Página 58 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Elementos químicos y su importancia

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a. Describo las características de los elementos químicos a los que se refiere en el texto.
Datos para la resolución

Identifica primero qué elementos se nombran en el párrafo. Revisa en la tabla periódica su grupo y propiedades generales (H: no metal; He: gas noble). Relaciona esas propiedades con las condiciones del texto: gravedad, altas T, fusión.

Explicación

Análisis: El texto menciona dos elementos: hidrógeno (gas inicial de la nube estelar) y helio (producto de la fusión).

  1. Resolución paso a paso:
    • Hidrógeno (H):
      • Elemento más abundante del universo; gas muy ligero.
      • Bajo gravedad se contrae; al aumentar la presión y la temperatura, sus átomos colisionan con mayor frecuencia y velocidad.
      • A altas T y P puede fusionarse liberando energía: $$4\,^{1}_{1}\mathrm{H} \rightarrow \,^{4}_{2}\mathrm{He} + \text{energ\'ia}$$. Esta energía explica el brillo estelar (v\'inculo con $$E=mc^2$$).
    • Helio (He):
      • Gas noble, muy estable (poca reactividad química).
      • Se forma en el núcleo estelar por fusión del hidrógeno.
      • Su formación va acompañada de gran liberación de energía térmica y radiante.
  2. Conclusión: El hidrógeno actúa como combustible de fusión; el helio es el producto estable cuya formación libera la energía que observamos como brillo de las estrellas.
Califica esta explicación:
b. Indago otros ejemplos de fenómenos físicos y/o químicos en los que se evidencia la participación de los elementos químicos. Completo el esquema:
Datos para la resolución

Distingue cambio físico (no cambia la sustancia) de cambio químico (se forman sustancias nuevas). Piensa en procesos cotidianos y naturales y escribe a la derecha los elementos que aparecen en sus fórmulas.

Explicación

Análisis: Se solicitan ejemplos reales de fenómenos y los elementos que intervienen.

  1. Resolución paso a paso (ejemplos):
    • Oxidación del hierro (químico): $$4\mathrm{Fe} + 3\mathrm{O}_2 \rightarrow 2\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3$$. Elementos: Fe y O.
    • Fotosíntesis (químico): $$6\mathrm{CO}_2 + 6\mathrm{H}_2\mathrm{O} \xrightarrow{\text{luz}} \mathrm{C}_6\mathrm{H}_{12}\mathrm{O}_6 + 6\mathrm{O}_2$$. Elementos: C, H, O.
    • Evaporación del agua (físico): $$\mathrm{H}_2\mathrm{O}(l) \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}(g)$$. Elementos: H y O.
    • Formación de ozono en la estratósfera (químico): $$3\mathrm{O}_2 \xrightarrow{\text{UV}} 2\mathrm{O}_3$$. Elemento: O.
    • Combustión de metano natural (químico): $$\mathrm{CH}_4 + 2\mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{CO}_2 + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$$. Elementos: C, H, O.
    • Sublimación del yodo (físico): $$\mathrm{I}_2(s) \rightarrow \mathrm{I}_2(g)$$. Elemento: I.
  2. Conclusión: Los fenómenos naturales pueden ser físicos (cambian el estado) o químicos (cambian la composición); en ambos casos se identifican los elementos participantes.
Califica esta explicación:
Me reúno en equipos de trabajo y elaboramos dos esquemas que representen cómo se produce el enlace iónico y el enlace covalente (Consideren utilizar materiales del entorno para representar a los electrones, a los iones metálicos positivos llamados catión, a los iones metálicos negativos llamados anión y otros elementos que estimen convenientes exponerlos).
Datos para la resolución

Usen materiales sencillos (botones/semillas para e−). Criterios clave: valencia, electronegatividad y distribución de e−. Regla orientativa: iónico si $$\Delta EN \gtrsim 1.7$$; covalente si $$0<\Delta EN<1.7$$. Ejemplos: NaCl (iónico), O2 y HCl (covalente).

Explicación

Análisis: Se requieren dos esquemas didácticos: uno de enlace iónico y otro de covalente.

  1. Resolución paso a paso (propuesta de elaboración):
    • Enlace iónico (ejemplo NaCl):
      1. Representen valencia: Na (1e−), Cl (7e−). [Diagrama: puntos de Lewis].
      2. Transfieran 1 e− de Na a Cl: $$\mathrm{Na} \rightarrow \mathrm{Na}^+ + e^-$$ y $$\mathrm{Cl} + e^- \rightarrow \mathrm{Cl}^-$$.
      3. Atracción electrostática: $$\mathrm{Na}^+ + \mathrm{Cl}^- \rightarrow \mathrm{NaCl}(s)$$.
      4. Expliquen propiedades: red cristalina, puntos de fusión altos, conducen en disolución.
    • Enlace covalente (ejemplo H2O):
      1. O tiene 6 e− de valencia; cada H tiene 1 e−.
      2. Comparten pares: H–O–H con dos pares enlazantes y dos libres en O. [Diagrama: H:O:H].
      3. Expliquen que es polar por diferencia de electronegatividad; resultan interacciones dipolo–dipolo.
  2. Conclusión: El iónico implica transferencia de e− y formación de iones; el covalente implica compartición de e−. Los esquemas deben mostrar electrones, iones o pares compartidos y las propiedades resultantes.
Califica esta explicación:
Compartimos nuestros esquemas en el aula de clase y retroalimentamos los productos elaborados por otros equipos.
Datos para la resolución

Preparen una guía de evaluación con criterios y evidencias. Practiquen explicar en 1 minuto la diferencia iónico vs. covalente y una propiedad que la demuestre (punto de fusión, conductividad, solubilidad).

Explicación

Análisis: Se pide socializar y dar retroalimentación.

  1. Resolución paso a paso:
    • Presentación (3–5 min): objetivo, modelo elegido, pasos, propiedades explicadas.
    • Ronda de preguntas: claridad sobre transferencia/compartición, electronegatividad y propiedades.
    • Co-evaluación: Usen esta rúbrica breve (0–2): exactitud científica, claridad del diagrama, uso de materiales, argumentación.
    • Retroalimentación: comentarios tipo “fortaleza–mejora–fortaleza”. Ej.: “Buen uso de Lewis; podrían justificar ΔEN; excelente organización visual”.
  2. Conclusión: Registren acuerdos de mejora y una fotografía o esquema final refinado.
Califica esta explicación:

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RETO

  1. Leo el siguiente texto y desarrollo las actividades propuestas:

Stephen Hawking en su libro La teoría del todo comparte lo siguiente: “Una estrella se forma cuando una gran cantidad de gas, fundamentalmente hidrógeno, empieza a colapsar sobre sí mismo debido a su atracción gravitatoria”. Cuando el hidrógeno se contrae, los átomos colisionan entre sí con mayor frecuencia y con mayor velocidad, provocando que el gas se caliente a altas temperaturas y que los átomos de hidrógeno se fusionen para formar helio, por lo tanto, el brillo de las estrellas que observamos corresponde al calor liberado debido a esta reacción.

Fuente: Universidad Autónoma de Madrid, tomado el 15 de enero de 2024 de https://n9.cl/djkijy

a. Describo las características de los elementos químicos a los que se refiere en el texto.

Elemento químicoCaracterísticas

b. Indago otros ejemplos de fenómenos físicos y/o químicos en los que se evidencie la participación de los elementos químicos. Completo el esquema:

Fenómeno que ocurre en la naturalezaElementos químicos que participan

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

  1. Me reúno en equipos de trabajo y elaboramos dos esquemas que representen cómo se produce el enlace iónico y el enlace covalente (Consideren utilizar materiales del entorno para representar a los electrones, a los iones metálicos positivos llamados catión, a los iones metálicos negativos llamados anión y otros elementos que estimen convenientes exponerlos).
  2. Compartimos nuestros esquemas en el aula de clase y retroalimentamos los productos elaborados por otros equipos.

METACOGNICIÓN

  • ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?
  • ¿Para qué me ha servido?
  • ¿Cómo lo he aprendido?
  • ¿Qué he aprendido?

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en la sección.