EFN B2Q6

COLEGIO MÉXICO NUEVO
3° DE SECUNDARIA
EXPLORACIÓN DE LOS FENÓMENOS NATURALES QUÍMICA
EXPLORACIÓN No. 6
Nombre: ________________________________Grupo:____________ Clave: _________Fecha:_________
Competencias que se favorecen: Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde la perspectiva científica • Toma de
decisiones informadas para el cuidado del ambiente y la promoción de la salud orientadas a la cultura de la prevención • Comprensión
de los alcances y limitaciones de la ciencia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos.
ELEMENTAL MI QUERIDO WATSON
INTENCIÓN PEDAGÓGICA: Clasifica elementos por sus características químicas y físicas en metales y no metales.
Observa las propiedades físicas y químicas de los iones de elementos representativos y elementos de transición..
Analiza y reflexiona el siguiente fragmento:
Una historia elemental
Descubrir la existencia de las sustancias elementales ha sido una increíble hazaña que le ha tomado a la humanidad toda su historia. Contrario a
lo que se cree, las sustancias elementales son menos estables que las compuestas. Si dejáramos, en algún lugar de la Tierra, todas las sustancias
elementales separadas en "montoncitos" (y no volviéramos a tocarlas ni a hacerles nada), en unos cuántos años habrían reaccionado entre sí y, en
consecuencia, ya no encontraríamos más que trazas de las sustancias elementales originales y una gran variedad de sustancias compuestas.
Cuando el hombre apareció en el planeta, encontró una infinidad de materiales (madera, aire, rocas, agua de mar, etcétera) formados, en realidad,
por la mezcla de muchas sustancias, casi todas ellas, compuestas. En esa confusión, descubrir y encontrar las sustancias elementales, supuso
dos tareas de una enorme dificultad:
1º Separar las sustancias que se encontraban mezcladas en los materiales conocidos.
2º Realizar, con ellas, miles y miles de reacciones de descomposición hasta llegar a las más simples.
En la actualidad, con todos los conocimientos de la época y los veloces adelantos tecnológicos, estas tareas requieren de equipos caros y
sofisticados y de la habilidad y preparación de profesionistas muy calificados: los químicos.
Así y todo, los humanos conocemos desde la antigüedad las siguientes sustancias elementales: azufre, carbono, cobre, estaño, hierro, mercurio,
oro, plata y plomo. Desde entonces hasta 1700 d. C. sólo se pudieron descubrir 5 elementos: antimonio, arsénico, bismuto, fósforo y zinc. En la
segunda mitad del siglo XVIII, 15 elementos más fueron encontrados. Entre ellos, el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno. El descubrimiento de
estos 3 gases fue, sin lugar a dudas, el preámbulo que dio origen a la química como ciencia.
Durante el siglo XIX y la primera mitad del siglo XX, se descubrieron el resto de las 92 sustancias elementales existentes en la naturaleza. Entre
ellas, los misteriosos y elusivos gases nobles. Son 6: helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón. Estas sustancias son las únicas (de las 92) cuyos
átomos pueden existir en forma aislada. Todas las demás sustancias elementales tienen que formar pequeñas moléculas (racimos de átomos
unidos entre sí) o enormes redes (complicados entramados hechos a partir de la unión de átomos) puesto que sus átomos aislados no son
estables.
Vale la pena mencionar que el descubrimiento del helio fue, en cierta medida, un hallazgo extraterrestre. En 1868, mediante un telescopio
acoplado a un espectroscopio, Pierre Jules Janssen, un astrónomo francés, observó en la luz proveniente del Sol una línea amarilla que no
pertenecía al espectro de ningún elemento conocido. Dos años después, su colega, el astrónomo inglés Joseph Norman Lockyer, se aventuró a
afirmar que esa línea era emitida por un elemento desconocido al que llamó helio (de la palabra griega helios que significa "Sol").
Aunque en la naturaleza sólo hay 92 elementos, en la actualidad, se conocen 118. ¿De dónde han salido los demás? Fácil... ¡el hombre los ha
creado!
El origen de los elementos
Los átomos de una sustancia elemental son todos iguales. Además, los átomos de cada elemento son diferentes. Por lo tanto, en las sustancias
compuestas hay átomos de un elemento unidos con átomos de otros elementos. Todos los átomos (sean del elemento que sea) tienen una parte
positiva (los protones) concentrada en un núcleo, rodeada por una parte negativa (los electrones). Lo que hace distinto a un átomo de otro (y, por
tanto, a un elemento de otro) es el número de protones. A este número se le llama número atómico y corresponde con la posición que ocupan los
elementos en la tabla periódica. Además de los protones, en los núcleos atómicos hay otras partículas sin carga eléctrica llamadas neutrones.
Modificar el número de protones de los átomos no es cosa fácil. Para ello se requiere de reacciones nucleares. Por eso, los alquimistas fracasaron
en su empeñoso afán por transmutar la materia.
Sin embargo, en las estrellas las reacciones nucleares se dan de manera natural. En las estrellas como el Sol, los núcleos de hidrógeno se
transforman constantemente en núcleos de helio. La energía que se libera de este proceso ha impedido (durante 5 mil millones de años) que el Sol
se colapse debido a la atracción gravitacional. Y se sabe que hay suficiente hidrógeno en su interior para mantenerlo así otros 5 mil millones de
años.
En las Gigantes Rojas (que es en lo que se va a convertir nuestro amado Sol cuando se le acabe el hidrógeno), a partir de los núcleos de helio, se
forman los elementos cuyo número atómico va desde 3 hasta 26, es decir, desde el litio hasta el hierro. Del cobalto al uranio (92 protones), los
núcleos no liberan energía al formarse; más bien la absorben. Por eso, no es posible que se formen en las Gigantes Rojas sino que se producen
en las espectaculares explosiones estelares conocidas como Novas y Supernovas.
Los elementos terrícolas
En los años 50, los científicos de la época crearon los elementos 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100 y 101. Esto se logró mediante dos tipos de
reacciones nucleares: el decaimiento beta y la captura alfa. En el primero, se bombardean núcleos de elementos pesados con neutrones. Cada
neutrón capturado se transforma en un protón y un electrón (partícula beta). Como resultado se crea un nuevo elemento con un protón de más, es
decir, con el siguiente número atómico al del elemento original. En el segundo, los núcleos pesados son bombardeados con núcleos de helio
(partículas alfa) haciendo que el número atómico se incremente dos unidades cada vez.
De 1958 a 1974, se sintetizaron desde el elemento 102 hasta el 106. Para ello, bombardearon los núcleos recién creados con iones de elementos
ligeros como el boro. Para lograrlo, se requirió el desarrollo de grandes aceleradores de partículas. Más allá del elemento 106, fue imposible crear
nuevos núcleos con esta técnica.
En 1974, un grupo de investigadores dirigidos por Yuri Oganessian en Dubna, Rusia descubrieron una técnica que podía servir para la síntesis de
nuevos elementos. Se les ocurrió invertir los papeles: usar como proyectiles a los núcleos pesados y como blanco a los iones de elementos ligeros.
Esto permitía colisiones "frías" que no liberaban tanta energía dando tiempo a que se estabilizaran los nuevos núcleos.
Esta técnica se empezó a utilizar a partir de 1975 cuando se abrió el UNILAC (Universal Linear Accelerator) en Darmstadst, Alemania con el cual
se podía acelerar incluso los iones más pesados hasta alcanzar las más altas energías. Con este poderoso equipo, el grupo alemán dirigido por
Peter Armbruster logró a principios de los 80 sintetizar los elementos 107, 108 y 109. Hubo que esperar hasta 1996 para crear los elementos 110,
111 y 112. Finalmente, en los últimos 6 años, entre el grupo ruso y el grupo alemán, han logrado sintetizar los elementos 113, 114, 115, 116, 117 y
118.
En 1869 Mendeleiev y Lothar Meyer (de forma simultánea e independiente) aprovecharon los conocimientos y trabajos existentes sobre
clasificación de los elementos según sus propiedades, encontrando que si éstos se ordenaban según aumentaba el peso atómico, cada cierto
número de elementos se repetían las propiedades químicas y físicas o bien variaban de forma regular y sistemática. Esto les llevó a realizar una
clasificación de los elementos en orden creciente de su masa atómica y de tal forma que en columna se correspondieran los elementos de
propiedades semejantes. Mendeleiev observó que en su clasificación debía dejar algunos "huecos' vacíos ya que no se conocían elementos que
correspondieran a las propiedades de esa posición, posteriormente predijo con gran exactitud la existencia y propiedades de esos elementos que
luego fueron descubiertos (algunos de ellos viviendo aún Medeleiev).
Otros de los aciertos de Mendeleiev fue anteponer como criterio de clasificación las propiedades químicas y físicas de los elementos, antes que
su peso atómico en dos parejas de elementos, Co-Ni y Te-I (él supuso que sus pesos atómicos estaban mal calculados, ya que sus valores eran
muy próximos).
En realidad la clasificación actual sigue un orden creciente de Z, es decir del número atómico, que equivale al número de protones del
elemento, lo cual está relacionado con el peso o masa atómica ya que ésta aumenta al aumentar Z (salvo raras excepciones debido al porcentaje
de los distintos isótopos del elemento).
La Tabla Periódica tiene tres nuevos elementos
Tres nuevos elementos en la Tabla Periódica
La Asamblea General de la Unión Internacional para la Física Pura y Aplicada (IUPAP, en sus siglas en inglés) incluyó en su última
reunión en Londres tres nuevos elementos a la Tabla Periódica, incluido uno cuyo nombre conmemora al astrónomo Nicolás Copérnico
(1473-1543). Los tres nuevos elementos están numerados 110, 111 y 112, y son el Darmstadtium (Ds), el Roentgenium (Rg) y el
Copernicium (Cn).
La Asamblea General, que incluye a 60 miembros de diferentes países, aprobó los nombres en su reunión en el Instituto de Física de la capital
británica.
El físico Robert Kirby-Harris, director ejecutivo del Instituto y secretario general de la IUPAP, declaró que los nombres de los nuevos elementos
"fueron acordados tras consultas con físicos de todo el mundo". "Estamos encantados que hemos introducido tres nuevos elementos a la
Tabla periódica", agregó. Aunque los elementos fueron incluidos este fin de semana a la Tabla, ya habían sido descubiertos hace tiempo. La cita
en Londres incluyó ponencias de los principales físicos británicos, como también el nombramiento de la primera mujer presidente de la IUPAP, la
profesora Cecilia Jarlskog, del Departamento de Física Matemática de la Universidad Lund de Suecia.
La Tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características;
su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.
Dicha tabla fue ideada por Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien
Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.
La forma actual es una versión modificada de la de Mendeléyev y fue diseñada por Alfred Werner.
Una reflexión elemental
Sabemos que el número de elementos, que pudiéramos preparar los humanos, no puede ser infinito. ¿Sin embargo, qué tan lejos podremos llegar?
Horizontes 2000, 5 (10) 35-39
Revisa los siguientes enlaces para la ejecución de tu experimento
http://quimicalibre.com/propiedades-de-los-metales/
http://quimica3prepa7.blogspot.mx/2012/03/metales-no-metales-semimetales-en-la.html
http://cdigital.dgb.uanl.mx/la/1020124110/1020124110_007.pdf
AUTOEVALUACIÓN DE SABERES PREVIOS: Investiga, reflexiona y contesta las siguientes preguntas.
1. Menciona las dos tareas que tuvieron que realizar para descubrir y encontrar las sustancias elementales.
2. Escribe diez elementos que se mencionan en la lectura
3. ¿Cuáles fueron las aportaciones de Mendeleiev y Meyer en la clasificación de elementos?
4. ¿Por qué es importante conocer las propiedades de los elementos?
5. ¿Qué pruebas puedo hacer para determinar si una sustancia es un elemento metálico o no-metálico? Menciona al menos tres
pruebas químicas y tres pruebas físicas.
PROBLEMA DEL CONTEXTO: “Cómo identificar de que está hecha una estrella?
EVIDENCIA
Como parte central de esta exploración Clasificar distintos materiales en metales y no metales, así como observar las diferencias entre
metales representativos y de transición. Prepara distintas pruebas químicas y físicas para reconocer las diferencias entre los distintos
elementos de la tabla periódica.
SESIÓN 1/2 PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS
Conforme a tus saberes previos e investigación para contestar las preguntas que les surgieron y puedan proponer una hipótesis,
relacionada con la premisa de que los metales y no metales presentan propiedades físicas y químicas distintas.
Planteamiento de la hipótesis: Individual
Hipótesis del equipo:
CONCEPTUALIZACIÓN
INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL
Realiza una investigación documental para verificar tu hipótesis, así como el material, sustancias y medidas de seguridad que
requieran para comprobarla.
INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL (Cont)
ANÁLISIS, RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA Y GESTIÓN DE RECURSOS
SESIÓN 1/2 ACTIVIDAD EXPERIMENTAL
DISEÑO EXPERIMENTAL SUGERIDO POR LOS ALUMNOS
De acuerdo a su investigación para comprobar su hipótesis, investigar materiales, procedimiento, medidas de seguridad y tratar de
manera adecuada los desechos. Antes de realizarlo consulten a su maestro (a) para que los oriente sobre algunos aspectos técnicos.
Realiza un mapa mental, o diagrama de flujo, de la planeación de diseño experimental. Específica que materiales necesitas para
realizar el experimento. Realiza la solicitud de los materiales.
DISEÑO EXPERIMENTAL (cont)
SESIÓN 2/2 TRABAJO COLABORATIVO
EXPERIMENTACIÓN
REPORTE DE TU ACTIVIDAD EXPERIMENTAL
Escribe a detalle que actividades realizaste en tu experimentación. Cuánto reactivo, qué reactivo(s), que equipo(s), cómo lo ejecutas, y
demás detalles de tu experimento.
Describe tus observaciones con todo detalle
ELEMENTO
Propiedad _________
Propiedad _________
Conductividad
Reacción con ______
Reacción con ______
SISTEMATIZACIÓN, PRESENTACIÓN DE TUS RESULTADOS
En esta fase es preciso ordenar todos los datos para distinguir y separar los elementos del problema y hallar las relaciones que
guardan entre sí, así como si se tuvieron que hacer alguna modificación del proceso. (anexa fotografías, dibujos, esquemas que sean
necesarios para analizar tus resultados, elabora tablas de resultados, estadísticas, análisis)
COMUNICACIÓN ASERTIVA
SOCIALIZACIÓN DE RESULTADOS Y VERIFICACIÓN DE LA HIPÓTESIS
- Compara tus resultados con los de los otros equipos, que diferencias encontraron
- Explica si tu hipótesis fue correcta, si no fue correcta cual fue la causa, si fue correcta como lo lograste, discute tus ideas con
tus compañeros de equipo.
VALORACIÓN Y METACOGNICIÓN
APLICALO A TU VIDA (CONCLUSIONES)
CONSERVA TU REPORTE CON BIBLIOGRAFÍA PARA TU CARPETA DE EVIDENCIAS.
EVALUACIÓN
MAPA DE APRENDIZAJE PARA VAL0RAR LA EFN EN EL LABORATORIO
Criterio y Evidencia
Criterio:Realiza una autoevaluación de los
saberes previos, sobre la EFN, después de
analizar la lectura, contestando a las
interrogantes planteadas.
Evidencia: Autoevaluación escrita
Ponderación 18 puntos
Criterio:Planteamiento de hipótesis e
identificación de variables.
Evidencia: Hipótesis escrita con
argumentación de las interrogantes
planteadas de acuerdo al problema del
contexto.
Ponderación 20 puntos
Criterio:Investigación documental,
comprende los conceptos, características y
propone el diseño experimental.
Evidencia: Pre-reporte
Ponderación 20 puntos
Criterio:Realización de la actividad
experimental
Evidencia:
Sesión de laboratorio, ejecución de la
actividad.
Nivel Receptivo
Nivel Resolutivo
Nivel Autónomo
Se está presente durante la autoevaluación,
sin presentar participación de la misma.
Se muestra la autoevaluación de los saberes
previos de la EFN, sin dar respuesta a
ninguna de las interrogantes planteadas.
Se muestra la autoevaluación de los saberes
previos de la EFN, dando respuesta a algunas
de las interrogantes planteadas.
Se muestra la autoevaluación de los saberes
previos de la EFN, dando resolviendo a las
interrogantes planteadas.
8 PUNTOS
11 PUNTOS
14 PUNTOS
18 PUNTOS
Sin plantear ninguna hipótesis ni identifica las
variables de la EFN.
Plantea una hipótesis con fundamento
parcial e identifica alguna variable de la
EFN.
Plantea una hipótesis con argumentos e
identifica la mayoría de las variables de la
EFN.
Plantea una hipótesis bien fundamentada e
identifica todas las variables de la EFN.
8 PUNTOS
10 PUNTOS
15 PUNTOS
Sin investigación documental, falta de
comprensión de los conceptos, características
y sin propuesta experimental.
8 PUNTOS
Presenta dificultades en el seguimiento de las
instrucciones que se le dan en la actividad
experimental. Sin participar en la actividad
experimental
Investigación documental deficiente,
comprensión de conceptos, características y
propuesta experimental parcial.
12 PUNTOS
Sigue en forma parcial las instrucciones que
se le dan y requiere de ayuda al realizar la
actividad experimental. Realiza algunas
actividades y colabora con el equipo. Anota
sólo algunas de sus observaciones
Investigación documentada, comprensión de
conceptos, características y propuesta
experimental bien fundamentada
15 PUNTOS
Sigue adecuadamente la mayoría de las
instrucciones que se le dan y requiere poca
ayuda al realizar la actividad experimental, con
medidas de seguridad. Colabora con el equipo
y anota sus observaciones y resultados.
Ponderación 22 puntos
Criterio:
Presentación de reporte con datos
resultados, cálculos y validación de
hipótesis, conclusiones
Evidencia:
reporte escrito
8 PUNTOS
12 PUNTOS
16 PUNTOS
Interpreta erróneamente los resultados y
comete errores en los cálculos, la presentación
de los datos no permite su interpretación.
-Elabora conclusiones erróneas basadas en
una interpretación deficiente.
-No identifica fuentes de error ni sugiere
modificación alguna
Presenta el reporte con relación al problema
del contexto y la mayoría de los elementos.
Interpreta los resultados de la EFN con
algunos errores y tiene ciertos errores al
realizar los cálculos, presenta los datos de
una forma poco clara dificultando su
interpretación.
Elabora una conclusión válida basada en
una interpretación parcialmente correcta de
los resultados.
Ponderación : 20 puntos
Total del mapa de aprendizaje 100 PUNTOS
8 PUNTOS
12 PUNTOS
Presenta el reporte con coherencia al
problema del contexto y las evidencias
formuladas.
Interpreta de manera correcta los resultados
del experimento y realiza de manera adecuada
los cálculos, presenta los datos de una forma
clara que permite su interpretación.
-Elabora una conclusión válida basada en el
análisis correcto de los resultados.
-Identifica algunas fuentes de error y propone
algunas mejoras.
15 PUNTOS
90%
20 PUNTOS
Investigación bien documentada, comprensión de
conceptos, características y propuesta
experimental con argumentos, innovación y
creatividad.
20 PUNTOS
Sigue perfectamente todas las instrucciones que
se le dan y desarrolla la actividad experimental
de forma segura. Muestra una actitud
responsable, organiza y participa activamente.
Anota todas sus observaciones y resultados con
detalle y orden.
22 PUNTOS
Presenta el reporte con coherencia al problema
del contexto con análisis y propuesta de mejoras
Interpreta de manera correcta los resultados del
experimento y realiza los cálculos de manera
adecuada, presenta los datos de una forma clara
que permite su interpretación (uso acertado de
tablas, graficas, diagramas, etc.)
-Elabora conclusiones válidas basadas en el
correcto análisis de los resultados.
-Identifica fuentes de error y propone
modificaciones posibles.
60%
80%
Nivel Estratégico
20 PUNTOS
COEVALUACIÓN: Solicita a un compañero que coevalúe tu trabajo realizado en el equipo.
100%
Coevaluador:
Nivel:
Logros:
Acciones para mejorar:
HETEROEVALUACIÓN: El facilitador revisará y evaluará tus aprendizajes.
Nombre del docente:
Nivel:
Logros:
Acciones para mejorar:
Fecha:_____________________ Número de EFN: __________________________ Sesión: ________________________
LISTA DE COTEJO DE OBSERVACIÓN PARA EVALUAR TRABAJO EN LABORATORIO
Aspecto a Evaluar
1.- Cumple con el material para realizar su EFN
SI
D1 D2
No
D1 D2
2.- Cumple con su Bata
3.- Entrega su área de trabajo limpia al final de sus actividades
4.- Aplica las condiciones personales de seguridad e higiene
5.- Realiza las actividades de laboratorio de acuerdo al procedimiento propuesto
por el equipo
6.- Trabaja en forma colaborativa
7.- Registra los resultados obtenidos durante la practica en los espacios
correspondientes
8.- Termina la practica en el tiempo establecido
9.- Plantea alternativas de mejora para la EFN
10.- Muestra una actitud responsable durante la EFN
Puntaje Máximo: 10 cada día de laboratorio
Puntaje Recibido: ________________
Observaciones:
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