Subsector: QUÍMICA Nivel: NM2 Duración: 10 MINUTOS El programa muestra de manera amena, el origen del estudio del carbono y su importancia en nuestro mundo. Enfatiza la estructuración de los compuestos que poseen carbono como átomo central y la forma como este se encuentra enlazado. A través de animaciones, el docente podrá revisar conceptos tales como: enlace, enlace covalente, fórmula, estructura molecular, valencia, electronegatividad, etc. Nota: si el docente no puede trabajar con el subsector de matemática para la actividad de modelos moleculares se sugieren las siguientes páginas web: www.arrakis.es/~bbo/geom/ www.geocities.com/digimat07/geometria.ht ml Para química en el estudio del carbono se sugiere: www.juntadeandalucia.es/averroes/~jpccec /tabalp/index.html OBJETIVOS FUNDAMENTALES TRANSVERSALES Los contenidos del programa contribuyen a la formación de los alumnos y alumnas en los ámbitos del crecimiento y autoafirmación personal, desarrollo del pensamiento, persona y entorno y formación ética. De acuerdo a esto se sugiere al docente trabajar los OFT referido a la formación y desarrollo del interés y capacidad de conocer la realidad y utilizar el conocimiento y la información, desarrollar de formas de observación, razonamiento y de proceder característicos de la metodología científica y la honestidad en la presentación y discusión de todos los resultados. SUBSECTOR DE APRENDIZAJE: QUÍMICA OBJETIVOS FUNDAMENTALES CONTENIDOS MÍNIMOS NM2 NM2 Relacionar la estructura electrónica del átomo con su capacidad de interacción con otros átomos. Propiedades periódicas de los elementos: volumen y radio atómico. Energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad, usando la Tabla Periódica. Reconocer la presencia de compuestos orgánicos e inorgánicos en el contexto cotidiano y entender las nociones esenciales de la química orgánica. Enlaces iónicos, covalentes y de coordinación. Valorar el papel de los compuestos orgánicos en la vida diaria desde un punto de vista químico, social y medioambiental. Caracterización de los grupos funcionales; introducción a la nomenclatura de compuestos orgánicos. http//es.wikipedia.org/wiki/carbono www.eureka.ya.com/geoquimica/tema11.ht ml Para una mejor comprensión del programa es recomendable comentar previamente los siguientes conceptos: www.geocities.com/ciclo_c/EVOLUCION/ev olucion.html www.iespana.es/natureduca/cienc ciclo carbono.htm Química orgánica, fórmula molecular, fórmula estructural, enlace, estabilidad electrónica, electronegatividad, enlace covalente, compuestos orgánicos e inorgánicos. 1. Previo a la observación del programa, se sugiere al docente comentar brevemente con sus alumnos y alumnas el contenido del capítulo, para motivarlos a reconocer los conceptos del vocabulario antes mencionado. 2. Posteriormente, los alumnos y alumnas construyen una línea de tiempo, en relieve, sobre el desarrollo de la química destacando el período de surgimiento del estudio de la química del carbono, presentado en el programa. Se sugiere que esta actividad sea desarrollada en equipos de trabajo de 4 a 6 personas, utilizando para ello hojas de block y material de desecho para estructurar el relieve. Esta actividad se puede realizar en conjunto con el profesor de Artes Visuales. 3. Para trabajar los conceptos de enlace, electronegatividad, estabilidad molecular y electrónica y fórmula molecular tratados en el programa se sugiere que el docente presente ante sus alumnos la tabla periódica que puede tener en el laboratorio, o que él mismo puede confeccionar con papel kraft. Los alumnos y alumnas dibujan el contorno de ésta en su cuaderno, señalando la posición por período y grupo del elemento carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre, teniendo presente que el carbono es el elemento principal en estudio. Además, deben indicar el valor de la electronegatividad de los elementos mencionados, sus números atómicos y sus masas atómicas promedio para posteriormente, con la información que manejan, predigan la estructura molecular de compuestos sencillos como el gas de cañería, metano, el gas licuado, una mezcla de propano y butano, etc. 4. Si el docente cuenta con sala de computación y acceso a Internet se propone que la actividad anterior sea realizada directamente en el laboratorio de computación utilizando las páginas: www.juntadeandalucia.es/averroes/~jpccec/tabalp/index.html http//es.wikipedia.org/wiki/carbono 5. A partir de la actividad anterior se propone que los alumnos y alumnas construyan modelos moleculares en dos dimensiones, con materiales como palos de fósforos para indicar los enlaces covalentes y pelotitas de plumavit para los átomos, pintando de diferente color cada uno de ellos de acuerdo a la normativa IUPAC. Si no es posible conseguir pelotitas de plumavit se puede hacer con papel de diario. Los alumnos construirán diferentes figuras en volumen para representar los átomos, así por ejemplo el carbono podría ser una pirámide cuadrangular, el hidrógeno un cubo, el oxígeno un cilindro, etc. Se sugiere hacer esta actividad junto al profesor de Matemática. Una vez confeccionadas las estructuras se pide a los alumnos y alumnas que expliquen su estructura en relación al enlace covalente que forma el carbono, con el propósito que comprendan a cabalidad el concepto. Carbono–negro; Hidrógeno–blanco; Oxígeno–Rojo; Azufre–amarillo. 6. Durante la observación del programa se sugiere detener la cinta aproximadamente a los 3 minutos y aclarar la diferencia entre sustancias orgánicas e inorgánicas. 7. A los 5’ 30" se puede detener el programa y preguntar a los alumnos cómo los electrones que forman parte del Litio, pasan al Flúor (explicar este fenómeno aparentemente extraño). En esta ocasión el docente puede escribir en la pizarra las ideas y conceptos previos que tienen los alumnos para luego continuar con la observación del programa y verificar qué tanto han aprendido con los contenidos anteriores (es una buena instancia para realizar una evaluación diagnóstica). 8. Una vez concluido el programa preguntar inmediatamente a los alumnos y alumnas ¿por qué el enlace mostrado a los 8’, entre el carbono y el hidrógeno "se realiza a la velocidad de la luz"?. 9. Para el OFT propuesto se recomienda que los alumnos y alumnas distingan de manera empírica, la diferencia entre compuestos orgánicos e inorgánicos, para ello se sugiere que en grupos de 4 a 6 personas, realicen una actividad experimental simple como la siguiente: 10. Bibliografía recomendada: Chang, R "Química Orgánica", Editorial Mc Graw Hill Edición 2001 Guía de experimento Experimento Nº 1 "Carbono: el comprometido" Reactivos: azúcar sal de mesa talco astillas de madera trozos pequeños de algún material plástico cáscara de huevo Procedimiento experimental: Rotular los tubos de ensayo numerándolos de 1 a 6 y colocarlos en la gradilla. Materiales y equipo: gradilla 6 tubos de ensayo mechero bunzen o de alcohol fósforos pinzas de madera Tubo Nº azúcar sal de mesa astillas de madera talco trozos de plástico cáscara de huevo Tomar una pequeña muestra de cada uno de los reactivos y depositarlos en cada uno de los tubos de ensayo en el siguiente orden: Muestra Tomar con la pinza el tubo Nº 1 y acercarlo a la llama del mechero, cuidando que la boca del tubo no apunte a alguna persona, calentar la muestra hasta total calcinación. Anotar lo observado en una tabla especial para ello. Repetir la operación anterior para cada muestra y luego, a través del residuo formado, predecir que sustancias contienen carbono en su estructura. Proponer a los alumnos y alumnas que investiguen acerca de objetos, alimentos y sustancias de uso cotidiano que contengan carbono y otras que no lo contengan para que visualicen la abundancia e importancia de este elemento.