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?
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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?
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2. ¿Cuál es el material más rígido?
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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.
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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?
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b. ¿Cuál es la masa del producto?
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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).
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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
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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
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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
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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.