TABLA PERIÓDICA DIGITAL Grau Vilalta, M.Dolors– Sanz Balaguer, Joaquím – Soler Conde, Marc A. Escola Politècnica Superior d’Enginyeria de Manresa Univeristat Politècnica de Catalunya Av. Bases de Manresa, 61-73 08242 Manresa dolors@emrn.upc.edu - qsanz@epsem.upc.edu - marc@epsem.upc.edu Palabras clave: Tabla, Periódica, Digital Área de conocimiento: Ciencias Ámbito temático: Plataformas digitales y materiales docentes interactivos Resumen El proyecto ha consistido en la elaboración de una Tabla Periódica digital, gracias a la experiencia previa obtenida a partir de varias ediciones de la exposición “¿Donde está la química?”, en la que se presenta una Tabla periódica gigante en la que los elementos aparecen fotografiados según su aspecto real. La grata aceptación de la tabla periódica que se entrega a los alumnos (en DINA4) que visitan la exposición, ha hecho que se planteara la posibilidad de su versión digital. Se trata de una tabla periódica como eje conductor de la página que es presentada por dos personajes adolescentes el Quim y la Mica (QuímMica) que introducen a los estudiantes, en este mundo tan apasionante, pero que a veces se les hace muy dificultoso en los primeros tiempos. Para cada elemento se dispone de una serie de datos químicos y físicos, pero la novedad respecto a otras versiones es el hecho de poder disponer de enlaces al apartado “Los minerales de la naturaleza” con las fotografías de los minerales que contienen a cada elemento, y al apartado “La química de la vida”, en el que se podrá comprobar como los elementos se encuentran en objetos y materiales que manipulamos diariamente. Keywords: Periodic, Table, Digital Abstract This project has consisted of the elaboration of a digital Periodic table. The previous experience obtained from various editions of the exposition called “Where is chemistry?” has been very useful. In this exposition an enormous Periodic Table is showed, with the elements photographed in order to see their real look. The great interest in a smaller periodic Table (DIN A4) that students who visit the exposition have shown has encouraged us to develop a digital version of this table. The digital version consists of a Periodic table as the central part of the website which is presented by two virtual teenagers called Quim and Mica (if you add this names they turn out the Catalan word for “chemistry”). These two characters introduce the students into the fascinating world of the chemistry, which sometimes appears to be very difficult for them. For every element in the Periodic table, you can find a range of chemical and physical details. However, the novelty in front of other versions is the fact of being able to link the part of “Minerals of the nature” and see the photographs of the minerals which contain each element. Furthermore, in the part of “Chemistry of life”

students can prove that many objects and materials that we use daily contain the Periodic table elements. Objetivos

El objetivo prioritario ha de consistir en fomentar las vocaciones científicas entre la juventud, en particular en disciplinas relacionadas con la química. Concretamente se trata de acercar la química, y en particular la Tabla periódica, provocando la curiosidad a los alumnos que empiezan a conocerla.

El objetivo final sería comprobar como a partir de la naturaleza, el ser humano obtiene los elementos químicos que necesita para transformar en los productos que desea, y utiliza en la vida cotidiana. En definitiva, se trata de demostrar que en la Tabla periódica se encuentra el fundamento de la mayoría de materiales que utilizamos en nuestro entorno. Por este motivo, este proyecto tiene como hilo conductor la Tabla periódica de los elementos, para comprobar como el ser humano transforma las materias primas que nos proporciona la naturaleza en productos útiles que utilizamos diariamente.

Descripción En primer lugar remarcar que la actuación va dirigida a estudiantes de secundaria (desde 1r d’ESO hasta 2n de BAT) y estudiantes de CFGS. Por tanto, involucra alumnos con edades comprendidas entre 12 y 20 años. Esta iniciativa se ha basado en el hecho que desde hace seis años desde el Departamento de Ingeniería Minera y Recursos Naturales, de la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Manresa se ha llevado a cabo una acción divulgativa para estudiantes de secundaria: la exposición “¿Donde está la química?”.

Fig. 1. Exposición “Donde está la Química?”.

La exposición consta de tres apartados diferenciados: - Tabla periódica: de los elementos al producto acabado - ¿Donde está la química? - La planta química industrial La exposición ha tenido una gran acogida por parte del profesorado de secundaria, de manera que el número de visitas que se han recibido hasta la fecha (desde 1r d’ESO hasta 2n de BAT) es muy elevado (más de 4000 visitantes). Por otro lado, uno de los apartados que más interés ha despertado es la Tabla periódica editada representando las fotografías de los elementos químicos como se presentan en la realidad (Fig. 1). Hasta la fecha, a los estudiantes que visitaban la exposición se les daba una tabla en DINA4. Muchos profesores de secundaria nos han insistido en la muy buena utilización que hacen de ella, y nos han animado a llevar a cabo una edición digital.

Hay que tener en cuenta que ya existen web muy atractivas en inglés, pero en catalán y castellano, la mayoría de las existentes solamente dan información fundamental, propiedades ... En este caso la idea es similar a la que se ha seguido en la Exposición “¿Donde está la química?”. Se trata de presentar para cada elemento químico, el mineral de la naturaleza que lo proporciona y los productos que utilizamos que lo contienen.

Por este motivo, se ha intentado dar al proyecto actual un enfoque diferente, en el sentido de priorizar la importancia de la procedencia de los elementos químicos, a partir de los minerales de la naturaleza. También se ha creído necesario que tenga un cierto grado de relevancia el hecho de que estos elementos químicos se encuentren en muchos de los productos que diariamente utilizamos. Este hecho ha implicado que en realidad la página finalmente quede estructurada en tres apartados: La Tabla periódica – Los minerales de la naturaleza – La química de la vida.

De esta forma se podrá enlazar desde un apartado a otro. En estos momentos se ha trabajado más a fondo en el apartado de la Tabla periódica, y en el enlace hacia las fotografías de los minerales. El apartado de La química de la vida y los Minerales de la naturaleza, en este momento solamente cuentan con la portada. Cabe remarcar, sin embargo, que cada uno de los apartados puede llegar a tener una importancia relevante, pero representan acciones en paralelo, que se deberán completar en próximas actuaciones, dada la gran magnitud de la acción.

Por otra parte estos apartados y toda la página en general es presentada por dos personajes que ha diseñado un dibujante: un chico, el Quim y una chica la Mica (los nombres se han elegido haciendo referencia a la Química) que irán guiando al alumno para que vaya introduciéndose poco a poco hasta llegar a la Tabla.

Por este motivo el portal tiene una presentación de este tipo (ver Fig. 2 y 3):

Hola somos el Quim y la Mica! estudiantes de química … En esta web podréis conocer, aprender y entender como son y como se clasifican los elementos de la tabla periódica.

Para que la química no os maree haced click sobre alguno de estos tres ámbitos:

• Tabla periódica • Minerales de la naturaleza • La química de la vida

Fig. 2. Portada de la página www.epsem.upc.edu/tablaperiodica.

Fig. 3. Indicaciones para elegir uno de los tres ámbitos.

Haciendo click sobre Tabla periódica aparece (Fig. 4):

La tabla periódica es el orden en que están agrupados los elementos según sus propiedades.

Si quieres consultar la tabla, saber su historia o el origen de los elementos, haz un click sobre una de las opciones:

• Tabla periódica • Historia de la tabla • Elementos naturales y sintéticos

Fig. 4. Opciones de entrada a la Tabla periódica de los elementos.

Una vez visualizada la Tabla periódica, los personajes indican (Fig. 5):

Haz un click sobre cada elemento para conocer más a fondo sus propiedades.

Fig. 5. Indicaciones para consultar la tabla.

En la parte superior de la tabla aparece una leyenda en la que se indica la nomenclatura de los distintos grupos de elementos, a los que se han dado distintas coloraciones. Se ha procurado utilizar un formato atractivo, para resaltar al máximo los distintos grupos, sin que los colores resultaran demasiado vivos. Por este motivo se ha enmarcado cada elemento en color blanco. Al situarse encima de cada elemento, se abre una ficha en la que aparecen diversos apartados (Fig. 6 y 7):

• Características generales: Nombre; símbolo; estructura; estado de agregación; año de descubrimiento

• Propiedades físicas: masa atómica; volumen atómico; densidad • Propiedades térmicas: punto de fusión; punto de ebullición • Estructura electrónica: configuración electrónica; valencia (número de oxidación) • Imagen del mineral y del elemento o alguna de sus aplicaciones

Para la elaboración de las imágenes se ha seguido un especial recorrido, intentando que todas sean de elaboración propia. En el caso de los minerales se han localizado un total de 57 minerales que han sido proporcionados por el Museo de Geología Valentí Masachs. Las fotos han resultado de gran calidad, puesto que este era uno de los objetivos importantes de la web, poder mostrar imágenes de la procedencia de los elementos químicos. Respecto a los elementos químicos, este apartado ha resultado también muy laborioso, ya que muchos de los elementos no se encuentran en nuestros laboratorios. En este apartado se seguirá trabajando para ir ampliando la base de imágenes. Sin embargo, también se ha creído interesante en muchos casos poder disponer de algunas fotografías de aplicación de los elementos, indicando así su utilidad y manipulación diaria.

Fig. 6. Ficha de propiedades correspondiente al mercurio.

Fig. 7. Ficha de propiedades correspondiente al sodio.

Si en la pantalla correspondiente a la Fig. 4 se elige “Historia de la tabla periódica”, se accede a la página que se indica en la Fig. 8.

Fig. 8. Página 1, correspondiente al apartado de Historia de la tabla.

En esta página se ha intentado de forma escueta indicar los momentos clave a lo largo de la historia que han llevado a la clasificación de los elementos en la estructuración final que conocemos hoy como Tabla periódica. En esta primera página aparece una imagen de los símbolos que se daban a algunos elementos químicos. Cabe remarcar que esta simbología resulta muy atrayente a los estudiantes de secundaria.

En la Fig. 9 se indica la siguiente página en la que aparece una fotografía del científico que ha tenido una aportación más significativa a la distribución actual: D.I. Mendeléiev, del cual precisamente durante este año se celebra el centenario de su muerte.

Si en la pantalla correspondiente a la Fig. 4 se elige “Elementos naturales y sintéticos”, aparece la imagen de la Fig. 10. Se trata de una tabla en la que se han representado en distinto color los elementos naturales (en azul) y los sintéticos (en verde).

Fig. 9. Página 2, correspondiente al apartado de Historia de la tabla.

Fig. 10. Tabla periódica que permite distinguir entre los elementos naturales y sintéticos.

Este trabajo ha sido posible gracias a una ayuda de Divulgación científica concedida por el Departament d’Innovació, Universitats i Empresa de la Generaltat de Catalunya.

Está previsto que próximamente, los dos personajes, el Quim i la Mica, también intervengan en presentar diferentes situaciones concretas relacionadas con algunos elementos químicos determinados. Por otra parte se ha planteado la incorporación de algún tipo de material interactivo (Crucigrama…) para poder memorizar por ejemplo los símbolos de los elementos, en el que intervengan los personajes.

A su vez se está trabajando en ampliar la información correspondiente a los otros dos apartados:

- Los minerales de la naturaleza

- La química de la vida

Estos dos apartados enlazarán con las Fichas:

- Procedencia

- Aplicaciones

En las Fig. 5 y 6 se presenta la única de las tres fichas que está operativa en estos momentos, la de “Propiedades”. La idea es que en la ficha de “Procedencia” se encuentre un apartado correspondiente a las propiedades físicas del mineral, así como una tabla de la abundancia del elemento químico en el entorno: corteza terrestre, agua y atmósfera. Por otra parte en la ficha de “Aplicaciones” se indicarán las aplicaciones industriales del elemento, así como su abundancia en el cuerpo humano y sus utilidades médicas y para la salud. La elaboración de estos apartados es mucho más ambiciosa, especialmente el correspondiente a las aplicaciones, y se deberá ir completando en base a futuras ayudas.

Resultados y conclusiones

En primer lugar se han editado Tablas periódicas en papel (DINA4) en las que se han incorporado los dos personajes y la dirección de la página de la tabla periódica digital (www.epsem.upc.edu/taulaperiodica) (Ver Fig. 11).

De esta forma en las visitas de los estudiantes de secundaria a la exposición “¿Dónde está la química? se ha llevado a cabo la difusión de la versión digital, desde febrero hasta mayo, que permitirá a los estudiantes ampliar la información.

Fig. 11. Tabla periódica editada en DINA4.

En este momento aún quedan muchos apartados por acabar de completar, puesto que el proyecto es muy ambicioso. En este sentido, se encuentra completada la información correspondiente a todos los elementos químicos de la tabla, pero cabe tener en cuenta que, tal como se ha indicado más arriba, que esta es una primera fase de la actuación, en la que se ha puesto a punto el entorno y se ha introducido una información mínima que se deberá ir desarrollando y ampliando en futuras actuaciones.

La tabla en formato digital ha entrado en funcionamiento desde el 1 de febrero de 2008, que es cuando se inauguró la exposición. Los resultados de los tres meses de funcionamiento se han podido evaluar, en cuanto a visitas y consultas a la página, gracias a un contador de visitas que se ha instalado a partir del programa “Google Analytics”. Se trata de obtener información sobre la procedencia de los usuarios que han visitado el sitio y la forma como interactúan con el mismo. En este sentido se han obtenido las gráficas que se indican en la Fig.12.

Fig. 12. Resumen de las visitas correspondientes a los tres meses de funcionamiento de la página.

Se puede ver como en este tiempo el número de visitas se acerca a 1000, y se comprueba un aumento significativo durante el mes de abril. Cabe remarcar que desde el 27 de marzo la web de la “Xarxa Telemàtica Educativa de Catalunya” (http://www.xtec.cat/) ha publicado un enlace a nuestro sitio, en el apartado: “Personal Educador” aparece como noticia: “Aprende la Tabla Periódica de los elementos con el Quim y la Mica!” y al ampliar la noticia enlaza con la página que se indica en la Fig. 13.

En la Fig. 12 se puede observar como de los 936 visitantes, 538 son usuarios nuevos, por lo tanto el resto son usuarios que han consultado la tabla en varias ocasiones. También se pueden analizar otros datos, como por ejemplo que en aproximadamente un 61 % los usuarios han utilizado Internet Explorer, y en un 36 % Firefox.

Otro ejemplo de enlace parecido es a través de la página del Instituto de Ciencias de la Educación de la UPC. En el apartado: “Formación del profesorado no universitario” y dentro de “Formación permanente - Recursos didácticos”, se encuentra un enlace similar (http://www-ice.upc.edu/permanent_ps_recursos.htm).

Se espera que la Tabla periódica, con la que se inician en la química la mayoría de alumnos, y que a menudo les resulta dificultosa, se convierta en algo más atractivo e interesante que despierte su curiosidad. El hecho de disponer de enlaces a la tabla en páginas a las que tiene acceso el profesorado de secundaria, sin duda agilizará el proceso de utilización de esta herramienta.

Fig. 13. Información sobre la Tabla periódica de Quim i Mica en la web del XTEC.

Referencias Bibliográficas - Beckett, M.A.; Platt, A.W.G. The Periodic Table at a Glance. Blackwell Publishing.

Oxford (2006). - Emsley, J. Nature’s Building Blocks. Oxford University Press. Oxford (2003). - Greenwood, N.N.; Earnshaw. Chemistry of the elements. Elsevier. Amsterdam

(2006). - Trombley, L. Williams, F. Mastering the Periodic Table: 50 Activities on the

Elements. Walch Publishing. Portland (2000). www.webelements.com www.edu365.cat/batxillerat/ciencies/taula