Buscar

Historia F+Q

Enseñando física y química a través de su historia. Un blog colaborativo de los alumnos del Master de Secundaria

Categoría

4º_Bloque 2. La materia

Urea, la primera síntesis de la vida

¿Es la química de un ser vivo diferente de la química de las rocas, el aire o el océano? Durante mucho tiempo se pensó que si. Fue Aristóteles, otra vez, quien creó la clasificación que separaba al reino animal y vegetal del reino mineral. Se pensaba que existía algún tipo de fuerza o esencia vital que estaba presente solo en los seres vivos y que era imprescindible para dotarles de animación y permitirles crecer. Este concepto era claramente apoyado por ideas religiosas y hasta filosóficas, llámese alma, espíritu o vis vitalis. Seguir leyendo “Urea, la primera síntesis de la vida”

Modelos atómicos de Rutherford y Bohr

Antes de empezar…

¿Qué es un modelo atómico? ¿Qué información nos aporta? ¿Quién y cuándo postuló el primer modelo atómico?

Ernest Rutherford

Fue un físico y químico Inglés (nacido en Nueva Zelanda) que es considerado como el padre de la física atómica. Sus investigaciones se centran en el estudio de las radiaciones electromagnéticas donde realizó numerosas aportaciones. En 1911 describió un nuevo modelo atómico que posteriormente sería modificado por uno de sus alumnos, Niels Bohr.

En el siguiente video puedes observar el modelo atómico que propuso así como el experimento que realizó para formular su modelo:

https://www.youtube.com/watch?v=Pc0LWkUWPI8

Niels Bohr

Fue un físico Danés que realizo grandes aportaciones sobre la estructura del átomo y la radicación, motivo por el que obtuvo el premio Nobel de Física en 1922.

Bohr desarrolló su carrera en Copenhague, Inglaterra y EE.UU.  Fue en Manchester donde coincidió con E. Rutherford, al cual tuvo como referente en sus posteriores estudios.

La principal aportación de Bohr a la ciencia es su modelo atómico. Bohr se basó en el modelo atómico existente hasta la fecha, el modelo de Rutherford. A principios del siglo XX, existían algunas objeciones a este modelo atómico debido a nuevas aportaciones en el campo de la física principalmente la teoría de cuantos de energía de Planck y la teoría fotoeléctrica de Einstein, por lo que Bohr decidió incorporarlas y reformular el modelo atómico de Rutherford.

En el siguiente video puedes observar las principales características de este modelo.

https://www.youtube.com/watch?v=3wMf9we2ThE

A continuación encontrarás varios enlaces con información sobre el modelo atómico de Rutherford y de Bohr. La actividad de esta unidad consistirá en realizar un resumen con las principales ideas recogidas en estos modelos. Una vez realizada esta parte de la actividad, debes de completar la siguiente tabla con las principales diferencias entre ambos modelos.

http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-04.html

http://astrojem.com/teorias/modelobohr.html

http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-08.html

Los objetivos de esta actividad son:

  1. Identificar las principales ideas de modelo atómico de Rutherford así como su experimento
  2. Identificar las principales ideas de modelo atómico de Bohr.
  3. Comparar ambos modelos e identificar sus diferencias

Evaluación

Voluntario

  1. Entrega de preguntas previas antes de la fecha indicada. 0.5pto
  2. Exposición sobre la biografía y obra de Rutherford o Bohr en clase durante la actividad mensual “té con la ciencia”. 0.5pto
  3. Representación artística (dibujo o maqueta) del modelo atómico de Bohr. 1 pto

Obligatorio

1. Entrega de esquema o resumen sobre el modelo atómico de Bohr. 4pto. Debe incluir:

  • Principales postulados
  • Aportaciones de otros científicos en el modelo de Bohr
  • Representaciones energéticas
  • Buena estructura, expresión y sin faltas de ortografía

2. Ficha comparativa de los distintos modelos atómicos. 4pto.

Fuentes consultadas:

http://astrojem.com/nuevos/bohr.html

http://www.nbi.ku.dk/english/www/niels/bohr/bohratomet/

http://www.biografiasyvidas.com/biografia/r/rutherford.htm

El milagro del carbonato cálcico

Lee el siguiente artículo donde se habla del origen y algunas curiosidades en torno al carbonato cálcico, así como la versatilidad en propiedades y aplicaciones cuando se produce su descomposición (link). Partiendo de esta base introductoria, se plantean las siguientes actividades:

 

  1. Realiza un trabajo de 3-4 páginas buscando información más detallada sobre diferentes aspectos del carbonato de calcio:
    • Propiedades físicas y químicas. Formas en las que se encuentra en la naturaleza.
    • Procesos de obtención, procesos de transformación físico-químicos, reacciones de calcinación y carbonatación.
    • Usos y aplicaciones en la industria química y sector de la alimentación.
    • Revisión de las mayoritarias industrias españolas de fabricación de carbonato cálcico y sus derivados. Niveles de producción, sectores mayoritarios para los que trabajan.

 

  1. Al descomponer térmicamente la calcita (un mineral que contiene carbonato cálcico) se obtiene cal viva (óxido cálcico) y se desprende dióxido de carbono. a) Escribe y ajusta la correspondiente reacción química. b) Determina la cantidad (en Tm) de carbonato cálcico necesario para obtener una tonelada de cal viva. c) Si a partir de una tonelada de caliza se obtienen 485 kg de óxido cálcico, determina la pureza de la calcita. d) Si el óxido cálcico se hace reaccionar con agua, se obtiene hidróxido cálcico (cal apagada). Determina qué cantidad de hidróxido cálcico se obtendrá a partir de 10 kg de calcita de la misma pureza que la del apartado c. Datos de masa atómica (u): Ca=40; C=12; O=16.

 

Objetivos

  • Conocer el origen, propiedades, reacciones químicas y aplicaciones en la sociedad del carbonato cálcico.
  • Comprender la importancia de las reacciones químicas que se dan.
  • Comprender la importancia de una base de conocimiento científica en la industria química.
  • Reflexionar sobre la multitud de reacciones químicas involucradas en productos fabricados que nos rodean en la sociedad actual.

 

Contenidos

  • La búsqueda de información en la sociedad actual y su comprensión.
  • Las reacciones de transformación del carbonato cálcico y sus propiedades.
  • La relación entre la química en el aula y la industria química.
  • El papel de la ciencia y de la industria química en la sociedad.
  • La conversión de unidades.

 

Criterios de evaluación

  • Conoce las propiedades del carbonato cálcico y las reacciones químicas para su valorización.
  • Comprende el interés industrial de las reacciones químicas involucradas.
  • Domina los conceptos elementales en torno a una reacción química.
  • Justifica correctamente todos los cálculos realizados en el ejercicio planteado.

Teoría atómica de Dalton

 

En el siglo V antes de Jesucristo se fundaba en Grecia una escuela filosófica con el nombre de atomista, por considerar el átomo un ente indivisible. Las ideas de esta escuela fueron combatidas por la escuela idealista de Platón y Aristóteles que admitían que la materia era continua y divisible. Afirmaban que la materia estaba formada por cuatro elementos: aire, fuego, tierra y agua negando la existencia de vacío.

En el año 1808 Dalton postuló en su teoría atómica la existencia de átomos, permitiendo explicar leyes como la ley de conservación de la masa. Su teoría atómica puede resumirse en los siguientes postulados:

  1. La materia está formada por partículas indivisibles llamadas átomos.
  2. Los átomos de un elemento son todos iguales.
  3. Los átomos de diferentes elementos son distintos.
  4. Es imposible crear o destruir átomos. Se conservan siempre, aunque la materia experimente transformaciones físicas o químicas.
  5. Cuando se forma un determinado compuesto, los átomos de los diferentes elementos se unen manteniendo siempre la misma proporción entre ellos.

La existencia de la primera partícula subatómica, el electrón, fue propuesta por Stoney, como la partícula portadora de la menor carga eléctrica. Esta partícula tiene carga negativa y masa muy pequeña.

A menos de un siglo de la teoría atómica de Dalton, mediante este descubrimiento, se perdió la validez de uno de sus postulados, la idea de que el átomo era indivisible. Posteriormente, otros postulados perdieron validez total o parcial.

Objetivos:

  • Conocer la historia del átomo.

  • Entender la teoría atómica de Dalton.

  • Identificar las partículas subatómicas.

Actividad:

  1. Tras leer el texto, ver el siguiente vídeo:

https://www.youtube.com/watch?v=OhjjXbI0MV8

  1. Trabajando en equipos, preparar una breve exposición para explicar los modelos atómicos de Thomson y Rutherford.

  2. Determinar que postulados de la teoría atómica de Dalton perdieron validez, justificando la respuesta.

Evaluación:

Se evaluarán los siguientes aspectos:

  • La capacidad de observación y análisis del alumno.

  • La correcta utilización del lenguaje y sin faltas de ortografía.

  • La capacidad de trabajo en equipo.

Referencias bibliográficas:

https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/teoria-atomica/los-modelos-atomicos.html

https://tuylaquimica.files.wordpress.com/2011/03/unidad_2_cap01q.pdf

El milagro del carbonato cálcico

Lee el siguiente artículo donde se habla del origen y algunas curiosidades en torno al carbonato cálcico, así como la versatilidad en propiedades y aplicaciones cuando se produce su descomposición (link). Partiendo de esta base introductoria, se plantean las siguientes actividades:

  1. Realiza un trabajo de 3-4 páginas buscando información más detallada sobre diferentes aspectos del carbonato de calcio:
    • Propiedades físicas y químicas. Formas en las que se encuentra en la naturaleza.
    • Procesos de obtención, procesos de transformación físico-químicos, reacciones de calcinación y carbonatación.
    • Usos y aplicaciones en la industria química y sector de la alimentación.
    • Revisión de las mayoritarias industrias españolas de fabricación de carbonato cálcico y sus derivados. Niveles de producción, sectores mayoritarios para los que trabajan.
  1. Al descomponer térmicamente la calcita (un mineral que contiene carbonato cálcico) se obtiene cal viva (óxido cálcico) y se desprende dióxido de carbono. a) Escribe y ajusta la correspondiente reacción química. b) Determina la cantidad (en Tm) de carbonato cálcico necesario para obtener una tonelada de cal viva. c) Si a partir de una tonelada de caliza se obtienen 485 kg de óxido cálcico, determina la pureza de la calcita. d) Si el óxido cálcico se hace reaccionar con agua, se obtiene hidróxido cálcico (cal apagada). Determina qué cantidad de hidróxido cálcico se obtendrá a partir de 10 kg de calcita de la misma pureza que la del apartado c. Datos de masa atómica (u): Ca=40; C=12; O=16.

 

Objetivos

  • Conocer el origen, propiedades, reacciones químicas y aplicaciones en la sociedad del carbonato cálcico.
  • Comprender la importancia de las reacciones químicas que se dan.
  • Comprender la importancia de una base de conocimiento científica en la industria química.
  • Reflexionar sobre la multitud de reacciones químicas involucradas en productos fabricados que nos rodean en la sociedad actual.

Contenidos

  • La búsqueda de información en la sociedad actual y su comprensión.
  • Las reacciones de transformación del carbonato cálcico y sus propiedades.
  • La relación entre la química en el aula y la industria química.
  • El papel de la ciencia y de la industria química en la sociedad.
  • La conversión de unidades.

 

Criterios de evaluación

  • Conoce las propiedades del carbonato cálcico y las reacciones químicas para su valorización.
  • Comprende el interés industrial de las reacciones químicas involucradas.
  • Domina los conceptos elementales en torno a una reacción química.
  • Justifica correctamente todos los cálculos realizados en el ejercicio planteado.

“Nadie lo tiene más grande que el mío”

Hidrobo, A. (2012) compartía hace unos años este artículo, en el cual podemos diferenciar tres partes: primero el autor hace una breve historia a través de la búsqueda de la cifra útil más grande que existe en el universo, que concluye es el número de Avogadro. La segunda parte la dedica a explicar el concepto de mol de una manera muy comprensible (para alumnos que ya conocen el término de masa atómica, claro) y por último, dedica prácticamente un tercio del texto a poner ejemplos cotidianos que nos permitan acercarnos a la magnitud que supone el número de Avogadro (6,023·1023). El título del texto lo hace atractivo ya desde el principio y hace referencia a la existencia de este monstruoso número, considerado la mayor cifra con aplicabilidad real existente.

Objetivos:

  • Definir el término de mol.
  • Explicar el concepto de NA.
  • Entender la aplicabilidad del número de Avogadro (NA).
  • Aplicar el NA para calcular el número de moléculas existentes en un mol de diferentes sustancias.
  • Compartir con iguales nuevos conocimientos.
  • Colaborar con iguales para intentar entender a partir del texto la magnitud del NA.

¿En qué consiste la actividad?

  • Parte 1 (antes de leer el artículo): se preguntará a los alumnos, que expliquen en voz alta qué creen que pasaría si aparecen en su casa 6.23·1023 personas, si es que son capaces de imaginarlo.
  • Parte 2: lectura del artículo en grupos de tres. Cada persona del grupo leerá una parte del artículo (1: historia anterior a Amadeo Avogadro, 2: la explicación de este personaje y del concepto de mol, 3: el apartado destinado a ejemplificar el NA). Una vez todos hayan leído su parte, la deberán explicar a los otros dos componentes del grupo.
  • Parte 3 (después de leer el artículo): se realizarán diferentes ejercicios que consistirán en calcular el número de partículas que hay en una masa determinada de una sustancia concreta. De esta manera, practicarán el paso de gramos a moles y, posteriormente, de moles a partículas, aplicando el NA.

Posterior al artículo se hará también un pequeño debate para compartir sentimientos nacidos gracias a la lectura, especialmente la última parte, en que el autor intenta explicar lo que supone el NA a través de ejemplos muy prácticos e inteligibles. Para hacerlo más cercano a los alumnos, podemos pedirles que pesen la cantidad de sal que ponen habitualmente a la comida, o la masa de agua que cabe en un vaso de su casa y partir de dichas masas hacer el cálculo.

Criterios de evaluación:

  • El alumno conceptualiza adecuadamente el término de mol.
  • El alumno entiende el contexto en que se define el NA y sabe definirlo él mismo.
  • El alumno sabe explicar a sus compañeros la utilidad del NA.
  • El alumno sabe enfrentarse a situaciones que requieren el uso del NA.
  • El alumno entiende la lectura y es capaz de transmitirla correctamente a compañeros que no saben nada sobre el tema.
  • El alumno sabe escuchar y explicar él mismo la monstruosa cantidad que significa el NA.

Referencia:

Hidrobo, A. (27 agosto 2012). Nadie lo tiene más grande que el mío [Mensaje en un blog]. Hablando de Ciencia. Recuperado de http://www.hablandodeciencia.com/articulos/2012/08/27/nadie-lo-tiene-mas-grande-que-el-mio/

Unos elementos muy aristocráticos

12102016_191232cr_728127_los_gases_nobles_thumb_fbacrmen“[…]Una vez descubiertos, los nuevos gases pronto fueron llevados al estrellato, ya que su existencia contribuía a entender mucho mejor las leyes de la química. Resulta que los átomos de todos ellos tienen completa la capa electrónica más externa, lo que les confiere una enorme estabilidad. Durante décadas, los químicos mostraron su asombro ante la completa imposibilidad de mezclar estos elementos con nada en absoluto, siendo incapaces de encontrar o desarrollar ningún compuesto a partir de ellos. Se trata de gases incoloros, inodoros, insípidos y no inflamables. Como no parecían querer mezclarse con nadie, se les pasó a conocer con el nombre genérico de “gases nobles”, en referencia al característico elitismo de la aristocracia[…]” Seguir leyendo “Unos elementos muy aristocráticos”

El desarrollo de un concepto: el enlace químico

En 1704, Isaac Newton esbozó su teoría de enlace atómico, en “Query 31” de su Opticks, donde los átomos se unen unos a otros por alguna “fuerza” al encontrarse a distancias muy cortas. El alemán Richard Abegg fue el primer investigador que llamó la atención sobre el hecho de que la valencia química debía estar relacionada con lo que actualmente se denomina configuración electrónica en 1904. A partir de sus ideas, fueron otros científicos como Kossel y Lewis que desarrollaron el concepto de electrovalencia y la teoría del enlace químico por compartición de  pares de electrones. Seguir leyendo “El desarrollo de un concepto: el enlace químico”

Unumpentio, el nuevo elemento químico que podría ingresar a la tabla periódica

Su número atómico es el 115 y se llama, “provisionalmente”, Ununpentio (Uup). Éste podría ser el nuevo integrante de la tabla periódica de los elementos y su existencia fue confirmada por un equipo de científicos europeos encabezado por físicos de la Universidad de Lund, en Suecia. Este descubrimiento nos va a permitir estudiar con el alumnado las características de la tabla periódica a través de distintos recursos de química online y tablas interactivas. Seguir leyendo “Unumpentio, el nuevo elemento químico que podría ingresar a la tabla periódica”

Blog de WordPress.com.

Subir ↑