Conocimientos fundamentales de ciencias y su didáctica Sede Tacuba

Presentación del tema: "Conocimientos fundamentales de ciencias y su didáctica Sede Tacuba"— Transcripción de la presentación:

1 Conocimientos fundamentales de ciencias y su didáctica Sede Tacuba

2 Reflexionando sobre el mundo macroscópico…
“La mayoría de los conceptos que nos son familiares tienen algo de tangible, algo que puede ser reconocido por nuestros sentidos. El aprendizaje de este tipo de conceptos nos resulta más sencillo que el aprendizaje de conceptos más abstractos” Galagovsky, Lydia y col. (2003)

3 “Los materiales que contienen más de una sustancia son mezclas.”
Reflexionando sobre el mundo macroscópico… “Es práctica común definir a la química como la ciencia que estudia la materia.” “Lo que hay es una inmensa variedad de materiales. En la imposibilidad de abarcar esa infinidad de materiales, el hombre ha creado el concepto de materia.” “Los materiales que contienen más de una sustancia son mezclas.” “La materia entonces se manifiesta o está presente en todos los materiales que existen en el Universo. Todos los materiales son mezclas de sustancias. La pureza es tan sólo el índice de qué proporción se encuentra cada sustancia en determinado material.” Plinio Sosa (1999)

4 ¡Comencemos a lo grande! Lo que observamos, clasificamos y medimos
¡Guácala!, ¿por qué sabe horrible? Decidimos de las cosas qué nos : gusta desagrada hace bien hace daño Agrupamos Mezclamos Evitamos algunas combinaciones “Clasificamos con base en lo que percibimos con nuestros sentidos y en nuestra experiencia” ¿Todas las sensaciones que se disfrutan o se sufren se deben a que actúa alguna sustancia en el organismo?

5 ¿Porqué es importante clasificar?
Descubrir comportamientos comunes, y reconocer ciertas propiedades de los materiales Al clasificar podemos hacer correlaciones. Clasificando y analizando fue como se reconoció la sustancia que causa las euforias y las jaquecas del chocolate por ejemplo. Al estudiar cualquier material generalmente se observan todas sus características y después se le clasifica, modifica e incluso se llega a imitarla. Entre muchas otras, una forma de clasificar la materia es por su composición: ¿se está observando una sola sustancia o una mezcla de varias?

6 Mezclas y sustancias “Vivimos mezclados entre mezclas”
Materiales cotidianos Mezclas que contienen dos o más sustancias Su composición se refiere a la cantidad de cada una de las sustancias que contiene. Las mezclas no tienen una composición siempre igual, puede variar. Es importante conocer su composición, porque de ella dependen sus propiedades. Puede haber mezclas con las mismas sustancias pero en distinta cantidad. Las sustancias aisladas son difíciles de encontrar naturalmente y también de obtener de manera artificial.

7 Separación de mezclas Identificar las sustancias que las componen
Saber cuánto hay de cada una Aislar las sustancias Poder utilizarlas Separación de una mezcla Estos procedimientos se denominan métodos físicos y se basan en identificar y aprovechar las características que distinguen a la sustancia que se desea separar: Cristalización Destilación Filtración Extracción Cromatografía Pueden emplearse métodos sencillos sin cambiar la identidad de las sustancias que la integran.

8 Sustancias únicas e inigualables
Propiedades químicas cómo y con qué otras sustancias son capaces de reaccionar. Propiedades físicas Características, se pueden medir y observar sin modificar la sustancia: Color Temperatura de ebullición y fusión Conductividad eléctrica Solubilidad en agua Densidad Involucran cambios químicos, que conllevan a “transformar a la sustancia en otra u otras sustancias diferentes”

9 Entender cómo cambia e identificamos si las modificaciones
Y todo esto, ¿para qué? Clasificamos y analizamos las propiedades de la materia para estudiarla y entender sus reacciones químicas. Entender cómo cambia e identificamos si las modificaciones son físicas o químicas.

10 ¿De qué están formadas las sustancias?
¡Pues de átomos! ¡Eso todo el mundo lo sabe! Pero no todo el mundo lo usa para explicar las diferencias y semejanzas de las sustancias que nos rodean. Química Separar mezclas y obtener sustancias aisladas y aprovechar sus propiedades individuales o bien juntarlas y hacer mezclas con una combinación de propiedades útiles o interesantes. Explicar las propiedades de las sustancias en términos de su estructura interna. Estados de agregación

11 Si todo está hecho de átomos, entonces
¿qué es lo que distingue a cada sustancia? Todas las cosas que existen están hechas de sustancias. Las propiedades de las sustancias dependen del tipo, la cantidad y la manera en que se acomodan los átomos que las forman. Algunos átomos que forman las sustancias, están constituidos por grupos de átomos llamados moléculas (colección de átomos unidos unos a otros que se mueven y actúan juntos como una unidad).

12 Átomos y sustancias ¿Cómo se puede reconocer de qué están hechas las sustancias? Sustancias Elementales Compuestas ¿Hasta qué punto podemos saber si una sustancia es la forma más sencilla que puede existir? ¿Qué métodos físicos podríamos emplear para saber si es una sustancia simple o compuesta? ¿Cómo podríamos saber que el agua es una sustancia compuesta de hidrógeno y oxígeno?

13 La siguiente tabla muestra algunas propiedades del oxígeno, hidrógeno, agua y de una mezcla de oxígeno e hidrógeno en una proporción 2:1. Densidad en g/L (a 0°C y 1 atm) Temperatura de fusión (°C) Temperatura de ebullición (°C) Oxígeno: sustancia elemental, sus moléculas están formadas por dos átomos de oxígeno. 0.133 -218.4 -183 Hidrógeno: sustancia elemental, su molécula están formadas por dos átomos de hidrógeno. 0.0899 -252.8 Agua: sustancia compuesta, sus moléculas que están constituidas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. 1000 100 Mezcla de oxígeno e hidrogeno en la proporción 2:1. 0.5336 Variable entre y -183 y

14 Las mezclas y los compuestos están formados por grupos de átomos diferentes, y con un nivel de organización distinto.

15 Átomos y sustancias Elementales o simples
Es toda aquella sustancia que no se descompone en otras sustancias más simples. Están formadas por un solo tipo de átomos, por ejemplo el O2. Para obtener este tipo de sustancias se requiere el empleo métodos químicos. Compuestas Es toda aquella sustancia que es posible descomponerla en otras sustancias más simples o sencillas por la acción del calor o la corriente eléctrica. Contienen átomos diferentes, por ejemplo el H2O. Tienen una composición en una proporción definida. Se separan de las mezclas por medio de métodos físicos. El número, el tipo y cómo se acomodan los átomos que forman las sustancias determinan sus propiedades.

16 Modelos particulados de sustancias compuestas
Una sustancia compuesta puede producir diferentes sustancias, para conseguirlo basta que esté formada por más de un átomo diferente. Que sólo se pueden formar determinadas sustancias y no otras, dependiendo de los átomos presentes.

17 Modelos particulados de sustancias elementales
Que una sustancia simple, no se puede descomponer en otra más pequeña porque sólo está formada por una clase de átomos (es importante insistir que puede estar formada por partículas con dos, tres….átomos). Recordar que una sustancia no es una sola partícula, sino muchas partículas iguales. Una molécula es una agrupación de más átomos del mismo tipo y o de diferente tipo.

18 Clasifica las siguientes representaciones de gases que se muestran en los diagramas como mezclas, sustancias simples o compuestas. En el caso de que se trate de mezclas, indica por cuántas sustancias están formadas y de qué tipo son (si son simples o compuestas). Los átomos de una sustancia simple o elemental determinada han de ser distintos en masa (y volumen) a los de otra; y que la sustancia compuesta (concepto a nivel microscópico) tiene iguales todas sus partículas, en las que hay un número constante de los distintos átomos que entran en su estructura.

19 Distinción entre elemento y sustancia simple
El elemento químico se define como: “Un conjunto de átomos iguales (de masa definida pero sin estructura, esto es sin propiedades macroscópicas características definidas)” Mientras que en la sustancia elemental las partículas ya poseen una estructura y, por lo tanto, tiene unas propiedades específicas. De esta manera se puede comprender que los elementos también entran a formar parte de las moléculas de una sustancia compuesta y no están como sustancias simples en dicha sustancia.

20 Sustancias compuestas
Sustancias simples Sustancias compuestas Grafito Diamante F4 Gas Neón S6

21 ¿De qué están hechos los átomos?
Están formados por partículas aún más pequeñas que los átomos, que se reconocen como partículas subatómicas. Las partículas subatómicas son los electrones, los protones y los neutrones. Partícula subatómica Símbolo Carga Masa en gramos Ubicación en el átomo Protón p+ 1+ 1.67 x 10-24 Dentro del núcleo Neutrón n° Electrón e- 1- 9.10 x 10-28 Fuera del núcleo

22 ¿De qué están hechos los átomos?
El modelo del átomo establece que el número de protones (Z) es la característica principal. Por eso se dice que el número de protones es como la huella digital del átomo. Y por lo tanto es igual al número atómico en la tabla periódica. Así, el hidrógeno tiene un protón y todos los átomos que tengan un protón serán hidrógeno. El helio tiene dos; el litio tiene tres; el berilio tiene cuatro; el boro, cinco; el carbono, seis; y así sucesivamente. Si cambia el número de protones, cambia el átomo. Otra característica de los átomos es que tienen el mismo número de electrones que de protones. Esto hace que cada átomo sea eléctricamente neutro, ya que los electrones tienen carga eléctrica negativa, los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones no tienen carga. Recuerda que el número de masa (A) de un átomo se define como la suma de los neutrones más los protones.

23 ¿De qué están hechos los átomos?
Las propiedades de los átomos son diferentes porque contienen distintas cantidades de protones, neutrones y electrones. Observa los datos de la siguiente tabla y trata de completarla. Considera que los átomos son neutros.

24 ¿De qué están hechos los átomos?
Contesta a las siguientes preguntas. Analiza cada uno de los átomos por separado. ¿Es igual o distinto el número de protones con respecto al número de electrones y neutrones de cada uno de los átomos? b) ¿Hay algún átomo que tenga el mismo número de protones y electrones que otro de los que aparecen en la tabla? Analiza todos los datos y justifica tu respuesta. c) ¿Crees que tener distinto número de protones, electrones o neutrones tiene que ver con las diferencias en las propiedades macroscópicas de las sustancias? Explica tu respuesta.