Materia II

Estructura

Programa y materialesde apoyo para el estudio

Licenciatura en Educación Secundaria

Especialidad: Química

Cuarto Semestre

Programa para la TransformaciónY el fortalecimiento Académicos

De las Escuelas Normales

México, 2001

Índice

Presentación 3

Materia II Propiedades 4

Programa 5

Introducción 5

Relación con otras asignaturas 6

Orientaciones didácticas generales 6

Sugerencias para la evaluación 9

Organización por bloques 10

Bloque I ¿Cómo es el arreglo interno de la materia? 10

Bloque II ¿ La enseñanza de la discontinuidad de la materia y su nivel . de apropiación. 13

Bloque III. La estructura interna de la materia aplicada a fenómenos . . cotidianos. 15

2

Presentación

La Secretaría de Educación Pública, en coordinación con las autoridades educativas

estatales, ha puesto en marcha el Programa para la Transformación y el Fortalecimiento

Académicos de las Escuelas Normales. Una de las acciones de este programa es la

aplicación de un nuevo Plan de Estudios para la Licenciatura en Educación Secundaria,

que se inicia en el ciclo escolar 1999-2000.

Este cuaderno está integrado por dos partes: el programa Materia II. Estructura y los

textos que constituyen los materiales de apoyo para el estudio de la asignatura.

Estos últimos recursos son básicos para el análisis de los temas y se incluyen en este

cuaderno debido a que no se encuentran en las bibliotecas o son de difícil acceso para

estudiantes y maestros.

Otros textos cuya consulta también es fundamental es el desarrollo del curso y que no

están incluidos en este volumen son los propuestos en el apartado de bibliografía básica.

Para ampliar la información sobre temas específicos en cada bloque se sugiere la revisión

de algunas fuentes citadas en la bibliografía complementaria. Las obras incluidas en estos

dos apartados están disponibles en las bibliotecas de las escuelas normales. Es

importante que los maestros y los estudiantes sean usuarios constantes de estos

servicios, con la finalidad de alcanzar los propósitos del curso.

Este cuaderno se distribuye en forma gratuita a los profesores que atienden las

asignaturas y a los estudiantes que cursan el cuarto semestre de la Licenciatura en

Educación Secundaria. Es importante conocer los resultados de las experiencias de

trabajo de maestros y alumnos; sus opiniones y sugerencias serán revisadas con atención

y consideradas para este material.

La Secretaría de Educación Pública confía en que este documento, así como las obras

que integran el acervo de las bibliotecas de las escuelas normales del país, contribuyan a

la formación de los futuros maestros que México requiere.

Secretaría de Educación Pública

3

Materia II

Estructura

Horas/semana: 4 Créditos: 7.0

4

Programa

Introducción

Esta asignatura tiene el propósito de que el estudiante normalista conciba la enorme

diferencia que hay entre la percepción macroscópica de los materiales que nos rodean y

su estructura microscópica, descubierta por los científicos a partir del inicio del siglo XX.

Si bien la materia se percibe como continua y sin movimiento, el modelo aceptado

actualmente por los científicos concibe a la materia constituida por pequeñísimas

partículas (átomos, moléculas e iones) en constante movimiento. En la primera parte del

curso se hace énfasis en la diferencia entre las sustancias y sus propiedades —que es lo

que percibe macroscópicamente el ser humano— y las invisibles partículas químicas que

la constituyen. Es importante que el alumno de educación secundaria entienda muy

claramente que las sustancias (compuestos y elementos) no son lo mismo que las

partículas que las forman. El maestro debe ser muy cuidadoso en precisar que hablar de

unas y otras corresponde a descripciones de la materia en escalas muy diferentes. El

enlace entre ambas escalas es el concepto de mol. La conciencia de que se necesita casi

un cuatrillón de partículas para tener unos cuántos gramos de sustancia ayuda a

establecer la proporción que existe entre las dos escalas: la macroscópica y la

microscópica.

En la segunda parte del curso, se muestran los obstáculos epistemológicos más comunes

en el tema de la naturaleza corpuscular de la materia: la confusión de modelo y realidad,

la concepción de la materia como continua y estática, y la dificultad para imaginar las

dimensiones de la materia en la escala microscópica. Para ello se abordan los postulados

en los que se basan el modelo corpuscular y el modelo cinético-molecular de la materia,

las ideas previas acerca de la naturaleza de la materia y las dificultades más frecuentes

asociadas a la enseñanza del concepto de mol.

Por último, se muestra cómo la estructura electrónica y el arreglo en el espacio de las

partículas determina las propiedades físicas y químicas de las sustancias que percibimos

macroscópicamente. Especialmente se trata el caso de las sustancias metálicas y no

metálicas y de su ubicación en la tabla periódica así cómo la explicación de propiedades

macroscópicas muy conocidas en fenómenos cotidianos cómo solubilidad, dureza y

5

maleabilidad. El último tema se dedica a los modelos modernos de la estructura del

interior de las partículas con el fin de hacer ver al estudiante normalista que, por su

abstracción y complejidad, la enseñanza de estos temas implicaría salirse del enfoque

que se considera adecuado para la enseñanza de la Química en la escuela secundaria.

Relación con otras asignaturas

Este curso se relaciona directamente con el de Materia I Propiedades, La Ciencia de las

Transformaciones de la Materia del tercer semestre de la carrera, porque se considera la

continuación de los temas vistos en cada uno de ellas. Con el curso de Cambio I

Reacciones ácido –base, se complementan, la forma de tratar los diferentes aspectos del

comportamiento de la materia se ven en la presente materia y son utilizados ampliamente

para la comprensión de cómo reacciona y que se espera de ella en una reacción química.

Los conocimientos que se adquirirán en la materia en Matemáticas para comprender las

ciencias, son fundamentales para la realización del bloque III de la materia porque

involucra la comprensión del desarrollo de los modelos atómicos que involucran

algoritmos matemáticos de ecuaciones diferencias. Con las asignaturas de Planeación de

la Enseñanza y Evaluación del aprendizaje les proporciona las bases teóricas requeridas

para tratar los temas que en segundo y tercer años de secundaria se enseñan, ampliando

los horizontes, de tal forma que puede aplicar la gama de conocimientos para elaborar las

actividades de enseñanza y las estrategias de evaluación más acordes. Así mismo El

Desarrollo del Adolescente IV. Procesos Cognitivos. Le dan la idea de hasta donde puede

administrar los conceptos y profundizar los mismos en secundaria sin causar confusión a

los estudiantes de este nivel. En la Observación de la Práctica Docente se relaciona de tal

forma que les proporciona las bases para su planeación en las semanas de estadía en las

Escuelas Secundarias. Ampliándoles la visión de los contenidos, llevándolos más haya de

los libros de texto y generándoles un criterio más amplio y la posibilidad de dar con mayor

seguridad cada tema que asignado.

Orientaciones didácticas generales

En la descripción de los propósitos y los contenidos de los bloques que conforman este

curso se han incluido orientaciones básicas que llevan al estudiante a un tratamiento

detallado de cada tema, y se sugieren una serie de actividades para cubrir sesiones de

6

dos horas. A continuación se enuncian algunas líneas de trabajo que sería conveniente

desarrollar a lo largo del curso.

1. Lograr una conocimiento de los fines y del contenido de este programa que sea

compartido por el maestro y los alumnos. Será provechoso que, al iniciarse el

curso, el maestro y el grupo analicen conjuntamente el programa, para que

queden claros sus propósitos formativos, la secuencia de sus componentes y el

tipo de trabajo que se espera de cada quién. Durante el curso, cuando sea

necesario, deberá regresarse a la lectura del programa para precisar por qué y

para qué trabajar determinados contenidos y actividades.

2. Aprovechar los conocimientos y experiencias del alumno, iniciando cada sesión de

trabajo con su clarificación y recuperación, pues se pretende lograr el

acercamiento al conocimiento científico, tomando como base los conocimientos

previamente adquiridos.

3. Asegurar una lectura comprensiva de la bibliografía básica y vincular las ideas que

en ella se presentan con las actividades que se realicen en clase y con las labores

externas de los alumnos en la observación del proceso escolar. Debe evitarse el

riesgo común de que el material de la lectura sea visto como algo ajeno al trabajo

aplicado, que se lee por obligación y está sujeto a formas poco eficaces de control.

Debe asumirse que la mejor forma de demostrar una buena lectura es incorporar

su contenido al análisis, la discusión y la actividad práctica.

4. Incluir en el programa de trabajo del grupo actividades en las cuales los

estudiantes lleven a la práctica las observaciones y la indagación que, en temas

especialmente relevantes, los programas de educación secundaria, el libro para el

maestro y los libros de texto proponen para los alumnos de secundaria. Ello

permitirá que los futuros maestros experimenten situaciones que vivirán sus

alumnos y puedan anticipar algunos de los restos y dificultades pedagógicas que

enfrentarán en su vida profesional.

5. Promover sistemáticamente la observación y la interrelación de los estudiantes

normalistas con los adolescentes en edad escolar, a propósito del conocimiento de

la naturaleza y el aprendizaje de la Química. Una oportunidad de hacerlo la ofrece

la asignatura Observación y Práctica Docente, sin embargo, se deberá alentar a

los estudiantes para que busquen y aprovechen, con ese fin, todas las ocasiones

informales posibles, sea con grupos escolares a los que tengan acceso o con

adolescentes de su entorno familiar y de residencia. Familiarizarse con las formas

7

de percepción y reflexión de los adolescentes y con sus reacciones ante estímulos

cognitivos que poseen un propósito claro, permitirá que los estudiantes desarrollen

su sensibilidad y su capacidad de empatía hacia la perspectiva desde la cual los

adolescentes miran y tratan de dar sentido al mundo que les rodea.

6. Realizar actividades complementarias de estudio para fortalecer la formación

disciplinaria básica de la Química. El maestro y los estudiantes deberán estar

atentos a la detección oportuna de deficiencias y vacíos que pueden existir en la

formación individual. En esos casos, el docente deberá orientarlos para el estudio

y consulta de la bibliografía pertinente, tanto de la que se encuentra en el acervo

de la biblioteca de la escuela como la que está en otras bibliotecas, hemerotecas

de instituciones de investigación o de educación superior. Asimismo, debe

utilizarse el material videogravado y programas de informática educativa

disponibles en la biblioteca de la escuela y accesibles en Centros de Maestros. En

ocasiones puede ser de interés acudir a las bibliotecas, hemerotecas o centros de

documentación de otras instituciones educativas.

7. Establecer un adecuado equilibrio entre el trabajo individual y el de equipo que

realicen los alumnos. Es claro que numerosos actividades de aprendizaje deben

realizarse individualmente, en tanto que otras se benefician del esfuerzo de un

grupo de trabajo. En este último caso, habrán de observarse ciertas normas

mínimas que aseguren la eficacia de esta modalidad de organización didáctica: la

planeación clara del trabajo, la distribución equitativa de las tareas y el carácter

realmente colectivo del análisis, la discusión y la elaboración del resultado final del

trabajo. Estas normas son útiles porque evitarán una frecuente deformación del

trabajo de equipo, que fracciona temas de aprendizaje, no permite que los

estudiantes visualicen los contenidos en su conjunto y oculta desequilibrios

injustos en el esfuerzo realizado por cada alumno. Se sugiere establecer como

criterio que los equipos no se integren con más de cinco alumnos.

8. Propiciar la redacción de notas de lectura, registros de observación y de

resultados de los experimentos, diseños de actividades didácticas para el trabajo

en el aula de la escuela secundaria, entre otras. Es conveniente que cada alumno

integre a lo largo del curso una carpeta personal con los productos del

aprendizaje, la que le será útil para el ordenamiento y la clasificación de su trabajo,

para consultarla durante los siguientes semestres en su futuro trabajo profesional

y, eventualmente, como elemento para la evaluación.

8

9. Propiciar el análisis de los resultados de las jornadas de observación y práctica

docente.

Sugerencias para la evaluación

Los criterios y procedimientos que se definen para evaluar los conocimientos, habilidades

y actitudes que los estudiantes adquieren durante el estudio de los temas del curso,

deben ser congruentes con los propósitos y las orientaciones didácticas que se han

señalado.

Es necesario tener en cuenta que la evaluación, entendida como proceso permanente,

permite identificar no sólo los avances y las dificultades en el aprendizaje de los

estudiantes, sino que también aporta información que el maestro puede aprovechar para

tomar decisiones que contribuyan a mejorar sus formas de enseñanza.

Para que los estudiantes tomen conciencia de los compromisos y tareas que les

corresponde asumir, es conveniente que al iniciar el curso acuerden con el maestro los

criterios y procedimientos que se aplicarán para evaluar. De esta manera tendrán los

elementos básicos para reconocer aquellos campos específicos en que requieren

fortalecer su formación profesional.

Las características de este curso y el tipo de actividades que se realizan requieren de

prácticas de evaluación diversas que den evidencias no sólo de conocimientos que se

adquieren, sino de las actitudes que los alumnos manifiestan ante el trabajo individual y

de grupo, hacia los adolescentes y hacia la naturaleza.

Para evaluar, deben aprovecharse la participación de los alumnos en la clase, los textos

escritos y las indagaciones que realicen. En este caso, la evaluación no requiere de

acciones ni productos distintos de los que se generan en el proceso mismo de enseñar y

aprender. Cuando se considere necesario que los alumnos muestren sus niveles de logro

por medio de un desempeño destinado específicamente a la evaluación, los instrumentos

que se elijan deben plantear retos para que los estudiantes apliquen su capacidad de

análisis, juicio crítico, comprensión, relación, síntesis y argumentación, y proporcionar

información sobre rasgos como los que se enuncian enseguida.

El interés que muestran los estudiantes por acercarse al conocimientos científico.

La comprensión de las intenciones educativas de la enseñanza de la Química en

la escuela secundaria, a partir del análisis de los contenidos propuestos en los

programas de estudio de este nivel.

9

La habilidad para vincular las elaboraciones teóricas con el análisis de las

situaciones educativas relacionadas con la enseñanza y el aprendizaje de la

Química.

La capacidad para diseñar, mediante el conocimiento y uso eficaz de los libros de

texto y otros recursos educativos y del medio, estrategias didácticas que estimulen

en los adolescentes las habilidades y actitudes propias de la indagación y del

pensamiento científicos.

Para lograr lo anterior se sugiere tomar como base las recomendaciones de evaluación de

los libros para el maestro de Biología, Física y Química. Una combinación de éstas podrá

ayudar a utilizar los instrumentos adecuados para cada situación que se necesite evaluar.

Organización por bloques.

Bloque I. ¿Cómo es el arreglo interno de la materia?

Propósitos

En este bloque se estudian las diferencias que existen entre las sustancias y sus

propiedades, observar y comprender el lado macroscópico de la materia y el lado

microscópico de la misma que se vuelven invisibles al ojo humano y solo podemos

percibir sus efectos. Conocer y definir los postulados del modelo atómico de Dalton, y el

cambio estructural generado por él en la ciencia. Cómo medir la materia, con que medirla

para lo cual se desarrollará la comprensión del concepto de MOL, como interrelacionar los

dos mundos en una sola medida y cuales son las consecuencias y problemas a los que se

enfrentará el futuro profesor para transmitir el conocimiento.

Tema 1. Sustancias frente a átomos y moléculas.

Tema 2. Alcance de los postulados de Dalton.

Tema 3. Propiedades microscópicas y macroscópicas.

Tema 4. La importancia de cuantificar. El concepto de mol.

Bibliografía Básica

AAAS (1997), “La estructura de la materia”, en Ciencia: conocimiento para todos, Oxford University Press/SEP (Biblioteca del Normalista), México, pp. 47-50.

Benarroch, Alicia (2000), “Del modelo cinético-corpuscular a los modelos atómicos. Reflexiones didácticas”, en Alambique. Didáctica de las ciencias experimentales. no. 23, España, pp. 95-108.

10

Chang, Raymond (1992) “Relaciones de masa de los átomos”, en Química, México, McGraw-Hill, pp. 43-54.

Daub, G. William y William S. Seese (1996), “Teoría atómica de Dalton”, en Química, Prentice Hall Hispanoamericana, México, pp. 80-81.

Driver, Rosalind, Edith Guesne y Andrée Tiberghien (1989), “La constitución de la materia como conjunto de partículas en la fase gaseosa”, en Ideas científicas en la infancia y en la adolescencia, Madrid, MEC/Morata, pp. 196-224.

Garritz, Andoni y José Antonio Chamizo (1994), “El modelo cinético-molecular de la materia”, “De las moléculas a los átomos” y “Estequiometría. Ciencia de los cálculos químicos”, en Química, Wilmington, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 217-231, 253-275, 291-312.

Actividades Sugeridas

1. Realizar la lectura de “¿Hay dos moléculas idénticas” y “ ¿A qué se parece esa

molécula?” en Lo mismo y no lo mismo de Hoffman. Realizar un ensayo y discutir

en plenaria el punto del autor y la visión del estudiante.

2. Leer antes de clase “Composición y propiedades de la Materia” de William S.

Seese en Química, Pág. 52 a 57, y discutir sobre los siguientes aspectos:

¿Cuál es la diferencia fundamental entre materia homogénea y materia

heterogénea?

¿Cuál es la definición trivial del concepto sustancia y cual es la diferencia con

materia, si la hay?

¿Qué significa sustancia pura?

¿Las sustancias puras tienen propiedades? ¿Cuáles son?

3. Resuelva los ejercicios 1 y 2 y los problemas del 3 al 9 de las páginas 72 a 74 de

William S. Seese en Química y explique cada uno de ellos en plenaria formando

equipos de 3 a 4 personas.

4. Realizar antes de clase la lectura de “La Teoría Atómica de Dalton” de William S.

Seese Pág. 80-81 y “La Teoría de Dalton” en “Estructura Atómica: un enfoque

químico” de Cruz /Chamizo /Garritz Pág. 3-8. En plenaria discutir sobre: La teoría y

sus implicaciones en la nueva visión de la materia.

5. Resuelva los problemas 1-5 de la Pág. 38 del libro “Estructura Atómica:Un enfoque

químico” de Cruz /Chamizo /Garritz. Extra clase y en sesión plenaria comentar

11

cada uno de los resultados, implicando la base teórica de sus respuestas. Realizar

al final un resumen a manera de conclusión sobre lo aprendido.

6. Para reafirmar los conceptos adquirido resolver los ejercicios y problemas de la

Pág. 273-275 de A Garritz / Chamizo. Y entregue sus conclusiones para ser

valoradas por su facilitador.

7. Revisar “La composición y propiedades de la materia” Pág. 52-57 de Seese y

determinar cuáles son las propiedades físicas de la materia o propiedades

macroscópicas y describa por los menos cuatro de ellas. Presentando sus

conclusiones al grupo para su análisis.

8. Realice los ejercicios 10 y 11 de la Pág. 74 de Seese y comente sus resultados en

plenaria, marcando cuales son las propiedades que intervienen en cada caso.

9. Lea antes de clase “Energía de Ionización y Afinidad Electrónica” de Seese Pág.

119-121 y explique de que forma estos dos conceptos pueden ser interpretados

con dibujos o maquetas, sin entrar a funciones matemáticas.

10. En función de la lectura “El tamaño de los Átomos” Pág. 703-712 de Cruz

/Chamizo /Garritz en Estructura Atómica y explique.

¿Cuál es la definición de radio atómico?

¿Esta propiedad de los elementos como influye en la actividad de los

átomos?

¿Es factible comprender para los alumnos de secundaria la idea del

tamaño de un átomo?

¿Cuál sería la metodología que utilizaría Ud. para explicar este concepto?

Puede apoyarse en maquetas, dibujo, videos, etc.

Bloque II. La enseñanza de la discontinuidad de la materia y su nivel de apropiación.

Propósitos

12

Se trataran de discernir los problemas más comunes en el tema de la naturaleza

corpuscular de la materia. La diferencia entre tener un modelo y la realizad no observada,

la concepción de la materia como continua y estática, y la dificultad que presenta para

imaginar las dimensiones de la materia en la escala microscópica. Todo esto es posible

abordando los diferentes modelos que explican la complejidad de la materia y la sencillez

para representarla y la problemática del concepto MOL.

Tema 1. Implicaciones de los modelos en la enseñanza de la estructura interna.

Modelación de fenómenos: modelo corpuscular y modelo cinético-molecular.

Tema 2. Ideas previas acerca de la naturaleza discreta de la materia. Concepciones de

los alumnos acerca de el vacío.

Tema 3. Dificultades asociadas al concepto de mol.

Bibliografía Básica

American Chemical Society (1998), “¿Por qué usamos lo que usamos?”, “ en QuimCom. Química en la Comunidad, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 102-117.

Garritz, Andoni y José Antonio Chamizo (1994), “El modelo cinético-molecular de la materia”, “De las moléculas a los átomos” y “Estequiometría. Ciencia de los cálculos químicos”, en Química, Wilmington, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 217-231, 253-275, 291-312.

Furió, Carles, Rafael Azcona y Jenaro Guisasola (1999), “Dificultades conceptuales y epistemológicas del profesorado en la enseñanza de los conceptos de cantidad de sustancia y de mol”, en Enseñanza de las ciencias, vol. 13, núm. 3, Barcelona, ICE de la Universitat Autònoma de Barcelona/Vice-rectorat d’Investigació de la Universitat de Valencia, pp. 359-376.

Pozo, José Ignacio y M. A. Gómez (1998), “La naturaleza de la materia como un sistema de interacción entre partículas”, “La conservación de las propiedades no observables de la materia” y “Las relaciones cuantitativas en química”, en Aprender y enseñar ciencia, Madrid, M. E. C./ Morata, pp. 156-168, 170-174, 182-191.

Actividades Sugeridas

1. Cómo actividad extra clase investigar en libros de química o en páginas WEB

sobre en el modelo corpuscular y elaborar fichas bibliográficas que lo expliquen.

Se presenta en plenaria para su discusión y análisis y al finar realizar la conclusión

que se entregará al facilitador.

2. Leer antes de clase “El modelo cinético molecular de la materia” de Garritz y

Chamizo, y desarrollar por equipo las 5 actividades de la Pág. 230-231 y explicar

13

en plenaria los resultados obtenidos. Realizando un cuadro sinóptico donde se

presenten los mismos.

3. Con las 2 actividades anteriores, trabaje en equipos de 4 ó 5 personas, y describir

las analogías o diferencias que se presentan en los dos modelos expuestos, y

entreguen los resultados en máximo dos cuartillas.

4. Retomar la lectura “Naturaleza de la materia” de José Hierrezuelo y Antonio

Montero. Pág. 55-59 del programa de 3º semestre Materia I Propiedades y discutir

en plenaria las siguientes presuntas:

¿Por qué se considera a la materia con carácter continuo?

¿Cuál es la definición más frecuente de vacío?

¿La materia se mueve y por qué?

En plenaria presentar sus conclusiones sobre los aspectos tratados.

5. ¿Cómo debe un profesor demostrar que el vacío existe, proponga dos

experimentos en los cuales explique la existencia del vacío, utilizando materiales

comunes, que estén al alcance de los alumnos de nivel secundaria.

6. Explique cual es la forma más adecuada de interpretar las consecuencias

discretas de la materia, en los cambios de estado. Entregue una cuartilla con sus

conclusiones al profesor y tres o cuatro alumnos lean en plenaria las mismas.

7. Leer el concepto de MOL. Pág. 82 a 89 de Garritz / Chamizo y explique las

siguientes preguntas

En química ¿Se utilizan las proporciones?

¿Cómo resolver proporciones con un termino desconocido?

Porque están importante en química el concepto de MOL?

¿Cómo se determina el concepto de MOL y cuál es su principal aplicación?

Presentar en plenaria los resultados de las preguntas y sacar conclusiones.

14

8. En base a la lectura anterior explique que es el número de AVOGADRO, y cuáles

fueron los experimentos desarrollados para obtenerlo. (Revise bibliografía extra

necesaria) Y en plenaria plantee como podría presentar el experimento con

material de rehúso, si es posible y de no ser así como podría presentarlo.

Determine sus conclusiones.

9. Relacione la masa molar con otras medidas como la docena, la gruesa, etc, e

implemente ejemplos para explicarlo.

10. Realice los ejercicios del 8-18 en las páginas 91 y 92 de Garritz y Chamizo en

Química y explique en sesión plenaria sus resultados.

11. Determine dos experimentos para explicar el concepto de MOL, utilizando lenguaje

no técnico y al alcance de los alumnos de Secundaria. En cada uno de los

experimentos marque la siguiente secuencia: Propósitos, Materiales, Desarrollo,

Tabla de Resultados, Observaciones y Conclusiones.

Bloque III. La estructura interna de la materia aplicada a fenómenos cotidianos.

Propósitos

En esta tercera etapa del curso y comprendiendo los diferentes modelos atómicos que

presentan a la materia y la tratan de explicar, el alumno estará en al posibilidad de

trabajar y desarrollar la estructura electrónica y el arreglo en el espacio de las partículas

atómicas, las cuales definen las propiedades físicas y químicas de la sustancias.

Y en especial se trata el caso de los metales y no metales, su ubicación en la tabla

periódica así como la explicación de propiedades macroscópicas muy conocidas en

fenómenos cotidianos como solubilidad, dureza, maleabilidad, etc,

Para finalizar el alumno comprenderá los diferentes modelos cuánticos que representan la

estructura interior de las partículas, su abstracción y complejidad, pero la importancia que

15

los conozca más no los enseñe al estudiante de secundaria, porque provocaría mayor

confusión que enseñanza.

Tema 1. La estructura interna y el ordenamiento en la tabla periódica: metales y no

metales.

Tema 2. Modelo cinético-molecular y la explicación de algunas propiedades de las

sustancias: solubilidad, dureza y maleabilidad.

Tema 3. Modelos atómicos modernos y el enfoque para la enseñanza de la Química en la

escuela secundaria: por qué no debemos enseñarlos en la escuela secundaria.

Bibliografía básica

Choppin, R. y Lee R. Summerlin (1994), “Metales y aleaciones”, en Química, México, pp. 565-577.

Fernández, M. (1999), “Elementos frente a átomos. Raíces históricas e implicaciones didácticas”, en Alambique. Didáctica de las ciencias experimentales, no. 21, España, pp. 59-66.

Ferro, v.r., R.H. González-Jonte y Z. Cruz (1995), “Una reflexión curricular sobre la enseñanza de la estructura de la sustancia en la formación de profesores de química”, en Enseñanza de las ciencias, vol. 13, núm. 3, Barcelona, ICE de la Universitat Autònoma de Barcelona/Vice-rectorat d’Investigació de la Universitat de Valencia, pp. 371-377.

Hierrozuelo, J. y A. Montero (1988), “Naturaleza de la materia”, en La ciencia de los alumnos. Su utilización en la didáctica de la Física y la Química, Barcelona, LAIA-M.E.C., pp. 215-232.

Hoffmann, Roald (1997), “¿Hay dos moléculas idénticas?”, “¿A qué se parece esa molécula?” y “Representación y realidad”, en Lo mismo y no lo mismo, México, FCE, pp. 43-46, 80-85, 86-89.

Bibliografía complementaria

Gentil González, C., A. Iglesias y J.M. oliva (1989), “Nivel de apropiación de la idea de discontinuidad de la materia en alumnos de bachillerato. Implicaciones didácticas”, en Enseñanza de las ciencias vol. 7, núm. 2, Barcelona, ICE de la Universitat Autònoma de Barcelona/Vice-rectorat d’Investigació de la Universitat de Valencia, pp. 126-131.

Niaz, Mansoor (1995), “Cognitive conflict as a teaching strategy in solving chemistry problems: a dialectic-constructivist perspective”, en Journal of Research in Science Teaching, vol. 32, núm. 9, E.U.A., pp. 959-970.

Driver, Rosalind, A. Squires, P. Rushworth y V. Wood-Robisnson (1999), “Partículas”, en Dando sentido a la ciencia en secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los niños, Madrid, Aprendizaje Visor, pp. 127-133.

Staver, John R. y Andrew T. Lumpe (1995), “Two investigations of students’ understanding of the mole concept and its use in problem solving”, en Journal of Research in Science Teaching, vol. 32, núm. 2, E.U.A., pp. 177-193.

Actividades Sugeridas

16

1. Antes de iniciar la sesión se deberá leer “Clasificación periódica de los elementos”

de William S. Seese en Química Pág. 104-113 y responda a las siguientes

preguntas.

Clasificar ¿Para qué?

¿Cómo se realiza una clasificación? Explique.

¿Cómo se desarrolla un sistema de clasificación?.

Revisen en equipo cada una de las respuestas y expongan en el aula las

conclusiones a las que se llegaron. Entregue un escrito máximo de 2 cuartillas con

las mismas.

2. Respondidas las preguntas anteriores aplica lo aprendido.

Observa a tu alrededor. Identifica qué puede someterse a una clasificación.

Realiza un sistema de clasificación y represéntalo en un esquema. Preséntalo

al resto de la clase.

Identifica todas las claves de clasificación que tuviste en cuenta.

Presenta una serie de objetos (fotografías, unas 10) La clasificación es una

habilidad que a diario ponemos en práctica. Para clasificar es necesario

identificar las características comunes de los objetos. a) Observa las

ilustraciones que presentaron. Los objetos, ¿están clasificados?, Explica.

¿Para hacer la clasificación, que se tiene en cuenta?. Encuentra otras formas

de clasificar las fotografías. Para cada uno, qué clave has tenido en cuenta. b)

En una biblioteca ¿cómo están clasificados los libros? ¿Por que es útil esta

clasificación? c) En los supermercados, ¿qué tipo de clasificación hay?¿Para

que sirve esta clasificación? d) Define los términos de clasificar y clasificación.

Presenta los resultados en una plenaria.

3. ¿Cómo se construyó la tabla periódica?. Piensa y responde a las siguientes

interrogantes.

En la tabla periódica ¿qué nombre reciben las columnas verticales?¿Y las

horizontales?

¿Por qué se le considera “periódica” a la tabla de los elementos químicos?

En el siglo XIX, los elementos químicos conocidos eran 63. Las propiedades

físicas y químicas de cada uno de ellos no estaban determinadas en su

17

totalidad. Los pesos atómicos de algunos elementos fueron calculados con

exactitud. No existía un vínculo que conectara y permitiera clasificar los

elementos. Se conocían simples listados de ellos sin mayor organización,

debido a que no existían los conocimientos suficientes para plantear alguna

clasificación. ¿Por qué?

El trabajo científico de aquella época ¿cómo te lo imaginas? Realiza un dibujo.

4. Explica a través de un resumen no mayor a 2 cuartillas la historia de la

clasificación de los elementos, de las diferentes teorías propuestas.

5. Realiza una revisión de tu tabla periódica de cada una de las familias y determina

cuál es la parte fundamental por lo que distingue a los metales de los no metales.

Explicar por lo menos cinco ejemplos de metales y no metales, dando sus

característica y diferencias.

6. La tabla periódica es el resultado de organizar en filas los elementos químicos, de

acuerdo con el orden creciente de sus números atómicos. Arma tu propia tabla

periódica. Organiza los elementos químicos cuyos números atómicos van de 3 a

18. Realiza los siguientes pasos.

Elabora tarjetas en las cuales aparezca el símbolo del elemento y su número

atómico. Lo primero que debes hacer es disponer las tarjetas de los

elementos en filas, de acuerdo con sus números atómicos.

El segundo paso es identificar por lo menos dos propiedades de cada

elemento. Para este ejemplo utilizaremos el peso atómico y la valencia. Las

propiedades las debes escribir en la tarjeta de cada elemento según

corresponda.

Tercer paso consiste en disponer los elementos con propiedades semejantes

de tal manera que queden ubicados unos debajo de otros. A las filas

horizontales que se obtienen las denominaremos períodos y a las verticales

familias. Compara tu tabla periódica con la de tres compañeros de tu grupo.

Redacta una conclusión sobre lo que aprendiste de este ejercicio. Preséntala

al resto de tu clase.

18

7. En la tabla periódica ¿Por qué hay grupos y períodos? Revisando las tarjetas y la

configuración electrónica de los elementos, ¿Cómo se forman los grupos?¿Cómo

los períodos?. Explica y saca tus conclusiones.

8. Forma un grupo. Elabora un mapa de conceptos sobre las propiedades de los

elementos metálicos y no metálicos. Preséntalo al resto de la clase.

9. En el siguiente esqueleto de la tabla periódica identifica: Un metal alcalino, un

halógeno, un gas noble, todos los metaloides, dos elementos que pertenezcan al

mismo grupo, tres elementos que estén en el mismo período, el elemento más

reactivo, los metales alcalinotérreos, el elemento menos reactivo.

Be B C O F Ne

Na

Cr Fe Co Zn As Br

Cs Au At Rn

Fr

10. Elabora una tabla periódica en donde clasifiques los elementos en metálicos, no

metálicos y metaloides, y preséntala en la clase.

11. Diseña un sistema de clasificación de los elementos químicos. Utiliza lo que has

aprendido.

12. Leer antes de clase “Nacimiento de la Teoría Quántica” de Cruz /Chamizo / Garritz

en Estructura Atómica, Pág. 45 – 126. Y además investigar en bibliografía extra

información sobre los diferentes modelos atómicos propuesto desde el de Dalton

hasta el modelo Cuántico. Contesta cada una de las siguientes preguntas:

¿Cuál fue la mecánica utilizada por Rutherford para interpretar su modelo

atómico?

19

¿Cuál fue el experimento en que se basó Niels Böhr para la aplicación

matemática de su modelo y que oros elementos considero en su ecuación?

¿Cuáles son los postulados del modelo atómico de Böhr?

¿Cuál fue el aporte de Max Planck?

¿Por qué la Física Newtoniana no se utilizó para representar el modelo

atómico de Böhr?

Forma equipo de tres personas e interrelaciona las respuestas obtenidas y saquen

sus conclusiones, las cuales serán presentadas al grupo por cada equipo.

13. De acuerdo a respuestas obtenidas en la actividad anterior, explique en un ensayo

máximo de tres cuartillas por qué considera que la mecánica cuántica no es conveniente

de enseñárselas a los alumnos dáe nivel Secundaria.

20