Portafolio de Evidencias


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1 DIRECCIÓN GENERAL DEL BACHILLERATO CENTRO DE ESTUDIOS DE BACHILLERATO 1/4 MAESTRO MOISÉS SÁENZ GARZA CIENCIAS EXPERIMENTALES Turno Vespertino Asignatura Química I Portafolio de Evidencias Datos del Estudiante: Apellido Paterno Materno Nombre(S) Nombre: Firma: Grupo: Fecha de entrega:

2 Dirección General del Bachillerato Centro de Estudios de Bachillerato 1/4 Maestro Moisés Sáenz Garza Ciencias Experimentales Turno Vespertino Asignatura: Química I Elaboro: Elizabeth Rosales Guzmán PRESENTACIÓN Este material se ha elaborado para el mejor aprovechamiento y desarrollo en el estudio y preparación del portafolio de evidencias de la Asignatura de Química I, siempre y cuando se sigan las sugerencias que se indican en las actividades que se proponen, las cuales tienen como principal función contribuir en tu proceso de aprendizaje, estimulando tus habilidades de lectura, resolución de ejercicios y problemas para vincular los conocimientos anteriores con los nuevos y mejorar la interpretación de los fenómenos químicos que se presentan en nuestra vida cotidiana. Para facilitar la clara interpretación de los conceptos o términos, se te sugiere elaborar un glosario (empleando fichas bibliográficas) y lo consultes cuantas veces lo creas conveniente, así como elaborar tus propios resúmenes de las lecturas que realices para resolver cada una de las Situaciones de Aprendizaje que se proponen. En la resolución de las actividades puedes consultar cualquier libro de texto de Química de nivel medio superior, siempre y cuando cuente en su contenido el tema de estudio. A continuación, se presentan bibliografías que puedes emplear por contar con los temas que tendrás que estudiar. Básica: Fuentes de Consulta Rosales Guzmán Elizabeth. Química 1 Basado en Competencias. () Limusa Zumdahl,Steven S. (2007). Fundamentos de Química. México: quinta edición. Mc Graw Hill Interamericana. Brown,Theodore L. (2014). Química, la ciencia central. México: 12ª edición. Pearson Educación. Allier Cruz,Rosalia Angélica y Castillo Allier, Sandra Rosalía. (2011). Química General. México: Mc Graw-Hill Interamericana. Electrónica: / newton.cnice.mec.es/ 3eso/mcientifico/ index.htm / trabajos15/quimica-alimentos/quimica-alimentos.shtml / facultad/ itorres/ quimica105/ quimica105.htm / fpciencia/ art17.htm / redexperimental.gob.mx/temas.php? id_eje= Métodos y técnicas de investigación ttp://es.wikipedia.org/wiki/instrumento_de_medici%c3%b3n Instrumentos de Medición Instrumentos de Medición Instrumentos de Medición. / spacelink.msfc.nasa.gov / es.wikipedia.org/wiki/ estado_de_la_materia / / portal/ eventos/default.asp? a=12&idinfo=507 / concurso.cnice.nec.es/ / facultad/ itorres/ quimica105/ quimica105.htm / que_hacemos/ cambio_climatico/ nuestras_soluciones/ protocolo_kioto.cfm / fpciencia/ art17.htm

3 Dirección General del Bachillerato Centro de Estudios de Bachillerato 1/4 Maestro Moisés Sáenz Garza Ciencias Experimentales Turno Vespertino Asignatura: Química I Bloque I: Elaboro: Este material se ha elaborado para el mejor aprovechamiento y desarrollo en el estudio de la Asignatura de Química I, siempre y cuando se sigan las sugerencias que se proponen e indican en la situación de aprendizaje, la cual tienen como principal función contribuir en tu proceso de aprendizaje, favoreciendo el desarrollo de competencias al estimular las habilidades de lectura y comprensión, para vincular los conocimientos anteriores con los nuevos y mejorar la interpretación de los fenómenos químicos que se presentan en nuestra vida cotidiana. Nombre del Bloque: Propósito del Bloque: Química como herramienta de vida. Horas Asignadas por Bloque: Argumenta la importancia de la Química como parte de su vida cotidiana, así como las disciplinas que se relacionan con ella, reconociendo el progreso que ha tenido ésta a través del tiempo y la forma en que ha empleado el método científico para resolver problemas del mundo que le rodea. COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE Disciplinares o Profesionales Claves Genéricas: Claves Básicas: CG4.5 CG5.2 CG6.1 CG8.1 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. CDBE 1 CDBE 3 CDBE 5 CDBE 14 Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana. Saberes requeridos para el desarrollo del propósito del bloque Conocimientos Habilidades Actitudes Aprendizajes esperados Concepto de Química. Muestra interés por Contrasta el concepto de la Química, su Historia de la Química. Reconoce a la Química participar en actividades historia, sus aplicaciones e implicaciones con La Química y su como ciencia y la experimentales y de campo. la vida cotidiana. relación con relaciona con otras otras ciencias. disciplinas. Método científico. Describe el desarrollo de la Química a través del tiempo. Explica las características de cada uno de los pasos del método científico. Promueve el trabajo metódico y organizado. Resuelve situaciones de forma creativa. Privilegia el diálogo para la construcción de nuevos conocimientos. Distingue la interrelación de la Química con otras ciencias, de acuerdo a su contexto, reconociendo el impacto de ésta en el desarrollo de la humanidad. Argumenta la utilidad del método científico para proponer posibles soluciones a problemas del entorno, relacionados con las ciencias experimentales. 5

4 Muestra un comportamiento propositivo en beneficio del entorno. La química es el producto de la actividad humana y se define como una ciencia experimental que estudia a la materia, su estructura íntima, sus cambios, sus relaciones con la energía y las leyes que rigen esos cambios y esas relaciones. La química se relaciona con otras ciencias, particularmente con la física con la cual comparte conceptos básicos de la materia y principalmente con la energía; con las matemáticas ya que es el lenguaje con la cual se expresan los estudios cuantitativos y resulta indispensable su uso; con la biología comparte información molecular básica para comprender los procesos de la vida. Además, es una ciencia interdisciplinaria ya que intercambia conocimientos con otras áreas del saber. Actividad 1 1. Escribe la definición de la ciencia química 2. Escribe tres aplicaciones que representen ventajas del uso de la ciencia química. 2. Escribe tres aplicaciones que representen desventajas del uso de la ciencia química. Actividad 2 En cada círculo escribe como se relaciona con la ciencia Química con las ciencias indicadas en el esquema.

5 Matemáticas Biología Geografía Química Ecología Física Actividad 3 Realiza un mapa conceptual donde expliques los pasos del método científico y su aplicación con algún problema cotidiano. Investiga cómo se realiza un producto de belleza, alguna receta de comida, o producto de limpieza. Con esta información desarrolla los pasos del método científico experimental. Además, indica que otras ramas de la ciencia se utilizan para realizar dicha actividad. Actividad 4 Realiza y anexa un glosario con los pasos del método científico experimental Actividad 5

6 Investiga y escribe las principales aportaciones a la ciencia química en la siguiente tabla Periodo Fechas aproximadas Aportaciones Antiguo Alquimia Iatroquimia Flogisto Química cuantitativa Química moderna BLOQUE II Nombre del Bloque: Propósito del Bloque: Interrelación entre materia y energía. Horas Asignadas por Bloque: Examina la relación que existe entre las propiedades de la materia y los cambios que se dan en ella por efecto de la energía valorando los beneficios y riesgos que tiene el utilizarla en su vida y en el medio ambiente para potenciar su uso sustentable. 10 COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE Disciplinares o Profesionales Claves Genéricas: Claves Básicas: CG4.5 CG5.2 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. CDBE 1 CDBE 3 Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

7 CG6.1 CG8.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. CDBE 4 CDBE 6 CDBE 9 CDBE 10 Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisface r necesidades o demostrar principios científicos. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. Saberes requeridos para el desarrollo del propósito del bloque Conocimientos Habilidades Actitudes Aprendizajes esperados Modelos atómicos: Reconoce las características de Muestra disposición Valora las aportaciones de los Dalton. cada uno de los modelos al trabajo metódico y diferentes modelos atómicos como Thompson. atómicos previos al actual. organizado. parte de un proceso histórico que Rutherford. contribuye a la comprensión del Bohr. Se relaciona con las modelo actual. demás personas de Modelo mecánico forma colaborativa. cuántico del átomo. Partículas subatómicas: electrón, protón y neutrón Número atómico. Masa atómica. Número de masa. Configuraciones electrónicas y números cuánticos: Principio de construcción de Aufbau. Principio de exclusión de Pauli. Principio de máxima multiplicidad o regla de Hund. Principio de incertidumbre. n, l, m, s. Isótopos. Relaciona las partículas subatómicas con el número atómico, masa atómica y número de masa de cualquier elemento químico. Identifica los electrones de valencia en la configuración electrónica de los elementos y los relaciona con las características de éstos. Distingue los números cuánticos de un electrón. Describe la relación entre el número atómico y el número de masa de los isótopos. Reconoce las principales aplicaciones y riegos de algunos isótopos radiactivos. Muestra una consciencia social ante las situaciones de su entorno. Favorece su pensamiento crítico. Aplica los principios básicos de las configuraciones electrónica y su relación con los números cuánticos para comprender el comportamiento del átomo. Contrasta en diferentes campos de conocimiento, el uso de isótopos radiactivos, reconociendo sus beneficios y riesgos en el medio ambiente. Todo lo que existe es materia y es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, tiene peso, e inercia y se encuentra en los estados de agregación sólido, líquido, gaseoso y plasma. Cada uno con características propias. Cualquier tipo de materia a su vez está formado por; Elementos que son sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más simples por métodos químicos, cuando estos se unen pueden formar compuestos que también son sustancias puras, pero si pueden separarse por métodos químicos. En cambio, las mezclas son el resultado de la combinación de dos o más sustancias puras que retienen sus propiedades individuales y pueden separarse por métodos físicos, estos se basan en las propiedades físicas de las sustancias que las componen, algunos de ellos son la filtración, destilación, extracción,

8 decantación, cromatografía, etc. Las mezclas pueden ser homogéneas (disoluciones) o heterogéneas que están formadas por más de dos fases (suspensiones). La materia exhibe numerosas propiedades físicas que están clasificadas bajo diferentes criterios, algunas de ellas son: Propiedades fundamentales de acuerdo a la física relativista la materia posee cuatro manifestaciones que son masa energía espacio y tiempo; Propiedades generales son las que se pueden medir, por lo que también se les conoce como extensivas, tales como la masa, temperatura, volumen etc. Las propiedades específicas e intensivas son las que dependen de la cantidad de materia, nos sirven para caracterizar la pureza de las sustancias y pueden ser físicas o químicas, algunos ejemplos son la densidad, temperatura de ebullición, de fusión en las físicas y reactividad, oxidación, y acidez como químicas. La materia puede cambiar o transformase en: fenómenos físicos y son aquellos en los que no se altera la naturaleza de las sustancias cuando suceden (Ejemplos: lluvia, evaporación, fusión, sublimación, solidificación, etc.). En cambio, los Fenómenos químicos ocurren cuando se combina la materia y cambian sus propiedades originales las cuales van acompañadas de variaciones de energía. Ejemplos: combustión, acidez, neutralización etc. En los Fenómenos nucleares se modifica el número de partículas en el núcleo de los átomos. Los cambios de estado son fenómenos físicos en donde la materia puede pasar de un estado físico a otro por medio de variaciones de temperatura La energía es la manifestación de la materia capaz de realizar trabajo, y se clasifica en potencial y cinética; a partir de ellas se puede transformar a otros tipos de ella como por ejemplo eléctrica, calorífica, mecánica, etc. Tanto la masa como la energía se conservan después de un fenómeno. Lavoisier fue quien estableció la ley de la materia, mismo principio válido para energía. La materia no se crea ni se destruye sólo se transforma. Actualmente se considera a energías limpias a las que no contaminan o lo hacen en menor cantidad que las utilizadas en nuestra época. Todo lo que está a nuestro alrededor es materia, algunas veces la puedes tocar, oler, sentir, o ver. La materia tiene ciertas características o propiedades. Además, se presenta en estados sólidos, líquidos, gases o plasma que se pueden modificar al aplicar algún tipo de energía. Actividad 1 Nombres de los estados de la materia Características Actividad 2

9 Para que la materia cambie de estado se debe aumentar o disminuir energía. Observa el siguiente esquema y escribe en los espacios los cambios de estado. Nombre del cambio de estado Estado inicial de la materia Estado final de la materia Fusión Sólido + energía Líquido Líquido energía Sólido Sólido + energía Gas Gas- energía Sólido Líquido + energía Gas Gas- energía Líquido Gas energía + presión Líquido Actividad 3: Escribe en las siguientes columnas ejemplos cotidianos del cambio de estado que se indica en la columna 1. Tipos de cambio Ejemplos 1 Ejemplos 2 Ejemplos 3 Fusión Al encender una vela Evaporación Sublimación Deposición Solidificación Licuefacción Condensación Actividad 4 Investiga los siguientes conceptos y anótalos. Cambios físicos de la materia: Cambios químicos de la materia Cambios nucleares de la materia Actividad 5 Investiga las propiedades indicadas en el cuadro. Define cada una de ellas y escribe ejemplos de ellas. Propiedades extensivas Definición: Propiedades intensivas Propiedades cualitativas

10 Actividad 6: Escribe los siguientes conceptos en las siguientes líneas. Energía Energías limpias Energías contaminantes Escribe un pequeño párrafo donde argumentes los riesgos y beneficios del uso de la energía en la vida cotidiana y la importancia que tiene el promover el uso responsable de ésta, así como la incorporación de energías limpias para el cuidado del medio ambiente. Actividad 7 Menciona un ejemplo de la vida cotidiana donde se manifieste la transformación de energía. Energía química a luminosa Energía eléctrica a calorífica Energía química a eléctrica Energía calorífica a cinética Energía potencial a cinética BLOQUE III Nombre del Bloque: Modelo atómico y aplicaciones. Horas Asignadas por 10

11 Propósito del Bloque: Bloque:. Explica los modelos atómicos que dieron origen al actual, describiendo tanto la estructura como el comportamiento del átomo y reconoce las propiedades de los elementos radiactivos identificando sus aplicaciones e impacto en su entorno. COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE Disciplinares o Profesionales Claves Genéricas: Claves Básicas: CG4.5 CG5.2 CG6.1 CG8.1 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas. Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. CDBE 1 CDBE 3 CDBE 5 CDBE 14 Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana. Saberes requeridos para el desarrollo del propósito del bloque Conocimientos Habilidades Actitudes Aprendizajes esperados Modelos atómicos: Reconoce las características de Muestra disposición Valora las aportaciones de los Dalton. cada uno de los modelos al trabajo metódico y diferentes modelos atómicos como Thompson. atómicos previos al actual. organizado. parte de un proceso histórico que Rutherford. contribuye a la comprensión del Bohr. Se relaciona con las modelo actual. demás personas de Modelo mecánico forma colaborativa. cuántico del átomo. Partículas subatómicas: electrón, protón y neutrón Número atómico. Masa atómica. Número de masa. Configuraciones electrónicas y números cuánticos: Principio de construcción de Aufbau. Principio de exclusión de Pauli. Principio de máxima multiplicidad o regla de Hund. Principio de incertidumbre. n, l, m, s. Isótopos. Relaciona las partículas subatómicas con el número atómico, masa atómica y número de masa de cualquier elemento químico. Identifica los electrones de valencia en la configuración electrónica de los elementos y los relaciona con las características de éstos. Distingue los números cuánticos de un electrón. Describe la relación entre el número atómico y el número de masa de los isótopos. Reconoce las principales aplicaciones y riegos de algunos isótopos radiactivos. Muestra una consciencia social ante las situaciones de su entorno. Favorece su pensamiento crítico. Aplica los principios básicos de las configuraciones electrónica y su relación con los números cuánticos para comprender el comportamiento del átomo. Contrasta en diferentes campos de conocimiento, el uso de isótopos radiactivos, reconociendo sus beneficios y riesgos en el medio ambiente.

12 El primer modelo atómico surgió aproximadamente 400 a. c. Algunos filósofos griegos consideraron que todo consistía en pequeños trozos o partículas indivisibles. Demócrito le llamó átomos a estas partículas, pero no contaba con evidencias experimentales para demostrarlas. Por siglos se desechó esta idea, hasta que J. Dalton llegó a las siguientes conclusiones basándose en datos experimentales de las llamadas leyes ponderales La materia consiste en pequeñas partículas llamadas átomos Los átomos no pueden dividirse Todos los átomos de un elemento son iguales entre sí y distintos de otros elementos Los átomos no pueden crearse ni destruirse Los átomos de dos o más elementos se combinan químicamente en relación de números enteros y sencillos Dos o más átomos se pueden combinar de diferentes maneras para formar diferentes tipos de moléculas. Su modelo consistía en una esfera sólida indivisible y de peso fijo. Y sirvió para definir a los elementos y compuestos. Después de los estudios de rayos catódicos, Thomson demostró que el átomo era divisible. Propuso el modelo conocido como budín de pasas, confirmando la existencia del electrón. Con el descubrimiento y naturaleza de la radiactividad de Becquerel y los esposos Pierre y Marie Curie, encontraron que existen tres tipos de radiación, los alfa, beta y gamma. Por lo que se continuaron los estudios del átomo y al utilizar partículas alfa, Rutherford sabía entonces que estás partículas cargadas positivamente de masa considerable; Marsden y Geiger bombardearon una muestra metálica de oro. Observando que algunas partículas se desviaban bastante de la trayectoria original, otras rebotaban por completo. Rutherford propuso que en los átomos debía existir una región donde se concentra toda la carga positiva y la llamó núcleo y alrededor se encuentran girando los electrones. Con estos experimentos se puso en evidencia una partícula de masa mayor a la de electrón, a las que llamó protones. Años más tarde se descubrió la existencia del neutrón, ubicada en el núcleo, pero sin carga. Su modelo generalmente se representa como un núcleo alrededor del cual giran los electrones. Partículas fundamentales del átomo. Protón (+1) ubicado en el núcleo y masa de 1 u.m.a; neutrón también se encuentra en el núcleo, masa de 1 u.m.a sin carga y el electrón que se encuentra girando alrededor del núcleo con masa de 1/2000 la masa del protón y con carga eléctrica de -1. Con todos estos estudios se propuso que el número atómico Z es igual al número de protones en el núcleo. La masa atómica A es igual a la suma de protones y neutrones en el núcleo. Que un isótopo es un átomo con igual número de protones, pero distinto número de neutrones en el núcleo, por lo que la masa atómica varía entre los isótopos de un elemento. Y que un ión es un átomo que ha perdido o ganada electrones para formar cationes o aniones respectivamente. Con los estudios de la luz y el espectro electromagnético, surge un nuevo modelo atómico propuesto por Boro que introduce el concepto de niveles estacionarios de energía, donde los electrones giran en orbitas circulares, al que se le dio nombre de número cuántico principal. Con este modelo se explicó satisfactoriamente el espectro del átomo de hidrógeno, no así para átomos con más de dos electrones. Por lo que Sommerfeld introduce el concepto de subniveles de energía, el cual nos dice que los niveles no necesariamente son circulares, sino que pueden ser elípticasy con distintos grados de excentricidad. Con los estudios de Louis de Broglie se planteó la posibilidad de que tanto la materia como la luz mostraban un comportamiento dual (partícula y onda). Surge en este momento el modelo moderno del átomo. Heinsernberg demostró que, si la materia se comporta como onda y partícula simultáneamente, no se puede conocer la posición exacta del electrón. Schrôdinger planteo finalmente una ecuación de tipo probabilístico, donde se refiere a una serie de regiones en donde es más probable encontrar al electrón alrededor del núcleo llamadas orbitales. Los números cuánticos son cuatro: n, l, m y s. Con el número cuántico principal n nos indica en nivel energético donde se pueden encontrar los electrones y da una idea del tamaño del orbital. Sus valores son de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, etcétera El número cuántico secundario o azimutal l indica el subnivel energético donde se localizan los electrones y la forma de la nube electrónica. Los subniveles son: s, p, d y f, sus formas son esfera, cacahuate, trébol de cuatro hojas y lazo respectivamente. Y sus valores de 0, 1, 2 y 3. Los orbitales s aceptan dos electrones, los p seis los d 10 y los f 14.

13 El número cuántico magnético representado por m indica la orientación espacial de los orbitales sometidos a un campo magnético y sus valores son de -3 a +3. El número cuántico s llamado de espín o giro indica el giro del electrón sobre su eje y sus calores son de +1/2 y -1/2. Configuración electrónica Consiste en una lista ordenada de los orbitales que contiene un átomo y la manera que se van llenando con electrones progresivamente de menor a mayor energía. Las reglas que se deben seguir para determinar la configuración electrónica son: Las del principio de Exclusión de Pauli; ningún electrón en cualquier orbital alrededor del núcleo puede tener los cuatro números cuánticos iguales. De edificación progresiva: Los electrones se van agregando a los orbitales de menor a mayor energía a medida que aumenta su número atómico. Y la regla de Hund; Cuando se agregan los electrones en los orbitales que tienen la misma energía lo deben hacer entrando en el mismo orbital de forma desapareada y después los apareados. Las teorías atómicas describen una parte de nuestro mundo material a la que no es posible acceder por observación directa y han permitido explicar algunas de sus propiedades de las diferentes sustancias. Actualmente sabemos que la materia es todo lo que está a nuestro alrededor que no es continua, sino que está formada por átomos y sus diferentes subpartículas independientemente del estado en que se encuentre. Investiga a las siguientes personalidades y escribe su modelo o aportación con respecto a los modelos atómicos. Actividad 1 Científico Demócrito y Leucipo 400 A.C Dibujo de modelo y descripción del modelo atómico Aportaciones Dalton Thompson Rutherford Chadwick Goldstein Bohr Moseley

14 Sommerfeld Jordan- Dirac Al número de protones nucleares se le llama número atómico (Z) y coincide con el de electrones corticales en el átomo neutro. La suma de protones y neutrones (nucleones) se le llama número másico (A), el número de masa siempre es un número entero y no está reportada en la tabla periódica. La masa o peso atómico son números fraccionarios porque es la suma porcentual promedio de las masas isotópicas de una muestra de átomos del mismo elemento. Sus unidades son u.m.a (unidad de masa atómica). De acuerdo a estos datos se puede calcular el número de neutrones; basta restar el número atómico (Z) del número de masa (A). Es posible determinar este número utilizando la masa o peso atómico (número fraccionario) aproximando el valor de éste al número entero inmediato superior o inferior según sea el caso. Actividad 2 Los átomos se encuentran formados de subpartículas. Completa la información del siguiente cuadro Nombre Localización Masa Símbolo Carga eléctrica Actividad 3 Completa los datos del siguiente cuadro. Te puedes guiar con los datos colocados en las celdas. Elemento Número Atómico Masa atómica Número protones de Número electrones de Número neutrones de Nombre Símbolo (Z) (A) (p+) (e-) (n ) Titanio Ti La mecánica cuántica nació en 1925, en la cual colaboraron dos alemanes Werner Heinsenberg y Erwin Schrôdinger. A su modelo atómico se le conoce como Mecánico cuántico ondulatorio: a través de la resolución de la ecuación de onda, se obtiene una serie de números conocidos como Números cuánticos. Investiga lo que solicita el siguiente cuadro y escribe en los espacios. Actividad 4

15 Número cuántico Letra que lo representa Información que proporciona Valores que puede tomar El modelo atómico actual supone que el núcleo del átomo está rodeado por una nube de electrones y su localización se basa en términos de probabilidad. Que se basa en los siguientes principios investiga y escribe en los siguientes espacios. Actividad 5 Nombre del principio Edificación Progresiva o de Aufbau. Máxima multiplicidad o Regla de Hund Incertidumbre de Heinsenberg Exclusión de Pauli Enunciado La configuración electrónica Consiste en la distribución de los electrones en los diferentes orbitales de un átomo. Para efectuarlas se puede utilizar la regla de las diagonales o diagrama de Möeller, basado en el principio de exclusión de Pauli, edificación progresiva y máxima multiplicidad. La configuración gráfica, vectorial o diagrama energético Esta configuración es laboriosa, pero útil para entender cómo se van agregando los electrones en los respectivos subniveles, los electrones se representan con flechas y se anotan sobre una línea que representa cada uno de los orbitales correspondientes. Debajo de la línea se anota el número de nivel energético y el subnivel que le corresponde a cada orbital. La flecha hacia arriba representa un electrón con giro positivo y la flecha hacia abajo con giro negativo. Ejemplo: Elemento configuración electrónica configuración gráfica 11Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s s 2s 2 2 p 2 2 p 2 2 p 1 3s x y z Actividad 6 Desarrolla las configuraciones electrónicas y gráfica de los siguientes elementos químicos.

16 Elemento Configuración electrónica Configuración gráfica 11Na 10Ne 24Cr 13Al 28 Ni 40Zr 16S 7N 26Fe 78Pt Con las configuraciones electrónicas, podemos conocer los valores de los números cuánticos. Ejemplo: 53I 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 5 Valores de los números cuánticos n = 5 l= 1 _ m=0 s=-+1/2 Actividad 7 Escribe los valores de los números cuánticos de los elementos de la siguiente tabla Elemento Valor de n Valor de l Valor de m Valor de s 12 Ca 24Cr 13Al 28 Ni 40Zr 16S Bloque IV Nombre del Bloque: Propósito del Bloque: Tabla periódica. Horas Asignadas por Bloque: Utiliza la tabla periódica como herramienta para obtener información de los elementos, identificando aquellos que se encuentran entre los recursos de su región valorando el manejo sustentable de ellos. 10 COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE

17 Claves Genéricas: Claves CG5.2 CG8.1 CG11.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente. CDBE 2 CDBE 4 CDBE 10 Disciplinares o Profesionales Básicas: Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. Saberes requeridos para el desarrollo del propósito del bloque Conocimientos Habilidades Actitudes Aprendizajes esperados Modelos atómicos: Reconoce las características de Muestra disposición Valora las aportaciones de los Dalton. cada uno de los modelos al trabajo metódico y diferentes modelos atómicos como Thompson. atómicos previos al actual. organizado. parte de un proceso histórico que Rutherford. contribuye a la comprensión del Bohr. Se relaciona con las modelo actual. demás personas de Modelo mecánico forma colaborativa. cuántico del átomo. Partículas subatómicas: electrón, protón y neutrón Número atómico. Masa atómica. Número de masa. Configuraciones electrónicas y números cuánticos: Principio de construcción de Aufbau. Principio de exclusión de Pauli. Principio de máxima multiplicidad o regla de Hund. Principio de incertidumbre. n, l, m, s. Isótopos. Relaciona las partículas subatómicas con el número atómico, masa atómica y número de masa de cualquier elemento químico. Identifica los electrones de valencia en la configuración electrónica de los elementos y los relaciona con las características de éstos. Distingue los números cuánticos de un electrón. Describe la relación entre el número atómico y el número de masa de los isótopos. Reconoce las principales aplicaciones y riegos de algunos isótopos radiactivos. Muestra una consciencia social ante las situaciones de su entorno. Favorece su pensamiento crítico. Aplica los principios básicos de las configuraciones electrónica y su relación con los números cuánticos para comprender el comportamiento del átomo. Contrasta en diferentes campos de conocimiento, el uso de isótopos radiactivos, reconociendo sus beneficios y riesgos en el medio ambiente. Tabla periódica Desempeños del estudiante al terminar el bloque IV Valora la importancia de la clasificación de los elementos en la tabla periódica, relacionando sus propiedades con materiales de uso común. Reconoce la electronegatividad como una propiedad distintiva de los elementos para la formación de compuestos químicos útiles en la vida cotidiana. Explica los beneficios del manejo racional de algunos elementos que

18 tienen relevancia económica en su región y su uso responsable. Organiza los metales, no metales y metaloides relevantes en las actividades económicas del país y en su vida cotidiana. Para el ordenamiento de la tabla periódica de los elementos se han propuesto varias clasificaciones, la primera fue la de Berzelius donde los separaba en metales y ametales, después surgió la ley de Dôbereiner que los reunió en grupos de tres, donde el promedio de la suma de los pesos atómicos de los elementos extremos salía el tercero formando la triada. En 1866 Newlands consideró que al igual que una escala musical, también en los elementos el peso atómico del octavo, era una especie de repetición del primero, pero los elementos después del calcio no se ajustaban a dicha ley; otro científico que clasificó a los elementos fue Lotear Mayer y le dio el nombre de La naturaleza de los elementos químicos como función de sus pesos atómicos en este trabajo demostraba que las propiedades de los elementos, eran una función periódica de la masa atómica. Sin embargo, a Dimitri Ivanovich Mendeleiev es quien se le da el mérito de la clasificación de los elementos debido a que dejo ciertos huecos de elementos aún no descubiertos y predijo las propiedades físicas y químicas de tres elementos, trabajo que le condujeron al descubrimiento del Sistema Periódico de los elementos. Los ordenó en ocho grupos y en cada uno de éstos, colocó en columnas verticales a los elementos con propiedades químicas semejantes. Posteriormente al descubrirse las tierras raras, no fue posible darles una colocación según sus propiedades, por lo que Basset y Thomsen propusieron la tabla periódica larga. Clasificación que Moseley en 1913 comprobó con rayos X, demostrando que tenían frecuencias características que variaban en forma regulas con el número de orden que éstos tenían. En la actualidad la tabla más utilizada en la larga que ordena a los elementos por el número de electrones que tienen los átomos en su último nivel de energía. En resumen, los elementos químicos se representan por símbolos. La ley periódica nos dice que Las propiedades y características de los elementos son función periódica de sus números atómicos La columna vertical de la tabla periódica recibe el nombre de grupos; los A son elementos representativos y lo B de transición y las tierras raras de transición interna. Los periodos representan a los niveles de energía de los átomos. La valencia de los elementos está representada por el número de grupo. El número atómico está representado en la tabla periódica de izquierda a derecha en forma horizontal y de arriba hacia abajo en orden creciente. En el bloque s se agrupan a los elementos cuyos electrones de valencia se encuentran en un orbital de forma esférica. Los del bloque p se encuentran en un orbital en forma de cacahuate. Los que se encuentran en el bloque d los electrones se encuentran en un orbital en forma de trébol de cuatro hojas. Los del grupo f se encuentran en un orbital en forma de moño o lazo. Actividad 1: Realizar una presentación de PowerPoint o investigación escrita sobre: Historia sobre la construcción de la tabla periódica de los elementos químicos. Actividad 2: Investiga y escribe los siguientes conceptos y /o significado de: Símbolo: Grupo

19 Periodo Bloque Número atómico Actividad 3: Investiga y escribe las características: Metales No metales Semimetales Actividad 4: Realiza 5 esquemas de la tabla periódica como la imagen de abajo y colorea 1 en grupos, 2 en periodos, 3, bloques, 4 en metales, no metales y semimetales. Ejemplo: Actividad 5: De acuerdo a las configuraciones electrónicas y los valores de los números cuánticos realizados en las actividades del bloque anterior, ubícalos en los esquemas de la tabla periódica. Recuerda que el valor del número cuántico principal corresponde al periodo y la suma de los electrones de la capa externa proporciona la ubicación del grupo y el bloque lo proporciona el número cuántico secundario. Actividad 6: Explica las siguientes propiedades periódicas de los elementos químicos:

20 Electronegatividad Energía de ionización Afinidad electrónica Radio y volumen atómico Actividad 7: 1. Ordena las siguientes listas de elementos químicos de menor a menor tamaño respecto a su radio atómico. a) K, Cs y Be,, b) C, Na y Po,, c) N, O y S,, 2. Cuál de los siguientes elementos tienen mayor energía de ionización? Subráyalo y fundamenta tu respuesta. a) C o B b) Mg o Na c) Cl o Br 3. A continuación, se presentan los valores de la energía de ionización de algunos elementos, en KJ/mol. Elemento Li Na Be Mg N P O S E. de ionización Realiza una gráfica de energía de ionización en función de su número atómico Qué tendencia observas en la gráfica? Cómo relacionas estas tendencias con la tabla periódica?

21 Cómo explicas los valores de la energía de ionización en función con las configuraciones electrónicas de los elementos? Por qué la energía de ionización del oxígeno es mayor que la del sodio? 4. De los siguientes pares de elementos Cuál presenta mayor afinidad electrónica? Subráyalo y fundamenta la respuesta. a) F o Cs b) Na o Rb c) O o K 5. La electronegatividad es una propiedad periódica de los elementos químicos que nos proporciona información del tipo de enlace. Realiza una gráfica de electronegatividades en función de su número atómico para los siguientes elementos. F, Cl, Br, I, O y C Cuál es la relación de la electronegatividad y el número atómico? Actividad 8: Realiza una investigación documental en libros, revistas, e Internet Sobre los principales metales, no metales y semimetales que se producen en México. Ubica sus principales aplicaciones, lugar de extracción, transformación, ventajas, desventajas, e importancia socioeconómica. Bloque V Nombre del Bloque: Propósito del Bloque: Horas Asignadas por Enlaces químicos e interacciones 10 intermoleculares. Bloque: Clasifica las propiedades macroscópicas de las sustancias con los diferentes modelos de enlaces y las interacciones moleculares, para comprender el comportamiento de la naturaleza de la materia. COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE Disciplinares o Profesionales Claves Genéricas: Claves Básicas: CG5.6 CG8.1 CG11.3 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente. CDBE 4 CDBE 5 CDBE 10 CDBE 11 Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental.

22 Saberes requeridos para el desarrollo del propósito del bloque Conocimientos Habilidades Actitudes Aprendizajes esperados Regla del Octeto. Enlace químico. Tipos de enlaces. Externa un pensamiento crítico y reflexivo de manera solidaria. Usa los enlaces químicos para comprender las características de sustancias comunes en su entorno. Iónico. Covalente polar. Covalente no polar. Metálico. Fuerzas intermoleculares. Puente de hidrógeno. Describe la representación de Lewis para mostrar los electrones de valencia de un elemento químico. Identifica el enlace iónico y los covalentes basándose en los valores de electronegatividad de cada elemento. Explica las propiedades de los metales a partir del modelo de electrones libres y la teoría de bandas. Relaciona las características del enlace iónico, covalente y metálico con las propiedades macroscópicas de los compuestos. Asocia las fuerzas moleculares con las propiedades que presentan los gases y los líquidos. Describe la importancia de los puentes de hidrógeno en las propiedades de compuestos que forman parte de los seres vivos. Demuestra una consciencia social ante las situaciones de su entorno. Se relaciona con sus semejantes de forma colaborativa mostrando disposición al trabajo metódico y organizado. Expresa de manera crítica sus ideas y muestra respeto por las demás. Expresa diversas opciones para dar solución a problemas de su contexto. Utiliza la representación de los electrones de valencia de los elementos representativos y los valores de electronegatividad, para mostrar la formación de enlace iónico y covalente en sustancias cotidianas. Experimenta con compuestos iónicos, covalentes y metálicos presentes en productos de uso cotidiano, relacionando el tipo de enlace con sus propiedades macroscópicas. Explica la importancia del puente de hidrogeno en el comportamiento químico de compuestos presentes en la vida diaria. Desempeños del estudiante al terminar el bloque V Usa los enlaces químicos para comprender las características de las sustancias comunes en su entorno Utiliza la representación de los electrones de valencia de los elementos representativos y los valores de electronegatividad para mostrar la formación de enlace iónico y covalente en sustancias cotidianas Experimenta con compuestos iónicos, covalentes y metálicos presentes en productos de uso cotidiano, relacionando el tipo de enlace con sus propiedades macroscópicas. Explica la importancia del puente de hidrógeno en el comportamiento químico de los compuestos presentes en la vida diaria. A continuación, te presentamos un pequeño resumen de los temas contenidos en la unidad para que te sirvan de guía y repase aquellos que te hayan sido difíciles. 1. La naturaleza eléctrica del enlace: Los científicos establecieron una relación directa entre la electricidad y la materia. Por medio del estudio del comportamiento de partículas cargadas, se pudo entender la naturaleza de los compuestos iónicos.

23 2. Modelo de enlace iónico: Se establece en la unión de los átomos por medio de fuerzas de atracción electrostática y la formación de redes cristalinas que crecen en todas direcciones. Se llevan a cabo entre metales y no metales. Las propiedades de éstos compuestos son: altos puntos de fusión y ebullición, son sólidos, duros, quebradizos, conducen electricidad al fundirlos o en disolución acuosa, se disuelven en disolventes polares como el agua. 3. Modelo del enlace covalente: Se llevan a cabo entre no metales, los núcleos de los átomos que participan en una molécula se acercan y comparten electrones de manera que alcanzan configuraciones electrónicas más estables (regla del octeto). Las propiedades de los compuestos covalentes son: Pueden estar en cualquier estado de agregación, sus puntos de fusión son variables y pueden disolverse tanto en disolventes polares como en no polares, dependiendo de la naturaleza del enlace covalente polar o puro. 4. El enlace covalente coordinado se forma cuando un par electrónico es aportado por un solo átomo de los participantes. 5. En el enlace covalente polar la distribución electrónica no es uniforme. 6. Enlace covalente no polar o puro las distribuciones electrónicas es uniforme. 7. Enlace metálico se establece en el núcleo de un metal que mantiene a los electrones internos fuertemente atraídos, pero los electrones externos o de valencia atraídos débilmente, lo cual genera que estos últimos fluyan libremente formando un mar de electrones a su alrededor. Formando bandas de electrones libres. Esta característica hace posible que los metales sean buenos conductores de calor y electricidad, dúctiles y maleables. 8. Lewis estableció la regla del octeto y sus estructuras, basándose en la estabilidad de los gases nobles en la cual nos dice que una estructura molecular es más estable cuando cada átomo contiene un octeto de electrones en la capa de valencia. Para lograr este octeto, los átomos de los elementos representativos tienden a ganar o perder electrones. Aunque existen excepciones, la regla es útil para ilustrar gráficamente un enlace iónico o covalente por medio de la representación de puntos (diagramas de Lewis) para los electrones de valencia alrededor de los símbolos de los elementos en la molécula. 9. Electronegatividad es la capacidad de un átomo de un elemento de atraer electrones de un enlace hacia sí en un compuesto. Con esta propiedad se puede predecir la unión de los átomos en iónico o covalente, por medio de valores arbitrarios que estableció Linus Pauling, calculando las diferencias de electronegatividades. 10. Las propiedades físicas o químicas de un elemento están determinadas por sus electrones de valencia. 11. Los electrones de valencia son los que se encuentran en el último nivel energético. Actividad 1: Escribe los siguientes conceptos: Enlace químico Regla del octeto Actividad 2: Investiga y escribe las características de: Tipo de enlace Característica Propiedades de los compuestos

24 Iónico Covalente no polar o puro Covalente polar Covalente coordinado Metálico Actividad 3: Predice el tipo de enlace de los siguientes compuestos, haciendo uso de la propiedad periódica de electronegatividades por diferencia de la misma. Compuesto Enlace Compuesto Enlace Na 2O Iónico RbBr NaI CaCl 2 KI MgBr 2 CH 4 CO F 2 H 2O O 2 NH 3 HCl KH Actividad 4: Utiliza las estructuras de Lewis para representar a los compuestos del cuadro de la actividad 3. Actividad 5: Investiga las teorías para explicar el enlace metálico. Modelo De electrones libres Características Teoría de las bandas Actividad 6: Elaborar un tríptico con enlaces intermoleculares y propiedades de las sustancias con dichos enlaces. INSTRUCCIÓN: relaciona la columna de la izquierda con la de la d erecha escribiendo dentro del paréntesis la letra que corresponda a la respuesta correcta. 31. ( ) Enlace que se forma por transferencia de electrones entre dos átomos. A) Covalente polar 32. ( ) Tiene completa su capa electrónica. B) NaCl 33. ( ) En solución acuosa este compuesto permite paso de corriente eléctrica. C) Covalente coordinado 34. ( ) Enlace formado entre una molécula polar y otra no polar. D) Iónico

25 35. ( ) Sus moléculas forman puentes de hidrógeno E) Metálico 36. ( ) Enlace donde se comparten un par de electrones proporcionado por un elemento. F) Van der Waals 37. ( ) Enlace formado entre moléculas donde el hidrógeno es atraído por un elemento de alta electronegatividad de una molécula vecina. G) Covalente no polar 38. ( ) Enlace que se presenta cuando dos átomos con iguales electronegatividades comparten un par de electrones. H) H 2O 39. ( ) Enlace constituido por iones positivos sumergidos en un mar de electrones móviles. I) Neón 40. ( ) Enlace que se forma cuando se comparte un par de electrones entre elementos de diferentes electronegatividades. J) Puente de hidrógeno K) Polos inducidos Bloque VI Bloque VII Maneja la nomenclatura química inorgánica Representa y opera reacciones químicas Nombre del Bloque: Nomenclatura de compuestos inorgánicos. Reacciones químicas. Horas Asignadas por Bloque: 20 y 15 Propósito del Bloque: Emplea diferentes compuestos inorgánicos a través del lenguaje y simbología química promoviendo el uso y manejo correcto de los productos químicos mediante la aplicación de normas de seguridad. Examina los tipos de reacciones químicas aplicando la Ley de la Conservación de la Materia en el balanceo de ecuaciones químicas, para reconocer los procesos de transformación en su entorno. COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE CLAVES GENÉRICAS CLAVES DISCIPLINARES O PROFESIONALES BÁSICAS CG3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. CDBE 3 Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. CG8.1 CG11.2 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente. CDBE 4 CDBE 7 CDBE 10 Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN EL BLOQUE Claves Genéricas: Claves Disciplinares o Profesionales

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