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Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, 2005-2006 Curso Estrategias Didácticas para la enseñanza de la Química.

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1 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Curso Estrategias Didácticas para la enseñanza de la Química

2 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿ Qué espero de esta sesión? ¿Qué quiero que pase? ¿Qué no quiero que pase?

3 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, DESARROLLO DE LA SESIÓN Encuadre:Presentación y expectativas de los participantes 15 min Ideas previas sobre el enlace químico 15 min Cuestionario individual, Intercambio de ideas. Investigar experimentalmente el mejor criteriopara distinguir los enlaces Trabajo experimental 40 min Discusión dirigida y conclusiones 35min Receso 15 min

4 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, DESARROLLO DE LA SESIÓN Analizar las propiedades de las sustancias y los modelos que las explican Presentación Power point 40min Discusión y conclusiones 20 min Relacionar lo aprendido con la práctica docente Qué enseñar en secundaria, propuestas 30min Evaluación 15 min Trabajo de cierre de la sesión 10 min

5 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, I deas previas El aprendizaje se centra en el estudiante Los estudiantes aprenden con base en sus ideas previas. Es indispensable tomarlas en cuenta en el proceso de aprendizaje. ¿Cómo tomarlas en cuenta en las clases?

6 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Las ideas previas de los Estudiantes constituyen los elementos centrales desde los cuales interpretan y dan significado a los contenidos científicos y a los procesos naturales que perciben.

7 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed,

8 RELACIÓN ENTRE LA QUÍMICA MACROSCÓPICA Y LA QUÍMICA MICROSCÓPICA Tema: ENLACE QUÍMICO. MODELOS. MODELIZACIÓN Y PRÁCTICAS DEMOSTRATIVAS PONENTES LAURA GASQUE SILVA (Coordinadora), VICTOR UGALDE DE SALDIVAR MARGARITA GUZMÁN ARELLANO, SILVIA CATAÑO CALATAYUD Módulo 4.

9 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Explicación de las propiedades y los estados de agregación en los compuestos químicos en función de los tipos de enlace. Esta propuesta: Usar las propiedades y los estados de agregación en los compuestos químicos para proponer modelos de enlace. El enfoque tradicional:

10 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Las Sustancias Químicas (.....primero la realidad..) Y los enlaces..... (...después el Modelo...)

11 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Cuál es el mejor criterio para distinguir el carácter Iónico, covalente o metálico? Trabajo experimental Trabajo experimental

12 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿ Qué me dice la cristalinidad...?

13 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Tipos de sustancias que forman cristales Los metales Los compuestos iónicos Los compuestos moleculares Los compuestos covalentes reticulares O sea... Casi cualquier tipo de sustancia puede formar cristales

14 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Y la solubilidad...?

15 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Problemas : Las sustancias no son solubles o insolubles. Se solubilizan con diferente grado de solubilidad, en ocasiones muy bajo. Hay muchas sustancias iónicas insolubles en agua Hay muchas sustancias covalentes (moleculares) solubles en agua

16 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Estas propiedades no nos permiten clasificar los enlaces

17 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Por estado de agregación Estado de agregación sólidos líqui dos gases

18 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Problemas.... ¿A qué temperatura? ¿A qué presión? ¿ En qué tiempo?

19 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Empecemos por los sólidos ¿Es el punto de fusión un dato significativo?

20 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Diamante..... Sólidos de alto punto de fusión

21 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, pf 4000°C (Cotton dice que es el mayor conocido conocido...)

22 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Grafito.... Punto de fusión 4000°C...

23 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) pf = 1600°C

24 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Hierro pf = 1528°C

25 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Sal común pf = 801

26 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Los modelos que explican el enlace toman en cuenta las interacciones que se dan entre las entidades vecinas ¿Cómo explicar estas propiedades ?

27 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Qué Nos Dice Un Alto Punto De Fusión? Si es necesaria mucha energía para fundir al sólido, podemos explicarlo mediante interacciones multidireccionales Cada entidad está unida a varias entidades vecinas y así sucesivamente Se forman redes tridimensionales

28 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Sólidos de Alto punto de fusión Las entidades que los forman atraen a sus vecinos cercanos de manera fuerte y homogénea INTERACCIONES MULTIDIRECCIONALES (la atracción se da en varias direcciones) SE FORMA UNA RED

29 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Diamante NaCl CaF 2 GaAs

30 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Sólidos de bajo punto de fusión

31 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Azufre, yodo, compuestos orgánicos

32 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Qué nos dice un bajo punto de fusión? Si con poca energía se funde el sólido, podemos explicarlo mediante i nteracciones de dirección selectiva Aquí las interacciones se dan con intensidad sólo entre los átomos que se enlazan y son débiles con los vecinos Se forman moléculas Al fundirse el sólido, éstas mantienen su identidad, sólo se separan unas de otras.

33 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión Suponer que una sustancia está formada por moléculas, nos permite explicar que exista como un gas, como un líquido o como un sólido con temperatura de fusión baja.

34 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión INTERACCIONES DE DIRECCIÓN SELECTIVA FORMAN MOLÉCULAS Se dan solo en algunas direcciones Enlaces fuertes entre los átomos que forman la molécula Débiles con otras entidades

35 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Sólidos de bajo punto de fusión Las interacciones se dan con intensidad, pero sólo entre algunos átomos vecinos y son débiles con los otros. A esto se le llama interacciones de dirección selectiva, ya que sólo en algunas direcciones se da una interacción fuerte. (MOLÉCULAS)

36 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, fenol yodo azufre

37 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, En resumen Sólidos de alto punto de fusión: Interacciones multidireccionales: REDES Bajo punto de fusión (sólidos, líquidos o gases) Interacciones de direccionalidad selectiva: MOLÉCULAS

38 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Aparte de la direccionalidad, ¿Cómo es la naturaleza de las interacciones que unen a los átomos?

39 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Los estados de las sustancias y los puntos de fusión, por sí solos

40 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Necesitamos otra propiedad medible

41 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Conductividad? En estado sólido Fundidos En disolución

42 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Algunos sólidos conducen la corriente

43 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Algunos sólidos se disuelven en agua y conducen la corriente

44 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Qué me dice la conductividad? Si hay manifestación de cargas que se mueven al aplicar una diferencia de potencial, es razonable suponer que hay separación de cargas en el material. El comportamiento eléctrico permite distinguir el carácter del enlace de las sustancias

45 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed,

46 Con Estas Observaciones Podemos Proponer Modelos Que Expliquen Los Enlaces

47 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace Químico Los átomos de los elementos se enlazan mediante sus electrones de valencia

48 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace metálico Los sólidos que conducen la corriente pueden concebirse como un conjunto de iones positivos que se encuentran ordenadamente colocados dentro de un mar de electrones libres. Les llamamos metales

49 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace metálico Modelo Presencia de partículas cargadas positiva negativamente con un acomodo muy ordenado en el espacio. Interacción multidireccional. RED IÓNICA

50 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace iónico Propiedades. Sólidos cristalinos a temperatura ambiente, alto punto de fusión, quebradizos, no conducen la corriente como tales, pero que sí lo hacen al fundirse o disolverse en agua, no todos son solubles en agua

51 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, MODELO DE ENLACE IÓNICO Presencia de partículas cargadas positiva y negativamente, con un acomodo muy ordenado en el espacio. Interacción multidireccional. RED IÓNICA

52 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ENLACE COVALENTE RED COVALENTE ENLACE COVALENTE MOLECULAR

53 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, RED COVALENTE Una sustancia que no conduce nunca la corriente puede concebirse como una en la que se comparten equitativamente los electrones entre átomos vecinos. Si son sólo unos cuantos átomos los que comparten, se forma entre ellos un enlace covalente que da origen a una molécula. Si cada átomo comparte electrones con vecinos en distintas direcciones, se forma una red covalente.

54 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Moléculas En las interacciones de dirección selectiva, hay átomos fuertemente unidos a otros átomos vecinos (con lo que se forman moléculas ), pero la interacción entre moléculas es relativamente débil. En este caso, para pasar al estado líquido lo que se requiere es romper las interacciones débiles entre moléculas, por lo que el punto de fusión es bajo.

55 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace covalente polar En el cloruro de hidrógeno, HCl, se forma una molécula pero, el cloro atrae con más fuerza a los electrones que el hidrógeno, pero los electrones se comparten entre los dos átomos, no se han cedido de uno a otro como en el caso de un enlace iónico: Decimos que el cloro es más electronegativo que el hidrógeno

56 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿y eso....cómo se sabe...? electronegatividad

57 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Electronegatividad Definición de Pauling: Es la capacidad de un átomo en un enlace para atraer electrones hacia sí mismo

58 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, En los enlaces binarios Carácter de Enlace Covalente - Iónico Depende de la electronegatividad de los elementos que lo forman

59 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Eletronegatividad: Es la capacidad de un átomo en un enlace para atraer electrones hacia sí mismo Metales Baja Electronegatividad No metales Alta Electronegatividad

60 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Comportamiento periódico Ojo con la tendencia general

61 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Covalente iónico Cl 2 Cl 2 O N2O3N2O3 H2OH2O HCL AlCl 3 CaCl 2 NaCl CsCl CARÁCTER

62 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Predicción del tipo de enlace = 0 enlace covalente no polar 1.7 < < 0 enlace covalente polar > 1.7 enlace iónico

63 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, CsF = 4.0 – 0.7 = 3.3 NaCl = 3.0 – 0.9 = 2.1 LiBr = 2.8 –1.0 = 1.8 BF 3 = 4.0 –2.0 = 2.0 ¿Tipo de enlace...? Cuidado: el enlace entre un átomo de boro y un átomo de flúor, tiene mucho carácter iónico, pero el BF 3 es un gas.....

64 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace covalente Cuando se comparten electrones entre un par de átomos se forma entre ellos un enlace covalente que da origen a una molécula, en este caso diatómica, como el H 2, el CO, el Cl 2, el HCl. (Nótese que todos son gases)

65 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Enlace covalente polar En el cloruro de hidrógeno, HCl, el cloro atrae con más fuerza a los electrones que el hidrógeno, pero los electrones se comparten entre los dos átomos, no se han cedido de uno a otro como en el caso de un enlace iónico Decimos que el cloro es más electronegativo

66 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, CsF = 4.0 – 0.7 = 3.3 NaCl = 3.0 – 0.9 = 2.1 LiBr = 2.8 –1.0 = 1.8 HF = 4.0 –2.1 = 1.9 BF 3 = 4.0 –2.0 = 2.0 ¿Tipo de enlace...?

67 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Óxidos Na 2 O = 2.4 CaO = 2.5 FeO = 1.7 Al 2 O 3 = 2.0 CO 2 = 1.0 NO 2 = 0.5 SO 3 = 1.0

68 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Predicción del tipo de enlace = 0 enlace covalente no polar ? < < 0 enlace covalente polar > ?? enlace iónico

69 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Átomos Enlazados Moléculas Redes Metálicas IónicasCovalentes Enlace metálicoEnlace iónico Enlace covalente Entre metales y no metales Entre metalesEntre no metales Compuestos Elementos Aleaciones Compuestos Enlaces covalentes intramoleculares Interacciones intermoleculares Entre no metales Elementos Compuestos H 2 O 2 N 2 P 4 S 11 H 2 O NH 3 CH 4 C 6 H 12 O 6 Fe Cu Ag Al Bi-Cd Ag-Au Fe-C (Acero) Cu-Sn (NaCl) x (K 2 SO 4 ) x (CaCO 3 ) x Carbono Diamante Grafito Fósforo silicio (SiO 2 ) x (SIC) x (BN) x

70 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, Gracias Silvia Cataño Calatayud LAURA GASQUE SILVA (Coordinadora) VICTOR UGALDE DE SALDIVAR MARGARITA GUZMÁN ARELLANO

71 Curso Estratetgias Didácticas para la Enseñanza de la Química,3a ed, ¿Falso o verdadero? Los compuestos covalentes pueden formar sólidos cristalinos. Los compuestos gaseosos a temperatura ambiente, son covalentes. El gas BF 3 es iónico porque la diferencia de electronegatividades entre el B y el F es de 2. Todo compuesto iónico se disuelve en agua y conduce la corriente. Si un compuesto es iónico, forma cristales a T ambiente. Si un compuesto forma cristales a T ambiente, es iónico.


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