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