Página 101 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Pista para comenzar

• Identifica cuántos átomos de carbono y de hidrógeno tiene cada familia de compuestos. Recuerda las fórmulas generales:
  $$\text{Alcanos: } C_nH_{2n+2}$$
  $$\text{Alquenos: } C_nH_{2n}$$
  $$\text{Alquinos: } C_nH_{2n-2}$$
• Para reflejar la geometría:
  • Tetraedro ≈ 109,5° (usa cuatro palillos separados).
  • Trigonal plana ≈ 120° (tres enlaces coplanares).
  • Lineal ≈ 180° (dos enlaces opuestos).
• Reutiliza materiales livianos para que tu maqueta sea estable.

Modelo de resolución sugerido

1. Selección de materiales: Utiliza tapas de botellas, pajillas, limpiapipas o alambre suave, plastilina o masilla reciclada.
   • Tapas/bolitas de plastilina = átomos de carbono.
   • Palillos/pajillas cortadas = enlaces simples.
   • Limpiapipas/enlaces dobles (retorciendo dos juntos) = enlaces dobles.
   • Tres limpiapipas/palillos unidos = enlaces triples.
2. Construcción de un alcano (ej. etano, C₂H₆): Une dos esferas de carbono con un solo palillo (enlace simple C‒C). Coloca tres hidrógenos alrededor de cada carbono.
3. Construcción de un alqueno (ej. eteno, C₂H₄): Conecta dos carbonos mediante dos limpiapipas retorcidos (enlace doble C=C). Añade dos hidrógenos por carbono.
4. Construcción de un alquino (ej. etino, C₂H₂): Une los carbonos con tres limpiapipas/palillos (enlace triple C≡C). Coloca un hidrógeno en cada carbono.
5. Desarrollo de las formas geométricas:
   • Alcanos: geometría tetraédrica alrededor de cada carbono.
   • Alquenos: geometría trigonal plana alrededor de los carbonos que comparten enlace doble.
   • Alquinos: geometría lineal alrededor de los carbonos del enlace triple.

Conclusión/Producto final: Obtendrás tres modelos que representan las diferencias de hibridación (sp³, sp², sp) y disposición espacial de los enlaces C‒H y C‒C.

Cómo abordar la comparación

1. Enumera primero lo que todas tienen en común: composición, estructura de cadena, reacciones generales.
2. Luego crea una tabla con columnas alcano–alqueno–alquino y compara:
   • tipo de enlace C-C
   • hibridación (sp³, sp², sp)
   • ángulo de enlace característico
   • fórmula general
   • ejemplos sencillos (etano, eteno, etino)
3. Piensa en cómo los enlaces π afectan la reactividad: más enlaces π → mayor reactividad.

Análisis de la pregunta: Se pide comparar las tres familias de hidrocarburos en cuanto a su estructura, tipo de enlace y propiedades.

Resolución paso a paso:

• Semejanzas
  • Todas son hidrocarburos: contienen exclusivamente átomos de carbono e hidrógeno.
  • Presentan cadenas carbonadas que pueden ser lineales, ramificadas o cíclicas.
  • Sufren reacciones de combustión, produciendo CO₂ y H₂O.
  • Sus fuerzas intermoleculares principales son las de dispersión de London, por lo que su punto de ebullición aumenta con la masa molecular.
• Diferencias
  • Tipo de enlace carbono-carbono: alcano (simple, σ), alqueno (uno doble, σ + π), alquino (uno triple, σ + 2π).
  • Hibridación del carbono: alcano sp³, alqueno sp², alquino sp.
  • Geometría: tetraédrica, trigonal plana y lineal, respectivamente.
  • Fórmula general: C_nH_2n+2, C_nH_2n, C_nH_2n-2.
  • Reactividad: la presencia de enlaces π en alquenos y alquinos incrementa su reactividad química (adiciones, oxidaciones suaves) frente a los alcanos.

Conclusión/Respuesta final: Las tres familias comparten la misma base de átomos (C y H) y cadenas carbonadas, pero se distinguen por el número de enlaces múltiples C-C, hibridación, geometría, fórmula general y grado de reactividad.

Pistas para tu reflexión

• Piensa en los pasos donde dedicaste más tiempo o cometiste errores al ensamblar la maqueta.
• Recuerda si tuviste que improvisar algún material o herramienta.
• Considera aspectos técnicos (resistencia, equilibrio) y conceptuales (comprender la teoría de hibridación).
• Reflexiona sobre cómo solucionaste o podrías solucionar cada dificultad para mejorar futuros proyectos.

Análisis de la pregunta: Se solicita reflexionar sobre las dificultades experimentadas al construir los modelos.

Resolución (posible respuesta):

• Dificultad para encontrar materiales reciclados con la forma y rigidez adecuados para representar enlaces dobles y triples.
• Complicaciones al mantener los ángulos geométricos correctos (109,5°, 120°, 180°) sin que la maqueta colapse.
• Limitaciones de espacio al colocar todos los hidrógenos en los alcanos de cadenas más largas.
• Necesidad de investigar previamente la hibridación para distribuir los enlaces correctamente.
• Tiempo extra requerido para cortar, perforar o unir elementos reciclados de manera segura.

Conclusión/Respuesta final: Los principales obstáculos fueron la disponibilidad y adaptación de materiales, así como mantener la geometría molecular precisa y estable.