áTomo tic
- 1. 1 INSTITUTO DE FORMACIÓN DOCENTE N°802 DIDÁCTICA ESPECÍFICA Alumno:OmarCasas Tema: ÁTOMO FUNDAMENTACIÓN: Se enseñaráel átomo, teniendo en cuenta la evolución histórica de sus representaciones, de tal manera que el estudiante pueda entender las variaciones del modelo hasta el que se valida, por el momento, actualmente.Así se mencionan los modelos de Demócrito, Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr; más los aportesde Broglie,Schrodinger yHeissenberg.Unavezcontextualizadoel tema,se procederá a analizar la composición del átomo actual en sus partículas elementales (protones, neutrones y electrones) y su relación con los números de cada elemento que forma la tabla periódica (número másico A y número atómicoZ).Se revisaráel conceptode sustanciasimple ycompuesta,paraentenderque unelementoes la primera de ellas y son los únicos que conforman la tabla. Se esquematizarán los diversos átomos según Bohr, y la estructura de Lewis que nos aportará los datos para luego abordar a la valencia del elemento. Por último,se enseñaránloscuatronúmeroscuánticosysurelaciónconlosniveless,p, d, f, asociados a la descripcióndel elementoylascasillasde Pauli,analizandoel estadoenergéticode cualquier electrón. Los recursos utilizados son las TIC (videos y simulaciones) y material concreto. Es relevante entender cómo estácompuestalamateriaen suestructuraíntima enla actualidad,dadoque muchos fenómenos físicos y químicos se explican a través de la conformación atómica. La propuesta se desarrollará para los estudiantes del tercer año del Ciclo Básico de Secundaria. SABERES PREVIOS: Conceptosbásicosde átomo,elemento,sustancias simples, sustancias compuestas y orbitales. Partículas elementales. CONTENIDOS CONCEPTUALES: Historiadel átomo, representaciones de los modelos atómicos de Thomson, Rutherford y Bohr. Número atómico Z y másico A. Estructuras de Bohr y Lewis. Configuración electrónica. Números cuánticos y orbitales s, p, d y f. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES: Uso del programa Geogebra.Usodel simulador PHET para construir un átomo. Representaciones a través de escrituraabreviadasimbólicade orbitalesycasilleros.Cálculo de la cantidad de protones, electrones y neutrones. CONTENIDOS ACTITUDINALES: Defensa de sus ideas y respeto por las ajenas
- 2. 2 Interés por los modelos científicos OBJETIVOS: Comprenderlaevoluciónhistóricade losmodelosatómicos Calcularel númerode protones,neutronesyelectronesde unátomoneutro. Elaborar esquemasrepresentativosde losdiversosátomos Representaratravésdel métodode casilleros, losdiversosnivelesde energíade unelemento Comprenderque el diagramade Bohrfacilitalageneraciónde laestructurade Lewis ACTIVIDAD 1: APERTURA: Comentariogeneral sobre el conceptode átomo DESARROLLO: Se reparte la siguiente guíade estudio: TRABAJOPRÁCTICODE LA ACTIVIDAD1 Veadetenidamenteel video de SandraRodríguez“Modelosatómicos” https://www.youtube.com/watch?v=za-nxN1QCrk y realice unapunte oborrador para realizar: 1) Una línea de tiempo conel programa Geogebra, que describalaevoluciónde losmodelos atómicos 2) Enuncie lastresleyesde Daltonysus postulados. 3) Esquematice los modelosde Thomson,RutherfordyBohr.Describasuscaracterísticas más importantes. 4) ¿Quiénesaportaronal átomomoderno despuésde Rutherford ycuálesfueronsusideas?
- 3. 3 Antesde pasar el videose pide leeratentamente laguíay se explicacómose realiza unalíneade tiempo con el programa Geogebra. Luegose muestrael videoyse va deteniendoyexplicandolomásimportante paraque losalumnosvayan tomandosusapuntes. CIERRE: Se realizaráun plenario,resaltandolosconceptosmásimportantes. ACTIVIDAD 2: APERTURA: Se hace una breve síntesisde losmodelosde Thomson,RutherfordyBohr. DESARROLLO: Se reparte el siguiente apunteteóricoyse pide latablaperiódica de loselementosquímicos. LOS ELEMENTOS QUÍMICOS Aunque tienenlamismaestructurageneral,losátomosnosontodosiguales.Todosaquellosque tienen la misma cantidad de protones en el núcleo, corresponden al mismo elemento químico. Ese número se denominanúmeroatómicoZ.Porejemplo,el número atómico del hidrógeno (H) es 1, el del carbono ( C ) es 6; y el del oxígeno (O) es 8. En la naturaleza hay 92 elementos químicos y se han creado unos 20 elementos en forma artificial. El númeromásicoA es lacantidadde protonesy neutrones que hay en el núcleo. En consecuencia A = Z + n; donde n es la cantidad de neutrones. Ejemplo: Si deseamos saber la cantidad de protones, electrones y neutrones que hay en el átomo de Plomo hacemos: Buscandoenla tabla periódicaencontramosque el número grande representa a Z, en este caso es igual a 82 = Z. Implica que tiene 82 protones. Y como todo átomo es eléctricamente neutro, entonces tiene la mismacantidadde electrones,osea82. La cantidadde neutronesse obtiene restando A – Z = n. Para este caso 207 – 82 = 125 neutrones. Otro ejemplo: Para el Rutenio: Z = 44 y A = 101 (obtenidos de la tabla) Entonces tiene 44 protones y 44 electrones. n = A – Z = 101 – 44 = 57 neutrones. ISÓTOPO:Sonlos átomos del mismo elemento químico que tienen distinta masa pero ocupan un mismo lugar en la tabla. Ejemplo el hidrógeno, con un protón en su núcleo y un electrón en su órbita, tiene dos isótopos: el Deuterio: protón + neutrón y un electrón Tritio: protón + 2 neutrones y un electrón
- 4. 4 Hidrógeno Deuterio Tritio IONES: CATIONES Y ANIONES: Un ión es un átomo que tiene en exceso o defecto de cargas eléctricas negativasoelectrones.Si porejemplo,perdióelectrones,quedacargado positivamente y se llama catión. En cambio el anión tomó cargas negativas o electrones y quedó cargado negativamente. Observandounatablaperiódica,se explicaenpizarraqué esel númeromásicoA,qué esel número atómicoZ y cómo se calculael númerode protones. Se reparte el trabajo prácticoy se realizandosejemplosenpizarrade cómocompletarlatabla.Además,se mostrará unasimulaciónsobre el “armado”de un átomo.Se mostrarán algunosejemplosenpantalla. TRABAJOPRÁCTICODE LA ACTIVIDAD2 1) Completael siguiente cuadro,dejandoescritosloscálculosrealizadosparacompletarlatabla. Símbolo Nombre Z A N° protones N° electrones N° neutrones Ar Br Na B Se Ga En lasprimerasdospreguntasde laactividad2) se revisanalgunosconceptosde laanterioractividad 2) a) ¿Por qué se compara el modelode Rutherfordconunsistemaplanetario? b) ¿Qué diferenciatiene conel átomode Bohr? c) ¿Qué informaciónbrindanlosnúmerosatómicoymásicoy con qué letrasse simboliza cada uno? d) ¿Qué significaque unátomoseaeléctricamenteneutro? e) ¿Cuál esla diferenciaentre cationesyaniones? f) ¿Qué esun isótopo? CIERRE: Se realizarácon unejemplode loque esuncatión y unanióny el ejemplode losisótoposdel hidrógeno.
- 5. 5 ACTIVIDAD 3: APERTURA: Se revisaránconceptossobre el cálculode lacantidadde electrones,protonesyneutrones. DESARROLLO: Se entregaráel siguiente soporte teóricoparaexplicarlosnúmeroscuánticos,lamanerade escribirsuconfiguraciónelectrónica,larepresentacióngráficade Bohr,relacionadoconlaestructurade Lewisyla relaciónconloscasillerosyorbitaless,p,d y f.Existiráunaapoyaturacon el armado de orbitales de modelosplásticos,paraque puedanobservar,de maneraconcreta,alosorbitalesde losátomos. CONFIGURACIÓNELECTRÓNICA:Es la representaciónde ladistribuciónde loselectronesenunátomo. NÚMEROS CUÁNTICOS:Se empleanparadescribirmatemáticamenteunmodelotridimensionaldel átomo, loque permite representarlográficamente. NÚMERO CUÁNTICOPRINCIPAL(n): Representalosnivelesde energía de loselectronesenel modelo de Bohr. Su valoresun númeroenteropositivoyse incrementaamedidaque aumentaladistanciadel electrónconrespectoal núcleo. n = 1, 2, 3. . . . . n distintode cero. NÚMERO CUÁNTICOSECUNDARIO(l): Indicael subnivelde energía dentrode cadanivel ydescribe la formade losorbitales.Suvalordependede ny varía entre 0 y n – 1. l = 0,……..,n-1. NÚMERO CUÁNTICOMAGNÉTICO(m):Describe laorientacióndel orbital enel espacio.El númerode orientacionesque puede tenerunorbital esigual al númerode valoresque adoptanmsegúnl: m = - l,…..,0,……..+l NÚMERO CUÁNTICOSPIN (s): Define larotación del electrón alrededorde supropioeje.Adopta únicamente losvalores+1/2; -1/2. PRINCIPIODE EXCLUSIÓN DE PAULI: En un átomo no puede haberdoselectronescuyosnúmeros cuánticosseantodosiguales. ORDEN DE CONFIGURACIÓNELECTRÓNICA: Los tipos de orbitales (con diferentesnivelesde energíason) s,p, d y f. Su cantidad máxima de electronesson:s = 2; p = 6; d= 10 y f =14. Y los casilleros representativos son1;3; 5 y 7 respectivamente. 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 3 d 4 s 4 p 4 d 4 f 5 s 5 p 5 d 5 f 6 s 6 p 6 d 7 s 7 p Ejemploconcretoconel sodio(Na) Configuraciónelectrónica:1s2 ,2s2 ,2p6 , 3s1 Casilleros:
- 6. 6 1 El electrónde colorverde tiene:n= 2 porque estáenel nivel 2 l toma valoresentre 0y n-1; por lotanto l = 0, 1. El “e” estáen 1, porque estáenla segundacasilla(larectangular).Sul = 1 2 m toma valoresentre –l y l,entoncesm= -1,0,1. Dentrode la Casillarectangularm= 0 porque el “e” estáen el centro. Su spin= -1/2 porque sugiro eshorario. 3 TRABAJOPRÁCTICODE LA ACTIVIDAD3: 1) ¿Qué esuna configuraciónelectrónica? 2) ¿Qué son losnúmeroscuánticosyque representacadauno? 3) Con lamasa de sal, representelosniveless,py d. (Previamente,yase mostróel armadode orbitalesconlosmodelosde plástico) 4) Dados lossiguienteselementos:N,O,Ar,Cl,K, Na y F,desarrolle suconfiguraciónelectrónica,su representacióngráficaconloscasilleros,el diagramade Bohrysu estructurade Lewis. CIERRE: Se realizará,desarrollandodoselementosdel punto4) yseñalandoel estadoenergéticoparados electrones. ACTIVIDAD 4: (DE FIJACIÓN) APERTURA: El profesorpreguntaráa la clase losconceptosprincipales sobre losmodelosatómicos. DESARROLLO: Una vezrealizadoel comentario,se presentarálasiguienteactividadgrupal: ACTIVIDADGRUPAL: Elijaunelementode latablaperiódica entre el Z= 11 y el Z = 80 para: a) Calcularsu cantidadde protones,electronesyneutrones b) Realizarel diagramade Bohr y laestructurade Lewis c) Elegirunelectrónenloscasillerosparaescribirsusnúmeroscuánticosyrelacionarlocon losniveless,p, dy f. d) Elegirunahistorieta,cuadrosinóptico,mapaconceptual uobrateatral para exponersobre la historiade losmodelosatómicos. CIERRE: Exposiciónde lasobrasde losalumnos TIEMPOS: ACTIVIDAD 1 Apertura Comentariogeneral yexplicación Del geogebra 20 min Desarrollo Video,tomade apuntesy resolución del práctico 40 min Cierre Plenario 20 min
- 7. 7 Total 80 min ACTIVIDAD 2 Apertura Síntesisde losmodelos 10 min Desarrollo Lectura del material teóricoy resolucióndel práctico 60 min Cierre Ejemplosde ionese isótopos 10 min Total 80 min ACTIVIDAD 3 Apertura Cálculode partículaselementales 10 min Desarrollo Lectura del material teóricoy resolucióndel práctico 60 min Cierre Revisióndel estadoenergéticode los electrones 20 min Total 90 min ACTIVIDAD 4 Apertura Revisiónde conceptos 20 min Desarrollo Actividadgrupal 60 min Cierre Exposicióngrupal 30 min Total 110 min TIEMPO TOTAL: 360 MINUTOSAPROXIMADAMENTE RECURSOS MATERIALES: Video Programas:geogebray de simulación Orbitalesde plásticoyde masacon sal Fotocopiasconmaterial teórico Pizarra BIBLIOGRAFÍA: VideoModelosAtómicosde SandraRodríguez https://www.youtube.com/watch?v=za- nxN1QCrk Química General e InorgánicaEditorial Héctor GonzálezCerventi“El Ateneo” Química I Mónica Alegría,AlejandroBosackyotrosEd. Santillana