FISICA Y QUIMICA DE 1º BACHILLERATO Objetivos, contenidos y criterios de evaluación OBJETIVOS, CONTENIDOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN EN FISICA Y QUIMICA DE 1º DE BACHILLERATO. SECUENCIACIÓN EN UNIDADES DIDÁCTICAS. UNIDAD 1 EL METODO CIENTIFICO. MAGNITUDES Y UNIDADES OBJETIVOS 1. 2. 3. 4. Distinguir los aspectos fundamentales del trabajo científico. Distinguir las distintas clases de magnitudes físicas. Conocer las magnitudes y unidades del Sistema Internacional. Manejar habitualmente los factores de conversión en la transformación de unidades. 5. Reconocer que todas las cantidades obtenidas por medición experimental contienen cierto error. 6. Saber calcular el error absoluto y el relativo a partir de sus definiciones. CONTENIDOS El método científico Las magnitudes físicas y su medida Ecuación de dimensiones. Sistemas de unidades Representaciones graficas. Errores de medida. CRITERIOS DE EVALUACION 1. El alumno debe saber plantear problemas, formular hipótesis, proponer experimentos, tratar los datos obtenidos, interpretar los resultados y exponer las conclusiones mediante una comunicación científica 2. Se trata de evaluar si el alumno conoce el concepto de magnitud física y su medida, así como la importancia que la cuantificación tuvo en el desarrollo de la Ciencia. 3. El alumno deberá conocer que el error es inherente a cualquier medida, que deben reducirse lo más posible y que en cualquier caso se debe saber la precisión de cada instrumento. 4. El alumno debe saber realizar graficas que explican la dependencia de dos magnitudes y facilitan su comprensión. UNIDAD 2 TEORIA ATOMOCO MOLECULAR DE LA MATERIA OBJETIVOS 1. Entender los conceptos básicos en los que se sustenta la Química. 2. Ser capaz de explicar las leyes de las reacciones químicas mediante la teoría atómica de Dalton. 3. Utilizar y relacionar correctamente los conceptos de mol, masa atómica y masa molecular. 4. Conocer las leyes de los gases y utilizarlas en cálculos sencillos con las unidades apropiadas. 5. Utilizar algunas técnicas usuales de laboratorio. 6. Reconocer y valorar la importancia de los modelos y teorías en la evolución de la Química. 1 CONTENIDOS Revisión y profundización de la teoría atómica de Dalton. Interpretación de las leyes básicas asociadas a su establecimiento. Ley de los volúmenes de combinación. Ley de Avogadro. Masas atómicas y moleculares. La cantidad de sustancia y su unidad, el mol. Relaciones presión, volumen y temperatura para un gas ideal. Ecuación de estado de los gases ideales. Aplicaciones. Determinación de fórmulas empíricas y moleculares. Significado de las fórmulas químicas. Disoluciones. Expresión de la concentración. Preparación en el laboratorio de disoluciones de concentración determinada: uso de la concentración molar. CRITERIOS DE EVALUACION 1. Interpretar las leyes ponderales y las relaciones volumétricas de Gay-Lussac, aplicar el concepto de cantidad de sustancia y su medida y determinar fórmulas empíricas y moleculares. 2. Se pretende comprobar si los estudiantes son capaces de interpretar las leyes ponderales y las relaciones volumétricas de combinación entre gases, teniendo en cuenta la teoría atómica de Dalton y las hipótesis de Avogadro. 3. Asimismo, deberá comprobarse que comprenden la importancia y el significado de la magnitud cantidad de sustancia y su unidad, el mol, y son capaces de determinarla en una muestra, tanto si la sustancia se encuentra sólida, gaseosa o en disolución. Deberán establecer equivalencias entre moles, gramos, número de moléculas y número de átomos 4. También se evaluará el conocimiento y aplicación de las leyes de los gases y la realización de experiencias para su comprobación. Asimismo se valorará si aplican el concepto de mol a la determinación de fórmulas empíricas y moleculares. Además, se comprobará si son capaces de preparar en el laboratorio disoluciones de una concentración dada a partir de la información que aparece en las etiquetas de los envases de distintos productos. UNIDAD 3 EL ATOMO Y SUS ENLACES (I) OBJETIVOS 1. Conocer los modelos atómicos que se han presentado a lo largo de la historia de la Química y saber las limitaciones de los mismos. 2. Establecer correctamente la configuración electrónica de los elementos y obtener de ella toda la información que ofrece. 3. Conocer correctamente, el nombre, símbolo y grupo de los elementos representativos del Sistema Periódico. 4. Conocer las propiedades periódicas y su evolución a lo largo del Sistema Periódico. 2 CONTENIDOS Primeros modelos atómicos: Thomson y Rutherford. Los espectros y el modelo atómico de Bohr. Distribución electrónica en niveles energéticos. Introducción cualitativa al modelo cuántico. Aproximación al concepto de orbital. Abundancia e importancia de los elementos en la naturaleza. El sistema periódico. Relación del sistema periódico con la estructura electrónica de los átomos. Propiedades periódicas. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Analizar críticamente los modelos de Thomson y de Rutherford y valorar el desarrollo de la Química en el siglo XIX. 2. Indicar las características de las partículas subatómicas y definir los conceptos de número atómico, número másico, isótopos y masa atómica, justificando los valores no enteros de ésta última como consecuencia de la existencia de isótopos. 3. Determinar el número de partículas subatómicas del átomo de un elemento a partir de su número atómico y número másico. 4. Explicar la relación existente entre las líneas del espectro de emisión del hidrógeno y los niveles energéticos de los electrones. 5. Escribir configuraciones electrónicas de los elementos de los grupos más representativos y deducir la relación entre la configuración electrónica y su posición en el Sistema Periódico. 6. Interpretar la variación de algunas propiedades periódicas UNIDAD 4 EL ATOMO Y SUS ENLACES (II) OBJETIVOS 1. Entender la relación entre la configuración electrónica de un átomo y su estabilidad. 2. Comprender la relación entre la configuración electrónica externa y el tipo de enlace químico. 3. Conocer la relación entre el tipo de enlace que une los átomos de las diferentes substancias y sus propiedades. 4. Comprender el significado y la importancia de la formulación y nomenclatura química. 5. Conocer y utilizar las reglas para la formulación de los compuestos binarios más comunes, así como las distintas formas de su nomenclatura. 6. Formular y nombrar correctamente los hidróxidos, los oxoácidos más comunes y las sales que proceden de éstos. CONTENIDOS Enlaces iónico, covalente, metálico. Enlaces intermoleculares. Justificación de algunas propiedades de las sustancias en función del tipo de enlace. Formulación y nomenclatura de los elementos siguiendo. las normas de la IUPAC. 3 Formulación y nomenclatura de óxidos, peróxidos, hidruros, oxácidos, hidróxidos y sales ternarias. CRITERIOS DE EVALUACION 1. Explicar el enlace iónico basándose en el modelo de capas y conoce las propiedades y la nomenclatura de estos compuestos. 2. Describir los enlaces covalente y metálico como compartición de electrones, utilizando el modelo de capas y la regla del octeto, explica las propiedades de estos compuestos (temperaturas de fusión y ebullición, conductividad eléctrica, solubilidad en agua) y utiliza adecuadamente su nomenclatura 3. Describir y diferencia los enlaces iónico, covalente, metálico e intermolecular. 4. Interpretar, teniendo en cuenta los enlaces que unen sus partículas, el comportamiento de diferentes tipos de sustancias y su formulación. 5. Formular y nombrar correctamente, según las normas de la IUPAC, compuestos químicos inorgánicos binarios y ternarios de los especificados anteriormente. UNIDAD 5 ESTUDIO DE LAS TRANSFORMACIONES QUIMICAS (I) OBJETIVOS 1. Interpretar las reacciones químicas como procesos de transformación de unas sustancias en otras. 2. Conocer los diferentes tipos de reacciones químicas. 3. Escribir y ajustar correctamente ecuaciones químicas e interpretarlas en términos atómico-moleculares y molares. 4. Comprender el significado de la composición centesimal de un compuesto y conocer la forma de calcularla. 5. Determinar fórmulas empíricas y moleculares. CONTENIDOS Importancia del estudio de las transformaciones químicas y sus implicaciones. La reacción química. Ajuste de ecuaciones químicas. Tipos de reacciones: Combustión y ácido base. Interpretación microscópica de las reacciones químicas. Velocidad de reacción. Factores de los que depende: hipótesis UNIDAD 6 ESTUDIO DE LAS TRANSFORMACIONES QUIMICAS (II) OBJETIVOS 1. Identificar el reactivo limitante de un proceso químico. 2. Conocidos los datos de los reactivos y productos, efectuar los cálculos estequiométricos correspondientes para determinar los datos desconocidos. 3. Adquirir destreza en la realización de todo tipo de cálculos estequiométricos. 4 4. Reconocer las ventajas e inconvenientes de la industria química actual. CONTENIDOS Estequiometría de las reacciones. Reacciones con reactivos impuros y disoluciones. Procesos con reactivo limitante. Rendimiento de una reacción. Química e industria: materias primas y productos de consumo. Implicaciones de la química industrial. Valoración de algunas reacciones químicas que, por su importancia biológica, industrial o repercusión ambiental, tienen mayor interés en nuestra sociedad. La industria química en el Principado de Asturias. El papel de la Química en la construcción de un futuro sostenible. CRITERIOS DE EVALUACION (UNIDADES 5 Y 6) 1. Reconocer la importancia del estudio de las transformaciones químicas y sus repercusiones, interpretar microscópicamente una reacción química utilizando el modelo de choques entre partículas, emitir hipótesis sobre los factores de los que depende la velocidad de una reacción, sometiéndolas a prueba, y realizar cálculos estequiométricos en ejemplos de interés práctico. 2. Se evaluará si el alumnado valora la importancia y utilidad del estudio de transformaciones químicas en la sociedad actual, tales como las combustiones y las reacciones ácido base, así como ejemplos llevados a cabo en experiencias de laboratorio y en la industria química. Se valorará si reconoce el tipo de reacción química, la ajusta e interpreta microscópicamente. Si comprende el concepto de velocidad de reacción, es capaz de predecir y poner a prueba los factores de los que depende, y valora su importancia en procesos cotidianos. Asimismo se comprobará si resuelve problemas sobre las cantidades de sustancia de productos y reactivos que intervienen en los procesos químicos y la energía implicada en ellos. 3. También se evaluará si el alumnado reconoce las aplicaciones de las reacciones químicas a las industrias químicas más representativas en la actualidad, especialmente las del Principado de Asturias, valorando sus posibles impactos medioambientales y los medios que se pueden utilizar para minimizarlos. UNIDAD 7. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ORGÁNICA OBJETIVOS 1. Conocer las distintas posibilidades de enlace del átomo de carbono y relacionarlas con su estructura electrónica. 2. Conocer los grupos funcionales más característicos. 3. Formular y nombrar correctamente compuestos orgánicos sencillos. 4. Conocer la gran abundancia de compuestos orgánicos y sus múltiples aplicaciones. 5 CONTENIDOS Orígenes de la química orgánica: superación de la barrera del vitalismo. Importancia y repercusiones de las síntesis orgánicas. Posibilidades de combinación del átomo de carbono. Introducción a la formulación de los compuestos de carbono Los hidrocarburos: aplicaciones, propiedades y reacciones químicas. Fuentes naturales de hidrocarburos. El petróleo y el gas natural: sus aplicaciones. Repercusiones socioeconómicas, éticas y medioambientales asociadas al uso de combustibles fósiles en las fases de extracción, transporte y transformación. Efecto invernadero y lluvia ácida. El desarrollo de los compuestos orgánicos de síntesis: de la revolución de los nuevos materiales a los contaminantes orgánicos permanentes, como insecticidas tóxicos, polímeros no degradables, etc. Ventajas e impacto sobre la sostenibilidad. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Identificar las propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos así como su importancia social y económica, saber formularlos y nombrarlos aplicando las reglas de la IUPAC y valorar la importancia del desarrollo de las síntesis orgánicas y sus repercusiones. 2. Se evaluará si los estudiantes valoran lo que supuso la superación de la barrera del vitalismo, así como el espectacular desarrollo posterior de las síntesis orgánicas y sus repercusiones (nuevos materiales, contaminantes orgánicos permanentes, etc.). A partir de las posibilidades de combinación entre el carbono y el hidrógeno, el alumnado ha de ser capaz de escribir y nombrar los hidrocarburos de cadena lineal y ramificados, identificar y justificar sus propiedades físicas y químicas, incluyendo reacciones de combustión y de adición al doble enlace. 3. También identificarán las principales fracciones de la destilación del petróleo, sus aplicaciones en la obtención de muchos de los productos de consumo cotidiano (industria petroquímica), valorando su importancia social y económica, las repercusiones de su utilización y agotamiento y la necesidad de investigaciones en el campo de la química orgánica que puedan contribuir a la sostenibilidad. Asimismo, los estudiantes valorarán, especialmente, la influencia decisiva que tiene en el cambio climático el uso de combustibles fósiles. También se analizará la dependencia que tiene España en gas y petróleo de las fuentes externas de aprovisionamiento. UNIDAD 8 ESTUDIO DEL MOVIMIENTO OBJETIVOS 1. Comprender la necesidad de un sistema de referencia para analizar un movimiento 2. Distinguir si un cuerpo está en reposo o en movimiento respecto a un determinado sistema de referencia. 3. Conocer las magnitudes necesarias para describir un movimiento. 4. Diferenciar los distintos tipos de movimiento. 6 5. Entender y ver la necesidad de las representaciones gráficas. 6. Adquirir soltura en la aplicación de las ecuaciones a la resolución de problemas relativos a los movimientos estudiados, 7. Elaborar conclusiones con respecto a hipótesis previas. 8. Valorar las aportaciones de Kepler y Galileo a la revolución científica CONTENIDOS Importancia del estudio de la cinemática en la vida cotidiana y en el surgimiento de la ciencia moderna. Sistemas de referencia inerciales. Magnitudes necesarias para la descripción del movimiento. Iniciación al carácter vectorial de las magnitudes que intervienen. Revisión del movimiento rectilíneo y uniforme y estudio de los movimientos rectilíneo uniformemente acelerado y circular uniforme. Las aportaciones de Galileo al desarrollo de la cinemática y de la ciencia en general. Superposición de movimientos uniformes y acelerados. Lanzamientos horizontal y oblicuo. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. El alumno/a deberá ser capaz de aplicar estrategias características de la actividad científica al estudio de los movimientos estudiados: uniforme, rectilíneo y circular, y rectilíneo uniformemente acelerado. 2. Se trata de evaluar si el alumnado comprende la importancia de los diferentes tipos de movimientos estudiados y es capaz de resolver problemas de interés en relación con los mismos poniendo en práctica estrategias básicas del trabajo científico. 3. Se valorará asimismo si el alumno/a conoce las aportaciones de Galileo al desarrollo de la cinemática y al nacimiento de la metodología científica, así como las dificultades tuvo que enfrentarse; en particular, si comprende la superposición de movimientos, introducida para el estudio de los lanzamientos horizontal y oblicuo, como origen histórico y fundamento del cálculo vectorial. El alumno/a deberá ser capaz de calcular el alcance máximo y la altura máxima de un proyectil. UNIDAD 9 DINAMICA (I) OBJETIVOS 1. Comprender el concepto de fuerza y sus efectos sobre los cuerpos. 2. Expresar vectorialmente las fuerzas. 3. Comprender el concepto de fuerza resultante de un sistema de fuerzas y calcular la resultante de un sistema de fuerzas concurrentes en distintas situaciones. 4. Conocer y manejar las unidades de fuerza 5. Comprender las leyes de Newton y aplicar la 2ª ley para resolver problemas. 6. Localizar la existencia de fuerzas de acción y reacción en casos habituales. 7. Conocer la existencia de la fuerza de rozamiento en fenómenos frecuentes y de la fuerza centrípeta en el movimiento circular. 7 8. Conocer la magnitud momento lineal y saber que se conserva en ausencia de fuerzas exteriores. CONTENIDOS De la idea de fuerza de la física aristotélico-escolástica al concepto de fuerza como interacción. Interacciones básicas en la naturaleza y características de las mismas Revisión y profundización de las leyes de la dinámica de Newton. Momento lineal (cantidad de movimiento) y principio de conservación, estudio de choques y explosiones. La fuerza como variación temporal del momento lineal. Ejemplos prácticos. UNIDAD 10 DINAMICA (II) OBJETIVOS 1. Comprender la importancia de las fuerzas gravitatorias y en especial de la fuerza de la gravedad. 2. Comprender la disminución del valor de la gravedad al aumentar la altura sobre la superficie de la Tierra. 3. Comprender la disminución del peso de los cuerpos al elevarlos sobre la superficie de la Tierra CONTENIDOS Interacción gravitatoria. Importancia de la ley de la gravitación universal. Estudio de algunas situaciones dinámicas de interés: peso, fuerzas de fricción, tensiones y fuerzas elásticas. Dinámica del movimiento circular uniforme. Importancia de la educación vial. Estudio de situaciones cinemáticas y dinámicas de interés, como el espacio y el tiempo de frenado, la influencia de la velocidad en un choque, las fuerzas implicadas, etc. CRITERIOS DE EVALUACIÓN (UNIDADES 9 y 10) 1. Identificar las fuerzas que actúan sobre los cuerpos, como resultado de interacciones entre ellos, y aplicar el principio de conservación del momento lineal, para explicar situaciones dinámicas cotidianas. 2. Se evaluará la comprensión del concepto newtoniano de interacción y de los efectos de fuerzas sobre cuerpos en situaciones cotidianas como, por ejemplo, las que actúan sobre un ascensor, un objeto que ha sido lanzado verticalmente, cuerpos apoyados o colgados, móviles que toman una curva, que se mueven por un plano (horizontal o inclinado) con rozamiento, etc., utilizando sistemáticamente los diagramas de fuerzas. 3. Se evaluará así si los estudiantes son capaces de aplicar el principio de conservación del momento lineal (cantidad de movimiento) en situaciones de interés como choques unidireccionales, retroceso de las armas de fuego, propulsión de cohetes o explosiones, sabiendo previamente precisar el sistema sobre el que se aplica. 8 4. Se valorará la realización de actividades prácticas como el estudio experimental de las fuerzas elásticas o de las fuerzas de rozamiento. También se valorará si describen y analizan los factores físicos que determinan las limitaciones de velocidad en el tráfico (estado de la carretera, neumáticos, etc.) y la necesidad objetiva de considerarlos justificando, por ejemplo, el uso del cinturón de seguridad. UNIDAD 11 LA ENERGIA Y SU TRANSFERENCIA: TRABAJO Y CALOR OBJETIVOS 1. Adquirir una idea correcta de la energía y conocer sus distintas formas. 2. Considerar el trabajo mecánico como una forma de transferencia de energía entre los cuerpos. 3. Distinguir las diversas formas de energía mecánica. 4. Conocer el Principio de conservación de la energía mecánica y utilizarlo en situaciones de Transformación de energía cinética en potencial, y viceversa. 5. Comprender la transformación y la degradación de la energía. 6. Conocer la utilización de las distintas fuentes de energía a lo largo de los tiempos y las que se proponen hoy como alternativas, valorando su influencia en la distribución de la riqueza. 7. Adoptar los hábitos de vida que permiten un ahorro energético y una reducción de la contaminación y utilizar las nuevas tecnologías que lo hacen posible. CONTENIDOS Revisión y profundización de los conceptos de energía, trabajo y calor y sus relaciones. Eficacia en la realización de trabajo: potencia. Formas de energía: energía cinética y teorema de la energía cinética, fuerzas conservativas y energía potencial (gravitatoria y elástica), energía mecánica Principio de conservación y transformación de la energía. Primer principio de la Termodinámica. Degradación de la energía. CRITERIOS DE EVALUACION 1. Aplicar los conceptos de trabajo y energía, y sus relaciones, en el estudio de las transformaciones y el principio de conservación y transformación de la energía en la resolución de problemas de interés teórico práctico. 2. Se trata de comprobar si los estudiantes comprenden en profundidad los conceptos de energía, trabajo y calor y sus relaciones, en particular las referidas a los cambios de energía cinética, potencial y total del sistema, así como si son capaces de aplicar el principio de conservación y transformación de la energía y comprenden la idea de degradación. 3. Se valorará si analizan los accidentes de tráfico desde el punto de vista energético y justifican los dispositivos de seguridad (carrocerías deformables, cascos, etc.) para minimizar los daños a las personas. Se analizaran problema específico de las motocicletas. ( 400 motoristas mueren al año en España) 9 4. Se valorará también si han adquirido una visión global de los problemas asociados a la obtención y uso de los recursos energéticos y los debates actuales en torno a los mismos, así como si son conscientes de la responsabilidad, tanto individual como colectiva, en la búsqueda de soluciones, mostrando actitudes y comportamientos coherentes. UNIDAD 12 ELECTRICIDAD (I) OBJETIVOS 1. Interpretar los fenómenos de electrización de la materia. 2. Utilizar la ley de Coulomb para calcular la intensidad de las fuerzas electrostáticas. 3. Comprender los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico. 4. Aplicar el concepto de campo eléctrico a situaciones sencillas. CONTENIDOS Revisión de la fenomenología de la electrización y la naturaleza eléctrica de la materia ordinaria. La interacción electrostática. Introducción al estudio del campo eléctrico. Líneas de campo creados por cargas puntuales. Concepto de potencial. UNIDAD 13 ELECTRICIDAD (II) OBJETIVOS 1. Identificar los elementos de un circuito eléctrico y los aparatos de medida más corrientes. 2. Interpretar el significado de las magnitudes básicas de la corriente eléctrica y aplicar la ley de Ohm para realizar cálculos con ellas. 3. Conocer el peligro que entraña manipular aparatos eléctricos de manera poco cuidadosa. 4. Valorar la energía como un bien escaso. CONTENIDOS La corriente eléctrica; ley de Ohm; asociación de resistencias. Efectos energéticos de la corriente eléctrica. Energía de la corriente eléctrica. Aplicaciones. Generadores y receptores de corriente. Fuerza electromotriz y contraelectromotriz. La energía eléctrica en las sociedades actuales: profundización en el estudio de su generación, transporte, consumo y en las repercusiones de su utilización. CRITERIOS DE EVALUACION (UNIDADES 12 y 13) 1. Interpretar la interacción eléctrica y los fenómenos asociados, así como sus repercusiones, y aplicar estrategias de la actividad científica y tecnológica para el estudio de circuitos eléctricos. 10 2. Con este criterio se pretende comprobar si los estudiantes son capaces de reconocer la naturaleza eléctrica de la materia ordinaria y aplican la ley de Coulomb. También se valorará si identifican los elementos básicos de un circuito eléctrico, definen y conocen las unidades de las magnitudes que lo caracterizan y las relaciones entre ellas, aplicando estos conocimientos a la resolución de ejercicios y cuestiones, incluida la realización de balances energéticos para resolver circuitos que incluyan pilas, resistencias y motores. 3. Los estudiantes deben plantear y resolver problemas de interés en torno a la corriente eléctrica como: cálculo del consumo de energía eléctrica de cualquier electrodoméstico, utilización de los aparatos de medida más comunes e interpretación, diseño y montaje de diferentes tipos de circuitos eléctricos, teniendo en cuenta las normas de seguridad. 4. Se valorará, asimismo, si comprenden los efectos energéticos de la corriente eléctrica analizando críticamente la producción y el consumo de la energía eléctrica, su importancia y sus consecuencias socioeconómicas en el contexto de un desarrollo sostenible. 11