistemanerviosoyelhígado: a)Cloro b)Plomo c)Azufre d)Fierro e)Arsénico

�

109


11. Cantidaddeenergíanecesariaparaquitarunelectróndeunátomo:

a)Electronegatividad b)Afinidadelectrónica c)Potencialdeionización d)Afinidadnuclear e)Carganuclear

12. ¿Cuáldelossiguienteselementoseselquemenosseoxida?

a)Cs b)Cu c)Pt d)Fe e)Na

13. ¿Cuáldelassiguientesopcionesesunacaracterísticadelosmetales?

a)Fragilidad b)Opacidad c)Ductilidad d)Tenacidad e)Resistividad

14. Investigadorqueordenóloselementosenunatablaperiódicadeacuer-doconsuspropiedadesquímicas,prediciendo,incluso,laspropiedadesdeelementosaúnnodescubiertosensuépoca:

a)Meyer b)Mendeleiev c)Moseley d)Newlands e)Werner

15. Elelementomenosmetálicoenelgrupo14(IVA)es:

a)C b)Si c)Ge d)Sn e)Pb

16. Losperiodosmáslargoscontienenaloselementosdelgrupoftambiénllamados:

a)Metálicosactivos b)Metálicosligeros c)Tierrasraras d)Metalesnobles e)Metalestécnicos

III.Resuelveelsiguientecrucigrama

HORIZONTAL

1. Descubrióquelamaterianosecreanisedestruye,sólosetransforma.2. Propiedadesquímicasdeloselementosqueestánenfunciónperiódica

de sus números atómicos.4. Halógenoqueformapartedelasalcomún.Seutilizaenelblanquea-

do de ropa.5. Científicocuyonombreseidentificaconlafórmula6.023x1023 .6. Se le conoce principalmente por el desarrollo de la teoría atómica de los

elementos y compuestos.7. Tipodefórmulaquemuestraladisposiciónespacialdelosátomosenla

molécula.8. Elementoquímicoquecasisiempretieneunnúmerodeoxidaciónde-2,

exceptoenlosperóxidos,dondeesde-1.

110

�B4 � 9. Esquemadetodosloselementosquímicosdispuestosporordendenú-

mero atómico creciente.

VERTICAL

2. Tipodepartículaelementaldecarganegativaqueespartedelafamiliade los leptones y, junto con los protones y neutrones, forma los átomos ylasmoléculas.

10.Launidadmáspequeñadeunelementoquímico.11.AutordelaLeydelaconservacióndelamateria.12.Eslasustanciaquenopuedeserdescompuestaodivididaensustancias

mássimplespormediosquímicosordinarios.13.Estadocaracterísticodelátomoenuncompuesto,debidoaloselectro-

nesqueganaopierdealpasaraformarpartedelcompuesto.14.Observóquelaspartículasalfaconcargapositivasedesviabanalatravesar

unacapamuyfinademateriayexplicóestehechoutilizandounmodeloatómico con un núcleo central pesado y cargado positivamente.

15.Todoloqueocupaunlugarenelespacio.

9

15

6

4

510

7

8

14

131

212

11

�

111


IV.ResuelvelasiguientesopadecaracteresquecontienelostemasabordadosenlosbloquesIyII.Laspalabraspuedenencontrarseenformahorizontal,vertical y diagonal.

1. Investigadorconsideradocomoelpadredelaquímicamoderna.2. Sustanciaquenopuedeserdescompuestaodivididaensustanciasmás

simplespormediosquímicosordinarios.3. Sustanciaqueestáenmenorproporcióndentrodelasolución.4. Sirven para el tratamiento de algunos tipos de cáncer pueden ser radiac-

tivos.5. Cienciaqueestudialoscompuestosdelcarbono(conalgunasexcep-

ciones).6. Seempleaenlafabricacióndeaceroparaeliminarimpurezas,comoel

carbonoyelazufre,delosmineralescomomateriaprima.7. Elementoquímicoquealunirseconunmetalformaóxidosyalunirsecon

unnometalanhídridos;abundanteenlaatmósferaymuyelectronegativo.8. Científicoquedesarrollólateoríadediscontinuidaddelamateria.9. Determinaelgradodeacidezobasicidad.Menosde7esácido;másde

7esbase.10.Elcomponentequeestáenmayorproporciónyquegeneralmentees

líquidosedenomina.11.Unióndesustanciassininteracciónquímica.

BLO

QU

E


SUG

EREN

CIA

DE

EVID

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AS

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AP

REN

DIZ

AJE

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UN

IDA

D D

E CO

MP

ETEN

CIA

»Interpreta enlaces químicos e interrelaciones intermoleculares

• Defineelconceptodeenlacequímico.• Describe la formacióndel enlace iónico y las

propiedades que presentan los compuestosconestetipodeenlace.

• Conocelascaracterísticasdelosdiferentesti-posdeenlacecovalente.

• Describelasteoríasqueexplicanelenlaceme-tálico(teoríadelmardeelectronesylateoríadebandas).

• Reconocelascaracterísticasquesederivandelenlacemetálico.

• Refierelaformacióndelasfuerzasintermo-leculares.

Fuerzas de dispersión o fuerzas de Lon-- don.Dipolo-dipolo.- Dipolo-dipoloinducido.-

5

BLO

QU

E


SUG

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PET

ENCI

A» Distinguelosdiferentesmodelosdeen-

lace interatómicos e intermoleculares,relacionando las propiedades macros-cópicasdelassustanciasconeltipodeenlacequepresentan.

• Explicaporescrito(cuestionariooejer-cicios) las representaciones de Lewisparaelementosycompuestosiónicos.

• Ejecuta diversos ejercicios en los quemuestralaformacióndeenlacesiónicos.

• Desarrolla ejercicios de estructura deLewisdecompuestoscovalentes.

• Reportaunainvestigacióndocumentalsobrelasconsecuenciassocioeconómi-casdelaoxidacióndelosmetales.

• Representaelenlacemetálicoatravésdeunmapamentaloconceptual.

• Reportaaccionespersonalesycomuni-tariasrealizadasparaoptimizarelusodelagua.

• Realiza investigación documental so-brelasestructurasquímicasdemolécu-lasbiológicasylapresenciadepuentedehidrógenoenéstas.

• EmplealarepresentacióndeLewisparamos-trarloselectronesdevalenciadeunelementoquímico.

• Demuestra la formación de enlaces iónicosutilizandorepresentacionesdeLewis.

• Clasificalosdiversostiposdeenlacecovalentedeacuerdoconelnúmerodeelectronescom-partidosentreátomos.

• Dibujalageometríamoleculardecompuestossencillos,partiendodelaestructuradeLewis.

• ExplicalaimportanciaquetienenlosmetalesenlaeconomíadeMéxico.

• Asocialasfuerzasintermolecularesconlaspro-piedadesquepresentanlosgasesyloslíquidos.

• Valoralautilidaddelosmodelosteóricosutili-zadosparaexplicarlaestructuradelamateria.

• Valorael usoapropiadode losmetales y sureciclaje.

• Valora la importanciade losmodelosteóricosparaexplicarlaspropiedadesdelassustancias.

• Valoralaimportanciadelosenlacesquímicosenlaformacióndenuevosmaterialesysuim-pactoenlasociedad.

114

�B5�

Elentendimientodecómoseencuentranunidos loselementosqueconfor-man un compuesto, mediante lo que conocemos como enlaces químicose interacciones físicas,nosayudaadesarrollarnuevosmaterialesy sacarelmáximoprovechoalosyaexistentes,ademásdeentenderelcomportamientoypropiedadesgeneralesdemuchassustanciassegúneltipodeenlacesquepresenten.

Elaguayalgunasdesuspropiedades

AlequipodePánfilo letocóexponereltemadelascaracterísticasge-neralesdelagua.Nuestroamigohizoalgunasanotacionessobreloqueindagóparaqueleayudenalahoradesuexposición:

Elaguatieneunamoléculaformadaporunátomodeoxígeno(conpesoatómicode16g/mol)unidoadoshidrógenos (con1g/molcadauno),por loqueeloxígenoeselcomponentedemayorporcentajeenpesodelagua.

Estamoléculadeaguatienedosenlacesquímicoscovalentespolares,separadosdetalmaneraquelamoléculatieneformageométricade“V”,porloquesetratadeunasustanciapolar.Casinoconducelaelectrici-dad.

Elagua,apesardequenotieneenlacesiónicos,enpequeñascantidadessedisociay forma iones,dandounaconcentraciónde ioneshidroniosigualalosioneshidroxilos,quea25°CdaunpHde7(neutro).

Lospuentesdehidrógenooriginanqueelaguatengaalgunascaracte-rísticasespeciales.Atemperaturaambientede25°C,sinocontaraconéstosseríagaseosa.Permitenformarunaredcristalinacuandoseen-cuentraenformadehieloconunadensidadmenorquecuandoeslíqui-da,debidoaquecuandoserompenalgunospuentesparacambiarde

INTRODUCCIÓN


ElpHesunaescalademedidadelaacidezoalcalinidaddesolucio-nesenagua,expresa-daentrelosnumerales0y14.

Actividad

�

115

�Interpretaenlacesquímicoseinterrelacionesintermoleculares

estado,lasmoléculaslíquidaspuedenjuntarsemás,llenandolosespa-cioslibresqueteníaelhielo.Ladensidaddelagualíquidaaumentade0°Chastalos4°Cydeahívadisminuyendoconelincrementodelatempera-tura.Estacaracterísticaocasionaque,alirseenfriandoelaguadeunlagoounríoalbajardelos4°C,ellíquidomásfríoquedeenlapartesuperiorqueeslaprimeraquesecongela,permitiendoqueexistaagualíquidaenlascapasinferioresporlocualpuedenexistirseresvivoscomolospecesenaguasenlasquelatemperaturadelasuperficieseencuentraabajodelpuntodecongelación.

Elaguaes llamadaeldisolventeuniversal,yaqueenellasonsolublesmuchassustanciaspolarescomoeselcasodemuchassalesyminera-lesinorgánicosydealgunassustanciasorgánicas,porloqueenestadonaturalnoseencuentrapura.Estapropiedadhacequesepuedantrans-portardiversosmaterialesatravésdecorrientesdeagua,inclusodentrodelosorganismosvivos.

Por su capacidad de almacenar grandes cantidades de calor, se usacomorefrigeranteoreguladordelatemperatura.Enlanaturalezaesunreguladorclimático.

Elaguaesunasustanciaindispensableparatodoslosseresvivos.Paraquelapodamosbeber,generalmentedebesertratadaconelfindeeli-minarsustanciastóxicasymicroorganismosdañinos.Enunfuturoinclu-sopodráserutilizadacomocombustible.

Conbaseenlasnotasdelalecturaanterior,contestalassiguientespreguntas,primerodeformaindividual,despuésenequipoy,porúltimo,demaneragrupal.Enalgunaspreguntashayquemarcarmásdeunaopción.

Laforma“V”delasmoléculasdelaguasedebea:1.Lacantidaddeenlacesquímicosformadosylosparesdeelectronesdevalen-a)cialibresquelequedanalátomodeoxígenoenella.Ladiferenciaeneltamañoentrelosátomosdehidrógenoylosdeoxígeno.b)Queestáformadadedosátomosdehidrógenounidosdeformacovalenteac)unoxígeno.Laformacióndepuentesdehidrógeno.d)

Actividad

116

�B5�Sinlapresenciadepuentesdehidrógenoenelagua:2.

Nopodríaexistirlavidaporquetodaelaguaseríagaseosa.a)Elprocesodedescongelacióndelagosyríosseríamáslento.b)Lavidaseríaposiblesóloenplanetasmásfríos.c)Nosepodríandisolverenellasalesinorgánicas.d)

Lostiposdeenlacesquesepresentanenelaguaquebebemosson:3.FuerzasdeVanderWaalsa)Covalentesb)Iónicosc)Metálicosd)

Sieloxígenonotuvieraparesdeelectronesdevalencialibresenlasmoléculasde4.agua,ésta:

Nopresentaríapuentesdehidrógeno,bajandosupuntodefusión.a)Tendríadiferentestiposdeenlacesquímicos.b)Disolveríamenossustanciasalnoseruncompuestopolar.c)Serviríamáscomoreguladortérmico,comocuandosudamos.d)

Existen diferentes tipos de agua según su procedencia o uso, como son el5.aguapura,potable,dulce,salada,deciénega,dedrenaje,pluvial, industrial,negra, cristalina,dura, suave,pesada,oxigenada,mineral, regia, radiactiva,sulfurosa,demina,delajuventud,decolonia,etc.Algunosdeestosejemplospresentanpropiedadescomunesentreellosyotrosno(inclusoalgunostienenestructurasquímicasdiferentes).Mencionaalmenoscincoejemploscompa-randocaracterísticasopropiedadescomunesyalmenosotroscincomarcan-dolasdiferenciasprincipales.

Elenlacequímicotienelugarcuandodosomásátomosinteractúan,demane-raqueresultaunarelacióndeuniónentreéstosporlatransferenciadeelectro-nesoporcompartirlos.

NATURALEZADELOSENLACESQUÍMICOS

�

117


Unadefiniciónsintéticaes:

Enlacequímico: fuerzasquemantienenunidosa losátomosenlasmoléculas.

Enotraspalabras,losenlacesquímicossontodaslasfuerzasquemantienenunidosalosátomosenlasmoléculasdeformainteratómica(entrelospropiosátomosdelamolécula),ointermolecular(interaccionesentrelasmoléculas).

Enlosenlacesquímicosintervienenloselectronesllamadosdevalencia,queen loselementos representativos (familiasAde lanomenclaturaamericanaantigua)correspondenalnúmerodesufamilia.

Los enlaces propiamente químicos (interatómicos) suelen dividirse en tresgrupos:

a)Iónico,llamadotambiénelectrovalenteosalino.b)Covalente,conocidotambiéncomomolecular.c)Metálico.

Por logeneral,al formarseunenlacequímico, losátomosde loselementosqueintervienencambianradicalmentesuspropiedadesfísicasyquímicasde-bidoaqueseestáformandouncompuestodiferente.

Paralarepresentacióndeunenlacequímico se utilizan líneas entre lossímbolosdeloselementosquelofor-man;porejemplo,entrelosátomosdeunamoléculadecloro:Cl-Cl;enunamoléculadedióxidode carbo-no:O=C=O.Cadalínearepresentalainteracciónentredoselectronesdelos átomosque intervienen. En losmodelostridimensionaleselenlaceserepresentadediversasmaneras,talcomosemuestraenlafigura5.1

Electróndevalencia:seencuentraenelúltimoniveldeener-gía(capaexterna)delátomo.

MODELOSDEENLACESQUÍMICOS

Figura 5.1Modelostridimensionalesdelamoléculadelbenceno.

118

�B5�

Estetipodeenlacessepresentanpor la interacciónentreunmetalyunnometal.Elhechodequeunoomáselectronesdeunmetalseandonadosaunnometal,sedebeaquecadaunodeloselementosqueintervienenbuscate-nerestabilidadconlasórbitasdesuselectrones;enelcasodeloselementosrepresentativos,tiendenadejarensuúltimacapaelectrónicaunacantidaddeelectronesigualalaquetieneungasnoble;esdecir,2enelcasodelhidróge-no,litioyberilioy8paralosdemás.

Losmetalesde la familia 1Apuedendonar 1electrón.Losde la familia2Apuedendonar2electrones.Losdelafamilia3Apuedendonaruntotalde3electrones.Losdelafamilia4Apuedendonar2o4electrones.

Losnometalestienenlasiguienteaceptaciónelectrónica:

4paralafamiliaIVA

3paralafamiliaVA

2paralaVIA

1paralaVIIA

Cuandounmetaldonaelectrones,seconvierteenunionconcargapositivallamadocatión,igualalnúmerodeelectronesquedonó.Porelcontrario,unnometal que acepta electrones forma un ion con carga negativa, llamadoanión,igualalacantidadaceptada.

VeamosunejemploconlamoléculadeclorurodesodioNa-Cl,dondeelsodiotienelaconfiguraciónsiguiente:Na 1s2 2s2 2p6 3s1

yelcloro:Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.

Alunirseelsodiodonasuelectróndevalenciaalcloro,quedandosuconfigura-ciónelectrónicaigualaladelneón(con8electronesensuúltimacapa:1s2 2s2

2p6),yelcloroalcanzalaconfiguracióndelargón(con8electronesensuúlti-macapa:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6).Cadaelementoquedacomounion,atrayéndoseelectrostáticamenteyenciertascondicionespuedenquedarcompletamenteseparadoselunodelotro,comosucedeenunasoluciónacuosa.Lafórmuladelclorurodesodiosepuedeescribirdelasiguienteforma:Na+Cl-,deloselemen-tosconlacargaqueadquiriópordonaroaceptarunelectrónrespectivamente,representadoscomoexponentespositivosonegativos.

ENLACESIÓNICOS

Actividad

�

119


EstructurasdeLewis

Una formade representar losenlacesquímicosesmediante lasestructurasdeLewis,queseutilizanparaloscompuestosdondesetienenelementosre-presentativos(grupos1,2ydel13al18,correspondientesalasfamiliasA).Endichasestructuras,loselectronesdevalenciasecolocanalrededordelsímboloquímico,señalándolosconpequeñospuntosomarcas,lascualescoincidenennúmeroconelgrupoalquepertenecen.

Ejemplo:Tomamoselcasodelsodio(Na).Enprimerlugardeterminamoselnúmerodeelectronesdevalenciabuscandoenlatablaperiódicalafamiliaenlaqueseencuentra,enestecasolaIA;porlotanto,tiene1electróndevalencia(laotraformaesdeterminarsuconfiguraciónelectrónicaycontarelnúmerodeelec-tronesdelúltimoniveldeenergía).Luegosemarcaconunsignopequeñoelelectrónalrededordelsímbolo:

Na*

Paraelcasodelcloro,queestáenlafamiliaVIIA,laestructuraqueda:

PracticalasestructurasdeLewisdelossiguienteselementos:potasio,magne-sio,aluminio,carbono,oxígeno,azufre,bromo,helioyxenón.

Formacióndeionesylaspropiedades

Enlamayoríadeloscompuestosdeelementosrepresentativossesiguelare-gladeloctetoodedos.

Regladeloctetoodedos:alrededordeunátomo(representadomediantesusímboloquímico)debenquedarcolocados8electroneso2,identificadosporpequeñasmarcas.

Deestaforma,pordarunejemplo,enlamoléculadeclorurodesodio(NaCl),larepresentacióndeLewissólomostraráloselectronesdevalencia inicialesdelsodioydelcloro.

Cl

Actividad

120

�B5�Debidoaqueenelenlaceiónicoseformanlosionescatiónyanión,seacos-tumbraescribirlasestructurasdeLewisconlasdosespeciesseparadas,mos-trando lacantidaddecargascomoexponentesparacadaespecie (positivasparaelquedonóelectronesynegativaparaelquelosrecibió),quedandouni-dasporunaatracciónelectrostática.

Ejemplo:

Enrealidad,enunenlaceióniconohayunaseparacióncompleta,deloselectrones,sinoqueexisteunapequeñacomparticióndelosorbitalesdeloselectronesquetomanparteenlaunión.Sinembargo,enalgunascondicionespodemosdecirqueseencuentrancompletamenteseparados,sobretodosi ladiferenciadeelectronegatividadesde losdoselementosesmayora1.65(promediode ladiferenciaentrelaelectronegatividadmásgrandequepropusoPaulingparaelflúorde4yde0.7queasignóalfrancio).Enelcasodelasalcomún,seregistraunadiferenciadeelectronegatividadesde2.1(resultadoderestarlaelectro-negatividaddelsodio,de0.9,alaelectronegatividaddelcloro,de3.0).Perosicombinamoselaluminioconelcloroladiferenciasóloseríade1.5(3.0-1.5),enlaqueelcarácteriónicodelenlaceesmenor,tendiendoasepararsemenosloselementosyadquiriendouncaráctercovalente(enlacequeestudiaremosenelsiguientepuntodeestebloque).

La formaciónde los iones tambiénsepuedeestudiara travésdeotraspro-piedadesyaestudiadasdelatablaperiódica,comoeslaafinidadelectrónica.Estapropiedadindicaqueunelementonometálicotiendeaganarelectronesmásfácilmentequeunmetal,yaquelaenergíaqueseliberaalaceptarunelectrón (afinidadelectrónica),aumentahacia laderechayhaciaarribade la tabla periódica,mientras que también el potencial de ionización(energíanecesariaparaliberarunelectrón)aumentahaciaarribayhacialaderechadelatablaperiódica,porloqueunmetaltiendeadonarmásfácilmenteloselectronesqueunnometal.

Ejemplo:

Enelcompuestodelclorurodecalcio,elcalcioporencontrarseenlasegundafamiliatienedoselectronesdevalencia(quetiendeadonar)yeloxígenocuentaconseiselectronesdevalencia,porestarenlafamiliaVIA(quetiendeaaceptardoselectrones).LasconfiguracionesabreviadasdeambosantesdeunirseysusrespectivasconfiguracionesdeLewisson:

Ca Ar

O He

4s

2s 2p

2

2 4

( )

( )

�

121


Cuandoelcalcioseune,donasusdoselectronesdevalenciayeloxígeno losacepta,formandounenlacedobleparacumplirconlareglade8electronesenlaúltimacapaelectrónica,unavezformadaslasdosespeciesiónicas.Susconfigu-racionesabreviadas(indicandolavalenciaiónicaadquiridacomoexponentesdesussímbolosquímicos)ysusestructurasdeLewisquedandelasiguientemanera:

Los ionesqueseformantienenahoraensuúltimacapa8electrones.Enla Estructura de Lewis el calcio aparenta no tener electrones alrededor,yaquesólose indican loselectronesdevalencia iniciales.Finalmente,elcompuestodeóxidodecalcioCaO(conocidocomocalviva)serepresentadelasiguientemanera:

Losanionesavecesseformanpordosomáselementos,unidosporlogeneralporenlacescovalentes, llamados ionespoliatómicos,queactúancomounaentidadnegativaquepuedeunirseauncatión.

Los compuestos iónicos, cuando se encuentran en estado sólido, formanuna red cristalina que les permite tener unamayor estabilidad. Debido aestotienenpuntosdefusiónydeebulliciónmáselevados(arribade400ºC).Muchosdetalescompuestossonsolublesenaguayseionizanensolución,pudiendo conducir la electricidad; pueden ser duros o quebradizos, entreotraspropiedades.

Aplicacionesdeloscompuestossalinos:

Elaboracióndepigmentosconmetalesdetransición.•Paralaregulaciónsanguínea(iónsodio)enprocesosfisiológicos.•Procesodelimpiezadeunjabón(salorgánica).•Formacióndevitaminas.•

122

�B5�Actividad

Resuelveenequiposodemaneraindividuallossiguientesproblemas:

1. Nuestros trescompañerosMuñecaM.,PánfiloyAnicetodecidenaplicarseejer-ciciosdeestructurasdeLewisentreellos;cadaunoleasignatreselementosre-presentativos a otro de sus compañeros para que realicen sus estructuras. Losejerciciosquedaronrepartidosdelasiguienteforma:

Estroncio(Sr),plata(Ag)yplomo(Pb)aMuñecaM. Oxígenocondoscargasnegativas(O2-),potasioconunacargapositiva(K+)yarsé-

nico(As)aPánfilo. Radio(Ra),galio(Ga)yradón(Rn)aAniceto. ¿Aquiénleasignaronejerciciosincorrectos?

2. EscribelasestructurasdeLewisparalosejerciciosválidos.3. EnloscompuestosAl2S3, Na2S y CaS,¿cuáldelassiguientesestructurasdeLewises

incorrecta?

Elenlacecovalentefuedescritoporprimeravezen1916porGilbertN.Lewisysepresentaentremoléculasconelectronegatividadesaltas.Explicalauniónentredoselementosque,engeneral,sondosnometalesylosátomosqueloconformantratandecumplirconlaregladelocteto.

MODELO DE ENLACECOVALENTE

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123


Actividad Enlacecovalente:eslauniónquesepresentaentredosátomoscuandocom-partenunoomásparesdeelectrones.

Existenvariasformasdeclasificaciónparaelenlacecovalente;enestetextoconsideraremossólotres:

a)Porlacantidaddeelectronesaportadosalenlace.b)Porlacantidaddeenlacesformados.c)Porladiferenciadeelectronegatividad.

Conbaseenlacantidaddeelectronesaportadosenlaunión,losenlacesco-valentessepuedendividirensencilloycoordinado.

Covalentesencillo:cadaátomoqueformaelenlaceaportaunodeloselec-tronesqueloconforman.

Ejemplo:

Enelácidofluorhídricoylamoléculadecloro.

Covalente coordinado: cuandoun soloátomoaportael par electrónicoalenlace.

Enloqueserefierealnúmerodeenlacesformados,seincluyenlossencillosy

losmúltiples(doblesotriples).Losprimerossepresentancuandodosátomosseunenpormediodeunsolopardeelectrones;porejemplo:Cl2, y H2O.Enelse-gundocaso,unenlacedoblesedacuandolosdosátomoscompartendosparesdeelectrones;porejemplo,enelCO2yenelCH2=CH2;unenlacetriplecuandocompartentresparesdeelectrones,etcétera.

124

�B5�

La clasificación por electronegatividad registra dos tipos de sustancias: nopolaresypolares.Lasprimerasseformanentreátomosconvaloresdeelec-tronegatividad muy parecidas o iguales; o bien, entre varios átomos cuyadistribuciónenelespacionulificalaformacióndealgúnpolo.Enestetipodeenlaceslanubeelectrónicaquedadistribuidauniformemente.Ejemplo:

LamoléculadecloroCl2

Enlosenlacespolares,ladiferenciadeelectronegatividadesentrelosátomosqueconformanlasmoléculasesconsiderable,porloqueelparelectrónicodeenlacetiendeaacercarsealelementomáselectronegativoy,porlotanto,aformarunpolonegativo.Mientras,elátomodelotroelementoqueconformaelenlacequedacargadopositivamente.

Ejemplo:LamoléculadeHF

Existeuna fórmulaque facilita ladeterminacióndelnúmerodeenlacesaformar:

Donde:

n=Númerodeenlacesa=Númerototaldeelectronesquecadaátomo“quieretener”ensucapade

valencia(8,aexcepcióndelhidrógenoyberilio,quequierentener2).b=Eselnúmerototaldeelectronesquecadaátomotieneensucapadeva-

lencia.

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125


Ejemplo:Paralasmoléculasdecloroydeácidosulfúricotenemos:

Cl2n=xa=8(2)=16b=7(2)=14

H2SO4

n=xa=2(2)+8(1)+8(4)=44b=1(2)+6(1)+6(4)=32

Propiedadesdeloscompuestoscovalentes

Unavezestablecidalaexistenciadelosenlacesiónicosyhabiendoindicadocuá-leseranlaspropiedadesdeestassustancias,Lewisexplicaelenlacecovalenteque,comoyasemencionó,seformaporlaunióndedosátomosnometálicos.Laspropiedadesquesedistinguencuandoseformanestasmoléculasson:

Atemperaturaambientecasisiempresepresentanenestadolíquidoo•gaseoso,aunquetambiénllegaahabersólidos.Loslíquidospuedenpresentarcaracterísticasdevolatilidadmuymarca-•das,comolagasolina.Lossólidossonmuyflexibles,comosucedeconlasbolsasdeplásticoy•laparafina.Tambiénlleganaformarestructurascristalinas,comoelazufremolecu-•lar,elcualpuedeserquebradizo.Las sustancias covalentes tienden a formarmacromoléculas (de vital•importanciaenlosseresvivos,comosonloscasosdelahemoglobinaylaclorofila).Lamayoríaesinsolubleenaguay,siselleganadisolver,noconducenla•electricidad.Esnulasucapacidadconductora,tantoeléctricacomodecalor.•Tienenalta solubilidaden solventesnopolares comoelbencenoyel•tetraclorurodecarbono.Lospuntosdefusiónydeebulliciónnosonelevados.•

126

�B5�Resonancia

Conelusode lasestructurasdeLewissetuvo lanecesidadde incorporareltérminoderesonanciaalaquímica,envirtuddequeexistíanelementosquepodíanrepresentarsedeformacasisimilar,peronoigual,provocandoconfu-siónrespectoasisetratabadelosmismoscompuestosodediferentes.EnelcasodeO

3cadaelementodeoxígenoaporta6electronesdelacapadevalen-

cia,porlotanto,lamoléculadeozonodebetener18electronesdevalencia,ysepuederepresentardelasiguientemanera:

LacolocacióndelosátomosenlasdosestructurasdeLewisalternasparaelozonoeslamisma,perolacolocacióndeloselectronesesdiferente.Lases-tructurasdeLewisdeestetiposedenominanestructurasderesonancia.Pararepresentarlaestructuradelozonocorrectamente,escribimosambasestruc-turasdeLewiseindicamosquelamolécularealestádescritaporunpromediodelasdosestructurasderesonancia.Laflechacondospuntasindicaquelasestructurasmostradassonderesonancia.

Utilicemosunaanalogíaparaentenderporquénoesposiblequeunasoladeestasestructurasrepresentealarealidad.Paraproducirpinturaverdesecombinandoscoloresbásicos:azulyamarillo;sinembargo,nosepodríadefinirelcolorverdeentérminosdeunsolocolor,quedetodosmodostie-nesupropiaidentidad.Ahorabienelozononosepuededefinirentérmi-nosdeunasolaestructuradeLewis,enlaqueloselectronesestánfijosenunasolaposiciónespacial,sinoquesuspropiedadesderivandeunamezcladeambasestructuras.

Por lo tanto, las estructuras de resonancia se presentan en compuestosquetienenestructurasdeLewisigualmentecorrectasyquepuedenescri-birsesinalterarlageometríaestructuralbásicaosincambiarlaposicióndeningúnátomo.

Laresonanciaesunconceptoimportanteparadescribirlosenlacesenmoléculasorgánicas,sobretodoenlasllamadasmoléculasaromáticas,lascualesincluyenalhidrocarburollamadobencenoC6H6.Estamoléculasepuederepresentarcondosestructurasqueestánenresonancia:

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127


ConelfindesubrayarlaresonanciadelbencenoentredosestructurasdeLewis,éstesuelerepresentarsecomounhexágonoconuncírculoensuinterior:

Ladisposicióndelosenlacesleconfierealbencenounaestabilidadespecial.Millonesdecompuestosorgánicoscontienenestasustancia,conaplicacionesimportantesenlabioquímicayenlaindustriaautomotriz.

ExcepcionesalaRegladelocteto

LaRegladeloctetoylasestructurasdeLewishanservidodeapoyoenlosejer-ciciosrealizadosparaexplicarlosenlaces.Sinembargo,nodebemosperderdevistaqueexistensusexcepciones,lascualessonprincipalmentedetrestipos:

a) Moléculasconmásde8electronesentornoaunátomo.Sonmoléculasoionesenlosquehaymásde8electronesenlacapadevalenciadeunátomo.

Porejemplo,sirepresentamoslaestructuradeLewisparaelPCl5,sedeberáncolocar10electronesalrededordelátomodefósforocentral:

OtrosejemploscaracterísticoslosconstituyenelpentafluorurodefósforoPF5,eltetrafluorurodeazufreSF4

yelhexaflorurodeselenioSeF6.

b) Moléculasen lasqueunátomotienemenosde8electronesen tornoaunátomo.Sepresentacuandohaymenosde8electronesalrededordeunátomoenunamoléculao ionpoliatómico.Estecasonoesmuyfrecuenteysueleencontrarseencompuestosdecloroyberilio,comoelclorurodeberilio,queenfasegaseosaatemperaturamayorde900°C,esuncompuestoquenocontienehidrógenoytienemenosde8electro-nesentornoalátomocentral:

128

�B5�A losátomosdistintosdelhidrógeno,quetienenmenosde8electronesdevalenciaasualrededor,selesdenominadeficientesenelectrones.Sonmuyreactivosycasisiempresevuelvenátomoscentralesdemoléculascomplejas.

Triflorurodeboromásamoniaco

c) Especiesconunacantidadtotalimpardeelectrones.Enestecaso,lasespeciesquímicasnopuedentener8electronesentornoacadaátomo,debidoaqueelelectrónnoestáapareado,porloquesonmuyreactivas.Noseconocenmuchoscompuestosdeestetipo,unode loscualeselmonóxidodenitrógeno(NO),tiene11electronesdevalenciaentotal:

Formasgeométricasdeloscompuestoscovalentes

Deacuerdoconelnúmerodeelectrones libresydeenlacesconfigurados, losorbitalesdelasmoléculasadquierenformasgeométricastridimensionales,des-delamássencilla,queeslalineal,comoelcasodelclorurodeberilio(Cl-Be-Cl)enquesólohaydosenlacesseparadospor180o;oeldelCO2 (O=C=O),enelquelosdosdoblesenlacestambiénestánseparadospor180o,hastamoléculascomoelaguacondosenlacesydosparesdeelectroneslibresqueseseparanalrededorde1050,debidoaquelosorbitalessetratandealejarlomásposibledeloselectroneslibres.

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129


130

�B5�Actividad

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131


EnequipoayudaanuestroscompañerosPánfilo,MuñecaMadeyAnicetoaresolverlossiguientesproblemas:

ParaquePánfilopuedaestudiarlasestructurasdeLewisdealgunasespeciesconI.enlacescovalentes,debeelegirunadelassiguientesopciones,enlascualeselele-mentocentraleselazufre.a)H2SO3 (ácidosulfuroso)b)SO2 (dióxidodeazufre)c)SO4

2-(aniónsulfato)Ensuafánporlograrunmayoraprendizaje,Anicetoelaboraalgunosejercicios;va-II.mosaescogerlasrespuestascorrectas:

LaestructuracorrectadeLewisdelácidocarbónico(1. H2CO3)es:

Laestructuracorrectadelanión2. NO21-

es:

LaestructuradeLewisderesonanciadel3. SO32- es:

Relacionalasestructurastridimensionales(geometría)siguientes,escribiendoalaIII.derechadecadasustanciaelnúmeroquelecorresponde.

Tetraédrica,2.Triangularplana,3.Piramidaltrigonal,4.Lineal,5.Angular(V)1.

Actividad

132

�B5�¿Cuáldelassiguientesopcionesescorrecta,teniendoencuentalassustanciasIV.anteriores?

a) CCl4 y BF3sonnopolares.

b) CCl4 y NF3 sonpolares.c) CH2O y CHN sonlasúnicaspolares.

Enequiposresuelvanlossiguientesproblemasdeenlacesquímicos:V.

Aniceto“descubre”unasustanciamaravillosaquepuedeproducircomoefecto1.desdelaeuforiahastalatristeza.Ensusanálisisencontróquelamoléculaestáformadaporcarbonos,hidrógenosyoxígeno,quetienenuntotalde8enlacesdeloscualesdossonpolares(además,hayqueseñalarquecadacarbonotienecuatroenlaces,cadahidrógenosólopuedetenerunenlaceyeloxígenoformadosenlaces).Propónunaestructuraparaestamolécula.Pánfilo desea acomodar los siguientes 12 compuestos en tres listas de cuatro2.compuestoscadauna(comoledijosuamigoAniceto).Unadeéstascontendráloscompuestosquetienenenlacesiónicos,otralosquepresentanenlacescova-lentesquecumplenconlaRegladeloctetodeLewisylaotraconloscompuestosconenlacescovalentesquenocumplenconlaRegladelocteto:

HI, XeCl4, NO2, HCO31-, CaF2, Rb2S, MgCl2, PF5, CI4, NO2

1-, BrCl5 y In2Se3

Sesabequedeloscompuestosconenlacescovalentesdelproblemaanterior,3.hayunocuyamoléculatieneformalineal,otratetraédrica,dostriangularplana,dosbipiramidaltriangular,unadebalancínyunanodeterminada.Asociacadaunodelosochocompuestosdelejercicioanteriorconalgunadeestasformasgeométricas.Comoundesafío,PánfiloquieredibujarlasestructurasdeLewisdelosdocecom-4.puestosdelejercicio.Ayúdalodibujandoesasestructuras.NuestrostresamigosPánfilo,AnicetoyMuñecaMadejueganaunacompeten-5.ciaparaverquiénpuederepresentarlamayorcantidaddeestructurasdeLewis,formandocompuestosconlossieteelementosdelosqueseconocensolamen-te lassiguientespistas(úneteal juegoyrealiza lamayorcantidadposibledeestructurasdeLewisenuntiempoqueacuerdenentretodos):

Elementoalcalinoqueformalasalcomún.a)Calcógenocuyoátomoneutrotiene16electrones.b)ElementodescubiertoporM.Curieyquetieneunpesoatómicode226g/c)mol.Elementodepesoatómicode127g/molcon74neutrones.d)ElementoconconfiguraciónelectrónicaconKernele) (Ar) 4s23d104p5.Elementomuyoxidantequeformaelozono.f)Elementocuyoelectróndiferencial tiene losnúmeroscuánticosg) n=3, l=1, m=+1 y s=+1/2.

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133


Losmetalespurosoaleaciones(mezclasentreelementosmetálicos)presentanunauniónquímicallamadaenlacemetálico.Enéste,losnúcleosdelosátomosactúancomountodopositivo,quedandolasnubeselectrónicascompartidasentretodosellos;esdecir,loselectronesnoquedanfijosaunsolonúcleo,sinoquefluyendeunátomoaotro.

Estetipodeenlaceseparecealcovalente,conladiferenciadequenosecompar-tenelectronessolamenteentredoselementos,sinoenunainfinidaddeátomos.Explicaalgunasdelaspropiedadesdelosmetales:sonsólidos,conpuntosdefusiónvariable,tienenunbrillocaracterístico,sondúctiles(capacidaddeformarpequeñostubosocables),sonmaleables(capacidaddeformarláminasuhojasporprocesosmecánicos),buenosconductoresdelcalorydelaelectricidad.

Lasfuerzasintermoleculares(fuerzasdeatracción)sonmenoresalasexisten-tesenlosenlacesiónicosocovalentes,debidoaquealgunaspropiedadesdeloscompuestosnosepodríanexplicarsólocon losenlaces,sinoquedemásesnecesarioconocerlaexistenciade“atraccionesfísicas”entrelasmoléculas.Porcitaruncaso,elagua,sintomarencuentasusfuerzasintermoleculares,a25°Cseencontraríaenestadogaseoso.

Existen tres tiposde fuerzasdeatracciónentremoléculasneutras llamadasFuerzasdeVanderWaals:

Dipolo-dipolo.•DispersióndeLondon(dipoloinducido).•Puentedehidrógeno(quesonuncasoespecialdedipolo-dipolo).•

ENLACE METÁLICO

FUERZASINTERMOLECULARES

134

�B5�Enelcasodelasdisoluciones,tambiénaparecenlasinteraccionesdeion-dipolo,decarácterelectrostático,esdecir, la interaccióndeun ion (catiónoanión)conunamoléculapolar.

Enlasfuerzasion-dipolo,unsolventepolarpuedeactuarsobreunamolécu-lapolar(porejemplo,enmoléculadeácidoacéticoenagua,etanolenagua,etc.),aumentandoelmomentobipolardelamolécula,loqueocasionaquesegenerenmásatraccioneselectrostáticasentreionesomoléculasbipolares.

En las interaccionesdemoléculaspolarescovalentes, suspropiosmomentosbipolares(queresultanenlaformacióndecargasparcialesensusextremosopolosdesignocontrario)originanquelasmoléculasadoptenunaestructuraconatraccioneselectrostáticas(polospositivosatraenapolosnegativos).Estosuce-deconcloroformo(HCCl3)yeletanol(C2H5OH).

Auncuandosetratedemoléculasnopolares, se presentan interaccionesdipolo inducido-dipolo inducido, co-nocidas como fuerzas de dispersióndeLondon.Sonlasinteraccionesmásdébilesyocurrendebidoalaproximi-dad entre los orbitales de átomos omoléculas no polares, que almover-se (principalmente cuando están enestado líquidooensolución)“empu-jan”a lanubeelectrónicade laotra,generando pequeños dipolos (llama-dos inducidos), ya que las distanciasdelosorbitales(y,porlotanto,desuselectrones)cambianrespectodelnú-cleo.Puedenocurrirentremoléculasde yodo (I2), oxígeno (O2) y metano(CH4).

Lospuentesdehidrógenosonuncasoparticulardeinteracciónentremoléculascovalentespolares;sepresentansóloen-treelhidrógenodeunamoléculapolar

Figura 5.2Interac-cionesdipolo-dipolo.

Figura 5.3Interac-cionesdipolo-dipoloinducido.

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135


conloselectronesnocompartidosdeelementosaltamenteelectronegativos(flúor,oxígenoynitrógeno).Setratadelamásintensadelastresfuerzas.

Estetipodeinteracciónpermitequelasfibrasdecelulosaseunanparacrearunaestructurarígida,queeladntengaunaestructurahelicoidaldedoblehé-liceunidaporpuentesdehidrógeno,yquelasproteínasadquieransuestruc-turasecundaria,originandoquelapieltengaunaestructuralinealyseevitesudisoluciónenagua.Estospuentessepresentanenundipolo,ocasionandoquelasmoléculasseatraiganporpoloscontrarios.

Elaguaesunamoléculapolarenlacualeloxígenoquedacargadonegati-vamentedemaneraparcial;entonces,lainteracciónentredosmoléculasdeaguasedaráporlaatracciónnegativadeloxígenoconlacargapositi-vadelhidrógeno.

Enesteejemplo,lospuentesdehidrógenoserepresentanconlíneaspun-teadas quemuestran la interacción de unamolécula de agua con otrascuatro;éstas,asuvez,lohacentambiénconotrascuatromoléculas,per-mitiendoqueelaguatengamayorcohesiónyquesuspuntosdefusiónyebulliciónseanmayores.

Todasestasfuerzas,enconjunto,adquierenimportanciaenmacromolécu-lascomoaquellasdelosplásticos:nylon,rayón,polietileno,etc.;enlospo-límerosnaturales:hule,celulosa,quitina,etc.;envidrios,etc.Estosedebeaque,comosecuentaconmuchosmonómeros(unidadesdeunpolímero),sesumantambiénestasfuerzasintermoleculares,produciendolarigidezca-racterísticadeestosmateriales(quepuede,enalgunoscasos,disminuirconelaumentodelatemperatura).

Actualmentevivimosenunmundodeplásticoquenoesaprovechadoalmáxi-moyesnecesariotenerpresentequetodoslosdesechosdemacromoléculassintéticastienenunperiododevidade30hasta200años,locualoriginaungra-veproblemadecontaminacióndelambiente.

136

�B5�I. Solubilidad

Procedimiento

Coloca0.1gdecadasustanciaenuntubodeensayeporseparado.Adiciona3mldebencenoyagitaadisolver.

Repiteelprocedimientoanterior,peroenvezdeusarbenceno,agrega3mldeaguadestilada.

Anotatusobservaciones:

Conbaseentusobservacionesrespondelassiguientespreguntas:

¿Quétipodesolventeeselagua?

¿Quétipodesolventeeselbenceno?

�

137


Elaboraunatablacomparativasobre lasolubilidaddecadasustanciaen losdostiposdesolventeseindicaacuáldelostipos(polaronopolar)correspon-decadacompuestoutilizado.

II. Conductividadeléctrica

Procedimiento

• Pruebalaconductividadeléctricadecadaunadelassustanciasusandoelcircuitocomosemuestraenlasimágenessiguientes.

138

�B5�• Mideelvoltajedecadasustanciaconelmultímetro.• Disuelve20gdecadasustanciaporseparadoenunvasodeprecipitado

de100mlcon80mldeagua.• Pruebaelcircuitoconcadaunadelasseissolucionesymideelvoltaje

(verimágenessiguientes):


Elaborauncuadrocomparativosobrelaconductividadeléctricadecadasus-tancia,primeroenestadosólidoyluegoensolución.

�

139


Conbaseentusobservaciones,determinacuálessustanciastienencarácterpolarycuálesno.

III.Puntosdefusión:

Procedimiento

Coloca1gdeclorurodesodioenunacápsuladeporcelanaycalientaconunmecherodeBunsenporunminuto.Repiteelprocedimientoparacadasus-tancia(dejaenfriarunacápsulamientrasocupaslaotra;unavezfría,lávalayvuelveautilizarla).Serecomiendacalentaralfinalelazúcar.


Entulibretaelaboraunatablacomparativaenelcualseñalessisealcanzóafundircadamaterialconlatemperaturageneradaporelmechero.

140

�B5�Determinael carácterpolaronopolardecadacompuestoconbaseen tusobservaciones.

Dinámicagrupal:

Elrallydelascajitas

Material:1juegodecajitasmarcadasconuncolorparacadaequipo1tablerodecontrolderespuestas1juegodetarjetasdelcolorasignadoparacadaequipo

Instrucciones:

Elequipoorganizadordeljuegoprepararáconantelaciónlosjuegosdecajitasdelasiguientemanera:

Seasignauncolordecajaacadaequipoparticipante;dependiendodecuántas“esta-ciones”sequierentener,seemplearáunadeterminadacantidaddecajitas.Paracada“estación”secolocadentrodecadacaja(unaporequipo)latarjetadelcolorasignadoconunapreguntaoproblemaaresolver(elmismoparatodoslosequipos).

Seubican las“estaciones”numeradas(lomismoque lascajas)encantidadmínimadetresdentrodeunespacioadecuado(patiooparque),separadasy,deserposible,ocultas.Encadaestaciónseubicaunintegrantedelequipoorganizadorqueseráeljefedelaestación.

Losequiposparticipantessecolocanenelpuntodepartidayselesasignauncolor.

Unavez iniciadoel juego,sedirigirána laprimeraestación,dondeabriránlacaja1delcolorasignadoasuequipoycontestaránenlatarjetalapreguntaoresolveránelproblema.

Unavezterminado,leentreganlatarjetaaljefedeestación,quienrevisaráqueestécontestadacorrectamentey,entalcaso,lafirmaráosellará.

Cuandoyatenganlatarjetasellada,sedirigenalaestaciónnúmerodosyrepitenelpasoanterior.

Actividad

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141


Actividad

Unavez recorridas todas lasestaciones, sedirigenal inicioparaentregar todas lastarjetasselladas.

Elequipoquetermineenprimerlugarsehaceacreedoraunpequeñopremio.

“Sólidosamorfos”:vidrios

Alobservarel“cristal”deunaventana,deunvitral,deunamesaodeunacopa,pensamosquetodosesoscuerpossoncristales,esdecir,queseen-cuentranenestadosólido,peroenrealidadsonlíquidos.¿Cómoentoncesnoparecenlíquidosysísólidos?

Losvidriossonbásicamentesílice(dióxidodesilicio)queseencuentranenlanaturalezaprincipalmenteenformadearena,queesunsólidocovalente.Paraconvertirseenvidrio,sefundelasíliceyseleagreganóxidosmetálicosconlosquereacciona,resultandoalbajarlatemperaturaunlíquidosuperen-friadonocristalizabledecomposiciónvariable,conocidocomovidrio(estotambiénocurreconotrassustancias,comoeselcasodealgunosplásticos).

Entrelosdiferentestiposdevidrioseencuentraelllamadosuave,caracte-rizadoporquealasílicefundidaseleagregancarbonatosdesodioycalcio(quesonsustanciaspolares).Estetipodevidrionosoportacambiosbruscosdetemperatura,yaqueseastilla.Otrotipodevidrioqueserequieresoportealtastemperaturassinromperseseobtienealmezclarconlasílice—envezdeloscarbonatosdesodioycalcio—monóxidodeplomo(PbO)en30%ycarbonatodepotasio(K2CO3)en10%.Estetipodevidriotambiénseempleaenlafabricacióndeinstrumentalóptico.

Todaslassales(sustanciasiónicas)agregadasalasílicedancomoresultadolainteraccióndemuchasfuerzasintermoleculares(atraccionespolares)quehacenmuyviscosoelvidrioatemperaturaambiente,ocasionandoquefluyamuylentamentesinalcanzarlaestructuracristalinarígidacaracterísticaqueseformaenunsólido,peroqueasimplevistanonotamos.Sicalentamos,elvidrionotaríamosunadisminuciónensuviscosidadyfluiríamásfácilmente.Puedesobservarelescurrimientodelvidrioenvitralesantiguoscomolosqueseencuentraneniglesiasyedificioscentenarios,enloscualeselvidriopareceacumularsehacialaparteinferiorporefectodelagravedad.

Profesor:

Alumno:



Semestre:

Grupo:

Autoevaluación:


142

�B5�I. Conbaseenlalecturaanterior,respondelassiguientespreguntas:

¿Quétiposdeenlacesseencuentranenlassustanciasqueintegranun1.vidrio?

¿Quéinteraccionesintramoleculareshayentreesassustancias?2.

a) Unsólidotieneunatemperaturaexactaalacualalcanzaelequilibrioen-trelosestadosdeagregaciónsólidoylíquido,llamadopuntodefusión:

Sí/No

b) Unvidrioesunsólidonocristalinoquenotieneunpuntodefusiónysólocambiasuviscosidadconelcambiodetemperatura:

Sí/No

3. Otromaterialquecompartepropiedadesdedosestadosdeagregaciónesla: a)Madera b)Gelatina c)Limonada d)Amalgama

4. Lascaracterísticasdelvidriosonelresultadode:

a) Que las salesusadasen suelaboración son sólidas, al igualqueeldióxidodesilicio.

b) Quesecombinanenlacesiónicosconenlacescovalentes.c) Labajatemperaturadesolidificaciónquetiene,lacualnoesalcanza-

daensufabricación.d) Laformacióndeenlacesfísicosyquímicosentreeldióxidodesilicio

ylassalesmetálicasusadas.

5. ¿Cuáldelassiguientescaracterísticasnocorrespondealadeunvidrio?a) Altaviscosidadb) Bajapresióndevaporc) Altatensiónsuperficiald) Estructuracristalinavariable

�

143


II. Marcalarespuestacorrectaencadaunodelossiguientescasos.

1. Unadeestassustanciasnoestáconstituidapormoléculas: a)H2O b)CF4 c)I2

d)NH4 e)Na

2. LaformageométricaquetienelamoléculaSiF4es: a)Lineal b)Cuadradaplana c)Piramidaltriangular

d)Tetraédrica e)Bipiramidal

3. Enlacequesepresentasiseunendosátomosconbajosvaloresdeelectronegatividad:

a)Iónico b)Covalente c)Electrónico d)Metálico e)Salino

4. Launiónquesepresentacuandoseunendosátomosconvaloresaltosdeelectronegatividad(nometales+nometal)sellama:

a)Metálico b)Covalente c)Iónico d)Polar e)Molecular

5. Lamoléculadecloro(Cl2)esunejemplodeenlace: a)Metálico b)Nometálico c)Polar d)Nopolar e)Iónico

6. Sonlasfuerzasintermolecularesmásdébiles: a)Pobres b)VanderWaals c)Iónicas d)Dehidrógeno e)Coordinadas

7. LaRegladeloctetosebasaenlateoríade: a)London b)Dalton c)Lewis d)Meyer e)Waals

8. Compuestoformadopormoléculasnopolares: a)LiF b)S2 c)NaCl d)H2O e)Ca(OH)2

9. Loscompuestosformadospormoléculaspolarestienenpuntosdefu-siónyebullición:

a)Altos b)Bajos c)Intermedios d)Inexistentes e)Variables

10.¿Cuáldelossiguientescompuestospresentaenlaceiónico? a)HCl b)CCl4 c)CsF d)CO2 e)H2O

144

�B5�11.¿Cuáldelassiguientessustanciasespolar? a)HBr b)CH4 c)H2

d)CO2 e)O2

12.¿Cuáldelossiguientescompuestosnoesunasal? a)K2Cr2O7 b)NaHCO3 c)CaS d)Na2C2O4 e)H2CO3

13.¿Cuáldelossiguientescompuestosnopresentaenlacescovalentes? a)NaOH b)NaCl C)HC2H3O2

d)H2SO4 e)CO2

14.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneunaestructuratetraédrica? a)NaCl b)CO2 c)CH4

d)MgCl2 e)CS2

15.Tipodeenlacequeresultadelaunióndedosátomosmediantelacomparticióndeunpardeelementos:

a)Iónico b)Covalente c)Fuentedehidrógeno d)Metálico e)Polar

16.Compuestoquepresentaenlacescovalentescoordinados: a)CO2 b)NH3 c)H2O d)H2SO4 e)NaCl

17.Alosionespositivosselesllama: a)Positrones b)Cationes c)Aniones d)Cargas e)Nucleones

18.Lamoléculadeaguatiene: a)3enlacescovalentes b)2enlacescovalentescoordinados c)2enlacescovalentessimples d)1enlaceiónicoy1enlacecovalente e)1enlaceiónicoy2covalentes

19.Unejemplodemoléculapolares: a)H2O b)CF4 c)I2 d)NH4 e)CO2

20.¿CuántosenlacescovalentestienelamoléculadeCO2? a)1 b)2 c)3 d)4 e)5

�

145


21.Eldióxidodecarbonoesunamoléculanopolarporque: a)Eloxígenoesmáselectronegativoqueelcarbono. b)Losdosátomosdeoxígenoestánenlazadosalátomodecarbono. c)Lamoléculatieneunaestructuralinealyelcarbonoestáenlaparte intermedia. d)Losenlacescarbono-oxígenosoncovalentesypolares. e)Elcarbonoyeloxígenotienenlamismaelectronegatividad.

22.LaestructuracorrectadeLewisparaelSO2es:

23.¿CuáldelassiguientesestructurasdeLewisesincorrecta?

24.LaestructuracorrectadeLewisparaelfósforoes:

25.SegúnlaRegladelocteto,¿cuáldelassiguientesestructuraseserrónea?

146

�B5�Resuelvelossiguientesejercicios:III.

1. Setienenlassiguientessustancias:NaOH, HClO4, Mg(NO2)2, N2O3 y MgF2.

Determinacuálesdeestoscompuestospresentanenlacesiónicosycuálesnosoncompuestospolares.EscribeademássusestructurasdeLewis.

2. Indicalostiposdeenlacequesepresentanenlassiguientesmoléculas(ió-nico, covalente, sencillo,doble, tripleo coordinado).Corrigeademás lasestructurasenloscasosnecesarios.

�

147


IV.EscribelasestructurasdeLewisdelossiguienteselementosqueseencuen-tranenlasfamiliasindicadas:

Selenio(FamiliaVIA)

Carbono(FamiliaIVA)

Flúor(FamiliaVIIA)

Aluminio(FamiliaIIIA)

Silicio(FamiliaIVA)

Oxígeno(FamiliaVIA)

Neón(FamiliaVIIIA)

Nitrógeno(FamiliaVA)

BLO

QU

E


SUG

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EVID

ENCI

AS

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AP

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E CO

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ETEN

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»Maneja la nomenclatura química inorgánica

• Describelasreglasestablecidasporlauiqpaparaescribirfórmulasynombresdeloscom-puestosquímicosinorgánicos:• Óxidosmetálicos.• Óxidosnometálicos.• Hidrurosmetálicos.• Hidrácidos.• Hidróxidos.• Oxiácidos.• Sales.

6

BLO

QU

E


SUG

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AS

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AP

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COM

PET

ENCI

A» Utilizaellenguajedequímicainorgánica,

identificaloscompuestosdeusocoti-dianoyaplicalasnormasdeseguridadnecesariasparaelmanejodeproductosquímicos.

• Resuelveejerciciosdefórmulasynombresdecompuestosinorgánicos.

• Elaboraunreportedesustanciasusa-dascotidianamenteenelhogar,clasi-ficándolascomoácidos,bases,óxidososales.

• Realizaunaprácticaexperimentalsobrecompuestosinorgánicosapar-tirdeunaguía.

• Resuelveejerciciosdenomenclaturaquímicainorgánicasiguiendolasreglasestablecidasporlauiqpa.

• Identificalasfórmulasquímicasenproductosdeusocomún.

• Clasificaporlafunciónquímicalosdiferentestiposdecompuestosinorgánicos(óxidos,ácidos,basesysales)demayoruso.

• Valoralautilidaddelmanejodellenguajedelaquímica.

• Disposiciónaltrabajometódicoyorganizado.• Previeneriesgosalutilizarconcuidadolassus-

tanciasquímicasqueutilizacotidianamente.

150

�B6 �

Unodeloselementosfundamentalesparaelavancedelconocimientoeslaco-municación,finalidadparalacuallaquímicahaestablecidounidiomapropioquetienesubaseenlaidentificacióndelasdiversassustanciaspurasexistentesmedianteunaetiquetaqueconocemoscomonombre.Ésteindicaengeneraleltipodesustanciadelaquesetrata,siguiendounasreglasdenomenclaturabásicadecompuestosinorgánicos.

MuñecaMadeseencuentraensucasaconsumamá.

—Hija, tengo un poco demalestar estomacal, siento como acidez, ¿puedes irme acomprarunsobredebicarbonato?

—¡Claro,mamá!Enseguidavuelvo.

Unosminutosdespués:

—Sóloencontréhidrogenocarbonatodesodio;esperotesirva.

—Gracias.Porfavorsírvemeunvasoconagua,¿quieres?

MástardeMuñecaMadeconsucuriosidadcaracterística,seponeabuscarenInternetla palabra bicarbonato,motivada en parteporlasaluddesumamá.Descubrequeestasustancia,altenercarácterbásico,ayudaacontrarrestar la acidez. También aprendeque se conoce con varios nombres, comosonhidrogenocarbonatodesodio,carbona-tosódicoácido,carbonatomonosódico,bi-

carbonatodesosa,bicarbonatodesodioosimplementebicarbonato,comoloconocesumamá.SufórmulaquímicaesNaHCO3.

INTRODUCCIÓN

LANOMENCLATURAQUÍMICACOMOCLASIFICACIÓNDELASSUSTANCIAS


Actividad

�

151

�Manejalanomenclaturaquímicainorgánica

Muñecaseponeareflexionarsobreloqueencontró,pensandoenlajustificacióndecadanombreydelafórmula,comoelhechodequenoseescribe,HNaCO3oNaCO2OH.Leyen-docomprendiómáslaimportanciadelordendelafórmula,aligualquedesunombre,yaqueapartirdeéstossepuedendeterminaralgunaspropiedadesquímicasgeneralesdelassustancias.

Enequipos,contestenlassiguientespreguntasydespuésdiscutanlasrespuestasconelrestodelgrupo:

Delnombrehidrogenocarbonatodesodiosepuedeinferirqueestasustancia:1.

Esexplosiva.a)Tienesaborsalado.b)Provienedelácidocarbónico.c)Sirvecomoantiácidoestomacal.d)

¿Quéproblemassepuedenpresentarsiqueremosestasustanciayenlafarma-2.ciasólolapedimoscomobicarbonato?

Nospodríandarotrasustanciadiferente.a)NosdaríanNaHCOb) 3,perosipedimoshidrogenocarbonatodesodiocorre-moselriesgodequenosdiganquenohay.Sepodríanconfundirconunproductodelimpieza.c)Nospediríanrecetamédicaparavendérnoslo.d)

Silafórmulaseescribiera3. hnaco3¿quéinformaciónerróneanosdaría?

Queesunoxiácido.a)Quetendríaunanióndeb) NaCO3

1-.Quetendríaunanióndec) H1+.Queseguiríasiendounaoxisal.d)

Elordendelafórmulaysunombreayudana:4.

Nombrarmásfácilmenteotrotipodesustancia.a)Distinguirladeotrassustancias.b)Predecirdeformageneralsucomportamientoenalgunasreaccionesquí-c)micas.Clasificareltipodesustanciaalquecorresponde.d)

Actividad

152

�B6 �

Cuandounmetalpierdeunelectrón,seformauncatión,ycuandounno-metalganaunelectrón,formaunanión.Laformacióndeestosionesdependeen-toncesde lacantidadganadaoperdidadeelectronesdevalencia.Seacos-tumbracolocarestavalenciacomoexponentedelsímbolodelelemento(+o+1sihaperdidounelectrón;+2o2+sihaperdido2electrones;-3o3-siganótreselectrones,etc.)llamándolenúmerodeoxidación.Unelementoneutroensuestadonaturaltieneunnúmerodeoxidacióndecero,pudiendoonoescri-birse;porejemplo,elelementooroensuestadonaturalsepuedeescribirauoau

0;yelelementobromo,queensuformanaturalesunamoléculabiatómica,

seescribeBr2oconsunúmerodeoxidacióndeceroBr2

0.

Númerodeoxidación:cargaqueadquiereunátomoalganaroper-derelectronesenlaformacióndeuncompuestodeterminado.

Cabeseñalarque,porlogeneral,todoslossubíndicesqueconformanunafór-mulapuedendividirseentreunmismonúmero,dandocomoresultadonúme-rosenteros.Estaoperaciónserealizaparaobtenerlaexpresiónmássimpledelafórmula.Cuandoelsubíndiceesuno(1)éstenoseescribe,yaqueseencuen-traimplícitoenelsímbolodelelemento.

Acontinuación,seexponenalgunasreglasparanombrarciertostiposdecom-puestosinorgánicos:

Óxidos (metálicos)

Generalidades:

Unióndeunmetalmásoxígeno.

Nomenclatura:

Cuandoelmetaltieneunasolavalenciaalapalabraóxidoseleagregaelnom-bredelmetal.

al2o3 óxidodealuminio

Cuandopresentamásdeunavalencia(estadodeoxidación):

REGLASDENOMENCLATURADEQUÍMICAINORGÁNICA

�

153


Seanteponealapalabraóxidounprefijogriego(queindiquelacantidada)deoxígenoquecontienelamolécula:mono, di, tri,etc.)máselelementoantepuestodeunprefijogriego(queindiquelacantidaddemoléculasdelelemento,exceptocuandolacantidadesuno).Éstaeslanomencla-turaoficialactualde lauiqpa (Unión InternacionaldeQuímicaPurayAplicada).Ejemplo:

feo Monóxidodehierro fe2o3Trióxidodedihierro

Lapalabraóxido,máselnombredelmetal,máselnúmeroromanoqueb)indiquelavalenciadelmetal.Ejemplo:

feo Óxidodehierro(II) fe2o3Óxidodelhierro(III)

Seescribelapalabraóxidoyluegoelnombredelmetalconlosprefijosc)yterminacionessimilaresalosdelatabladelapágina158.Sielmetaltienesólodosvalencias,alamásgrandeseledalaterminación“ico”yalamenor“oso”.Ejemplo:

feo Óxidoferroso fe2o3Óxidoférrico

Cabeseñalarquedentrodelosóxidosexistencompuestosquenosedividenendosparaobtener su fórmulamínimanaooko, yaque lasmoléculasdeestoscompuestosnoexistenenlanaturalezaenestaforma,sinocondosoxí-genos;éstossonllamadosperóxidos.

Peróxidos

Generalidades:

Unióndeunmetalcondosoxígenos.Eloxígenotieneunavalenciade-1.

Nomenclatura:

Alapalabraperóxidoseleagregaelnombredelmetal.Ejemplo:

Na2O2 PeróxidodesodioK2O2 PeróxidodepotasioCaO2 Peróxidodecalcio

HidróxidosGeneralidades:

Unióndeunmetalmáshidróxido(oh)1-.Tambiénsonllamadosbases,álcalisolejías.EnsoluciónacuosatienenunpHmayora7.Alreaccionarconlosácidosseproduceunareaccióndeneutralización.

154

�B6 �Nomenclatura:

Cuandoelmetaltieneunasolavalencia,alapalabrahidróxidoseleagregaelnombredelmetal.Ejemplo:

naoh Hidróxidodesodio

Cuandopresentamásdeunavalencia:

Lapalabrahidróxido,seguidadelnombredelmetal,máselnúmeroro-a)manodelavalenciadelmetalentreparéntesis.Ejemplo:

fe(oh)2Hidróxidodehierro(II)

fe(oh)3 Hidróxidodehierro(III)

Lapalabrahidróxido,seguidadelnombredelmetalagregandolater-b)minaciónosocuandotienemenorvalencia,eico,cuandotienemayorvalencia.Ejemplo:

fe(oh)2Hidróxidoferroso

fe(oh)3Hidróxidoférrico

c) Nomenclaturauiqpa:Seescribelapalabrahidróxido(conelprefijogriegodi, tri, tetra,etc.,paraindicarelnúmerodeOHquetienelamoléculaapartirdedos),seguidaporelnombredelmetal.Ejemplo

AuOH hidróxidodeoroAu(OH)3 trihidróxidodeoro

SalesbinariasGeneralidades:

Unióndeunmetalmásunno-metal.

Nomenclatura:

Cuandoelmetaltieneunasolavalen-cia,elnometalcuentaconelmenornúmerodeoxidación(negativo)yseindicaelnombredelno-metalconlaterminaciónuro,seguidadelnombredelmetal.Ejemplo:

nacl Clorurodesodio

�

155


Cuandopresentamásdeunavalencia:

Elnometaltieneelmenornúmerodeoxidaciónyseindicasunombrea)conlaterminaciónuro,seguidadelnombredelmetal,máselnúmeroromanodesuvalenciaentreparéntesis.Ejemplo:

fecl2 Clorurodefierro(II)fecl3 Clorurodefierro(III)fe2s3 Sulfurodefierro(III)

Elno-metalconelmenornúmerodeoxidaciónseindicaelnombredelb)no-metalconlaterminaciónuro,seguidadelnombredelmetalconlaterminaciónoso,cuandotienelamenorvalencia,0 icocuandotrabajaconlamayorvalencia.Ejemplo:

fecl2 Cloruroferroso

fecl3 Cloruroférricofe2s3

Sulfuroférrico

Nomenclaturaactual:Seescribeelnombredelnometalconelprefijoquein-dique lacantidaddeátomosy laterminaciónuro, lesigue lapalabra“de”yluegoelnombredelmetalconelprefijoque indique lacantidaddeátomosexceptocuandosólohayunátomometálico.Ejemplo:

fecl2 Diclorurodefierrofecl3 Triclorurodefierrofe2S3 Trisulfurodedifierro

HidrurosmetálicosGeneralidades:

Unióndeunmetalconhidrógeno.

Nomenclatura:

Cuandoelmetaltieneunasolavalencia,alapalabrahidruroseleagregaelnombredelmetal.Ejemplo:

alh3Hidrurodealuminio

Cuandoelmetalpresentamásdeunavalencia:

Nomenclaturaactual:Alapalabrahidruroseleanteponeelprefijogriegoqueindiqueelnúmerodehidrógenos,seguidadelnombredelmetal(estanomen-claturatambiénsirveparaloshidrurosnometálicos).Ejemplo:

156

�B6 �FeH2

DihidrurodehierroFeH3 Trihidrurodehierro

Alapalabrahidruroseleagregaelnombredelmetal,seguidadelnúme-a)roromanoentreparéntesisqueindiquelavalenciadelmetal.Ejemplo:

FeH2 Hidrurodehierro(II)FeH3 Hidrurodehierro(III)

Alapalabrahidruroseleagregaelnombredelmetalconlaterminaciónb)oso,cuandotieneunamenorvalencia,eicoencasodemayorvalencia.Ejemplo:

FeH2 HidruroferrosoFeH3 Hidruroférrico

Hidruros no metálicos

Generalidades:

Unióndeunnometalconhidrógeno.

Sedividenendostipos:

Hidrácidos:seformandelaunióndelhidrógenoconunno-metaldelosa)gruposVIyVII.Sonsustanciasconcaracterísticasácidas,porloquealsercolocadosensolucionesacuosasliberanalionH

+,generandounpH

de0a7.Soncorrosivas, susaboresagrioy reaccionancon lasbasesneutralizándose,porloquepierdensuscaracterísticasácidas.Enella-boratorio pueden identificarsemediante indicadores comoel azul detornasol,quecambiaacolorrojoenpresenciadeunhidroácido.Hidruros:seformandelaunióndelhidrógenoconunno-metaldelosb)gruposIII,IVyV.Tienencaracterísticasdesaly,porlotanto,supHesmayorde7.Enellaboratoriopuedenidentificarseconindicadorescomoelazuldetornasol,quenocambiadecolorantesupresencia.

Nomenclaturadeloshidrácidos:

Seescribeprimeroel símbolodel elementohidrógeno (H), seguidodelno-metalconlamenordesusvalencias.Existendoscasos:

Siestáensoluciónacuosa,seescribelapalabraácidoseguidadelnom-a)bredelno-metalconlaterminaciónhídrico.Ejemplo:

HCl Ácidoclorhídrico

�

157


Cuandonoseencuentraensoluciónacuosa,seescribeelnombredelno-b)metalconlaterminaciónuro,seguidadelapalabrahidrógeno.Ejemplo:

HCl Clorurodehidrógeno

Nomenclaturadeloshidruros:

Seescribeprimeroelsímbolodelno-metal,seguidodelsímbolodelhidróge-no(H).Paranombrarlosexistendoscasos:

Cuando el no-metal presenta una valencia, a la palabra hidruro se lea)agregaelnombredelno-metal.Ejemplo:

BH3 Hidrurodeboro

Cuandoelno-metalpresentamásdeunavalencia,alapalabrahidrurob)seleagregaelnombredelno-metal,seguidadelnúmeroromanodelavalenciadelno-metalentreparéntesis.Ejemplo:

PH3 Hidrurodefósforo(III)

Anhídridos (óxidos no metálicos)

Generalidades:

Elno-metalpresentavalenciaspositivas.

Alreaccionarconaguaformanoxiácidos.

Nomenclatura:

Seescribeprimeroelsímbolodelno-metal,seguidodelsímbolodeloxígeno(O).

Alapalabraóxidoseleagregaelprefijogriegoquecorrespondealnú-a)merodeátomosdeoxígeno,seguidadelnombreno-metal,alcualseagregaelprefijoquenosindicarálacantidaddeátomosdelno-metal(exceptoparaelnúmerouno).Ejemplo:

Cl2O3 trióxidodedicloroSO3 trióxidodeazufre

Alapalabraanhídridolesigue“de”ydespuéselnombredelno-metal,b)seguidadelnúmeroromanodelavalenciadelno-metalentreparénte-sis.Ejemplo:

Cl2O3 anhídridodecloro(III)SO3 anhídridodeazufre(VI)

158

�B6 �Seescribe lapalabraanhídridoseguidadelno-metal,conelprefijooc)terminaciónquelecorresponda,deacuerdoconlasiguientetabla:

Ejemplo:

Cl2O3 AnhídridoclorosoSO3 Anhídridosulfúrico

Oxiácidos

Generalidades:

Comosunombreloindica,sonsustanciasácidas,conunpHentre0ymenosde7.Seformanconlaunióndeunhidrógeno,unno-metalyunoxígeno.Alcombinarseconaguadesprendenionesdehidrógeno,locuallesdacarac-terísticasácidas.Seconsideranproductodelareaccióndeunanhídridoconunamoléculadeagua.Ejemplo:

CO2 + H2O H2CO3

Sinembargo,enelcasodelboroparaformaroxiácidos,lareaccióndebeefec-tuarsecon3moléculasdeagua.Ejemplo:

B2O3 + 3H2O H6B2O6 2 H3BO3

CuandoeloxiácidoseobtienedeunanhídridodelgrupoVA,entoncessepue-decombinarcon1,2o3moléculasdeagua.Ejemplo:

P2O3 + H2O H2P2O4 2 HPO2 P2O3 + 2 H2O H4P2O5 P2O3 + 3 H2O H6P2O6 2 H3PO3

a) Nomenclaturadeácidosensoluciónacuosa:alapalabraácidolesigueelnombredelno-metal,conelprefijoylaterminaciónquelecorrespon-da,segúnlasiguientetabla:

�

159


Ejemplo:

h3po3 Ácidofosforosoh3po4 Ácidofosfórico

b) Alapalabraácidolesigueelnombredelnometalconelprefijometa, pirouorto(dependiendodecuántasmoléculasdeaguasecombinen)yconlaterminacióndeacuerdoconlatabla.Ejemplo:

hpo2 Ácidometafosforosoh4p2o5 Ácidopirofosforosoh3po3 Ácidoortofosforosoh3po4 Ácidoortofosfórico

Nomenclaturadelac) uiqpa,seescribelapalabraoxoconelprefijogriegoqueindiquelacantidaddeoxígenos,seguidaconelnombredelnome-talconlaterminaciónato,luegoseescribe“de”yporúltimolapalabrahidrógeno.Ejemplo:

H2SO4 tetraoxosulfatodehidrógenoHNO2 dioxonitratodehidrógeno

Paralanomenclaturastock,seañadealanomenclaturadelad) uiqpa,lavalenciaentreparéntesis,connúmerosromanosdespuésdenombraralanión.Ejemplo:

H2SO3 trioxosulfato(IV)dehidrógeno

Oxisales

Generalidades:

Seconsideranproductode lareaccióndeneutralizacióndeunoxiácidoconunabase,produciéndoseaguaylaoxisalcorrespondiente.

Seformanporlauniónquímicadeunmetal,unnometal(conalgunasexcep-cionesotrometal)yoxígeno.

160

�B6 �Nomenclatura:

Tomandoencuentael ácidodelqueproviene, se suprime lapalabraácido,cambiandolaterminaciónosopor ito,e icoporatoalradicalaniónnegativoquequedaalquitarelhidrógeno,seguidadelnombredelmetal.Ejemplo:

Na3PO3 provienedelácidoH3PO3,queeselácidofosforoso.Elaniónformadoes(PO3)3-,quesellamafosfito,porloqueelnombredeestaoxisalesfosfitodesodio.

Ca3(PO4)2 provienedelácidofosfóricoH3PO4.Suanióneselfosfato(PO4)3-,porloqueelnombredelaoxisalesfosfatodecalcio.

Nomenclatura stock

Similaraladelosoxiácidos,seescribelapalabraoxoconelprefijogriegoqueindiquelacantidaddeoxígenosdelanión,seguidadelnombredelmetalonometaldelaniónconlaterminaciónato,luegoseescribeentreparéntesisconnúmerosromanoslavalenciadelmetalonometaldelanión,acontinuaciónseescribe“de”yporúltimoelnombredelcatión.Encasodequeelmetalpuedatrabajarcondistintasvalenciasseescribeconnúmeroromanoentreparénte-sisconlaquetengaenesamolécula.Ejemplos:

Na3PO4 tetraoxofosfato(V)desodio Al (Cl2)3 dioxoclorato(III)dealuminio Fe (NO3)2 trioxonitrato(V)dehierro(II)

Nomenclatura uiqpa

Alanomenclaturastock,selesuprimeelescribirlasvalencias.Encasodequelamoléculacontengaalaniónmásdeunavez,seindicalacantidadañadiendoelprefijobis,tris,tetraquis,alnombresegúncorrespondasielaniónsóloseencuentraunavezyelmetaltienevariasvalencias,seponeelprefijoalnom-bredelmetalque indiqueelnúmerodeátomoscuandoseamayordeuno.Ejemplos:

K Cl O4tetraoxocloratodepotasio Fe (Cl O)3trismonooxocloratodehierro Al2 (SO4)3tristetraoxosulfatodealuminio Cu2 SO3trioxosulfatodedicobre CuSO3trioxosulfatodecobre

Casos especiales de nomenclatura

Uncasoespecialsepresentacuandolaoxisalseformaapartirdeunoxiácidoquetienedosotreshidrógenos.Puedeformarseuncompuestoenelquenosesustituyantodosloshidrógenospormetal,sinoqueaúnconservealgunode

�

161


ellos.Enestoscasosalnombredelaniónleantecedeelnombredehidrógenoodihidrógeno(segúnlacantidaddehidrógenosqueaúnconserva),seguidadelnombredelmetalconsupropiaterminación.En lanomenclaturausadaconanterioridad,cuandoquedabaunhidrógenosenombrabaañadiendoelprefijobialanión,odespuésdelnombredelaniónseagregabalapalabraáci-do,mientrasquesiquedabandoshidrógenosseañadíalapalabradiácidodes-puésdelnombredelanión.Ejemplo:

NaHCO3 queprovienedelácidocarbónicoH2CO3 tieneelaniónHCO31-,llama-

dohidrogenocarbonato,porloquelasalsellamahidrogenocarbonatodesodio(bicarbonatodesodioocarbonatoácidodesodio).

NaH2PO4 sellamadihidrogenofosfatodesodio(ofosfatodiácidodesodio).Fe2(HPO4)3 sellamahidrogenofosfatodehierro(III)ofosfatoácidodehierro(III).

Nomenclaturauiqpa

Sesiguen las reglasdenomenclaturadelanión,seguidade lapalabra“de”,luegoseescribelapalabrahidrógeno(sielanióntienemásdeunhidrógenoseleañadeelprefijogriegoquecorresponda)yporúltimo,seescribeelnombredelmetalantecedidode“y”.Ejemplos:

Na HCO3trioxocarbonatodehidrógenoysodio KH2 PO3trioxofosfatodedihidrógenoypotasio Cu (HSO4)2bistetraoxosulfatodehidrógenoycobre

Otrocasoparticularocurrecuandosehidratanlasmoléculasdelassales.Sólosedebeindicaralfinaldelnombredelasallacantidaddemoléculasdeagua(señaladaconlapalabrahidratada,conelprefijogriegoqueindicalacantidaddemoléculasdeaguapormoléculadesalhidratada).Ejemplo:

NaCl•7H2O eselclorurodesodioheptahidratado CuSO4•5H2Oeselsulfatodecobre(II)pentahidratado

162

�B6 �Latabla6.1contienelosnombresdelosionesmáscomunes:

Tabla 6.1Cationesyanionesmáscomunes.

�

163


164

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(I)

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xosu

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bre

x

Tabla 6.2Resumendenomenclaturaconejemplos.

Actividad

�

165


Enformaindividualprimeroydespuésenequipo,resuelvelossiguientesproblemas.Alterminarcompartetusrespuestasconelrestodelgrupo:

SeleencargaaAnicetoacomodarlosnombrescomunesdeciertassustancias1. consusnombressistemáticosysusfórmulasquímicas.Paraello,seledanalgu-naspistasenlosnombrescomunes.Ayúdaloarealizarestetrabajo,lassustan-ciasseenlistanenlatabla:

Escribelafórmulacorrespondienteacadacompuestodelasiguientetabla.2.

Actividad

166

�B6 �Escribeelnombresistemáticodelassiguientessustancias:3.

Resuelvelossiguientesacertijos:4.

Antesmeconocíancomoeloso,ahoratengounnombremuymono.Provengoa)deunafamiliadorada,aunqueunpocooxidada.Misunionessoniónicas,loquemehaceseruncompuestobipolar,aunquecasinomejuntoconnadie.Soyparientecercanode lasalcomún,perosoydemayoralcurniaymásb)gordito(peso121g/mol).Minombrerecuerdaaciertasgemasdecolorrojopropiasdemilinaje(aunquenadiemequitaloalcalino,apesardenoserunhidróxidocreído).Ademásdeserradiactivo,semesubeelpHrápidamente,yaunquesoyuncom-c)puestobásiconosoytanfácildeencontrar,sinopregúntenleaMaría.Comoaguantomuchoelcalor,meutilizanparadarluzydiversión.Tengod)unorigenespañol.Megustaunirmedemuchasmaneras.Hoydecidícorrermiaventuracondosátomossimpáticosyredondosqueaotroslessirvenpararespirar.Cuando formosalesyaunsolo, soyel terrorde lashormigasypeligrosoe)tambiénparalossereshumanos,tantoquemehanusadoparacausarmal.Enestaocasiónestoy tanoxidadoyenojadoporesa razón,quehastaelaguasemefue.Notengoagua,perosoymásqueridoporlasplantasqueporlosanimales,losf)quesólomeandanexpulsando,inclusoparaapagarvelas.Minacimientoseprodujopor la lluviaácidaquecayósobreuncampodeg)piedracaliza.Soyunbi;aunquemisunionesnosoniónicas,tengomuchapolaridad.Soyalgoh)destructivoymedicenestomaguito.Nomellevobienconelgordodeloxígeno.Tepuedoayudaralimpiaralgunaspartesdetucasa.Pesosólo36.5g/mol.

Actividad

�

167


Completalasiguientetablaescribiendolafórmulaoelnombrecorrespondiente5. acadasustanciaenlosespaciosallenar:

Dinámicagrupal

Cajadesorpresas

Materiales:

Unacajagrande(puedeestaradornada).PapeldeChinanegroparaenvolverlacaja.Círculosdevarioscolores,unoporcadaequipo(puedenserdecartónuotromaterial).

Actividad

168

�B6 �

Escribe–enelmenortiempoposible–lafórmulayelnombredeunejemplodeI.cadaunodelossiguientestiposdesustancias.TomaencuentaloscationesAl3+,hierroIIyH+,asícomolosanionesS2-,O2-ynitrato.

Óxidometálicoa)

Óxidonometálicob)

Oxiácidoc)

Hidrácidod)

Basee)

Salbinariaf)

Oxisalg)

Instrucciones:

Seasignauncoloracadaequipoparticipante.1.ElequipoorganizadorpreparaunacajaconlatapaforradaconpapeldeChi-2.na,encuyointeriorsecolocantodosloscírculosdecolores.Porcadaequipohabrádoscírculosdelmismocolor,unomarcadoconlaletra3.“A”yotroconlaletra“B”.Latapadelacajadeberátenerunorificiolosufi-cientementegrandeparaquedosparticipantespuedanmeterlamanoparasacarunaficha.Seenfrentaránequiposdedosendos.4.Elequipoorganizadorharáunapreguntarelacionadacon lanomenclatura,5.condosopcionesderespuesta(AyB)alosdosequiposparticipantes.Cadaunodelosdosparticipantessacarádelacajasinveruncírculoquede-6.berácorresponderasucoloryalaopciónquecreacorrecta.Sinosetratadeaquelquerequiere,tendráquevolverasacarotrocírculohastaencontrareladecuado.Elprimerequipoenencontrarelcírculocorrespondienteasucoloryrespues-7.tacorrectaganaunpunto.Elprimerequipoenllegaraunpuntajeacordadopasaráalasiguienterondahasta8.quesedecreteunequipoganador,elcualpuedeserpremiadocondulces.

Autoevaluación

�

169


Marcalarespuestacorrectaacadaunadelassiguientespreguntas:II.

ElnombresistemáticodelcompuestoP1. 2O5es:

a)Óxidodefósforo b)ÓxidodefósforoIII c)Pentóxidodefósforo d)Óxidofosfórico e)Pentóxidodedifósforo

2. LafórmulacorrectadelsulfitodemanganesoIIes:a) MnSO4 b) MnSO3 c) MgS2

d) Mg(S2O3)2 e) Mn(S2O3)2

3. Elnúmerodeoxidacióndehalogenuroscomolosclorurossiemprees:a) -2 b) -1 c) +1 d) +2 e) +3

4. ElnúmerodeoxidacióndelcromoenelcompuestoK2Cr2O7es:a) -3 b) -2 c) +3 d) +6 e) +12

5. ¿Cuáldelassiguientessustanciasnoesunácido?a) H3PO4 b) H2S c) H2SO4 d) H3N e) HNO3

6. Paranombraruncompuestoformadoporunelementonometálicoquepresentalamenordesusvalencias,seempleaelprefijo:a)per b)hipo c)di d)ito e)ico

7. EselnúmerodeoxidacióndelmanganesoenelcompuestoKMnO4

a) -8 b) -2 c) +1 d)+7 e)+8

8. ¿Cuáleslaterminaciónempleadacuandounelementometálicosecombinaconlamayordesuscargaseléctricas?a)ito b)oso c)ato d)ico e)hipo

9. ElóxidonometálicodelqueprovieneelácidopermangánicoHMnO4es:a) MnO3 b) Mn2O3 c) MnO4 d) Mn2O7 e) Mn3O2

10.Laoxisalsulfitodepotasioprovienedelácido:a) H2SO4 b) HSO3 c) H2S

d) H2SO3 e) H2S2O7

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»Representa y opera reacciones químicas

• Reconoceelsignificadodelossímbolosutilizadosenlaescrituradeecuacionesquímicas.

• Distingueentrelasreaccionesdesíntesis,descomposición,sustituciónsimpleysustitucióndoble.

• Conocelosmétodosdebalanceodeecuacionesquímicasportanteoyporoxidorreducción.

• Explicalosconceptosdeoxidaciónyre-ducción,agentereductor,agenteoxidan-teynúmerodeoxidación.

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A» Reconocealosprocesosquímicos

comofenómenosdesuentornoydemuestralavalidezdelaLeydelaconservacióndelamateriaalbalan-cearecuacionesquímicas.

• Completareaccionesquímicasanotandolasfórmulasdelospro-ductosapartirdelosreactivosyefectuandoelbalanceocorres-pondiente.

• Elaborauninformedelaactividadexperimentaldesarrollada.

• Elaboraunescritosobrelarele-vanciadelosprocesosquímicosqueseutilizanparalasolucióndeproblemascotidianosquerecono-ceensucomunidad.

• Elaboraunorganizadorgráficoenelquepresentalorelativoalain-formacióndelbloque,particular-mentelosmétodosdebalanceo.

• Explicalatransformacióndelassustan-cias,empleandoecuacionesquímicas.

• Predicelosproductosdediferentesreac-cionesquímicas.

• DemuestralaLeydelaconservacióndelamateriaapartirdelbalanceodeecuacio-nes.

• Calculaelnúmerodeoxidacióndeloselementosqueparticipanenunareacciónquímicatiporedox,determinandoquéelementosseoxidanycuálessereducen.

• Aplicaelbalanceoporelmétododetan-teoyoxidorreducción.

• Valoralaobservacióneidentificaciónexperimentaldeloscambiosquímicos.

• ValoralaLeydelaconservacióndelamateriacomoprincipiofundamentaldelaquímicamoderna.

• Aprecialaimportanciadelasreaccionesdeoxidorreducciónensuentornoyensuorganismo.

• Valoralasrepercusionespositivasone-gativassobreelambienteylasociedad,provocadasporlosprocesosquímicos.

172

�B7 �

Enquímicanosóloseempleanlossímbolosquímicosdeloselementos,tam-biénsonnecesariosotrossímbolosquenosayudanaentendercómosede-sarrolla una reacción química que permita la explicación de un fenómenoquímico.Enestebloqueseabordaránlosprincipalessímbolosquímicosyelmanejogeneraldeunareacciónquímicamedianteloquellamamosecuaciónquímica.

Sabordelaguapotable

Loshabitantessobretododelasciudadesutilizanybebenaguaquepro-vienederíos,lagos,etc.,peroquenollegadirectamenteasushogares,yaqueantespasaporuntratamientoparaeliminarsustanciastóxicas,microorganismospatógenosydiversoscontaminantes.Unamaneradeeliminarlospatógenosesclorandoelaguamediantelaadicióndeclorolíquido,locualnoobstante,ledaunsabordesagradablealagua.

Paraquitarestesabor,porlogeneralsehacepasarelaguaporfiltrosdecarbón,llevándoseacabolareacción:

INTRODUCCIÓN


Actividad

�

173

�Representayoperareaccionesquímicas


Otrotratamientoserealizausandoamoniaco,elcualreaccionaconelcloroformandocloramina(NH2Cl)ydicloramina(NHCl2).Sepresentanlassiguientesreacciones:

Sinembargo, esteproceso reduce la efectividad comodesinfectantedelcloro.

Enequipos,contestenlassiguientespreguntas;posteriormente,compartansusres-puestasconelrestodelgrupo.

¿Quéinformaciónobtenemosdelareacción1,quenonosproporcionanlasotrasdos?1.

Nospermiteconocerelestadodeagregacióndecadasustancia.a)

Nosdalamismainformación,sóloquemásexplícita.b)

Quesedesprendeungas.c)

Queseconsumeagua.d)

¿Quédatosrelevanteshacenfaltaenlasreacciones2y3?2.

Quenosindiquensisellevanacaboenagua.a)

Elcostoparalaoperacióndelimpiezadelagua.b)

Loscoeficientesnecesariosparaquequedenbalanceadas.c)

Latemperaturaalacualsellevanacabolasreacciones.d)

Elamoniacotieneunaromamuyfuerte.¿Quéevitaqueelaguaadquieramalsabor3.enelprocesodescrito?

Quereaccionaquímicamenteconelclorodelaguatratada.a)

Quenoseconoceelestadodeagregaciónenqueseañadió.b)

Elprocesodeoxidorreducciónqueleocurrealreaccionarconelagua.c)

Laaccióndelosmicroorganismosdelaguaconelamoniaco.d)

Balancealasecuacionesenloscasosenqueseannecesario.4.

Actividad

174

�B7 �

Ecuaciónquímica:eslarepresentaciónescritaensímbolosdeunareacciónquímica.

Laecuaciónquímicaestáformadapordosmiembros:enelprimeroseencuen-tran losreactivos(seescribena la izquierdade laecuación)yenelsegundolosproductos(separadosaladerechadelaecuaciónporunaflecha).Parasuescriturahacemosusode las fórmulasquímicasquenos indicancuálesele-mentosintervienenenelcompuesto,asícomodelossubíndices,queexpresanelnúmerodeátomosdecadaelementopresenteenlafórmula.Además,enlaecuaciónquímicalasfórmulaspuedenestarprecedidasdenúmerosdeno-minadoscoeficientes,loscualesindicancuántasmoléculasintervienenenlareacción.

ECUaCIÓN qUímICa

�

175


Símbolosyfórmulasquímicas

Existenalgunossímbolosqueseutilizanenlasreaccionesparaindicarnosca-sosespeciales:

Algunas reacciones químicas tienen nombres especiales de acuerdo con elprocesoquesellevaacabo.Ejemplo:

lacualesunareaccióndecombustión.

lacualesunareaccióndeneutralización.Engeneral,lasreaccionessepuedenclasificardediferentesformas;paraestecursosóloabordaremoslossiguien-testiposdereacciones:

CLaSIFICaCIÓN DE LaSREaCCIONES qUímICaS

176

�B7 �a) Desplazamientoosustituciónsimple.Enestetipodereaccionesunele-

mento(ocatión)sustituyeaotro.Lareaccióngenerales:

Ejemplo:

b) Dobledesplazamientoosustitucióndoble(metátesis).Enestasreaccionesseintercambianloscationesdedossustancias.Lareaccióngenerales:

Ejemplo:

c) Síntesisoadición.Ocurrecuandodoscompuestosoelementosreaccio-nanparaformarunasustanciadiferente.Lareaccióngenerales:

Ejemplo:

d) Descomposición.Estetipodereaccionesocurrecuandounasustanciasedescomponeendosomáscompuestos.Lareaccióngenerales:

Ejemplo:

AlescribirunaecuaciónquímicadebemosconsiderarlaLeydelaconservacióndelamateria,delacualsedesprendequelacantidaddeátomosdecadaele-mentoenlosreactivosesigualalnúmerodeátomosdecadaelementoenlosproductos;aestaacciónlallamamosbalanceo.Parabalancearunaecuaciónsóloesposiblemodificarloscoeficientesdelasfórmulas,ynolossubíndices.Enesteprocesosepuedenaplicarvariosmétodos,deloscualesexplicaremossólolossiguientes:

BaLaNCEO DE ECUaCIONES

�

177


Métododebalanceoportanteo

Unavezqueseestablecelaecuaciónquímicadeunareacciónseprocedeacolocarcoeficientesdeprueba,comenzandoporloselementosquesóloseencuentrantantoenlosreactivoscomoenlosproductos.Sedebeverificarquequedeelmis-monúmerodeátomosdecadaelementoenlosreactivosyenlosproductosconloscoeficientesplanteados;denoserasí,sepruebaconotroscoeficienteshastaencontrarlosadecuados.

Ejemplo1:

Observamosprimeroqueelzincaparecesóloenuncompuestoenlosreacti-vosyenunodelosproductos.Lomismoocurreconelazufre,porloquepode-mosasignarleuncoeficienteacualquieradelosdos.Coloquemoselnúmero2alZnO:

Paraigualarlosátomosdezinc,leasignamostambiénun2alZnS:

Debemosagregarahoraun2alSO2paraigualarlascantidadesdeazufre:

Porúltimo,balanceamoseloxígenodelprimermiembro,yaqueenelsegun-doexisten6átomosdeoxígenoentotal;porlotanto,debemosmultiplicarlamoléculadeoxígenopor3:

Comprobamosquelacantidaddeátomosdecadaelementoenlosreactivosesigualaladelosproductos.Enestecaso,tenemos2átomosdezinc,2áto-mosdeazufrey6átomosdeoxígeno,tantoenlosreactivoscomoenlospro-ductos.

Ejemplo2:

Leasignamoselcoeficiente3alNaNO3parabalancearlos3 NO3quehayenlosreactivos(NO3)3:

Ahoraleasignamoselcoeficiente3 al NaOHparaigualarlosátomosdesodiodelosproductos:

Comoloscoeficientesquedebemosajustarahoratienenelvalorde1,noesnecesarioanotarlo.Comprobamoslacantidaddeátomosdecadaelementoenelprimerysegundomiembros,queennuestroejemplosoniguales,porlo

178

�B7 �quelaecuaciónhaquedadobalanceadadelasiguientemanera:1átomodehierro,3átomosdenitrógeno,12átomosdeoxígeno,3átomosdesodioy3átomosdehidrógeno,encadamiembrodelaecuación.

Balanceodeoxidorreducción(redox)

Unasustanciaoelementosufreoxidacióncuandopierdeelectrones,cambian-dosunúmerodeoxidación,volviéndosemáspositivoomenosnegativoy,porlotanto,moviéndosehacialaderechadelarectanumérica.Cuandounasus-tanciasereduceganaelectronesque,comosonnegativos,ocasionanquesemuevahacialaizquierdadelarectanumérica.

Sigraficamoslaoxidaciónylareducción,dibujaremosunalínearectaqueten-gaalcentroelnúmerocero,alaizquierdanúmerosnegativosyaladerechanúmerospositivos.Estarectanosayudaráaobservarenunaformamássenci-llasiunelementoganaopierdeelectrones.

Enalgunasreaccionesquímicassucedeunprocesodeoxidorreducción,enelqueunasustancia llamadaagente reductorseoxida,yotra llamadaagenteoxidantesereduce.Enestoscasos,sepuedeemplearelmétododebalanceo,cuyospasossonlossiguientes:

Sumarlasdossemirreacciones,asignandoloscoeficientesalareacciónori-1. ginalyempezando,por logeneral,del ladode losproductosdeacuerdoconlascantidadesdeátomosobtenidas.

Comprobarsiexisteuncambioenlosnúmerosdeoxidacióndeloselemen-2. tosqueintervienenen lareacción,con laayudadeunatablaperiódicaoreconociendolasvalenciasfijasdealgunoselementosconocidos.

Separarlosdoselementosquecambiaronsunúmerodeoxidaciónendos3. semirreacciones, anotando sus númerosdeoxidación y balanceando lossubíndicesquepuedanpresentarenlareacciónoriginal.Recuerdaqueelnúmerodeoxidacióndeunelementoneutroescero.

Determinar el número de electrones ganados o perdidos para cada ele-4. mento.

Multiplicarcadasemirreacciónparaigualarelnúmerodeelectronesgana-5. dosyperdidos.

Terminarelbalanceoporelmétododetanteo.6.

Ejemplo1:

Estaecuaciónpresentaademás iones,queeneste casonosayudanaasig-narlosnúmerosdeoxidaciónaloselementosparaidentificarcuálessufrieroncambios.Conlaayudadelatablaperiódicaybalanceandolascargasdecada

�

179


sustancia,encontramos lossiguientesestadosdeoxidación(quecolocamosparaesteejemploenlapartesuperior):

Seseparanloselementosquecambiaronendossemirreacciones:

elementoqueseoxida(agentereductor)

elementoquesereduce(agenteoxidante)

Se escribe la cantidad de electrones ganados o perdidos (representadoscomoe-):

Sebalancean loselectronesalmínimocomúnmúltiplo (enestecasode6),multiplicandolaprimerasemirreacciónpor3ylasegundapor2:

Sesumanlasdossemirreacciones:

Siseutilizanlosresultadosparalosproductos,encontramos3átomosdeco-breconnúmerodeoxidación2+ydosátomosdenitrógenoconnúmerodeoxidación2+,quedandolaecuaciónoriginal:

Comoúltimopaso,seterminadebalancearlaecuaciónportanteo:

Avecesunmismoelementosufrelaoxidaciónylareducciónenunprocesollamadodismutación,comosemuestraacontinuación:

Ejemplo2:

Seanotansusnúmerosdeoxidación:

1+2-1+01+5+2-1+1-1+2-

180

�B7 �Seobservaqueelbromoeselúnicoelementoquecambiadeestadodeoxi-dación:

Seescribelacantidaddeelectronesganadosoperdidos:

Sebalanceanloselectronesmultiplicandolaprimerasemirreacciónpor1ylasegundapor5:

Sesumanlasdossemirreacciones:

Seutilizanlascantidadesencontradasenlosproductos,expresándoselare-acción:

Finalmenteseterminadebalancearportanteo,sinanotarloscoeficientesconvalorde1:

Divididosenequiposresuelvanelsiguienteejercicio:

Se leencargaalequipodemuñecaMade,PánfiloyAnicetorealizarelbalanceodereaccionesbasadasencompuestosdelnitrógeno(usados,principalmente,enexplosi-vosyfertilizantes),porlosdosmétodosestudiados.Además,debenescribirlosnom-brescientíficosdecadasustancia,indicandoelagenteoxidanteyelreductorenloscasosposibles,asícomoclasificarlasreaccionessiguientes:

Actividad

Actividad

�

181


Actividad

Resuelvedeformaindividualelsiguienteejercicio:

BalanceaconPánfilolassiguientesreaccionesporlosdosmétodosdescritos(enloscasosqueseaposible).Escribelosnombrescientíficosdecadasustancia,clasificaeltipodereacciónalqueperteneceny,enloscasosqueocurraunprocesodeoxidorre-ducción,indicacuáleselagenteoxidanteycuálelagentereductor:

Losfertilizantes

En la actualidad, se ha convertido en un serio problema disponer detierrasaltamenteproductivas,quepermitanunmayorrendimientoencosechas para cubrir las necesidades alimenticias de la población. Elhechoderealizarmonocultivosdurantegeneracioneshaprovocadoundesgasteenelsuelodondeseencuentranlosnutrientes.Enépocasan-

Actividad

Autoevaluación

182

�B7 �terioresseañadíansustanciasparamejorarelsueloagrícola,talescomoestiércol,huesosycenizas;hoyendíaseutilizandiversostiposdeabo-nosofertilizantes,loscualesnohantenidobuenaaceptacióndebidoalasalteracionesqueocasionanalambientepor suuso indiscriminado.Esteinconvenientehaconducido,pormediodeinvestigacionesquími-cas,abuscarnuevasalternativasdefertilizantesquepermitanmejorarsucalidadyocasionarelmenordañoposible.

Apartirdeestabúsqueda,sehaadicionadoalosfertilizantesalgunosnutrientesnecesariosparalasplantas,comoel fósforoyelnitrógeno,quesontratadosquímicamenteparaunamejorasi-milación.Porejemplo,losfosfatossontratadosparaenriquecersuefecto,dandocomoresulta-dolossuperfosfatosqueseobtienenalpulveri-zarlarocafosfóricatratadaconácidosulfúrico.Lareacciónes:

Sinembargo,estossuperfosfatosnosonlamejorfuentedefósforo,de-bidoalabajasolubilidaddelasalqueseforma,aunqueevitanlaconta-minacióndelosmantosacuíferos.Así,otromediodeobtenerfósforoestratandolarocafosfóricaconácidofosfórico,conlareacciónsiguiente:

Estasaltieneunporcentajemayordefósforoasimilableparalasplantaspero,debidoasualtasolubilidad,debecontrolarsesuusoparaevitarcontaminaciónporunexcesodelfertilizante.

Comofuentesdenitrógenosehanusadosulfatodeamonio,nitratodeamonio,ureaytambiénamoniacoanhídrido.Laobtencióndeamoniacoenellaboratoriosepuedelograrmediantelareacción:

SinembargoanivelindustrialseobtieneporelprocesoHaber,cuyare-acciónes:

Elnitratodeamonioesutilizadoentodoelmundocomocomponentedelosfertilizantes,sóloquetieneelinconvenientedesermuyexplosivo,loquegeneraproblemasdetransporteyalmacenamiento.Portalrazón,sedebeseguiruncontrolestrictoensuproducciónyuso(comoexplosi-voofertilizante)paraevitarsuempleoenformanegativa.

�

183


Conbaseenlalecturaanterior,realizaloquesepideacontinuación:

Escribeelnombresistemáticodelassustanciasqueaparecenenlalectura.•Balancealasreacciones.•Enloscasosdeunprocesodeoxidorreducción,indicacuáleselagenteoxidantey•cuálelreductor.Señalaaquétipocorrespondecadaunadelasreacciones.•Discutesobreelbeneficioonodelosfertilizantesysobreotrasalternativas.•

Ahoracontestalassiguientespreguntas:

Elusodelosfertilizantes:1.

Esperjudicialporquecontaminanlosríos.a)Ayudaaqueelsuelotengalosnutrientesnecesariosparaunamayorproduc-b)cióndealimentosDebesercontroladoparaevitarlacontaminación.c)Escadadíamenorporelusodeabonosorgánicos.d)

Unsuperfosfatonocontaminalosríos:2.

Sí/No

Lossuperfosfatossepuedenusarsobretodoentierrasquenoestánmuydesgas-tadas:

Sí/No

Unadelascausasporlasqueseusanlosfertilizantesynoabonosnaturaleses:3.

Quesedebeproducirmayorcantidaddealimentosenelmenorespacioparaa)satisfacerlademandamundial.Quelosproductoresdeseanquesuscultivosseanmásredituableseconómi-b)camente.Losabonosnaturalessoncostososynoloshayenlacantidadsuficiente.c)Poreldesgastedelastierrasdecultivo,sobretodoendondesehanexplotadod)porcientosdeaños.

II. Marcalarespuestacorrectaparacadaunadelassiguientespreguntas:

En la siguiente ecuación química1. ,el coeficiente del clorato de potasio de laecuaciónbalanceadaes:

a) 1 b)2 c)3 d)4 e)5

184

�B7 �Laoxidaciónesunprocesomedianteelcualunelementoquímico:2.

Ganaelectronesa)Comparteelectronesb)Intercambiaelectronesc)Pierdeelectronesd)Quitaelectronese)

AlareacciónentreelNaOHyelHClselellamade:3.

Descomposicióna)Síntesisb)Oxidorreducciónc)Neutralizaciónd)Combustióne)

Siunmetalreaccionaconunácidoseforma:4.

Sal+ácidoa)Sal+salb)Sal+aguac)Sal+hidrógenod)Sal+basee)

Formananhídridosconeloxígeno:5.

Anfóterosa)Metalesb)Nometalesc)GruposAd)GruposBe)

Eslacargaeléctricaqueaparececuandounelementoganaopierdeelectrones:6.

Númerodeoxidacióna)Electronegatividadb)Afinidadelectrónicac)Radioatómicod)Númeroiónicoe)

¿Cómoseclasificalareacciónentreunanhídridoyelagua?7.

Sustituciónsimplea)Doblesustituciónb)Análisisc)Síntesisd)Descomposicióne)

�

185


¿Enquécategoríaseclasificalareacciónentreunoxiácidoyunhidróxido?8.

Catálisisa)Simplesustituciónb)Análisisc)Doblesustituciónd)Síntesise)

Enunareaccióndeneutralizaciónseformaun(a):9.

Anhídridoa)Salb)Óxidoc)Ácidod)Basee)

Enlareaccióndecombustióndelcarbono,elagentereductoresel:10.

Oxígenoa)Aguab)Carbonoc)Bióxidodecarbonod)Hidrógenoe)

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»Entiende los procesos asociados con el calor yla velocidad de las reacciones químicas

• Explicalosconceptosdeentalpíadereacciónyentalpíadeformación.

• Distingueentrereaccionesquímicasendo-térmicasyreaccionesquímicasexotérmicas,partiendodelosdatosdeentalpíadereacción.

• Explicaelconceptodevelocidaddereacción.• Describelanocióndedesarrollosustentable.

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A» Reconocelainfluenciadelosfactores

queintervienenenlarapidezconquesellevanacabolasreaccionesquímicasylacantidaddecalorqueseintercam-biacuandosedesarrollan.Asimismo,valoralaimportanciadeldesarrollosostenibleyadoptaunaposturacríticayresponsableanteelcuidadodelme-dioambiente.

• Resuelveejerciciosenlosquedeter-minalaentalpíadereacciónapartirdelaentalpíadeformación.

• Presentaresultadosdeinvestigaciónsobrereaccionesendotérmicasoexotérmicasquesellevanacaboensuentornoylautilidadquepresentanparadiversasactividadesdelserhu-mano.

• Elaboraunorganizadorgráficoquemuestralaformaenquelanaturalezadelosreactivos,eltamañodelapartí-cula,latemperatura,presión,concen-traciónycatalizadoresinfluyenenlavelocidaddeunareacción.

• Elaboraunreportedeinvestigacióndocumentalsobreeldesarrollosus-tentableylasaccionesnecesariasparaponerloenpráctica.

• Participaenladiscusiónsobreelcon-sumismoyeldesarrollosustentable.

• Utilizandodatosdetablas,calculalaentalpíadereacciónapartirdelaentalpíadeforma-ción.

• Identificalosfactoresqueintervienenenlavelocidaddeunareacciónquímica:naturalezadelosreactivos,tamañodepartícula,tempe-ratura,presión,concentraciónycatalizado-res.Asimismo,explicacómoafectacadaunodeéstoslavelocidaddereacción.

• Desarrollaactividadesexperimentalesenlasqueobservaalguno(s)delosfactoresquemodificanlavelocidaddereacción.

• Argumentalosbeneficiosyriesgosrelacio-nadosconelconsumismoysuimpactoenelmedioambiente.

Muestrainterésporcomprenderloscambios•energéticosenlasreaccionesquímicasquesedanensuentorno.Valoralaconvenienciadelalentitudolara-•pidezdealgunosprocesosquímicosquesepresentanensuvidadiaria.Consideraeldesarrollosustentablecomo•unamedidaparaaminorarlosproblemasambientales.Colaboraconsuscompañerosdeequipopara•apoyareldesarrollosustentable.

188

�B8 �

Laquímicanosepuedeentendersinelestudiodelasreaccionesquímicas,enlascualesresultanfundamentales lavelocidaddereacciónyelconsiguienteintercambiodeenergía.Estosconceptosbásicosseránestudiadosenelpre-sentebloque.

Conservacióndealimentos

Anuestroalrededorsellevanacaboinfinidaddereaccionesquímicascadadía;unasocurrenrápidamenteyotrasdemaneramáslenta.Porejemplo,sicolocamosdospiezassimilares,unadehierroyotradeoroylasdejamosalaintemperie,podemosobservarcómosevaoxidandolapiezadehierroconelpasodeltiempo.Enelinteriordetodoslosorganismosvivostam-biénseproducenconstantementereaccionesquímicas(algunasdeformacasiinstantánea,necesariasparalarealizacióndelasfuncionesbiológicasdecadaindividuo;unodeestosprocesoseseldelaalimentación.

Losalimentosquenoconsumimosinmediatamente,sinohanpasadoporalgúnmétododeconservación,sevandeteriorando,perdiendosucolorytextura,yfinalmentesedegradanalgradodequeyanosepue-denconsumir.Estoocurreprincipalmentepor las reaccionesentre lassustanciaspropiasdelalimento(incluyendolasqueaceleranestepro-ceso,llamadasenzimas),porlainteracciónconloselementosdelmedioambiente(comoeloxígenoolahumedad)yporlosmicroorganismospresentes.

Desdelaantigüedadseconocendiversosmétodosparalaconservacióndealimentos,sobretodoporlanecesidaddeguardarlosparalastempo-radasdebajaproducción.Enlaactualidad,elritmodevidaimponequelamayoríadelapoblaciónpuedacontarconalimentosalmacenadosencantidadsuficienteparaunasemanaomástiempo.

INTRODUCCIÓN


Actividad

�

189

�Entiende los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Entre losmétodosmásutilizadosestán lasalación (agregandosalco-mún),elescabeche(convinagrequehacequeelpHdelalimentobaje)yladeshidratación(porsecado,concentraciónoliofilización).Seencuen-tratambiénelahumado,esterilizaciónapresión,envasadoalaltova-cío,calentamiento(yaseaporpasteurizaciónococción),enfriamientoocongelación,agregadodeazúcar,alcoholuotroaditivoquímico(comonitritodesodio,ácidosórbico,bicarbonatodesodio,etc.),einclusolairradiación.

Laconservacióndealimentosnosóloretardasudescomposiciónsinoquetambién,enalgunoscasos,confiereciertascaracterísticasdesabor,color,textura,etc.,quesonapreciadosporlosconsumidores.

Respondeporequiposlassiguientespreguntasysocializatusrespuestasconelrestodelgrupo:

Algunosaditivoscomolosnitritosformansustanciascancerígenas(nitrosami-1.nas);sinembargo,seutilizancomoconservadoresdebidoaque:

Evitanlaproliferacióndemicroorganismosquenospodríanmatar.a)

Leconfierenelcolorrojizoaproductoscomolosjamones.b)

Eldesconocimientodeotrosmétodosdeconservación.c)

Seagreganencantidadespequeñasycontroladasabajocosto.d)

Ladeshidrataciónsirvecomométododeconservaciónyaque:2.

Evitaelcontactoentrelasdiversassustanciasenlosalimentos,bajandolaa)velocidaddereacción.

Losmicroorganismosnecesitanaguaparasobrevivir.b)

Losalimentosnosepuedenoxidarsinagua.c)

Lasenzimassedescomponensinagua.d)

Notodoslosmétodosdeconservaciónsirvenparatodaclasedealimentos;3.porejemplo,elahumadonosepuedeutilizarenlaconservade:

Leche b)Queso c)Mermelada a)d)Centeno e)Carne f)Pescado

Actividad

190

�B8 � Entrelosfactoresqueafectanlavelocidaddereaccióntratadosenlalectura4.

están:

Concentración.a)

Tamañodepartículas.b)

Temperatura.c)

Presión.d)

Catalizadores.e)

Naturalezadelosreactivos.f)

Lanecesidadderecurriralaconservacióndealimentossedebea:5.

Lamayoríade laspersonasnotienena lamanoalimentosfrescosyes laa)formaenquelosproductoreslospuedenhacerllegaratravésdelosdiver-sosmercados.

Lacomodidaddepoderlosconsumircuandoserequieren.b)

Noseproducenalimentostodoelañonientodas lasregiones (como lasc)desérticas).

Paraevitardesperdiciaralimentoscuandohaysobreproducción.d)

En la industria esnecesario controlar todos los aspectosenergéticosde losdistintosprocesos,talescomolascantidadesdecombustibleolasfuentesdeenergíanecesarias,conelfindequelosequiposresistanlasreaccionesylosenfriadoresnodejenescaparelcaloralmedioambiente,yaqueesunafuentedecontaminación,sobretodoenlaslagunasyríoscercanos,porqueelincre-mentodelatemperaturadelaguaocasionalamuertedepeces.

Procesos similares tienen lugarenel cuerpohumano,enel cual se llevanacaboinnumerablesreaccionesquímicasconintercambiodeenergía,comolosprocesosanabólicos,enlosqueseabsorbeenergía,o losprocesoscatabóli-cos,enlosqueseobtieneenergíaapartirdeladegradacióndecompuestos,empezandopor losalimentosy,posteriormente,mediantelasmoléculasdeadenosíntrifosfato(atp).

USOSDELAENERGÍA

�

191


Tiposdereaccionesquímicasporcambiosenergéticos

Engeneral,existendostiposdereaccionesquímicas:lasqueabsorbencalor,llamadasendotérmicas,ylasqueloliberan,quesonlasexotérmicas.

Unaformademedirelcalorabsorbidooliberadoenunareacciónesatravésdeunafunciónconocidacomoentalpía,queserepresentaconlaletraH,enlaquesóloimportanlosestadosinicialyfinalsinconsiderarla“ruta”.

Entalpía:medidadecalorinternodeuncuerpoodeunasustancia.

CuandoenunareacciónquímicaocurreuncambiodeentalpíaseledenominaentalpíadereacciónyserepresentaconlafórmulaΔHr.

ElvalordelΔHrindicalacantidaddecalorqueseabsorbeoliberaenunareac-

ciónpormoldesustancia(igualalnúmerodeAvogadro:6.0223x1023unidades,

fórmuladelasustanciaencuestión).Sielcambioenlaentalpíaesnegativo,lareacciónesexotérmica(liberacalor);siespositivo,lareacciónesendotérmica(absorbecalor,esdecir,seenfría).Unareacciónexotérmicaesmásestable,debidoaquelaenergíainternadelosreactivosesmenorqueladelosproduc-tos.Ahorabien,silareaccióntieneunΔHr

muynegativo,liberamuchaener-gía,comosucedeenunareaccióndecombustión.

Paradeterminarelcambiodeentalpíaseutilizanvariosmétodos.Enunodeéstos,elmétododirecto,seempleanlasentalpíasdeformacióndelassustan-cias o

fH∆ ,queeslaenergíaliberadaoabsorbidaparaobteneruncompuestoapartirdesuselementosensuestadonatural(unelementoensuestadona-turaltieneun o

fH∆ decero.

Esimportanteseñalar,quesecuentacontablasdeentalpíasdeformaciónencondicionesestándares:25ºCy1atmósferadepresiónporcadamoldesus-tancia.Lasunidadesenlasquesemidelaentalpíadeformaciónoladereac-ciónsoneljoule/molysusderivadas,comolascalorías/mol(1cal=4.184J).

Paraencontrarelvalordelaentalpíadereacciónserealizanlossiguientespasos:

Balancearlareacciónquímicaaestudiar.1.

Encontrarlosvaloresdelasentalpíasestándaresdeformacióntanto2.delosreactivoscomodelosproductos,determinandoenquéestadoseencuentran(sólido,líquido,ensolución,etc.).

Multiplicarcadaentalpíadeformaciónporelcoeficientebalanceado3.paracadasustancia.

Sumarlasentalpíasdelosproductosyapartesumarlasentalpíasde4.losreactivos(yamultiplicadosporsuscoeficientes).

Restaralasumadelasentalpíasdelosproductosladelosreactivos.5.

192

�B8 �Ejemplo:

Setienelasiguientereacciónquímica:

Sebalancealareacción,quedando:

Sustancia Hf0 kJ/mol Coeficiente

mol

Total (kJ)

HNO3 (ac)

NO2 (g)

O2 (g)

H2O (l)

-206.6

33.84

0

-285.83

x4

x4

x2

= -826.4

= +135.4

= 0

= 571.7

Sebuscanlasentalpíasdeformacióndeestassustanciasysemultiplicanporsuscoeficientes:

Sesumanlasentalpíasdelosproductos,restandolasumadelosreactivos:

Elresultadopositivoindicaquelareacciónesendotérmica,puesseabsorben390.1kJporcada4molesdeácidonítricoquesedescomponen.Observaqueelvalordelaentalpíadeformacióndeloxígenoescero,porserunelementoqueensuestadonaturalyencondicionesestándaresesungas.

Pánfilo decide poner en práctica sus conocimientos recién adquiridos.Después deasignarlosnombresdealgunoscompuestosydebalancearecuacionesporvariosmé-todos,deseadeterminarsilassiguientesreaccionessonexotérmicasoendotérmicas,verificandoanteslosbalanceos:

Actividad

Actividad

�

193


Actividad

PánfilolecomentaaMadequelaterceraecuaciónrepresentalareacciónmásexotérmi-ca,debidoaqueseformanmáscompuestos,ylaúltimareacciónesendotérmicaporquecontieneaguaquedeberíaenfriarlareacción.Mientrastanto,enlasdemásreaccionesseobtienengases,esdecir,sedesprendecalorparaobtenerproductoseneseestado.

Madeledicequenoesposibleafirmarlosinhaberdeterminadolasentalpíasdereac-cióndecadaunadeéstas.¿Quiéntienelarazón?

Resuelvanesteproblemaenequiposycompartansurespuestaconelrestodelgrupo.

Lasentalpíasdeformacióndeloscompuestosenlasreaccionessonlassiguientes:

Sustancias kJ/mol

H2O (l)

H2O (g)

CO2 (g)

N2O (g)

NO2 (g)

NH4NO3 (g)

NH4NO2 (s)

N2 (g)

O2 (g)

HNO2 (ac)

HNO3 (ac)

C3H5N3O9 (l)

-285.8

-241.8

-393.5

+81.6

+33.84

-365.6

+14.3

0

0

-118.8

-206.6

-342.3

Enequiposresuelvanelsiguienteproblema,contestandolaspreguntasydespuéssocialicenlasrespuestasconelrestodelgrupo:

Setienenlossiguientesdatosdeentalpíasdeformacióndevariassustanciasexpre-sadasenkJ/mol:

Actividad

194

�B8 � NaCl(s) -411.3 NaCl(ac) -407.3

NaOH(s) -425.6 NaOH(ac) -470.1

H2SO4(l) -814.0 H2SO4(ac) -909.3

HCl(g) -92.3 HCl(ac) -167.2

Na2SO4(s) -138.7 Na2SO4(ac) -139.0

H2O(l) -285.8

Sedicequeunasustanciaesacuosa(ac)si,alserdisueltaenagua,nosufre1.ningunareacciónquímica.Delassustanciasquesemencionanenlatabla,aquellaqueproduceunareacciónendotérmica(enfríalasolución)aldisolverlaenaguaes::

Lasalcomúna)

Elclorurodesodiob)

Elácidomuriáticoc)

Lasalbinariad)

Sedebetenerprecauciónaldiluirenaguasobretodoalclorurodehidrógeno2.gaseosoporqueseliberamuchocalor:

Sí/No

Ladisoluciónenaguadelaoxisalnopresentaningúnriesgorespectoalatemperatura:

Sí/No

Lareacciónquímicaquemásenergíacaloríficapormolpuedegenerardeen-3.treloscompuestosdelatablaes:

H2SO4(l) + 2NaOH(s) = Na2SO4(ac) + 2H2O(l)

Sí/No

Unareacciónquímicaqueabsorbeenergía(endotérmica)es:

HCl(g)+NaOH(s)=NaCl(ac)+H2O(l)

Sí/No

�

195


Lacinéticaquímicaestudialavelocidaddelasreaccionesquímicas,quesecaracterizaenque,laconcentracióndeunreactivoirádisminuyendomien-trasqueladeunproductoaumentaráeneltiempo.

Velocidaddereacción:eslavariacióndelaconcentracióndeuna sustancia respecto del tiempo en el transcurso de unareacciónquímica.

Matemáticamenteseexpresacomo:

Donde:

n=númerodemolesdeunreactivoV=volumenn/V=concentraciónt=tiempoΔ=cambio

Enlafórmula,elsignonegativoindicaquelaconcentracióndelasustanciadis-minuye.Lasunidadesdelavelocidadsonmoles/s,pudiéndoseemplearotrasunidadescuandoexistanfactoresqueafectenalaconcentración.

Teoríadelascolisiones

Estateoríaestablecequecuandounareacciónquímicasellevaacabo,lasmo-léculasdelassustanciaschocan;además,debentenerciertascaracterísticasparaprovocaruncambioquímicodependiendo,principalmente,de:

Laorientacióndelasmoléculasenelchoque.a)

Laexistenciadeenergíacinéticasuficienteparaalcanzarelrompimien-b)toyformacióndenuevosenlaces.

CINÉTICAQUÍMICA

196

�B8 �

Factoresqueafectanlasvelocidadesdereacción:

Temperatura.Si calentamosuna sustanciadeterminada, susmolécu-a) lassemoveránmásrápido,aumentandolacantidaddechoquesy,porlotanto,elnúmeroefectivodelosmismospermitiendoqueselleveacabolareacción.Estecaloragregadoproporcionalaenergíadeactiva-ciónnecesaria,perounexcesoenelcaloragregadopuedellevaraunareaccióndiferente.Porejemplo,sicalentamosdemasiadounalimentoparacocinarlosequema,porquesealcanzalaenergíadeactivacióndelacombustión.

Naturalezadelosreactivos.Existenelementosquesonmásreactivosb) queotros:unapiezadehierroseoxidamásrápidoqueunadeoro.Po-demosobservartambiénquealcolocarlitioenagua,ésteempezaráaoxidarseinmediatamente;elsodioenagua,incluso,producefuego;yelpotasiolohaceviolentamente,auncuandotienenlasmismascaracte-rísticasporperteneceralmismogrupodelatablaperiódica.

Catalizadores.Revistengranimportanciaanivelindustrial,yaquemu-c) chasreaccionessellevanacaboconlapresenciadealgúncatalizador.Setratadesustanciasqueseañadenalassustanciasreaccionantesparaaumentarodisminuir(inhibidores)lavelocidaddereacción.Lasmolé-culasdelcatalizador,aunqueintervienenenlospuntosintermediosdelareacciónyenlaformacióndelcomplejoactivado,alfinalnosufrencambiosensuestructura.Engeneral,hacenquelaenergíadeactiva-cióndisminuyaparaquelareacciónserealicemásrápido.

Enlagráficasemuestraeldesarrollodeunareacciónenfuncióndelaenergíaparaalcanzarel complejoactivado.El hechodeque lospro-ductostenganmenosenergíaquelosreactivostambiénproducequeseliberecalor(reacciónexotérmica).

Figura 8.1Teoríadelascolisiones.

�

197


Tamaño de partícula. Cuando las partículasd) sonmáspequeñas,eláreaexternaaumenta,haciéndoseposiblemayorcontactoentredossustancias.Porejemplo,unapiezadehierroseoxidarámásfácilmentesilapulverizamos.

Estado de agregación. Muchas reaccionese) sepuedenllevaracaboensoluciónacuosa,permitiendolaformacióndeionesquefacili-tanunaumentoenlavelocidaddereacción.Comopartedelanaturalezadelosreactivos,doscompuestosgaseosospodráncombinar-semásrápidamentequedoscompuestossólidos,perolareacciónaúnesmásrápidaconlapresenciadeionesensolución(yaquenosetienenqueromperenlacesparaformarlosproductos).

Concentraciónde los reactivos.Al comparar la velocidadde reacciónf) manteniendolosdemásfactoresconstantespodemosobservar,enge-neral,unaumentoenlavelocidaddereacciónconelincrementoenlaconcentracióndelosreactivos.

Deentretodosestosfactores,analizaremoselcasodelaconcentracióndelosreactivos.

Conociendolamolecularidaddeunareacción(númerodemoléculasquein-tervienenenunareacciónelementalyquees igualacadacoeficientede laecuaciónbalanceada),seestableceunaexpresióndelavelocidaddeacuerdoconlasconcentracionesdelosreactivos:

Dadalaecuacióngeneral

dondea,b,cydsonloscoeficientesdeloscompuestosA,B,CyD,setienelasiguienteexpresióndevelocidadparaunareacciónelemental:

Donde:

K=constantedevelocidaddelareacción

ayb=númerodeordenparacadareactivo

(A)=concentracióninicialdelreactivoA

(B)=concentracióninicialdelreactivoB

Elnúmerodeordenindicalaproporciónenquecambialavelocidadalvariarlaconcentración.Alserelnúmerodeordenuno,lavelocidadcambiaráenlamismaproporción;perosiesdeunordenmayor,aumentade formaexpo-nencial(ordendosalcuadrado,ordentresalcubo,etc.).Esdecir,siaumenta-moslaconcentracióndeunreactivoaltripleconunnúmerodeordenuno,la

Figura 8.2Desarrollodelareacción.

198

�B8 �velocidadtambiénaumentaráaltriple;perosifueradeorden3,lavelocidadaumentaría27veces(3

3).

Ejemplos.Determinemoslaexpresióndevelocidaddelassiguientesreacciones:

Laexpresióndevelocidades:

Elordende reacción respectodelflúoresdeunoy respectodeldióxidodeyodoesdedos,siendoelnúmerodeordentotaldelareaccióndetres.Estosignificaque,sidisminuimosalamitadlaconcentracióndeflúor,lavelocidaddelareaccióntambiéndisminuiráalamitad;sinembargo,siaumentamosaltriplelaconcentracióndeldióxido,lavelocidadaumentará9veces(3

2).

I. Reflexionaenformaindividualyposteriormentecompartecontuscompañeroslasconclusionesdelsiguienteproblema:

PánfiloleplanteaaAnicetoqueunareaccióndedescomposiciónnosepuedeex-plicarmediantelateoríadelascolisiones,porquelasmoléculasdelassustanciasadescomponersenopuedenchocarconotras.

MuñecaMadeintervienediciendoquesílapuedeexplicar,porquealaumentarlatemperaturalasmoléculaschocanmásysedescomponenenlosproductos.

Pánfilolespreguntaasuscompañerossiunareaccióndedescomposiciónpuedeserendotérmicaoexotérmica,ycómoseafectalavelocidadalbajarlatempera-tura.

II. DemaneraindividualayudaapracticaraPánfilo,escribiendolasecuacionesdevelocidaddeterminandoelnúmerodeordenparacadareactivoylareaccióntotaldelassiguientesecuacionesquímicas:

Actividad

�

199


Actividad

Enestetextohemosestudiadoalgunaspropiedadesdeloselementosquími-cos,lassustanciasysuscompuestos,susreaccionesycambiosenergéticos;asimismo,realizamoslecturasreferentesasuaplicaciónenlaciencia,latec-nologíaylavidacotidiana.Tambiénobservamoscómoelserhumano,ensuafándesubsistir,mejorasucalidaddevidayescadavezmáscompetitivoenlosmercados locales, regionales,nacionalese internacionales,modificandodrásticamentesuhábitat.

Lasconsecuenciasdedichasmodificacionesdelmedioambientesonalarman-tes,comoeselcasodelcambioclimáticoylasobreacumulacióndesustanciastóxicasenlascadenasalimenticiasalserirresponsablementedescargadasacuerposdeaguacomoríos,lagosyelmar,queasuvezhancausadounim-pactogenéticoenlosseresvivos,propiciandoelsurgimientodenuevasyra-rasenfermedades.Noobstante,continuamosdeteriorandoelambiente,enlamayoríadeloscasosporemisiones;enotros,porlafaltadeunaadecuadaestrategiaenmateriadeeducaciónambiental.

Sinembargo,pesealodramáticodelasituación,ennuestropaísparecehabertenuesmotivosparasuponerquedichasituaciónpuedellegaracambiar.Conlaincorporacióndelaeducaciónambientalenlosnuevosplanesdeestudioentodoslosniveleseducativos,yconeltrabajodegruposoasociacionesdelasociedadcivil,estamossegurosdequeentretodospodemosrevertirelgravedañocausadoalmedioambiente.

Aúnfaltamuchoporhacercomoindividuosqueintegramosunasociedadysobretodoennuestroámbitomásinmediato.Podemoscontribuiralamitiga-cióndeldañoambiental;apoyarparalaregulaciónadecuadadelasemisionesalaatmósfera,alosríos,alsuelo,ynosóloenelaspectoambientalsinotam-biénenelsocial,puessehacenecesariorevertirelconsumismoirracionalylabúsquedafrenéticadenuevossatisfactores.

Porende,el tanmencionadodesarrollo sustentablesignifica justamentequecomosociedaddebemosprogresarracionalizandolosrecursosbióticosyabió-ticos.Esunhechoque,porcitaruncaso,sivamosaexplotarunbosque,loman-tengamosvivonosóloporeltiempoenquenosotrosvivamos,sinoparamuchasgeneracionesmás,tratandodeoptimizarelbeneficioquenosbrinda.

IMPACTO AMBIENTAL

200

�B8 �Proyectofinal

AlequipodeMade,PánfiloyAnicetoseleencargóelaborarunproyec-tofinalsobreelcurso,incluyendocomotemáticacentrallasreaccionesquímicas;presentaronunvideoenelquedemostrabancómoalgunoscompuestosayudanadisminuirel índicedecontaminaciónambientalactual.Además,planearonelaborarunresumendealgunasreaccionesdecontaminación,aplicandolosconocimientosadquiridosenclase.Acontinuaciónpresentamosunodelosejemplosqueanalizaron.

Contaminaciónporsmogfotoquímico.Entrelasemisionesdegasesdelosautomotoresseencuentranlosóxidosdenitrógeno,loscualespue-deninteraccionarconeloxígenoyelnitrógenodelaire,comosemues-traenlassiguientesreacciones:

(Cuandoelozononoencuentraotrasustanciareactiva,comopuedeseralgúnhidrocarburo).

Nuestrosamigospresentaronantesugrupoesteciclodereaccioneseidentificaronlosnombresdeloselementos,losubicaronenlafamiliaalaquepertenecenymencionaron laspropiedadesde loscompuestos.TambiénclasificaroneltipodereacciónyescribieronlasestructurasdeLewis,mismasquelesayudaronaafirmarqueeloxígenomonoatómicoesmuyreactivo.Además,explicaroncuáleseranlosalótropospresentesenestasdos reacciones,determinaron las formasgeométricasdelasmoléculas ymencionaroncuálesdeestas reacciones sonendotér-micas,utilizandolasentalpíasdeformación(conloquededujeronqueencadareacciónseobtienensustanciasmenosestables).Finalmente,concluyeronqueunodeestoscontaminantesproducelluviaácidaconlahumedadambientalybalancearonlareacción,calculandotambiénsuentalpíadereacción.Determinaron,asimismo,lasecuacionesdeveloci-dadparacadareacción.

I. Enequipos,fundamentenelprocesoquetuvieronqueseguirnuestrosamigosparallegarasusconclusiones,paralocualseproporcionanlasentalpíasdeformacióndelossiguientescompuestos:

Actividad

�

201


Actividad

Sustancia kJ/mol

NO2 (g)

NO (g)

O (g)

O2 (g)

O3 (g)

HNO3 (ac)

H2O (l)

+33.84

+90.37

+247.5

0

+142.3

-206.6

-285.8

II. Enequipos,contestenlassiguientespreguntasrelacionadasconelproyectofinalpresentadopornuestrosamigosMuñecaMade,PánfiloyAniceto:

1. Enlaprimerareacción,laluzsolarintervienecomo:

Mediodeiluminaciónparapoderobservarlareacción.a)

Detonantedelareacción.b)

Catalizador.c)

Fuentedeenergía.d)

2. Lassustanciasdelastresreaccionesqueformanmoléculaslinealesson:

NOa) 2yNO

OyOb) 3

NOyOc)

NOyOd) 2

3. Lasecuacionesdedescomposiciónson:

1y2a)

1b)

1y3c)

2y3d)

202

�B8 �4. Lasecuacionesconordenelementaldeunoson: a) 1y2 b) 1y3 c) 2y3 d) 1,2y3

5. Lapartequedice“Cuandoelozononoencuentraotrasustanciareactiva,comoalgúnhidrocarburo”significaque:

ElNOyNOa) 2nosonlosúnicoscontaminantesquedestruyenlacapadeozono.

Existencompuestosorgánicoscontaminantesquetambiénprovocanelb)ciclodeproduccióndeozonocomocontaminante.

Elozonosedescomponefácilmenteantelapresenciadecompuestosorgá-c)nicos.

LoscompuestosNOyNOd) 2soninorgánicos.

Velocidad de reacción:

Experimento 1:

Naturaleza de los reactivos

Procedimiento

• Coloca3mldealcoholetílicoenuntubodeensaye,yenotrotubo3mldealcoholisopropílico.

• Adicionaalmismotiempo,enlosdostubosdeensaye,1mldelaso-lucióndeKMnO4al0.01M.

• Mideeltiempoquetardaendesaparecerelcolorencadaunodelostubos.

�

203



1. ¿Aquésedebeladiferenciaeneltiempodereacción?

2. Investigaacercadeylasreaccionesqueocurrieronysufundamentoparaanotarloenelreportedelapráctica.

Experimento 2:

Efecto de la concentración

Procedimiento

• Preparaunasolucióndealcoholesmezclando99mldealcoholetílico(medidoscon laprobeta)con1mldealcohol isopropílico (medidoconunapipeta).

• Colocaenuntubodeensaye1mldelamezclaalcohólicay3mldeaguadestilada.

Reactivos

Actividad

204

�B8 �• Añadeaunsegundotubo2mldelamezclaalcohólicay2mldeagua

destilada.

• Agregaauntercertubo3mldelamezclaalcohólicay1mldeaguadestilada.

• Agregaauncuartotubo4mldelamezclaalcohólica.

• Adiciona1mldelasolucióndeKMnO4al0.01Menelprimertubo.

• Mideeltiempoenquedesapareceelcolor.

• Repiteelmismoprocesoenlosotrostrestubos.


I. Graficaeltiempodereacciónrespectoalaconcentraciónrelativadecadaalcohol.

Experimento 3:

Efecto de la temperatura

Procedimiento

• Colocaencadaunodeloscuatrotubosdeensaye2mldelamezclaalcohólicapreparadaenelexperimento2y2mldeaguadestilada.

• Colocalostubosenlagradilladentrodelbañodecalentamientoaunatemperaturade20°C(sinoesposibletomarlatemperaturaam-bientecomolainicial),agregaenunodeestos1mldelasolucióndeKMnO40.01Mymideeltiempoenquedesapareceelcolor(agitaeltubodentrodelbañodecalentamiento;depreferenciaquelohagasiemprelamismapersona).Retiraestetubodelbaño.

Reactivos

Actividad

�

205


• Calientaahoralostrestubosrestanteshasta30°C,añadeaunodeéstos1mldeKMnO4al0.01Mymideeltiempoenquedesapareceelcolor.Retiraestetubodelbaño.

• Calientaahoralosdostubosrestanteshasta40°C,añadeaunodeellos1mldeKMnO4al0.01Mymideeltiempoenquedesapareceelcolor.Retiraestetubodelbaño.

• Calientaelúltimotuboa50°C,añade1mldeKMnO4al0.01Mymideeltiempoenquedesapareceelcolor.


I. Graficareltiempodereacciónrespectoalatemperatura.

1. ¿Quéfactordelostresestudiadosenestosexperimentosafectómáslavelocidaddereacciónyporqué?

2. ¿Quéteindicancadaunadelasgráficasqueelaborastedeestosexperimentos?

Actividad

206

�B8 �

Seproporcionanacadaequipodelaboratorio16pastillasefervescentes(8deunamarcadeterminadaylosotros8deotramarca),6vasosdeprecipitadosde100mlcadauno,8tubosdeensayo,aguamineral,aguadestilada,1bañodecalentamien-to,1balanzaanalíticayuntermómetro.

Cadaequipodebediseñarunaseriedeexperimentosenloscualesseestudienlosfactoresqueafectanlavelocidaddereacción,comosoneltamañodepartícula,lanaturalezadelosreactivosylatemperatura.Losexperimentosserealizaránbajolasupervisióndelprofesorycadaequipoelaboraráelreportedelapráctica.

Marcalarespuestacorrectaparacadaunadelassiguientespreguntas:I.

Atemperaturaconstante,entodareaccióndeorden0lavelocidad:1.

Disminuyeconeltiempoa)

Aumentaconeltiempob)

Aumentayluegodisminuyec)

Permanececonstanted)

Siempreaumentae)

Ladisciplinaqueestudialavelocidaddelasreaccionesquímicasysusme-2. canismossedenomina:

Fisicoquímicaa)

Cinéticaquímicab)

Termodinámicac)

Físicad)

Termoquímicae)

Actividad

Autoevaluación

�

207


Actividad Cuandoelvalordelaentalpíadelareacciónesnegativa,lareacciónes:3.

Endotérmicaa)

Exotérmicab)

Catalíticac)

Espontánead)

Entálpicae)

Principalfactorqueafectalavelocidaddeunareacción:4.

Masaa)

Volumenb)

Presiónc)

Temperaturad)

Cantidade)

Aldisolverácidosulfúricoenaguaaumentalatemperaturadelamezcla,lo5. queindicaqueelprocesoes:

Reversiblea)

Espontáneob)

Endotérmicoc)

Exotérmicod)

Irreversiblee)

Laenergíanecesariaparallegaraformarelcomplejoactivadosellamade:6.

Activacióna)

Catalizaciónb)

Complejac)

Térmicad)

Formacióne)

208

�B8 �Eslapropiedadtermodinámicautilizadaparamedirelcalorproducidoen7. unareacciónquímica:

Energíaa)

Catálisisb)

Entalpíac)

Entropíad)

Colisióne)

ElnúmerodeordendereacciónelementaldeFe8. 2O3+2AlAl2O3+2Fees:

0 b)1 c)3 a)d)4 e)6

Elnúmerodeordende reacciónelementalen la combustióndel carbón9. paraproducirbióxidodecarbonoes:

0 b)1 c)2 a)d)3 e)4

Elhechodequeunareacciónquímicatengaunaentalpíanegativanosindi-10. caquees:

Exotérmicaa)

Moderadab)

Endotérmicac)

Catalizadad)

Inhibidae)

Respondelassiguientespreguntasrelativasalareacción:II.

H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) con ∆Hr° = -285.9 kJ

1. Laentalpíadeformacióndeloxígenoes:

a) 0.00 kJ

b) -285.90 kJ

c) -237.19 kJ

d) -142.95 kJ

e) -48.71kJ

�

209


2. Laenergíaliberadaenlareacciónesde:

a) 237.19 kJ

b) 285.90 kJ

c) 474.38 kJ

d) 523.09 kJ

e) 571.80 kJ

3. Elordendelareaccióntotaldelavelocidad,considerandolareacciónele-mental,esde:

a) 0.5

b) 1.0

c) 1.5

d) 2.0

e) 2.5

4. Alaumentarlaconcentracióndehidrógenode0.5Ma1.0M,lavelocidadcambia:

a)Aumentandoaltriple

b)Disminuyendoaldoble

c)Aumentandounmedio

d)Aumentandoaldoble

e)Disminuyendounmedio

Respondelassiguientespreguntasapartirdelareacción:III.

1. Enfuncióndelatransferenciadecalor,lareacciónes:

a)Endergónica

b)Exergónica

c)Endotérmica

d)Exotérmica

e)Entálpica

210

�B8 �2. Elnúmerodeordendevelocidadrespectoalhidrógenoes:

a)0

b)1

c)3

d)4

e)5

3. Elnúmerodeordendevelocidadtotaldelareacciónes:

a)0

b)1

c)3

d)4

e)5

Resuelveelsiguientecrucigrama:IV.

VERTICAL

Cantidaddecalorqueseliberaoabsorbecuandoseformaunmolde1.compuestoapartirdesuselementos(tambiénllamadaentalpíadeformacióndeuncompuesto).

Métododebalanceodeecuacionesquímicas.2.

Cuandounmetalpierdeunelectrónseformaun3.

Lasalcomúnesunejemplodecompuesto4.

Enestetipodeenlacessecompartenloselectrones5.

Serefierealnúmerodemoléculasqueintervienenenunareacción6.elemental.

HORIzONTAL

Adiferenciadeunoxiácido,unhidrácidonocontiene7.

Elhidróxidodesodioesuna8.

Eselvalordelaenergíaabsorbidaoliberadaenunprocesoquímico.9.

Formageométricadelamoléculadedióxidodecarbono.10.

Esunasustanciaque,agregadaenunareacciónquímica,alteralavelo-11.cidaddelareacciónynosufreuncambiopermanente.

Esunprocesoenquereaccionancantidadesequivalentesdeunácido12.yunabase.

�

211


Marcaenlasopadeletraslaspalabrasquecompletenlossiguientesenun-V.ciados:

Sustancianaturalqueactúacomouncatalizador1.

Nombrecomúndelóxidodecalcio2.

Cuandounácidoreaccionaconunabase,seestárealizandounareac-3. ciónde

Unareacciónexotérmicatieneunvalornegativoenelcambiodesu4.

212

�B8 �Lassustanciasconfórmulascomo5. H2S, HNO3 y H2SO4,sonejemplosde

Eselnombreantiguodelosóxidosnometálicos6.

Lareaccióndelzincconácidoclorhídricoqueproducelaformaciónde7. unasalyliberacióndehidrógenoesdetipo:

Lassustanciasquepierdenelectronesduranteunareacciónquímica,se8.

Compuesto que presenta resonancia en la estructura química de sus9. moléculas

Lasmoléculasdeestegastienenlaformageométricadeuntetraedro10.

�

213


Sopadeletras

BIBLIOGRAFÍABrown,T.;Lemay,H.(2004).Química. La ciencia central.México,PrenticeHall,9aed.

CastañedaC.,et al.(2000).Nomenclatura básica de la química inorgánica.

Chang,R.(2007).Química.México,McGrawHill,9aed.

Cotton,F.,Wilkinson,G.(1986).Química inorgánica avanzada.México,Limusa.

Daub,W.,Seese,W.(1996).Química.México,PearsonEducación.

Garritz,A.,Chamizo,J.(2001).Tú y la química.México,PearsonEducación.

Hein,M.(1992).Química.México,GrupoEditorialIberoamericana.

Kotz,J.(2005).Química y reactividad química. México,ThomsonInternacional,6aed.

LandaB.Manuelet al.(2004).Química I. México,NuevaImagen.

Morales,A.et al.(1999).Química I.Xalapa,VeracruzMéxico,sec,3aed.

——2003.Química II. Xalapa,Veracruz,,sec,5areimpresión.

Petruca,R.,W.HarwoodyF.Herring(2003).Química general.Madrid,PearsonPren-ticeHall,8aed.

Smoothet al.(2001).Mi contacto con la química.México,McGrawHill.

Umland,J.;Bellama,J.(2000).Química general.México,ThomsonLearning.

Whitten,K.;Davis,R.(1996).Química general.México,McGrawHill.

Fuentesconsultadaseninternet

www.deautomoviles.com.ar/articulos/combustibles/electricoventajasdesventajas.html.mayo2010

www.monografias.com/trabajos14/modeloatomico/modeloatomico.shtml.ma-yo2010

www.monografías.com/trabajos6/teori/teori.shtmlquark.mayo2010

www.astronomia.com/glosario/isotopo.htm.isotopos2.mayo2010

www.solociencia.com/química/tablaenlacequímicoenlace.htm.mayo2010

www.revista.consumer.es/web/es/20050101/medioambiente.mayo2010

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