REPÚBLICA DE PANAMÁ MINISTERIO DE EDUCACIÓN CURSO DE ...

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REPÚBLICA DE PANAMÁ MINISTERIO DE EDUCACIÓN

CURSO DE REFORZAMIENTO

MÓDULO AUTOINSTRUCCIONAL DE APRENDIZAJE QUÍMICA 10º AÑO

FACILITADORES

Lic. Gleisy Rosales 6557-3946 [email protected] CIENCIA Lic. Maritza González 6667-7365 [email protected] AGROPECUARIA

TEMA Y SUBTEMAS: ➢ HISTORIA DE LA QUÍMICA

o Ramas de la Química ➢ MÉTODO CIENTÍFICO ➢ MATERIA PROPIEDADES Y CAMBIOS

o Cambios físicos o Cambios químicos o Cambios de estado o Energía o Ley de la conservación de la masa o Mezclas

➢ ESTRUCTURA DE LA MATERIA o Modelos atómicos o Electrones, protones y neutrones o Números cuánticos o Configuraciones electrónicas

➢ TABLA PERIODICA o Historia o Elementos

▪ Clasificación ▪ Tendencias periódicas

➢ LABORATORIO o Normas que se deben seguir en el laboratorio o ¿Cómo presentar un informe escrito? o Instrumentos

2020

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PRESENTACIÓN

Estimados Estudiantes:

Lo primero que queremos expresarte son nuestros respetos y admiración por el esfuerzo

que haces para lograr un futuro mejor a través de la educación.

Este módulo de autoaprendizaje que te presentamos en las siguientes páginas es una nueva

oportunidad para que prevalezca tu deseo de aprender a aprender; el cual te permitirá

obtener los conocimientos necesarios para aprobar los siguientes cursos de química.

El Objetivo fundamental de este módulo, es instarte a aprender la importancia de la

Química desde sus inicios hasta la época actual.

Realizaras cálculos muy sencillos, por medio de los cuales aprenderás determinar la

cantidad de electrones, protones y neutrones que tiene un átomo.

Finalmente, deseamos brindar algunas recomendaciones que les serán útiles para el manejo

de este módulo. Primero, que contenidos brindan la información pertinente, por lo que se

debe leer con atención, antes de la clase. Segundo, prosiguen al contenido las prácticas de

aprendizaje, por medio de las cuales puedes evaluar tu nivel de comprensión, y por último

los talleres que pretenden ser tu escala valorativa de asimilación del contenido.

“Ser estudiante es toda una profesión, realiza tus

actividades con dedicación y esmero”

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CONOCIMIENTOS PREVIOS

Antes de iniciar este maravilloso curso de Química de 10º es mi deber

recordarte, que en años anteriores fuiste preparado para esta ocasión, y

lograr el éxito que pretendes. Por ello, debes retomar los siguientes

temas que ya abarcaste.

Como primer punto, ya debes saber ¿Qué es CIENCIAS? ya que es el bachillerato que

elegiste para continuar con tu educación, según la RAE, es el conjunto de conocimientos

obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de

los que se deducen principios y leyes generales con capacidad predictiva y comprobables

experimentalmente.

Debes poder resolver problemas de la vida cotidiana utilizando los pasos del MÉTODO

CIENTÍFICO. Además, ya debes saber que la materia puede existir en cinco estados y

que la parte más pequeña de la materia que es indivisible se llama átomo.

Por último, debes saber que los elementos están perfectamente organizados en la tabla

periódica y por lo menos te debes saber los símbolos de los elementos más usados, como

por ejemplo: el Hierro (Fe), Sodio (Na), Cobre (Cu), Fósforo (P), Azufre (S), etc.,

“Los conocimientos adquiridos en química a través del

tiempo, son sumativos. No los deposites dentro de un

baúl, siempre los aplicarás”

Lic. Genaro Méndez

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Recuerda que la

química está en

TODO.

TEMA # 1

HISTORIA DE LA QUÍMICA

En la naturaleza constantemente ocurren fenómenos o procesos de diferentes clases:

rápidos como la combustión de la madera o la erupción de un volcán; lentos y que pueden

requerir miles de años, como la formación del petróleo; biológicos, como la asimilación y

transformación de las grasas y azúcares en el cuerpo humano, estos fenómenos o procesos

los explica la química.

La química es la disciplina científica que estudia la materia, su estructura, su relación con

la energía, sus cambios o transformaciones y las leyes que rigen estos cambios.

Como la química es una ciencia, está en constante evolución, cambia conforme se plantean

nuevas hipótesis y se perfecciona gracias a la realización de mediciones y experimentos

exactos.

La aplicación de la química en la vida va más allá de producir y conocer

una lista de nuevos materiales. La importancia de la química en la vida

del ser humano se puede apreciar en diversos campos, tales como la

medicina, la agricultura y la industria.

La química a través de la historia

Las primeras civilizaciones: Las primeras manifestaciones del ser humano relativas a la

química se dieron en el trabajo metalúrgico. 5000 años a. de C. ya se dominaban las

técnicas de extracción y utilización del oro, plata y cobre. Luego empezó a trabajar con el

bronce y posteriormente con el hierro.

Los antiguos egipcios fabricaron vidrios, perfumes, esmaltes, betunes etc.

En el siglo IV a. de C. surgió en Grecia la primera teoría química denominada teoría de los

cuatro elementos, la cual intenta explicar la composición de la materia en cuatro

elementos que son: tierra, aire, agua y fuego. Por esta misma época, los filósofos griegos

Demócrito y Leucipo afirmaron que la materia estaba compuesta por unas partículas

indivisibles a las que llamaron átomos.

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La alquimia: En el siglo VII de nuestra era, los árabes apoyados en los conocimientos

acumulados hasta entonces, se dedicaron en crear la piedra filosofal, sustancia que

convertiría los metales en oro y a preparar a partir de ella el elixir de la vida, brebaje que

eliminaría las enfermedades y aseguraría la inmortalidad. Estos estudios recibieron el

nombre de alquimia, los alquimistas consideraban que los metales estaban formados por el

mercurio, que representaba el carácter metálico y volátil; por el azufre, que representaba la

combustibilidad, y por la sal, que representaba la solidez y la solubilidad. En su búsqueda,

los alquimistas lograron preparar sustancias como el amoniaco, el ácido sulfúrico, el ácido

nítrico y el etanol. Los alquimistas más destacados fueron G. Rhazes, Avicena, Roger

Bacon y B. Valentín.

La teoría del flogisto: En el siglo XVII, el alemán Ernest Stahl desarrolló la teoría del

flogisto, la cual explicaba la combustión afirmando que toda sustancia combustible tenía

un principio inflamable denominado flogisto. Así, cuanto más inflamable era una

sustancia, mayor era su contenido de flogisto.

La química moderna: En el siglo XVIII, el químico francés Antonie Laurent Lavoisier

sentó las bases de la química moderna: estableció el principio de que la materia no se crea

ni se destruye, sino que se transforma; realizó el análisis del aire; explicó científicamente la

naturaleza dela combustión y demostró que no era posible convertir el agua en tierra como

lo afirmaba la teoría de los cuatro elementos.

En el siglo XIX se establecieron algunos principios de la teoría química: Jonh Dalton

propuso la primera teoría científica sobre los átomos; Claude Berthollet investigó el

equilibrio químico, concepto básico para el estudio de las reacciones, que constituye el

fundamento de la química; y Dimitri Mendeleiv organizó la tabla periódica de los

elementos químicos con base en sus pesos atómicos.

En el siglo XX ha sido un periodo de grandes cambios: Marie Curie estudió las sustancias

radiactivas, abriendo una nueva área de estudio para la química. Por otra parte, Ernest

Rutherford y Niels Böhr sentaron las bases de la teoría contemporánea del átomo. En la

segunda mitad del siglo XX los avances de la química se han centrado en el estudio de las

partículas subatómicas y en la fabricación sintética de elementos y compuestos.

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RAMAS DE LA QUÍMICA

1. Química analítica: Se ocupa del análisis químico, consiste en la identificación de la

composición de las sustancias y la proporción en que se encuentran sus componentes.

Se divide a su vez en:

a. Química analítica cualitativa: se ocupa de las técnicas para analizar los

componentes de una muestra.

b. Química analítica cuantitativa: que desarrolla métodos para determinar la

cantidad de cada componente que hay en una muestra.

2. Química inorgánica: Analiza la composición y las propiedades de los compuestos que

no contienen cadenas de carbono –hidrógeno y la transformación en síntesis de otros

compuestos nuevos.

3. Química orgánica: Incluye el estudio de los compuestos que contiene cadenas de

carbono, actualmente se le conoce como química del carbono o de los hidrocarburos y

sus derivados.

4. Fisicoquímica: Se encarga de estudiar los principios físicos que rigen la estructura de

la materia. Se ocupa de los cambios de energía que ocurren en las transformaciones

químicas.

5. Bioquímica: estudia la composición y la estructura de las sustancias que se encuentran

en los organismos y las reacciones químicas en los distintos procesos metabólicos que

tienen lugar en ellos.

6. Química industrial: estudia de forma sistemática las materias primas necesarias para

obtener todos los productos químicos que demanda la sociedad. Analiza los procesos

industriales, la evolución de estos y el control de la calidad, así como las tendencias

actuales del mercado de productos químicos.

7. Ingeniería química: Se ocupa de los cambios físicos, químicos y biológicos que

ocurren desde el comienzo de los procesos industriales, es decir, desde que ingresa la

materia prima hasta que se termina de elaborar el producto.

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EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

1. Redacta un resumen de lo más sobresaliente de cada una de las etapas de la historia de

la química.

2. ¿Qué es química y cuál es su importancia en el desarrollo de Panamá?

3. Confecciona un mapa conceptual sobre las ramas de la química.

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TEMA # 2

MÉTODO CIENTÍFICO

El método científico es una serie ordenada de procedimientos que hace uso la

investigación científica para observar la extensión de nuestros conocimientos. Podemos

concebir el método científico como una estructura, un armazón formado por reglas y

principios coherentemente concatenados.

Quizás uno de los más útil o adecuado, capaz de proporcionarnos respuesta a nuestras

interrogantes. Respuestas que no se obtienen de inmediato de forma verdadera, pura y

completa, sin antes haber pasado por el error. Esto significa que el método científico llega

a nosotros como un proceso, no como un acto donde se pasa de inmediato de la ignorancia

a la verdad.

Dentro del Método Científico tenemos los siguientes pasos:

• Observación: Consiste en la recopilación de hechos acerca de un problema o

fenómeno natural que despierta nuestra curiosidad.

• Hipótesis: Es la explicación que nos damos ante el hecho observado. Su utilidad

consiste en que nos proporciona una interpretación de los hechos de que

disponemos, interpretación que debe ser puesta a prueba por observaciones y

experimentos posteriores.

• Experimentación: Consiste en la verificación o comprobación de la hipótesis.

• Teoría: Es una hipótesis en la cual se han relacionado una gran cantidad de hechos

acerca del mismo fenómeno que nos intriga.

• Ley: Consiste en un conjunto de hechos derivados de observaciones y

experimentos debidamente reunidos, clasificados e interpretados que se consideran

demostrado

EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

Utiliza los pasos del método científico para responder las siguientes interrogantes en cada

caso.

Aplicación de métodos científicos 1

Una química está estudiando los efectos de los minerales en el crecimiento de las plantas.

Sabe que el fósforo estimula el crecimiento de las plantas. Decide probar los efectos de

diferentes concentraciones de fósforo en plantas de maíz durante un periodo de 20 días.

1. ¿Qué hipótesis podría probar la especialista en química?

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2. ¿Cuál es la variable independiente en el experimento?

_________________________________________________________________________

3. ¿Cuál es la variable dependiente en el experimento?

_________________________________________________________________________

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4. Enumera tres posibles constantes en el experimento.

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5. ¿Cuáles datos cuantitativos podría recolectar durante el transcurso de su experimento?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

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6. ¿Cuáles datos cualitativos podría recolectar durante el transcurso de su experimento?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

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La química decide aplicar las siguientes concentraciones de fósforo a las plantas de maíz:

fósforo al 0 %, fósforo al 10 %, fósforo al 25 % y fósforo al 50 %.

Al cabo de 20 días, la química organizó sus datos en la siguiente gráfica

7. Con base en la gráfica, ¿qué conclusiones puede sacar la profesional en química?

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8. ¿Qué aplicación práctica puede tener el experimento?

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9. ¿Cuál experimento subsiguiente podría realizar la química para avanzar en su estudio?

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Aplicación de métodos científicos 2

Una raqueta de tenis debe ser resistente, rígida y liviana. Las raquetas de tenis pueden

elaborarse de diferentes materiales. Las siguientes gráficas muestran algunas de las

ventajas y desventajas de diferentes materiales utilizados en los marcos de las raquetas.

Utiliza las gráficas para responder las preguntas.

1. ¿Cuál es el material más fuerte?

_________________________________________________________________________

2. ¿Cuál es el material más rígido?

___________________________________________________________________________

3. El aluminio, el acero y la madera cuestan lo mismo. El nilón cuesta el doble que el

aluminio, el acero y la madera. El plástico reforzado con fibra de carbono cuesta tres

veces más que el aluminio, el acero y la madera. Elabora una gráfica que represente el

costo relativo de estos materiales.

4. ¿Es el acero un buen material para el marco de la raqueta de tenis? Explica tu

respuesta.

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5. Supón que no tienes límite en cuanto a la cantidad de dinero que puedes invertir en una

raqueta de tenis. ¿Qué tipo de raqueta comprarías? Explica tu respuesta

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TEMA # 3

MATERIA PROPIEDADES Y CAMBIOS

La química estudia las propiedades de la materia. Materia es todo

aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Por

ejemplo: el aire, el agua, el cuerpo humano o el sol están

compuestos por materia.

Sin embargo, cuando se lleva a cabo estudios químicos, no se

analiza toda la materia; se toma solo una parte que se llama

cuerpo.

Un cuerpo es una porción limitada de materia y la clase de materia

de la que está hecho un cuerpo recibe el nombre de sustancia.

La materia se puede describir a partir de ciertas propiedades o

características que permiten reconocerla. Dichas propiedades

pueden ser generales y específicas. Son generales cuando son

comunes a varios cuerpos y específicas cuando permiten

diferenciar una sustancia de otra.

Las propiedades generales son:

➢ Masa: es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

➢ Peso: es la fuerza que ejerce la gravedad de la Tierra sobre

la masa de un cuerpo.

➢ Impenetrabilidad: es la característica por la cual un cuerpo

no puede ocupar el espacio de otro cuerpo al mismo tiempo.

➢ Inercia: es la tendencia de un cuerpo a permanecer en

estado de movimiento o reposo.

Las propiedades específicas son:

➢ Propiedades químicas: se derivan de la capacidad que

tienen las sustancias de reaccionar químicamente, ejemplo:

o Combustibilidad

o Reactividad con las sustancias ácidas

o Reactividad con las sustancias básicas

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➢ Propiedades físicas: son aquellas que pueden ser descritas

sin referencia a otras sustancias, algunas propiedades físicas

son:

o Dureza: es la resistencia que oponen los cuerpos a

ser rayados.

o Estado físico: es la cualidad de la materia que se

deriva del grado de cohesión de las moléculas, los

principales son: sólido, líquido y gas.

o Punto de ebullición: es la temperatura a la cual una

sustancia pasa del estado líquido al gaseoso.

o Punto de fusión: es la temperatura a la cual una

sustancia pasa del estado sólido al líquido.

o Densidad: es la relación entre la masa y el volumen

de un cuerpo.

Los cambios de la materia pueden ser químicos y físicos.

Cambios químicos: Son cambios en los que producen una

transformación de la composición química de las sustancias.

También reciben el nombre de reacciones químicas. Por ejemplo,

al quemar un papel se produce un cambio químico.

Cambios físicos: Son cambios reversibles en los que no se altera la

composición química de la materia. Por ejemplo, doblar un papel.

Los cambios de estado, también son cambios físicos, ejemplos:

❖ Fusión: Cambio de sólido a líquido.

❖ Vaporización: Cambio de líquido a gas

❖ Sublimación o deposición: Cambio de sólido a gas.

❖ Condensación: Cambio de gas a líquido.

❖ Solidificación: Cambio de líquido a sólido.

La energía es la capacidad que posee un cuerpo de realizar un

trabajo.

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En 1905, Albert Einstein, estableció una relación entre la materia

y la energía. E = mc2 donde: E = energía; m =masa;

c = constante que representa la velocidad de la luz (3 x 108 m/s)

Ley de la conservación de la masa

En todos los procesos que se dan en la naturaleza se cumple con el

principio de la conservación de la masa. En una reacción química

ordinaria, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de

los productos. Ejemplo, para la reacción donde se forma el agua:

2H2 + O2 → 2H2O

2(2x1) + (2x16) = 2[(2x1)+(1x16)]

4 + 32 = 2 (2 + 16)

36 = 2(18)

36 g = 36 g

MEZCLAS DE MATERIA

Una mezcla es la reunión de dos o más sustancias puras, en la cual

cada una de ellas mantiene sus propiedades químicas individuales.

Las mezclas se clasifican en:

• Homogéneas: cuando tienen una composición uniforme,

constante y siempre está en una fase única, como por

ejemplo, una mezcla de agua y sal. Las mezclas

homogéneas también se conoce como Soluciones.

• Heterogéneas: cuando las sustancias individuales

permanecen sin reunirse totalmente y pueden ser

diferenciadas con facilidad, por ejemplo, la mezcla entre el

agua y el aceite.

La mayor parte de la materia se presenta mezclada en la naturaleza,

por tal razón existen diferentes técnicas para separarlas: filtración,

destilación, cristalización, decantación cromatografía, etc. Con la

ayuda de un diccionario, define cada una de las técnicas para

separar mezclas.

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EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

1. De la siguiente lista de propiedades: encierra con un círculo la letra que consideres es

una propiedad física:

a. El hidrógeno forma una mezcla explosiva con el aire

b. El algodón es un material suave

c. El cobre es un buen conductor de la electricidad

d. El hierro es atraído por un imán

e. El pan viejo se cubre de moho.

2. De las siguientes especies, encierra con un círculo la letra que consideres es una

sustancia pura:

a. Leche

b. Madera

c. Aire

d. Agua

3. Dado los hechos que se describen a continuación, coloca en la línea el tipo de cambio

de estado que ocurre en cada caso:

a. La naftalina (sólido) desaparece sin dejar residuos _____________________

b. Al derretirse el acero _____________________

c. La fusión de un cubo de hielo _____________________

d. La formación del roció _____________________

e. El endurecimiento de la goma _____________________

f. Al frotarse alcohol sobre la piel _____________________

g. Cuando hierve el agua _____________________

4. Coloca en la línea el tipo de cambio físico o químico que se da en cada caso:

a. La ruptura de un vidrio _______________________

b. El corte de un pedazo de madera _______________________

c. La oxidación del hierro _______________________

d. La formación del hielo _______________________

e. El pan viejo se cubre de moho _______________________

f. Combustión del alcohol _______________________

g. Pulverización del azufre _______________________

h. Pérdida de brillantez de la plata _______________________

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5. Las propiedades que se detallan a continuación son químicas o físicas, coloca en la

línea la propiedad que existe en cada caso:

a. El hidrógeno es un gas incoloro ___________________

b. El oxígeno participa en la combustión ___________________

c. El diamante es una sustancia de gran dureza ___________________

d. El alcohol etílico hierve a 78ºC ___________________

e. El sodio es un metal blando ___________________

f. El fósforo blanco se inflama con el aire ___________________

g. El cobre es un buen conductor de la electricidad ___________________

6. Clasifique los siguientes en cambio físico o químico:

a. La gasolina se quema en un motor ___________________

b. Formación de óxido en un clavo ___________________

c. El queso se parte en tajadas ___________________

d. La sal se disuelve en agua ___________________

e. Se afila un cuchillo ___________________

f. La papa se cocina ___________________

g. Ennegrecimiento de un cubierto de plata ___________________

h. La rotura de una piedra ___________________

i. La formación de nubes ___________________

j. La evaporación del agua ___________________

k. La digestión de los alimentos ___________________

7. Coloca en la línea el tipo de mezcla, ya sea homogénea o heterogénea que se da en

cada caso:

a. Acero inoxidable ___________________

b. Granito ___________________

c. Aire ___________________

d. Sangre ___________________

e. Crema para manos ___________________

f. Vinagre ___________________

g. Gasolina ___________________

h. Jugo de naranja ___________________

i. Mantequilla con trozos de maní ___________________

j. Gelatina con yogurt ___________________

k. Gelatina ___________________

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8. Identifica la técnica que utilizarías para separar cada mezcla.

a. Dos sustancias con diferentes puntos de ebullición ___________________

b. Arena y agua ___________________

c. Aserrín, arena, sal y agua ___________________

Pensamiento crítico

Responde las siguientes preguntas.

9. Si se combinan 2 g del elemento X con 7 g del elemento Y para producir el compuesto

XY, ¿cuántos g de Y se necesitan para formar el compuesto XY2? Explica tu

respuesta.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

10. Una muestra de 24 g de carbono se combina con 64 g de oxígeno para formar CO2.

a. ¿Cuál es la masa de los reactivos?

________________________________________________________________

b. ¿Cuál es la masa del producto?

________________________________________________________________

c. ¿Qué ley sustenta estos datos?

________________________________________________________________

11. Con la ayuda de la tabla periódica y las masas molares de los elementos, redondeadas a

un entero, demuestra que en las siguientes reacciones químicas se cumple con la ley de

la conservación de la masa.

a. TiCl4 + 4NH3 + 4H2O → Ti(OH)4 + 4NH4Cl

b. As2S3 + 14H2O2 + 6NH3 → 2(NH4)3AsO4 + 3H2SO4 + 8H2O

(2x75)+(3x32) +14[(2x1)+(2x16)]+6[(1x14)+(3x1)]= 824 g

2[(3x14)+(12x1)+(1x75)+(4x16)]+3[(2x1)+(1x32)+(4x16)] + 8[(2x1)+(1x16)] = 824 g

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TEMA # 4

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

El modelo atómico es una representación estructural de un átomo que trata de explicar su

comportamiento y propiedades.

A continuación se presenta una tabla con los diferentes modelos atómicos:

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Partículas fundamentales del átomo

El átomo es definido por Dalton, como la unidad básica de un elemento que puede

intervenir en una reacción química. Dentro de las partículas fundamentales se encuentra el

protón y el neutrón, éstas reciben el nombre de nucleones por encontrarse en el núcleo del

átomo. La otra partícula fundamental es el electrón que se encuentra girando alrededor del

núcleo.

El electrón se simboliza con la e-, es una partícula con carga negativa.

El protón se simboliza con la p+, es una partícula con carga positiva.

Los neutrones se simbolizan con una n, no tienen carga.

Los electrones y los protones que posee un elemento es igual al número atómico.

Los neutrones se calculan por la diferencia del peso atómico y el número atómico.

Si un átomo gana o pierde electrones se convierte en un ión. Si gana electrones se

convierte en un ion negativo, precisamente porque está ganando cargas negativas; y si

pierde electrones se convierte en un ión positivo.

EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

1. Complete el siguiente cuadro con la ayuda de la tabla periódica, recuerda que el

número másico o peso atómico se utiliza redondeado a un entero.

SÍMBOLO Nº

ATÓMICO

Nº MÁSICO Nº DE n

Nº DE e-

Nº DE p+

168O

24 12

127

45 35

5626Fe

59 27

7 12

5 5

2. Con la ayuda de pelotas de foam, alambre dulce, tempera, palillos de madera, etc.

Confecciona en casa los diferentes modelos atómicos.

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Números Cuánticos

De acuerdo al modelo mecánico cuántico, el electrón se puede describir por cuatro

números cuánticos que son:

1. Número cuántico principal: se simboliza con la letra “n” y determina la energía

del electrón. Puede tener valores d 1, 2, 3, 4, …

2. Número cuántico orbital: se simboliza con la letra “l” y determinan los subniveles

de energía. Está relacionada con el número cuántico principal. Los valores de

l = 0,1,2,3, otra forma de designar los subniveles es asignar letras de acuerdo a la

forma del subnivel, las letras sería: s, p d f.

3. Número cuántico magnético: se simboliza con la letra ml y nos dice como está

orientado la nube electrónica que rodea al núcleo.

4. Número cuántico de spin: Para la descripción completa del electrón en un átomo

se necesita un cuarto número cuántico el cual se denomina ms. Este número está

asociado al giro del electrón, se puede expresar con + ½ y - ½ o con una flecha

hacia arriba o hacia abajo (↑↓)

Principio de exclusión de Pauli: este principio establece que en un átomo no pueden

haber dos electrones que tengan iguales los cuatro números cuánticos

EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

Determine los cuatro números cuánticos en las siguientes estructuras electrónicas:

ESTRUCTURA

ELECTRÓNICA n l ml ms

3d5

4s1

7f3

6s2

2p4

5d4

7f1

4d2

6d8

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Configuraciones electrónicas

Es el ordenamiento de los electrones que posee un átomo utilizando el diagrama de

Aufbau.

En el cuadro de abajo, construya el diagrama de Aufbau siguiendo las indicaciones del

Profesor.

EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

A. Realice las configuraciones electrónicas de los siguientes elementos:

1. Al

2. C

3. Br

4. Pb

5. Mg

6. Hg

7. Cr

8. Ag

9. In

10. I

11. Ca

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B. Complete las celdas vacías con la información correcta.

Nombre

del

Elemento

Clave

zX

Configuración

electrónica

Capa de

Valencia

Estructura

Electrónica Grupo Periodo Bloque

Cesio (55)

Astato (85)

Xenón (54)

Estroncio

(38)

Bismuto

(83)

C. Números cuánticos y configuraciones electrónicas

➢ Complete las celdas vacías con la información correcta.

Números

Cuánticos Última

Configuración

Nombre del

Elemento

Número

Atómico Configuración Electrónica

n l ml ms

4 3 0 +1/2

3 2 +1/2 +1/2

6 1 -1 +1/2

5 2 -2 -1/2

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TEMA # 5

TABLA PERIODICA

Orígenes de la Tabla Periódica y Generalidades

Antes del siglo XVIII los químicos habían descubierto solo 13 elementos. Ya a mediados

del siglo XIX más de 60 elementos se habían descubierto y esto representaba para los

estudiosos de la química un gran problema, ¿cómo clasificar los elementos de acuerdo con

sus propiedades físicas y químicas?

La tabla periódica representa los esfuerzos realizados por los químicos para organizar los

elementos de una manera lógica. Dimitri Mendeleev en 1869 en Rusia y Lothar Meyer

en Alemania propusieron, de forma independiente una de las primeras tablas periódicas

basadas en el estudio de las semejanzas de las propiedades físicas y químicas de los

elementos conocidos hasta ese momento. Concluyeron que “las propiedades de los

elementos dependían de sus masas atómicas”.

Posteriormente, H. Moseley en 1913, como resultado de sus estudios, formuló la Ley

Periódica Moderna: “las propiedades químicas y físicas de los elementos son función de

sus números atómicos.

Como se puede observar en la Tabla, cada renglón horizontal se denomina periodo. Las

columnas o filas verticales reciben el nombre de grupos. En cada casilla encontramos el

símbolo, número atómico, masa atómica e información relativa al mismo. La línea

quebrada (escalera) representa la separación entre los metales y no metales. Entre ellos

encontramos los metaloides. El número del periodo es igual al nivel de energía más

externo que contiene electrones en los elementos de ese periodo.

En los grupos o familia encontramos los elementos que se comportan en forma semejante.

Existen varios sistemas de numeración de los grupos. En uno de ellos, las columnas se

numeran de izquierda a derecha del 1 al 18. También se utilizan números romanos y las

letras A y B.

Los grupos A se llaman representativos. Los elementos de los grupos B se llaman de

transición.

Grupo I A o metales alcalinos: Se caracterizan por presentar un electrón en su capa más

externa (capa de valencia), son blandos en comparación con los otros metales y su color

es blanco plata, estos elementos no se encuentran libres en la naturaleza y cuando forman

compuestos pierden su único electrón de valencia.

Grupo II A o metales alcalinotérreos: Se caracterizan por presentar dos electrones de

valencia, son más duros que los del primer grupo y cuando forman compuestos pierden sus

dos electrones de valencia.

Grupo III A o elementos térreos: Se caracterizan por presentar tres electrones de

valencia.

Grupo IV A o familia del carbono: Esta familia está constituida por carbono, silicio,

germanio, estaño y plomo. El carbono es un no metal; el silicio es un no metal pero tiene

23

propiedades de semiconductor; el germanio es un metaloide y el estaño y plomo son

metales.

Grupo V A o familia del nitrógeno: Todos los elementos de este grupo, con excepción

del nitrógeno, son sólidos a temperatura ambiente.

Grupo VI A o familia del oxígeno: Una característica de este grupo es que ganan dos

electrones de valencia.

Grupo VII A o familia de los halógenos: Estos elementos reaccionan fácilmente con los

elementos de los grupos I A, II A y III A para formar sales y ganan un electrón de valencia.

Grupo VIII A o gases nobles o inertes: Tienen completo su nivel más externo, con ocho

electrones en su último nivel de energía, excepto el helio que solo tiene dos electrones.

Los gases nobles se caracterizan por su poca reactividad y se encuentran al final de cada

periodo en la tabla periódica.

Los elementos del grupo I y II A forman parte del bloque “s”; los elementos de los grupos

III al VIII A forman parte del bloque “p”; los elementos de transición forman parte del

bloque “d” y los elementos de transición interna forman parte del bloque “f”; en todos los

casos el bloque corresponde a su última estructura electrónica.

En la parte inferior de la tabla encontramos los elementos de transición interna llamados

serie de lantánidos (están después del elemento lantano) y serie actínidos (están después

del elemento actinio).

24

EXPERIENCIAS DE APRENDIZAJE

Coloque en la línea que aparece en la parte de abajo del esquema de la tabla periódica la

información correcta (en algunas secciones puede haber más de una respuesta).

14

1 8

2 3 4 5 6 7

Na Al

Fe Ge Br Kr

Ba Po

15 Tb

16

13

9, 10

11, 12

1 ___________________ 8 ___________________ 15 ___________________

2 ___________________ 9 ___________________ 16 ___________________

3 ___________________ 10 ___________________ 17 Un elemento del bloque s ___

4 ___________________ 11 ___________________ 18 Un elemento de transición ___

5 ___________________ 12 ___________________ 19 Un gas noble ____

6 ___________________ 13 ___________________ 20 Un elemento de transición interna _

7 ___________________ 14 ___________________

25

TEMA # 4

LABORATORIO

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Normas generales

• No fumes, comas o bebas en el laboratorio.

• Utiliza una bata y tenla siempre bien abrochada, así protegerás tu ropa.

• Guarda tus prendas de abrigo y los objetos personales en un armario o

taquilla y no los dejes nunca sobre la mesa de trabajo.

• No lleves bufandas, pañuelos largos ni prendas u objetos que dificulten tu

movilidad.

• Procura no andar de un lado para otro sin motivo y, sobre todo, no corras

dentro del laboratorio.

• Si tienes el cabello largo, recógetelo.

• Dispón sobre la mesa sólo los libros y cuadernos que sean necesarios.

• Ten siempre tus manos limpias y secas. Si tienes alguna herida, tápala.

• No pruebes ni ingieras los productos.

• En caso de producirse un accidente, quemadura o lesión, comunícalo

inmediatamente al profesor.

• Recuerda dónde está situado el botiquín.

• Mantén el área de trabajo limpia y ordenada.

Normas para manipular instrumentos y productos

• Antes de manipular un aparato o montaje eléctrico, desconéctalo de la red

eléctrica.

• No pongas en funcionamiento un circuito eléctrico sin que el profesor haya

revisado la instalación.

• No utilices ninguna herramienta o máquina sin conocer su uso,

funcionamiento y normas de seguridad específicas.

• Maneja con especial cuidado el material frágil, por ejemplo, el vidrio.

• Informa al profesor del material roto o averiado.

• Fíjate en los signos de peligrosidad que aparecen en los frascos de los

productos químicos.

• Lávate las manos con jabón después de tocar cualquier producto químico.

26

• Al acabar la práctica, limpia y ordena el material utilizado.

• Si te salpicas accidentalmente, lava la zona afectada con agua abundante. Si

salpicas la mesa, límpiala con agua y sécala después con un paño.

• Evita el contacto con fuentes de calor. No manipules cerca de ellas

sustancias inflamables. Para sujetar el instrumental de vidrio y retirarlo del

fuego, utiliza pinzas de madera. Cuando calientes los tubos de ensayo con la

ayuda de dichas pinzas, procura darles cierta inclinación. Nunca mires

directamente al interior del tubo por su abertura ni dirijas esta hacia algún

compañero. (ver imagen)

• Todos los productos inflamables deben almacenarse en un lugar adecuado y

separados de los ácidos, las bases y los reactivos oxidantes.

• Los ácidos y las bases fuertes han de manejarse con mucha precaución, ya

que la mayoría son corrosivos y, si caen sobre la piel o la ropa, pueden

producir heridas y quemaduras importantes.

• Si tienes que mezclar algún ácido (por ejemplo, ácido sulfúrico) con agua,

añade el ácido sobre el agua, nunca al contrario, pues el ácido «saltaría» y

podría provocarte quemaduras en la cara y los ojos.

• No dejes destapados los frascos ni aspires su contenido. Muchas sustancias

líquidas (alcohol, éter, cloroformo, amoníaco...) emiten vapores tóxicos.

¿Cómo presentar un informe de laboratorio?

Después de realizar un experimento, el estudiante debe presentar un informe de

laboratorio. Aunque existen diferentes estilos de informes, lo cual depende de los objetivos

de cada curso, se sugiere que el informe tenga el siguiente contenido:

1. Portada

2. Objetivos

3. Marco teórico

4. Datos y/o observaciones

27

5. Gráficos

6. Cálculos y resultados

7. Conclusiones y discusión

8. Respuesta a las preguntas

9. Bibliografía

El informe se debe presentar en hojas de papel blanco tamaño carta y escrito a una sola

tinta –también se puede utilizar un procesador de texto como Word ©-. A excepción de la

portada, a la cual se asigna una única hoja, el resto del contenido se escribe en forma

continua en las páginas interiores. Si el informe es hecho a mano, la letra debe ser

perfectamente legible, sin enmendaduras y debe evitarse el uso de correctores.

2.1 Descripción breve del contenido

• Portada. La información que se debe anotar en la portada es la siguiente:

a. Nombre de la institución

b. Nombre, código y grupo del curso de laboratorio

c. Título de la práctica realizada

d. Nombre(s) y código(s) del (los) estudiante(s) que presentan el informe

e. Nombre del profesor que dirige el curso

f. Ciudad y fecha

• Objetivos. Son las metas que se persiguen al realizar la experimentación. Normalmente se

resumen en tres o cuatro.

• Marco teórico. Se trata de un resumen de los principios, leyes y teorías de la Química que

se ilustran o aplican en la experiencia respectiva.

• Datos / observaciones. Los datos se refieren a aquellas cantidades que se derivan de

mediciones y que se han de utilizar en el proceso de los cálculos.

Una cantidad es una expresión que denota la magnitud de una propiedad.

La cantidad consta de un símbolo y de unas unidades que corresponden a

los establecidos por el Sistema Internacional de Unidades, además su valor

numérico debe contener el número apropiado de cifras significativas.

En los datos, los reactivos químicos (elementos y/o compuestos), se

representan por medio de símbolos y fórmulas químicas.

• Gráficos. Los gráficos que hacen parte de un informe por lo general cumplen dos

objetivos: (a) Proporcionan información a partir de la cual se pueden obtener datos

complementarios y necesarios para los cálculos; en otras palabras, hacen parte de los datos.

(b) Representan la información derivada de los cálculos; es decir, hacen parte de los

resultados.

• Cálculos y resultados. Los resultados surgen al procesar los datos de acuerdo con

principios o leyes establecidas. Deben presentarse preferiblemente en forma de tabla junto

con un modelo de cálculo que exprese, mediante una ecuación matemática apropiada, la

forma como se obtuvo cada resultado.

• Conclusiones y discusión. Aquí se trata del análisis de los resultados obtenidos a la luz de

los comportamientos o valores esperados teóricamente. Específicamente la discusión y las

conclusiones se hacen con base en la comparación entre los resultados obtenidos y los

28

valores teóricos que muestra la literatura química, exponiendo las causas de las diferencias

y el posible origen de los errores. Si hay gráficos, debe hacerse un análisis de regresión

para encontrar una ecuación que muestre cuál es la relación entre las variables del gráfico.

• Respuesta a las preguntas. En cada práctica se hacen una serie de preguntas importantes

que el estudiante debe responder en su informe. Debe escribirse la pregunta junto con una

respuesta clara y coherente.

• Bibliografía. Se consigna la bibliografía consultada y de utilidad en la elaboración del

informe. La bibliografía de libros y/o artículos debe ajustarse a las normas establecidas

internacionalmente.

Textos:

Autor(es), título del texto, edición, editorial, ciudad y fecha y páginas

consultadas.

Whitten Kennet W. y otros. Química General. Tercera edición, Mc. Graw

Hill, México, D.F. Diciembre de 1991, pp 341-351.

Artículos de revistas:

Apellidos de los autores seguidos por las iniciales del nombre, título de la

revista, año, volumen (en negrilla), número de entrega cuando existe,

número de la página.

George, G. N. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 3182.

29

Imágenes de algunos instrumentos que se utilizan en un laboratorio de química

30

BIBLIOGRAFÍA

➢ DINGRANDO, Laurel. QUÍMICA MATERIA Y CAMBIO. Editora McGraw-Hill.

Primera Edición. Pp. 452 – 487.

➢ VALVERDE, Marianella. QUÍMICA 10. Editora Géminis. Reimpresión 2005. Pp.

69 – 78.

➢ GUZMÁN, Nora Yolanda. QUÍMICA 10. Editora Santillana. Primera Edición. Pp.

177 – 193.

➢ FLORES, Edgar. MÓDULO ACADÉMICO QUÍMICA SEXTO II PARTE. Instituto

Laboral de Changuinola. 2002.