Download Conoce la química

CIENCIAS NATURALES
Unidad 2
Conoce la química
Objetivos de la unidad
Representarás y describirás la estructura actual del átomo,
analizando y comparando las características y propiedades
de algunos elementos químicos para valorar su utilidad en la
vida cotidiana.
Prepararás, con interés, distintas mezclas químicas identificando y
analizando sus componentes y propiedades para relacionarlas con
la importancia que tienen en los seres vivos, la industria, la salud y
el entorno.
La química
Estudia
Tiene
Propiedades
Cambios
La materia
Transformaciones
Compuesta por
Sustancias
Son
Mezclas
Compuestos
Que forman
Elementos
Son
Homógenas
Heterógenas
Se cuantifican
mediante
Unidades
químicas
Se ubica en
Tabla
periódica
Esta unidad es tu puerta de entrada al interesante mundo de la química. Toda la
materia que existe en el universo está formada por átomos y moléculas, sustancias,
compuestos o mezclas.
En esta unidad encontrarás cinco lecciones organizadas en temas y subtemas, con
sus actividades, algunas propuestas experimentales, el puntos de apoyo, ejercicios, un
resumen y una autocomprobación al final de cada lección.
Descripción del proyecto
En el desarrollo de esta unidad, prepararás una mayonesa utilizando los conocimientos
de química que irás aprendiendo relacionados con los compuestos y las mezclas.
102 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Lección 1
Segunda Unidad
Descubre cómo son los átomos
Motivación
S
i alguna vez te has preguntado de qué materiales
están hechos el Sol, la Luna, las estrellas, la Tierra,
el mar, el aire, los seres vivos sobre el planeta, no te
preocupes porque no solo tú has pensado en eso.
Hasta los científicos griegos antiguos se plantearon
esa pregunta.
La primera respuesta que encontraron los griegos
fue que todo lo que existe en la naturaleza estaba
formados por cuatro sustancias simples como la
tierra, el agua, el aire y el fuego, pero pasaron los años
y en el siglo XVIII se definió el concepto de elemento
químico, tal como lo entenderás ahora.
Los elementos químicos son más de cien y no se
descubrieron todos a la vez sino poco a poco. Cien
elementos es un número que se queda pequeño si
consideras la enorme cantidad de materiales que
forman toda la materia inerte y también los seres
vivos.
Responde estas preguntas en tu cuaderno.
¿De qué está hecha la materia que nos rodea?
¿Qué partículas forman el al átomo?
¿Qué ejemplos de sustancias químicas
puedes mencionar?
Indicadores de logro:
Describirás y explicarás con seguridad que el átomo es la partícula más
simple de un elemento químico que conserva sus propiedades.
Representarás y describirás con creatividad los diferentes modelos
atómicos que ilustran la evolución de la concepción de la estructura
del átomo.
Representarás con certeza las características de los átomos,
isótopos e iones
Interpretarás adecuadamente el modelo mecánico cuántico del
átomo actual.
Explicarás cómo se calculan las unidades de masa atómica (uma) de
un elemento o compuesto.
Aplicarás e interpretarás con seguridad la fórmula: A = Z + n para
encontrar el número de la masa, los protones, electrones y neutrones
de diferentes átomos.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 103
UNIDAD 2
Generalidades sobre los átomos
En la antigua Grecia existió un filósofo que nos sorprende por sus conocimientos
tan avanzados para su época: Demócrito de Abdera (460-370 aproximadamente).
Este filósofo es uno de los primeros que pensaron que la materia estaba constituida
por pequeñas e indivisibles partículas llamadas átomos. Demócrito incluso llegó a
considerar que estos átomos se distinguen unos de otros por su forma, tamaño, orden
y posición. También pensó que son eternos, están siempre en movimiento y que se
combinan para formar todas las cosas que existen.
Hoy en día sabemos que el átomo es la partícula más simple de un elemento químico
que conserva sus propiedades.
Evolución de los modelos atómicos
Modelo atómico de Dalton (1,803)
Modelo atómico de Rutherford (1,911) el núcleo
Modelo atómico de Thompson (1,904)
cargas positivas y negativas
Modelo atómico de Böhr (1,913) niveles de energía
Modelo atómico actual
Electrones
Núcleo:
protones y neutrones
Para llegar al conocimiento actual acerca del átomo, muchos científicos han hecho sus
aportes a lo largo de la historia. A continuación estudiará s algunos de ellos:
1.
Antoine-Laurent de Lavoisier y John Dalton
Durante la segunda mitad del siglo XVIII y comienzos del XIX, la química tuvo
impresionantes progresos. En especial, destacaron los trabajos del químico francés
Antoine-Laurent de Lavoisier y del profesor inglés John Dalton. Este último
postuló la idea de que los átomos eran indivisibles e indestructibles.
2.
Joseph Thompson: descubrió que todas las sustancias podían emitir partículas
con cargas negativas, a las que se les dio el nombre de electrones, poniéndose
104 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
de manifiesto que la hipótesis de Dalton sobre la
indivisibilidad del átomo era incorrecta.
Thompson demostró que los electrones poseen
carga negativa y notó en sus experimentos que
al generar rayos catódicos conformados por
electrones, se producían otros rayos que viajaban
en sentido contrario por lo que debían tener
carga positiva e investigó de qué parte del átomo
provenían.
De esa manera Rutherford propuso que los átomos
tenían un núcleo central muy denso y que alrededor
de ese núcleo se distribuían los electrones en una
región que prácticamente era un espacio vacío.
De esa propuesta surgió la famosa imagen de un
átomo semejante a un diminuto sistema planetario
y de ahí la comparación del átomo con el Sistema
Solar como si los electrones fuesen planetas
alrededor del Sol.
4.
Otro científico que hizo importantes avances
en el conocimiento del átomo fue Niels Böhr,
un físico danés que propuso otro modelo para el
átomo según el cual explicaba que los electrones
giran alrededor del núcleo a distancias físicas que
dependen de la fuerza con que el núcleo atrae a
los electrones.
Cada electrón posee una energía que depende de su
distancia al núcleo y esa característica está dada por
los llamados números cuánticos.
Entonces surgió entre los científicos la pregunta:
¿Cómo están colocadas esas tres partículas?
Los electrones más cerca del núcleo están en los
orbitales de menor energía.
Buscando respuestas, Ernest Rutherford hizo
experimentos y descubrió que al bombardear
átomos de oro con un haz de partículas, éstas
pasaban como si nada a través de una lámina de
oro, lo que probaba que dentro del átomo casi todo
era espacio vacío; pero algunas de esas partículas
rebotaron contra algo, lo que sugería la existencia
Los electrones más lejos del núcleo están en los
orbitales de mayor energía.
Otras características de los electrones son que pueden
cambiar de orbital si absorben suficiente energía para
pasar de un nivel a otro y que pueden desprender energía
para pasar a un nivel menos energético, pero que la
cantidad absorbida o liberada está en cuantos o paquetes
de energía.
El modelo atómico de Thompson puede
compararse con un pastel de pasas . La masa del
pastel sería equivalente a la carga positiva y a la masa
del átomo, mientras que las pasas representarían la
distribución de los electrones.
3.
Ernest Rutherford: Encontró que las partículas de
carga positiva de Thomson tenían masa variada y
que la menor masa que presentaba se parecía a la
del átomo de hidrógeno; por eso sugirió que a las
partículas cargadas positivamente y que tenían una
masa similar al hidrógeno, se les llamara protón.
A principios del siglo XX ya se sabía que el átomo
no era indivisible sino que estaba formado por
tres tipos de partículas: electrones, protones y
neutrones.
de un núcleo muy denso dentro del átomo. Dentro
de ese núcleo, de carga positiva, se encuentran los
protones y los neutrones.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 105
UNIDAD 2
Böhr calculó la energía necesaria para esos cambios en
el átomo de hidrógeno que solo tiene un electrón y un
protón; pero luego se supo que esos principios se aplican
a todos los átomos.
Generalmente un átomo tiene igual número de protones
(carga positiva) y de electrones (carga negativa). Un
átomo puede ceder electrones a otro para quedarse
con carga positiva y transformarse en un ión positivo,
o atraer electrones de otros átomos para adquirir una
carga negativa y transformarse en un ión negativo.
Cuando ves caer un rayo, es tan grande la energía que
arrebata electrones a los átomos del aire y se dice que el
aire queda ionizado.
Una aplicación práctica son los rótulos luminosos que
funcionan por la ionización de gases como el Neón, el
Argón, o el Helio que están encerrados en unos tubos
delgados. Los fabricantes de estos rótulos colocan unos
electrodos con alto voltaje que hacen que los electrones
salten de un nivel energético a otro, emitiendo luces de
diferentes colores o mezcla de colores según el gas que
contiene el tubo.
Este fenómeno comprueba la estructura electrónica que
propuso Böhr y explica la emisión de espectros de los
diferentes átomos.
Modelo mecánico cuántico de Schrödinger
En la mecánica cuántica existe una ecuación
fundamental que en cierto modo corresponde a la
segunda ley de Newton.
punto dado del espacio y en un tiempo determinado,
nos da la probabilidad de encontrar a la partícula en
ese punto.
Se trata de la ecuación de Schrödinger, de la que ya
tienes alguna información. Esta, al igual que la segunda
ley de Newton, es una ecuación diferencial y al
resolverla se obtiene la función de onda asociada al
cuerpo en estudio.
La función de onda (denotada con la letra griega y - psi)
no tiene una interpretación física directa. Podríamos
decir que, en cierto modo, la función corresponde a la
onda de de Broglie Louis-Victor asociada a la partícula.
La función de onda contiene la información sobre la
condición dinámica del objeto; pero, a diferencia de lo
que ocurre con las variables clásicas, la información que
se obtiene de la función de onda es probabilística.
En una trayectoria clásica se pueden determinar los
puntos (x, p). En una trayectoria cuántica siempre hay
incertidumbre dx, dp.
Por ejemplo, el cuadrado de la función de onda en un
106 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Mediante un desarrollo matemático puede demostrarse
que la función de onda contiene información sobre la
energía de la partícula y su momento lineal entre otras
cantidades dinámicas. Sin embargo, debido a todas estas
variables no puedes interpretarlas como si se tratara de
una partícula clásica.
Si quisieras determinar el movimiento lineal de una
partícula en todo momento, tendrías que saber cuál es
su velocidad en cada instante y esto implica conocer
UNIDAD 2
también su posición como función del tiempo. Para eso tendrías que determinar con
toda precisión y simultáneamente la posición y el movimiento de la partícula, cosa
que no tiene sentido desde el punto de vista cuántico, según establece el principio de
incertidumbre.
Características de los átomos
Las características del modelo atómico que actualmente se acepta son:
a)
Ha sido construido con base en los descubrimientos de Ernest Rutherford, Niels
Böhr y la teoría cuántica.
b)
La estructura del átomo es muy similar a la del Sistema Solar.
c)
Los electrones están distribuidos en niveles de energía.
d)
Los electrones giran alrededor del núcleo y absorben o liberan energía cuando
cambian de nivel.
e)
Dentro del núcleo vibran los protones y los neutrones.
f)
Dentro de los protones y neutrones hay otras subpartículas que también vibran.
g)
El modelo mecánico cuántico de Schrödinger necesita de la matemática avanzada
para su comprensión y explicación.
Pero lo más importante es que tengas claros los conceptos de las características básicas
de todo átomo: el número atómico y la masa atómica.
Número atómico
El número atómico es el número de protones que tiene un átomo en su núcleo y se
representa por la letra mayúscula Z. Todos los átomos de un elemento químico tienen
el mismo número de protones, por lo que su número atómico Z es una característica
propia que lo diferencia de otros elementos químicos. A partir de Z y debido a que los
átomos son eléctricamente neutros, se obtiene el número de electrones que es igual al
número de protones. Por ejemplo:
Nombre del elemento
Símbolo
Numero atómico:
Hidrógeno
Carbono
Potasio
H
C
K
Z=1
Z=6
Z = 19
Número másico
Número másico
El número másico indica el número de protones Z y neutrones N. Se representa por la
letra A, entonces: A = Z + N.
23
11
Na
A partir las de masas del protón y del neutrón se puede calcular la masa de un átomo.
La masa de los electrones se considera despreciable frente a la masa de los átomos
(suma de protones y neutrones). Observa en la figura como se expresa el número
másico y el número atómico para cada elemento de la Tabla Periódica.
Número atómico
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 107
UNIDAD 2
1
Actividad
Lee detenidamente el texto y responde en tu cuaderno las
siguientes preguntas:
a) ¿Cual fue el principal aporte de Thompson,
Rutherford y Böhr al conocimiento del átomo?
b) ¿Qué indica el número atómico de un elemento de la
tabla periódica?
c) ¿Cómo se obtiene el número másico de un elemento
químico?
Ejemplo:
¿Cómo se calcula el numero de neutrones que tiene un
atomo de determinado elemento?
Para contestar esta pregunta, observa el siguiente
ejemplo del oxígeno:
Número de masa
16
O
Número atómico
8
Oxígeno
Paso 1. Para determinar el número de protones, se debe
conocer el número másico ( A ) y el numero atómico
(Z). Para el oxígeno la masa es 16 y el número atómico
es 8.
Paso 2. Aplicando la sencilla regla para calcular el
número de neutrones (N) , tenemos:
N = A - Z por lo que la diferencia es
N = 16 - 8
N = 8.
El oxígeno posee 8 neutrones.
Los isótopos
La palabra isótopo viene del griego iso=igual,
topo=lugar. Los isótopos son átomos que tienen
el mismo número atómico pero distinto número
másico. Por tanto, son átomos que tienen el mismo
número de protones pero se diferencian por el número
108 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
de neutrones, aunque se trate del mismo elemento
químico. En la tabla periódica los isótopos de un mismo
elemento ocupan un mismo lugar, debido a que tienen
el mismo número atómico. Según lo anterior, notamos
que no todos los átomos que forman un elemento son
iguales. Por lo tanto, para definir más apropiadamente
un elemento decimos que es una sustancia pura en la
que todos sus átomos tienen el mismo número atómico.
Ejemplo: Los isótopos del hidrógeno: Protio, Deuterio
y Tritio.
Los iones
Los físicos ya habían determinado que el átomo tenía
una carga positiva (protones) y una carga negativa
(electrones) y además habían observado que ciertas
soluciones podían conducir la electricidad, por lo que
la carga eléctrica debía transportarse de alguna manera
a través de ellas. Fue así como se descubrió que habían
átomos o grupos de átomos que podían tener cargas
negativas y otros tener cargas positivas y que permitían
la conducción de la electricidad en las soluciones. A estos
grupos se les llamó iones. Los iones son átomos o grupos
de átomos que tienen exceso o deficiencia de electrones.
Los iones que tienen carga positiva se llaman cationes y
los que tienen carga negativa se llaman aniones.
Cátodo
Anodo
UNIDAD 2
2
a)
Actividad
Siguiendo el ejemplo anterior, resuelve hallando el número de neutrones en los siguientes casos:
Carbono
Carbono
Cloro
12
13
35
6
C
6
Número de neutrones
N= A- Z
b)
C
17
Número de neutrones
N= A- Z
Cl
Número de neutrones
N= A- Z
Completa la siguiente tabla, consultando una tabla periódica y siguiendo el ejemplo de la primera fila:
Elemento
Número de masa (A)
Número de protones o
número atómico (Z)
Número de neutrones (N )
N =A – Z
Sodio (Na)
23
11
N = 23 – 11
N = 12
N = 12
Azufre (S)
Oro ( Au)
Plata (Hg )
3
Actividad
Fase 1.
Investiga, consultando viñetas de botes de mayonesa, qué ingredientes llevan las mayonesas
hechas en la industria.
Resumen
En el modelo atómico nuclear, Rutherford propuso
que prácticamente toda la masa del átomo se encuentra
en el núcleo. Investigaciones posteriores permitieron
identificar en el núcleo la existencia de dos clases de
partículas de masas muy semejantes: el protón y el
neutrón.
El protón, además de tener masa, tiene carga eléctrica en
la misma cantidad que el electrón, pero de signo positivo.
El neutrón no tiene carga eléctrica y fue descubierto al
comprobar que la masa de todos los protones de un
átomo no correspondía con su masa total y se dedujo que
la masa del neutrón es ligeramente mayor a la masa del
protón.
Las tres partículas: protón, neutrón y electrón reciben
el nombre de partículas fundamentales por ser los
componentes básicos de todos los átomos del universo.
Medidas precisas sobre su masa han puesto de manifiesto
que la masa del protón es 1836 veces mayor que la masa
del electrón. Para expresar la medida de masa de estas
partículas se utiliza la unidad de masa atómica (uma).
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 109
UNIDAD 2
¿Para cuál de los antiguos griegos la palabra
átomo significaba indivisible?
a) Demócrito.
b) Arquímedes.
c) Schrödinger.
d) Rutherford.
3
2
El científico que descubrió que los átomos
tienen núcleo y alrededor giran los
electrones fue:
a) Thomson.
b) Rutherford.
c) Schrödinger.
d) Dalton.
4
En la ecuación A = Z+N, ¿la Z significa:
a) número másico.
b) número de protones.
c) número de electrones.
d) número de neutrones.
Los átomos que tienen el mismo número
atómico y distinto número másico son:
a) iones.
b) neutrones.
c) electrones.
d) isótopos.
1) a.
1
Soluciones
2) b.
3) b.
Autocomprobación
4) d.
NUEVO ELEMENTO QUÍMICO
En el Centro de Investigación de Iones Pesados de
Alemania, los modernos “alquimistas” están obteniendo
resultados sorprendentes que harán ampliar la tabla
periódica. Uno de estos resultados en particular llama
la atención, ya que desde 1996 han trabajado para
obtener el elemento 112 y después de 13 años, han
logrado por fin, en el mes de julio de 2009, agregar un
nuevo elemento a la tabla periódica. Proponen llamar
al nuevo elemento recién descubierto con el nombre
de Copernicum e identificarlo con la abreviatura Cp
110 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Lección 2
Segunda Unidad
Descubre la utilidad de la tabla periódica
Motivación
E
n la naturaleza existen 92 elementos químicos y
muchos de ellos están directamente relacionados
con la vida.
Por ejemplo, el hierro es fundamental para la
composición de nuestra sangre, el calcio para
nuestros huesos, el flúor es importante para la salud
de los dientes, el fósforo es esencial para nuestro
sistema nervioso, entre otros. Muchos de esos
alimentos se obtienen directamente de los alimentos.
Para estudiar los elementos químicos, la ciencia ha
diseñado la tabla periódica, que nos permite conocer
la información mas importante de los átomos en una
herramienta tan sencilla.
¿Cuál es la importancia de saber utilizar la tabla
periódica en el estudio de la química?
Indicadores de logro:
Indagarás y describirás el descubrimiento de los elementos químicos y
de los primeros intentos de su clasificación en la tabla periódica.
Identificarás correctamente los nombres, símbolos y características de
algunos elementos químicos en la tabla periódica.
Describirás e interpretarás en forma creativa la estructura general de la
tabla periódica moderna: grupos o familias y períodos.
Ubicarás en la tabla periódica los metales y no metales; los elementos
representativos, de transición, gases nobles y de las series de
lantánidos y actínidos.
Elementos químicos
Para comenzar con el estudio de los elementos
químicos, debes saber que existen sustancias químicas
que a través de distintos medios es posible descomponer
en otras más sencillas, de manera que ya no se puedan
separar en otras.
Los elementos químicos son sustancias puras que están
formadas por una sola clase de átomos.
El Hidrógeno y el Oxígeno son elementos, porque no
pueden separarse químicamente en sustancias más
simples.
Actualmente se conoce más de un centenar de
elementos químicos; sin embargo, de esta variedad
de elementos, únicamente 92 se encuentran en forma
natural y de éstos menos de 15 constituyen el 99% de la
materia de la Tierra.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 111
UNIDAD 2
1
Actividad
Investiga y escribe en tu cuaderno:
a) ¿Cuáles de los elementos que existen en la naturaleza son los más abundantes?
Abundancia de los elementos químicos en la
corteza terrestre.
(Incluidos los océanos y la atmósfera)
Hierro Calcio
Otros Aluminio 4.7% 3.4%
7.5%
9.2%
Oxígeno
49.5%
Silicio
25.7%
Descubrimiento de los elementos químicos
Aunque algunos elementos como el oro, la plata, el estaño, el cobre, el plomo y el
mercurio ya eran conocidos desde la Antigüedad, el primer descubrimiento científico
de un elemento ocurrió en 1669 cuando Henning Brand descubrió el fósforo.
Un requisito previo necesario para la construcción de la tabla periódica era el
descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible
encontrar alguna pauta en el comportamiento químico y sus propiedades. Durante las
siguientes dos centurias, se fue adquiriendo un gran conocimiento sobre éstas.
Los primeros intentos por organizar los elementos incluyeron las tríadas de elementos
descritas por Johann Wolfgang Döbereiner y la ley de las octavas que describió John
Newlands, pero el arreglo más exitoso de los elementos fue el que publicó Dmitri
Mendeleiev en 1869. Su ley periódica afirmaba que las propiedades físicas de los
elementos varían en forma periódica con la masa atómica creciente, pero el número
atómico es el término más apropiado.
Jöns Jakob Berzelius, científico sueco considerado uno de los fundadores de la química
moderna, hizo la clasificación de los elementos en metales y no metales.
Dmitri Mendeleiev, en sus investigaciones observó que el litio se une a un solo átomo
para formar un compuesto. Notó que el berilio se combina con dos; el carbono con
cuatro, el nitrógeno con tres; el oxígeno con dos y el flúor con un átomo. Esto le orientó
a determinar un patrón que se repite periódicamente, lo que le condujo a afirmar que la
forma como se combinan los elementos es una propiedad que permite ordenarlos.
El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de
sus propiedades puso de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el
interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.
112 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
Nombres y símbolos de los elementos
Los distintos elementos químicos toman sus nombres
de acuerdo a los lugares donde fueron encontrados, o
en honor a los científicos que los descubrieron o los
obtuvieron durante sus investigaciones de laboratorio.
Debes saber que, para facilitar la comunicación entre
los científicos y el estudio de los elementos químicos, se
creó un sistema de símbolos. En la mayoría de los casos,
el símbolo está formado por la primera letra del nombre
del elemento y se escribe con mayúscula, por ejemplo, el
símbolo “N” representa al Nitrógeno y “H” representa al
Hidrógeno.
Sin embargo, no todos los símbolos de los elementos se
2
forman sólo con la letra inicial. ¿Te imaginas cómo se
hace cuando existen varios elementos que comienzan
con la misma letra? En los casos en que dos o más
elementos inician con la misma letra, de acuerdo con el
sistema de símbolos, se usan otras letras del nombre del
elemento en latín, pero escritas con minúsculas; así: El
símbolo para el carbono es “C”; el del calcio es “Ca”, el
del cloro es “Cl” y el del cadmio es “Cd”.
En otros casos, el símbolo de los elementos se forma
con las primeras letra del nombre en latín: del hierro es
Ferrum; en este caso el símbolo de este elemento es “Fe”.
El del oro, aureum, es Av.
Actividad
Investiga en Internet, en libros de química o con un experto:
a) Los elementos químicos que necesitas para tener una buena salud.
b) Los alimentos que debes consumir para cumplir con esos requerimientos.
c) La función que desempeñan esos elementos en nuestro organismo.
d) Con la información que obtengas, copia y llena el siguiente cuadro.
Nº
Elemento químico
Alimento en el que se
encuentra
Función (importancia)
1
2
3
4
5
6
7
3
Actividad
Continuacion de fase 1
a) Investiga qué son las emulsiones en y qué productos que usamos en casa están dentro
de esa categoría.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 113
UNIDAD 2
4
a)
Actividad
Investiga en los periódicos, en libros o en Internet:
Los elementos químicos que por sus características
representan riesgo para tu salud si te expones a ellos y los
efectos que producen.
¿De qué forma los clasificarías? ¿Qué aspectos tomarías
en cuenta?
Con respecto a la clasificación de los elementos
químicos, es necesario que conozcas que con el
surgimiento de una gran cantidad de elementos y el
estudio de sus características químicas, se identificó que
había aspectos que ellos tenían en común y otros en los
cuales eran diferentes. Esto evidenció la necesidad de
una clasificación de los elementos para hacer más fácil su
conocimiento. Las investigaciones provocan avances en
el estudio de la Química.
F
Cl
Br
I
At
Clasificación moderna de los
elementos químicos
Para iniciar el estudio de la clasificación de los elementos
químicos, usa tu imaginación y piensa en una gran
variedad de objetos que utilizas en tu casa o en la
escuela, tales como detergentes, trastos, ingredientes
de cocina, medicinas, cosméticos, alimentos, lápices,
borradores, sacapuntas, bolígrafos, reglas, marcadores
y otros.
114 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Después de distintos esfuerzos de clasificación, en
el siglo XX se descubrió que las propiedades de los
elementos no son función periódica de los pesos
atómicos sino que varían periódicamente con sus
números atómicos. En esto consiste la ley periódica
moderna, en la cual se basa el nuevo sistema: Las
propiedades de los elementos son función periódica de
sus números atómicos. Esto significa que si se ordenan
los elementos por sus números atómicos en forma
ascendente, surgen grupos de ellos con propiedades
químicas similares y propiedades físicas que varían
periódicamente.
UNIDAD 2
Es así como después de mucho trabajo de los científicos se llegó a la Tabla Periódica
que actualmente se conoce.
De acuerdo con la organización de la Tabla Periódica, los elementos están distribuidos
en filas (horizontales) denominadas períodos y se enumeran del 1 al 7 con números
arábigos (los mismos números que tú ya conoces).
Los elementos de propiedades similares están reunidos en columnas (verticales), las
cuales se denominan grupos o familias y están identificadas con números romanos y
distinguidas como grupos “A” y grupos “B”.
Los elementos de los grupos “A” se conocen como elementos representativos y los de
los grupos “B” como elementos de transición.
Los elementos de transición interna o tierras raras se colocan aparte en la tabla
periódica en dos grupos de 14 elementos, llamadas series de Lantánidos y Actínidos.
Para que te ubiques mejor, observa la siguiente figura de una tabla periódica. Recuerda
que no es necesario que te aprendas de memoria esa tabla, lo importante es que sepas
cómo está compuesta y puedas usarla en el momento en que lo requieras.
Elementos
representativos
Elementos
representativos
IA
1
2
3
4
1
H
Li
Na
K
VIII A
II A
2
Be
Mg
Ca
5 Rb Sr
6 Cs Ba
7 Fr Ra
Lantánidos 6
Actídinos 7
III A IV A V A VI A VII A
Elementos de transición
3
Sc
Y
Lu
4 5
Ti V
Zr Nb
Hf Ta
6 7 8
Cr Mn Fe
Mo Tc Ru
W Re Os
9 10
Co Ni
Rh Pd
Ir Pt
11
Cu
Ag
Au
13
B
12 Al
Zn Ga
Cd In
Hg Ti
14 15
C N
Si P
Ge As
Sn Sb
16
O
S
Se
Te
17
F
Cl
Br
I
18
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Pb Bi Po At Rn
Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Tierras
raras
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 115
UNIDAD 2
Los grupos de la tabla periódica:
Punto de apoyo
Además, la tabla periódica permite clasificar a los elementos
en metales y no metales. Una línea diagonal quebrada ubica
al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no
metales. Aquellos elementos que se encuentran cerca de la
diagonal y presentan propiedades de metales y no metales,
reciben el nombre de metaloides o anfóteros.
5
Los elementos que forman un grupo tienen propiedades
semejantes y están situados en la misma columna de la
tabla. A continuación encontrarás las características más
notables de los grupos más conocidos.
Los metales alcalinos :
Son sólidos a temperatura ambiente, son blandos y se
pueden cortar fácilmente. En un corte limpio presentan
el característico brillo metálico, el cual pierden al estar
en contacto con el aire porque se oxidan.
Actividad
Investiga las siguientes propiedades de los metales alcalinos
Propiedades
Litio Li
Sodio Na
Potasio K
Rubidio Rb
Cesio Ce
Número atómico
Masa atómica
Punto de
ebullición
Punto de fusión
Densidad a 20ºC
En el grupo de los halógenos están el flúor, el cloro, el
bromo y el yodo.
Químicamente son elementos muy activos porque son
generadores de sales y por eso se llaman halógenos,
debido a su gran facilidad de reaccionar con los metales
para formar las sales.
Recuérdalo así: halógenos + metales = sales
Ejemplo: cloro + sodio = cloruro de sodio o sal común
(Cl + Na = NaCl )
El grupo de los gases nobles está formado por Helio,
Neón, Argón, Kriptón y Xenón. Son elementos muy
poco activos, por eso reciben el nombre de gases nobles.
Se hallan en forma de átomos aislados y solamente en
determinadas condiciones se obtienen compuestos
de estos elementos. Son todos gases a temperatura
ambiente, se encuentran en el aire en pequeñas
116 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
proporciones y se pueden obtener por destilación
fraccionada del aire líquido. En la industria se usan
en la fabricación de los televisores de plasma y en los
rótulos luminosos.
UNIDAD 2
Elementos químicos de especial interés
El silicio:
El hierro:
El silicio no existe libre en la naturaleza pero es el
segundo elemento más abundante después del oxígeno.
Combinado con el oxígeno forma el sílice o dióxido de
silicio (Si O2) conocido como cuarzo.
El hierro siempre se encuentra combinado con otros
elementos . La extracción del hierro tiene lugar en los
altos hornos en los que el mineral se calienta a altas
temperaturas y en presencia del carbono, el cual se
combina con el oxígeno del mineral y deja libre al hierro.
La mayoría de rocas, excepto las calizas, contienen silicio
en forma de silicatos. Los vidrios de las ventanas y las
botellas se obtienen a partir de los silicatos, ya que se
funden a temperaturas más bajas que el cuarzo y cuando
se enfrían tardan más en solidificar y eso ayuda a
trabajar mejor y durante más tiempo para obtener piezas
de formas diferentes.
El hierro es muy resistente y tenaz, se utiliza para fabricar
objetos que han de soportar fuerzas y pesos.
El silicio es también un semiconductor, por lo que
se utiliza mucho en electrónica en la fabricación de
transistores. También se utiliza en la fabricación de
células fotovoltaicas que transforman la energía solar en
energía eléctrica y en metalurgia para aleaciones con el
hierro para obtener aceros especiales.
El cobre:
El cobre se encuentra en estado nativo (sin combinar
con otros elementos) y también formando parte de
compuestos.
Después de la plata, el cobre es el mejor conductor de
la electricidad y se utiliza ampliamente en la industria
eléctrica para un extenso campo de aplicaciones, desde
los cables de líneas de alta tensión hasta las instalaciones
eléctricas domésticas.
El cobre tiene la ventaja de que es fácil de soldar y tiene
buena resistencia a la oxidación.
Resumen
Los elementos químicos son sustancias puras
que están formadas por una sola clase de átomos.
Actualmente se conocen más de cien elementos
químicos.
Para su estudio, los elementos químicos se identifican
por su nombre y un símbolo. Por ejemplo, el carbono
se representa por la C, la plata se simboliza Ag y el oro
por Au.
El instrumento que permite ordenar los elementos
químicos según sus características es la tabla periódica.
En ella, los elementos se ordenan por grupos y
períodos.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 117
UNIDAD 2
1
Dos elementos de los más abundantes en la
naturaleza son:
a) el calcio y el cloro.
b) el oxígeno y el silicio.
c) el sodio y el níquel.
d) el oro y la plata.
3
El símbolo químico del hierro es:
a) F
b) H
c) Fe
d) I
2
El cloro, el bromo, el flúor y el yodo
pertenecen al grupo de los:
a) lantánidos.
b) metales.
c) gases nobles.
d) halógenos.
4
Cuando reaccionan los halógenos con los
metales forman:
a) los óxidos.
b) las sales.
c) las bases.
d) los ácidos.
2 d.
3) c.
1) b.
Soluciones
Autocomprobación
4) b.
INTERÉS POR DESCUBRIR
El interés por descubrir ha llevado a muchos
investigadores a usar la tabla periódica para predecir
la existencia de átomos nuevos y encontrarlos. En el
siglo XX, por ejemplo, William Ramsay ganó el Premio
Nobel de Química en 1904 por su trabajo en el
descubrimiento de cinco gases nobles: el helio (He),
el neón (Ne), el kriptón(Kr), el xenón (Xe) y el radón
(Rn) para completar el grupo VIIA que en su tiempo
estaba incompleto. El xenón en la actualidad se usa en
lámparas para vehículo.
118 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Lección 3
Segunda Unidad
Elementos, sustancias, compuestos y fórmulas
Motivación
Si te has preguntado alguna vez cuántas sustancias
diferentes existen en la Tierra, es muy difícil pensar
en un número, ya que existe una gran variedad de
tipos de materia en la naturaleza. El ser humano
hace uso de ellos y realiza combinaciones en los
laboratorios para producir otros nuevos con el fin de
obtener beneficios en campos como la medicina y
la industria.
En esta lección comprenderás qué es un compuesto
y cuál es la diferencia entre compuesto y mezcla,
las fórmulas que representan los compuestos y las
diferencias entre los conceptos.
Resolverás algunas actividades de investigación,
interpretarás las imágenes y las fórmulas de algunos
compuestos.
¿Qué compuestos comunes conoces?
Muy cerca de ti hay gran variedad de compuestos.
Ya podrás identificarlos.
Indicadores de logro:
Identificarás y explicarás con seguridad la diferencia entre sustancia,
elemento, compuesto y mezcla.
Clasificarás con interés y certeza las sustancias puras en elementos
y compuestos.
Representarás correctamente los compuestos por medio de
fórmulas químicas.
Sustancia, elemento, compuesto y mezcla
Debes recordar que todo cuanto existe en el Universo es materia.
Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un espacio. La materia puede existir en dos
formas: sustancias puras y mezclas.
Las sustancias puras se dividen a la vez en elementos y compuestos. Para que organices
mejor estas ideas, observa el siguiente mapa conceptual.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 119
UNIDAD 2
Materia
Sustancias
puras
Mezclas
Elementos
Compuestos
Heterogéneas
Homogéneas
Hierro
Agua
Sangre
Plasma
Las sustancias son formas determinadas de la materia que poseen propiedades
definidas. Se les llama también sustancias puras.
Como puedes observar en el esquema, las sustancias puras se dividen en elementos
y compuestos químicos. En la lección anterior aprendiste que un elemento es una
sustancia que no puede dividirse en otras más sencillas por medios físicos.
Los elementos se representan por medio de símbolos químicos.
1
Actividad
Investiga la definición de los siguientes términos y presenta dos ejemplos en cada caso:
a) Molécula
b) Cambio químico o fenómeno químico
c) Cambio físico
Na ² Co³
120 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
H
Na2Co3
H
H
H
C
C
C
H
H
H
H
UNIDAD 2
2
Actividad
De la lista de sustancias dadas, escribe en tu cuaderno cuáles son elementos y cuáles son
compuestos:
Sustancia
¿Elemento o compuesto?
Aluminio
Agua
Sal
Bicarbonato de sodio
Soda cáustica
Oxigeno
Los compuestos
Los átomos de distintos elementos se unen en proporciones determinadas para
formar sustancias puras y complejas que reciben el nombre de compuestos. Al variar la
proporción de esos componentes, se altera el compuesto y deja de serlo como tal.
Una mezcla es el resultado de la combinación de dos o más compuestos en
proporciones que sí son variables.
Se descomponen en
COMPUESTOS
ELEMENTOS
Se combinan para formar
Los compuestos, por ser sustancias de composición bien determinada, tienen un
nombre que los identifica.
Los compuestos más sencillos son los binarios formados por dos elementos y entre
éstos los más importantes son los óxidos, los hidruros y los haluros.
Con el fin de que puedan ser identificados en cualquier parte del mundo, cada
compuesto tiene un nombre científico que es igual o muy parecido en todas
las lenguas.
La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) es el organismo
internacional que elabora las normas de nomenclatura y formulación de
los compuestos.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 121
UNIDAD 2
Fórmulas químicas para representar compuestos
En la lección anterior aprendiste que los elementos
químicos se representaban por medio de símbolos
químicos, los cuales se forman por la o las
primeras letras del nombre. ¿Sabes cómo se
representan los compuestos?
fórmula del agua H2O indica que cada molécula del
agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un
átomo de oxígeno.
Los compuestos se representan por una fórmula que
consiste en los símbolos de los elementos que los
constituyen con unos subíndices.
Los compuestos ternarios están formados por tres
elementos, por ejemplo el CH3OH (Metanol, o alcohol
para quemar), molécula formada por un átomo de
carbono, un átomo de oxígeno y cuatro átomos de
hidrógeno.
En las fórmulas llamadas empíricas, los subíndices
indican la relación entre el número de átomos de cada
elemento que forma el compuesto.
También puedes observar la molécula del nitrato
de potasio KNO3 y describir las proporciones de los
elementos que la forman.
Por ejemplo, del cloruro de sodio o sal común NaCl,
indica que hay un átomo de cloro por cada átomo de
sodio.
El número de elementos que pueden llegar a formar
un compuesto es indeterminado (lo que sí está
determinado son las proporciones) por lo que hay
compuestos muy complejos tales como las proteínas y
otras moléculas orgánicas. Los compuestos químicos
los encontramos en una gran variedad de productos de
uso domestico, así como de uso industrial.
Los compuestos formados por moléculas tienen una
fórmula molecular que indica el número de átomos
de cada elemento que las constituyen, por ejemplo la
Vinagre: CH3COOH
Sal común: NaCl
Los compuestos químicos también están presentes
en la naturaleza, por ejemplo: el azúcar de caña, la
miel, la leche, los jugos de las frutas y los venenos de
algunos animales. Tienen un papel importante en la
reproducción animal, por ejemplo las feromonas que
liberan las hembras para atraer a los machos cuando
están listas para el apareamiento.
122 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Azúcar común C12H22O11
UNIDAD 2
Todos los tipos de fórmulas te proporcionan
información. La fórmula molecular te indica los
elementos que están presentes en el compuesto (por
medio de sus símbolos) y la cantidad exacta de átomos
de cada elemento. Dichas cantidades se indican a través
de subíndices que se escriben en la parte derecha de los
símbolos de los elementos, cuando éstos se encuentran
en cantidades mayores a un átomo; cuando sólo existe
un átomo del elemento el subíndice equivalente a la
unidad no se escribe.
Como ejemplo tienes el CO2 que es la fórmula del
bióxido de carbono y H2SO4 que es la fórmula del ácido
sulfúrico.
3
Actividad
a)
Busca empaques de distintos productos que utilizas en
el hogar o en el trabajo.
b) Revisa si entre la información aparecen
fórmulas químicas.
c) Copia el cuadro en tu cuaderno y escribe las fórmulas e
investiga a qué compuesto corresponden.
a)
b)
c)
El ácido fluorhídrico: HF disuelto en agua es utilizado
para grabar cristales (como los nombres en algunas
botellas, grabados en relieve), el cloruro de hidrógeno o
ácido clorhídrico, (HCl), se usa en varios productos
de limpieza.
Los óxidos son combinaciones de un elemento
cualquiera con el oxígeno. Ejemplos: dióxido de carbono
CO2, monóxido de carbono CO.
Entre los óxidos más importantes de los metales se
encuentra el óxido de calcio CaO conocido como
cal viva, a diferencia de su disolución en agua que se
llama cal apagada. En nuestro país, en el municipio de
Metapán hay abundancia de piedra caliza que contiene
este óxido, y es parte de la materia prima para fabricar el
cemento.
Muchos metales cuando están en contacto con el aire
se oxidan, es decir, se recubren de una capa de óxido. Así
los objetos de plata se ennegrecen con el tiempo debido
al óxido de plata Ag2O. Por causa del óxido de hierro
FeO2 hay que pintar los objetos de hierro que están al
aire libre.
d)
e)
f)
Algunos compuestos formados por un elemento
cualquiera y el hidrógeno: ejemplos:
Metano: (CH4) es el hidruro principal componente del
gas natural y es el más sencillo del grupo de compuestos
del carbono e hidrógeno llamados hidrocarburos.
Amoníaco: NH3 es un gas de olor característico y su
disolución en agua se utiliza para limpiar, por lo que se
encuentra en muchos productos de limpieza.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 123
UNIDAD 2
De los óxidos no metálicos son conocidos los de nitrógeno y azufre, todos ellos son
gases y contaminantes atmosféricos: dióxido de azufre SO2 y dióxido de nitrógeno
NO2 que en contacto con el agua forman ácidos y a eso se debe la lluvia ácida que causa
problemas en la vegetación.
Las sales
Con este nombre se designan una serie de compuestos cuya única característica
común es que se forman por la reacción entre unas sustancias llamadas ácidos y otras
llamadas bases.
Las sales más sencillas son las sales binarias, como los haluros, formados por un
halógeno y un elemento metálico. Así, por ejemplo, tienes el cloruro de sodio (NaCl), el
cloruro de potasio (KCl), el bromuro de sodio (NaBr) y el yoduro de potasio (Kl).
Los sulfuros están formados por azufre y un metal, como el sulfuro de plomo o galena
(PbS). Todos los haluros de los metales alcalinos son solubles en agua del mar u otras
aguas naturales.
Hay otras sales formadas por más de dos elementos, de los cuales uno es el oxígeno. Por
ejemplo, los carbonatos, nitratos, sulfatos y fosfatos.
El amoníaco
El amoníaco es un gas incoloro que
se percibe y reconoce fácilmente
por su olor característico. Una de las
grandes aplicaciones del amoníaco es
la obtención de fertilizantes, como los
nitratos. Disuelto en agua reduce la
dureza de ésta, por lo que se encuentra en
muchos productos de limpieza. También
se utiliza para fabricar hielo, ya que el
amoníaco líquido absorbe mucho calor
cuando se evapora.
124 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
Cloruro de Sodio
El cloruro de sodio, llamado también sal común, es una
de las sales más abundantes por ser componente del
agua del mar y se obtiene de las salineras donde el agua
se evapora y deja como residuo la sal que lleva disuelta.
Se consumen grandes cantidades de sal para conservar
carne y pescado, para fabricar productos químicos y
materiales plásticos.
Es importante que puedas escribir la fórmula de un
compuesto y para eso hay normas de nomenclatura y
técnicas que se basan en estos principios:
1.
Cada elemento utiliza un número positivo o
negativo llamado número de oxidación.
2.
La suma de los números de oxidación tiene que ser
igual a cero, por lo tanto:
3.
Para escribir la fórmula de un compuesto tienes que
conocer el número de oxidación de cada elemento o
al menos ubicarlo en la tabla periódica.
4.
Los elementos de un mismo grupo de la tabla
periódica tienen los números de oxidación iguales.
Los metales de los grupos I A, II A y III A utilizan
los números 1, 2 y 3 respectivamente.
Los siguientes metales de transición son los más
corrientes y algunos tienen más de un número de
oxidación: Fe, Co y Ni: + 2 y + 3; Cu: +1 y + 2;
Ag: + 1; Au: +1 y + 3
5.
Escribe en primer lugar el símbolo del elemento
metálico después el del no metal.
6.
Por medio de los subíndices trata de que los
números de oxidación sumen cero.
Ejemplos
La fórmula del óxido de aluminio es Al2 O3 ya que el
número de oxidación del aluminio es 3 y 3 × 2 = 6 y el
número de oxidación del oxígeno es -2 y -2 × 3 = -6
entonces 6 -6 =0
La fórmula del cloruro de calcio es Ca Cl 2 ya que el
número de oxidación del calcio es 2 y como el subíndice
1 no se escribe, tienes 2 × 1=2 y el número de oxidación
del cloro es -1que multiplicado por el subíndice 2 te da
-2 o sea 2 × (-1) = -2 y 2 + (-2) = 0
Actividad
4
Copia la tabla en tu cuaderno y realiza el trabajo propuesto.
a) Investiga la fórmula de los compuestos
b) En tu tabla periódica busca los números de oxidación
c) Comprueba la fórmula multiplicando los subíndices
por los números de oxidación
Compuesto
Fórmula
Comprobación
Óxido de magnesio
Cloruro de potasio
Óxido de cobre
Bromuro de aluminio
Actividad
5
Planifica el proyecto. Los materiales que debes conseguir
son:
1 Tazón de plástico
1 Cuchara
1 Taza pequeña
1 Plato
10 ml de aceite vegetal
1 Huevo
10 ml de vinagre
½ libra de sal
Bote de mostaza pequeño ½ libra de azúcar
Resumen
Todo lo que nos rodea es materia: las flores, las rocas,
las estrellas, el océano, el aire, el Sol, entre otros.
La materia está formada por átomos y moléculas.
En la naturaleza, la materia forma elementos y
compuestos. Estos últimos son la asociación de
átomos mediante enlaces químicos.
Los compuestos químicos se representan mediante
fórmulas. Por ejemplo, el agua se representa por la
fórmula H2O. La sal de cocina, denominada en forma
química como cloruro de sodio, se representa por
NaCl.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 125
UNIDAD 2
1
2
La materia se puede presentar en dos
formas:
a) sustancias puras y mezclas.
b) sustancias puras y elementos.
c) compuestos y fórmulas.
d) soluciones y mezclas.
3
La fórmula del cloruro de sodio es:
4
a) Ag2 O
a) KCl
Según la fórmula del óxido de hierro: FeO2,
el número de oxidación del hierro es:
a) 4
b) -2
c) 2
d) -4
La fórmula del óxido de plata es:
b) NaCl
b) AgO
c) FeO2
c) AgOH
d) Al2 O3
d) AgH
Soluciones
1) a.
2) b.
3) d.
Autocomprobación
4) a.
LA PRECAUCION ES IMPORTANTE
Los elementos, sustancias y compuestos químicos y
sus representaciones son iguales en todo el mundo,
aunque en lenguas diferentes, y por eso es muy
importante que estudies sus diferencias, características,
fórmulas y aplicaciones. En las actividades que
realizas en el hogar o en tu trabajo, puedes manipular
distintas sustancias tales como productos de limpieza,
solventes de pintura, refrigerantes, entre otros. Aparte
de las utilidades, muchos de estos productos pueden
representar algún riesgo para tu salud. Si conoces
estos compuestos y sabes cómo se representan
químicamente podrías evitar problemas pues tomarías
medidas de seguridad apropiadas.
126 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Lección 4
Segunda Unidad
Mezclas de toda clase
Motivación
E
n las lecciones anteriores has estudiado las
generalidades e historia de los átomos, los elementos
y sus propiedades, el ordenamiento de los elementos
en la tabla periódica, la división de la materia, las
sustancias, los compuestos, las fórmulas y algunos
datos sobre elementos químicos conocidos, útiles
e importantes ; pero es necesario que tengas bien
claras las diferencias entre los compuestos y las
mezclas porque tan abundantes como importantes
son unas como las otras y muy cerca puedes tener
algunos ejemplos que luego podrás determinar.
Las mezclas y los compuestos solo tienen en común
el estar formados por distintos tipos de átomos;
por lo demás son especies químicas muy distintas
debido a que una mezcla está formada por distintas
sustancias puras, elementos o compuestos, en
cambio un compuesto es una única sustancia pura.
El aire es una mezcla formada principalmente por
nitrógeno y oxígeno.
¿Qué otras mezclas conoces?
Indicadores de logro:
Clasificarás correctamente las mezclas en homogéneas y heterogéneas
al realizar experimentos con materiales del entorno.
Identificarás con interés la diferencia entre soluto y solvente como los
componentes de una solución o mezcla homogénea
Tipos de mezclas
Las mezclas se clasifican en dos tipos: homogéneas y heterogéneas.
En las mezclas homogéneas (disoluciones) y en los compuestos no puedes distinguir a
simple vista ni con aparatos ópticos, sus componentes.
La composición y las propiedades de una mezcla son variables. Para hacer una mezcla
de dos o más sustancias puras puedes usar cualquier cantidad de cada una de ellas.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 127
UNIDAD 2
1
Actividad
Observa y descubre si hay una disolución
a) Observa un vaso con agua e intenta ver si es agua pura o una disolución.
b) En una taza con agua puedes disolver distintas cantidades de azúcar (una, dos, media
cucharada) pero siempre obtendrás una mezcla de agua y azúcar.
c) En tu cuaderno escribe los resultados de tu observación (1) y las causas, si es agua pura o
existe contaminación. En la mezcla (2), anota el color, sabor, entre otros.
el agua azucarada es una mezcla
el café con leche es una mezcla
Los compuestos tienen siempre los mismos componentes. Por ejemplo, el cloruro de
sodio siempre será la unión de átomos de cloro y átomos de sodio.
Piensa un momento en agua azucarada. Esta es una mezcla de dos compuestos: agua
H2 O y azúcar sacarosa (C12H22O11). Como puedes notar, el azúcar es un compuesto
formado por tres tipos de átomos:
Carbono
Hidrógeno
Oxígeno
12 átomos
22 átomos
11 átomos
¿Qué porcentaje hay de cada uno de estos compuestos?
Para saberlo, necesitamos saber el peso de la molécula. Consultando la tabla periódica
tenemos las masas o pesos siguientes:
Carbono C = 12 gramos/mol × 12 144 +
Hidrógeno H = 1 gramo /mol × 22 22
Oxígeno O = 16 gramos/mol × 11 176 =
342 g/mol
El porcentaje de cada elemento en el compuesto es:
% C = 144g / 342 g = 0.421 = 42.1% +
% H = 22g / 342 g = 0.064 = 6.4 %
% O = 176g / 342 g = 0.515 = 51.5% =
100%
128 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
Según esto, por cada 100 gramos de sacarosa tenemos
42% de carbono, 6.4 % de hidrogeno y 51.5% de oxígeno.
Estas proporciones no pueden cambiar para este
compuesto. Si existe otra sustancia formada por estos
mismos elementos, pero en otras cantidades, no será
azúcar pero podrá ser una mezcla heterogénea.
Las mezclas no tienen valores fijos de densidad, punto
de ebullición o de congelación, entre otras propiedades,
porque su composición es muy variable. Mientras que
los compuestos tienen siempre las mismas propiedades
porque su composición es fija y determinada.
Las bebidas alcohólicas son mezclas heterogéneas
porque tienen agua y alcohol en distintas proporciones.
Hay otras mezclas comunes y perjudiciales para tu salud,
la de tus familiares y para la comunidad en general:
Por ejemplo el mal hábito de fumar es contaminante
para todos y es algo que debes desechar. El humo de
los cigarros es una mezcla de diminutas partículas de
carbón del tabaco, producidas durante la combustión
del mismo, que se mezclan con el aire. La nicotina es
una droga aunque los fumadores no la consideran como
tal; pero lo más venenoso de los cigarros es el alquitrán
que les agregan y que, según los estudios recientes, es lo
que crea la dependencia.
Otra situación que debes evitar es quemar la basura,
porque es una mezcla diferente por la cantidad y
variedad de desechos sólidos que se queman.
También el humo que emiten los vehículos y las fábricas
produce enfermedades respiratorias en
muchas personas.
Punto de apoyo
El smog es una mezcla de partículas de carbón y
polvo que se aglutinan con agua ambiente o con el
vapor de agua formando una niebla de color café. Hay
ciudades opacas, nubladas, cubiertas por el smog, signo
indiscutible de contaminación ambiental.
El alcohol puro es un compuesto porque tiene siempre la
misma composición:
52% carbono13% hidrógeno y 35% oxígeno.
En muchos lugares se han producido envenenamientos
masivos porque las bebidas alcohólicas comunes (con
etanol) las han mezclado, además, con metanol que es
un alcohol para quemar y con una composición química
diferente.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 129
UNIDAD 2
Los compuestos están mezclados y no separados la
mayoría de veces.
Las mezclas están por todas partes, comenzando por el
aire que llena tus pulmones, que no es un gas puro sino
una mezcla de nitrógeno y oxígeno, acompañada de
otros gases en menor cantidad.
El agua del mar tampoco es agua pura porque contiene
muchas sustancias disueltas que en su mayoría son sales.
Otros ejemplos de mezcla heterogénea son:
La mezcla de cal apagada con agua forma la lechada para
blanquear paredes, árboles, postes y, entre otros.
La mezcla de cal con arena y agua endurece rápidamente
(propiedad de fraguar) y sirve para unir piedras y
ladrillos, entre otros.
El cemento
Si la piedra caliza se coloca en el horno, contiene una
gran cantidad de arcilla en vez de cal viva. Se recoge
entonces un producto grisáceo que se llama cemento, el
cual reacciona con el agua y se endurece rápidamente,
aun sin la presencia de arena, y es una mezcla utilizada
ampliamente en las construcciones y reparaciones de
casas y carreteras.
130 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Hormigón
Es la mezcla de cemento, arena y grava gruesa. El
hormigón armado se obtiene si se colocan barras de
hierro dentro de la masa del hormigón; es la mezcla de
mayor solidez y consistencia.
Las mezclas son asociaciones de sustancias químicas
que se unen pero sin lograr combinarse químicamente,
por lo que la asociación se puede separar usando
métodos físicos, como la decantación y la evaporación
entre otros. Las mezclas pueden ser clasificadas en
heterogéneas y homogéneas.
a)
Mezclas heterogéneas: no son uniformes; en
algunos casos, puede observarse la discontinuidad
a simple vista (sal y carbón, por ejemplo); en otros
casos, debe usarse instrumentos especializados para
observar la discontinuidad a nivel microscópico
b)
Mezclas homogéneas: son totalmente uniformes,
constan de una sola fase, lo cual significa que
su composición y propiedades son las mismas
en cualquier punto. Algunos ejemplos son la
salmuera, el agua azucarada y el aire. Estas mezclas
homogéneas se denominan soluciones.
UNIDAD 2
Las mezclas se clasifican de acuerdo al estado de
agregación de sus componentes y al tamaño de las
partículas que la forman.
La segunda fase, la dispersa, es la que se halla en menor
cantidad y es la que se ha mezclado. En el caso en el agua
del mar, son las sales disueltas.
Los componentes de una mezcla se nombran como fase
dispersante y fase dispersa.
La fase dispersante puede ser un gas, un líquido o un
sólido; lo mismo puedes decir de la fase dispersa.
La fase dispersante sirve de medio de mezclado y
normalmente es la que se encuentra en mayor cantidad.
En el caso del agua del mar, la fase dispersante es el agua.
El medio dispersante más común es el agua y las fases
dispersas son muy variadas.
Actividad
a)
2
Copia el siguiente cuadro en tu cuaderno y completa los espacios vacíos:
Ejemplo de mezcla
Fase dispersante
Fase dispersa
humo
agua azucarada
agua salada
mezcla del albañil
Las dispersiones también se clasifican de acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa. Para que comprendas mejor esto,
haz la siguiente actividad.
Actividad
3
Realiza la experiencia y escribe los resultados en tu cuaderno.
Con tu familia consigue tres botes de vidrio, iguales y transparentes.
Prepara un poco de: sal, maicena , tierra fina y una cantidad de agua.
Coloca agua en cada bote hasta la mitad.
Mezcla una cucharada de sal con el agua de un bote y agítala fuertemente y observa, si es posible, las partículas de sal.
Mezcla una cucharada de maicena con el agua, agítala y observa que cuando la dejas de agitar la mayor parte de la maicena se
acumula en el fondo del bote, eso se llama precipitado. El agua solamente queda con apariencia lechosa.
Mezcla la tierra fina con agua en el tercer bote, agitándola fuertemente.
a) De tus observaciones: ¿en cuál de los tres casos es más fácil y en cuál más difícil ver el tamaño de las partículas que se
han mezclado?
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 131
UNIDAD 2
Métodos de separación de los componentes de una mezcla
Un aspecto que no debes olvidar es que las mezclas se separan en sus componentes
por procesos físicos, mientras que los compuestos se separan en sus constituyentes por
procesos químicos.
Si separas los componentes de una mezcla, éstos continúan siendo lo que eran
inicialmente. Por ejemplo, si separas la sal del agua del mar, por calentamiento, la sal
seguirá siendo sal y el agua seguirá siendo agua.
La separación del agua de la sal se logra, generalmente, por la evaporación del agua por
acción de la radiación solar.
Otras técnicas para separar los componentes de una mezcla son la filtración y
la destilación.
Destilación es el procedimiento que consiste en eliminar el mayor número de las
impurezas por ebullición. Se separa el vapor de agua y en el fondo del recipiente quedan
las partículas sólidas o sedimentos.
Filtración es hacer pasar la mezcla por membranas porosas o material filtrante de
diferentes micras, mecánicamente. En el caso del agua , las impurezas quedan al otro
lado de la membrana.
Todas las mezclas que observes con apariencia lechosa tienen partículas en suspensión.
En las suspensiones también puede ser un gas el medio dispersante. Si el medio
dispersante es el aire y lo que se dispersa el agua, entonces se tiene la niebla.
132 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
Generalidades e importancia de las salineros
Desde las épocas históricas hasta la actualidad los
saladares han sido utilizados metódicamente para
la obtención de un frágil cristal de gran importancia
económica: el cloruro sódico o sal común.
La sal común ha constituido el principal material para
la conservación de carnes y pescados. De hecho la
industria dedicada a la salazón, junto con la pesca, ha
contribuido positivamente al asentamiento de multitud
de núcleos costeros y a su relación comercial con otras
poblaciones interiores.
Otros usos tradicionales relacionados con la industria
salinera son la obtención de diferentes sales para
aplicaciones diversas dentro del sector químico o su
relación con la industria agropecuaria.
Los valores ecológicos de las conocidas salineras de
El Salvador en Usulután son importantes, porque de
su existencia depende multitud de especies de aves
acuáticas cuya línea evolutiva las ha condenado a vivir
inseparablemente unidas a estos espacios.
El funcionamiento de las salineras consiste en la
progresiva concentración de agua del mar, almacenada
en grandes estanques poco profundos donde la
evaporación va eliminando la porción líquida,
hasta conseguir alcanzar el gradiente de concentración
necesario para provocar la cristalización del
cloruro sódico.
Actividad
a)
4
Consulta con tu familia la existencia de otras salineras
en el país y si es posible realizar una visita puedes
comprobar la separación de los componentes de esa
mezcla por calentamiento.
Actividad
5
Fase 3 ejecuta el proyecto.
Procedimiento para hacer la mayonesa, para comenzar:
Coloca en el tazón 4 cucharadas de aceite vegetal
y media cucharada de vinagre. Agita y observa la
reacción.
Agrega una yema de huevo a la mezcla y agita.
Agrega una cucharada de mostaza y agita.
Agrega pequeñas cucharadas de sal a la mezcla hasta
que tome un sabor adecuado.
Agrega una pequeña cucharada de azúcar a la mezcla.
Prueba tu mayonesa.
Realiza un informe escrito de tu proyecto.
Resumen
Las mezclas son sustancias que por su naturaleza
pueden ser homogéneas o heterogéneas.
La composición y propiedades de una mezcla son
variables. Las mezclas no tienen valores fijos de
densidad, punto de ebullición y de congelación.
Entre las mezclas, algunas son de beneficio para el ser
humano, por ejemplo la leche con cereal.
Las mezclas están presentes aun en la construcción.
Por ejemplo el hormigón es una mezcla de cemento,
arena y grava gruesa.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 133
UNIDAD 2
Una mezcla formada principalmente por
nitrógeno y oxígeno es:
a) el agua.
b) el humo.
c) el aire.
d) Un coloide.
3
Una mezcla dañina para la salud que si,
además, lleva metanol se convierte en
un veneno:
4
a) el humo.
b) el desecho sólido.
c) la mezcla de cemento.
d) el alcohol.
2
3) a.
En una mezcla es la fase más abundante:
a) dispersante.
b) dispersa.
c) primaria.
d) secundaria.
Los métodos de separación de los
componentes de una mezcla son los:
a) medios químicos.
b) medios físicos.
c) medios biológicos.
d) medios personalizados.
2) d.
1) c.
1
Soluciones
Autocomprobación
4) b.
MEZCLAS DAÑINAS
Una de principales causas del deterioro de los recursos
naturales es la forma acelerada cómo los seres
humanos estamos depositando en ellos sustancias que
los arruinan. Por ejemplo, de manera descontrolada
las aguas servidas llegan por medio de alcantarillados
a los ríos y lagos, lo cual hace insostenible la vida en
estos ecosistemas. Entre las principales sustancias que
enviamos están los aceites quemados de las frituras
en las casas. Ya en algunos países de Europa se están
tomando medidas para proteger el agua de esas
mezclas peligrosas, creando el punto verde: un lugar
de captación de aceites usados que luego son enviados
a tratamiento para ser convertidos en productos
aprovechables como jabones.
134 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Lección 5
Segunda Unidad
Soluciones y coloides
Motivación
E
n la lección anterior realizaste la experiencia de
mezclar agua con sal, maicena, tierra fina. De tus
observaciones puedes confirmar que las partículas de
la mezcla con sal eran casi invisibles.
Cuando el tamaño de las partículas dispersas es tan
pequeño (llegan al tamaño de las moléculas) que
no se pueden ver a simple vista, a la mezcla se le
llama solución.
Suspensión: si las partículas que se dispersan se
logran ver a simple vista.
En esta lección estudiarás los componentes de
una solución, los tipos de soluciones y de coloides,
comprenderás los tipos de soluciones según el estado
físico y la cantidad de soluto. Estas son las diluidas,
las concentradas, las saturadas y las sobresaturadas.
Es posible que ya conozcas algunas soluciones y
después de identificarlas podrás clasificarlas, para
reconocer la importancia que tienen en la fabricación
de medicinas, cosméticos y muchos productos de
la industria donde es indispensable calcular las
concentraciones de las soluciones a utilizar.
Indicadores de logro:
Identificarás con interés la diferencia entre soluto y solvente como los
componentes de una solución o mezcla homogénea.
Clasificarás con interés las soluciones según la concentración del
soluto, en saturadas, no saturadas, diluidas y sobresaturadas.
Describirás con interés las diversas aplicaciones industriales y
biomédicas de los coloides.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 135
UNIDAD 2
Componentes de una solución
Para representar cuánto material disperso hay en una
mezcla se utiliza el término concentración.
La concentración se define como la cantidad de material
disperso por unidad de material dispersante. En las
soluciones llamarás soluto al material disperso y solvente
al material dispersante. Entonces, los componentes de
una solución son el soluto y el solvente. En el caso del
agua salada el soluto es la sal y el solvente es el agua.
Esta nomenclatura no siempre funciona bien, pues si
tienes una mezcla de alcohol y agua, donde ambos son
líquidos, no es fácil determinar cuál es el solvente y cuál
es el soluto. En ese caso aceptas que el soluto es el que
tiene menor cantidad y el solvente, el que tiene mayor
cantidad en la mezcla.
Tipos de soluciones y coloides
Tipos de soluciones según el estado
físico y la cantidad de soluto
En la forma cualitativa simplemente dices si la solución
es diluida, concentrada, saturada o sobresaturada.
Una solución diluida contiene poco soluto y
mucho solvente.
Una solución concentrada contiene mucho soluto.
¿Cómo te gusta el café, diluido o concentrado?
Puedes representar la concentración de forma cualitativa
y cuantitativa.
136 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
Una solución saturada tiene la mayor cantidad de soluto que el solvente puede disolver,
si se agrega más ya no se disuelve y forma un depósito en el fondo del recipiente.
1
Actividad
a)
Agrega cinco cucharadas de leche en polvo en un vaso normal con agua y obtendrás una
solución saturada, haz la prueba.
Una solución sobresaturada se da cuando hay más soluto disuelto del que puede
disolver el solvente.
Según las definiciones anteriores, no sabes exactamente cuánto soluto hay en
determinada cantidad de solvente, por eso son cualitativas.
Recuerda: las soluciones cualitativas, según el estado físico y la cantidad de soluto,
pueden ser: diluidas, concentradas, saturadas y sobresaturadas.
Para expresar cuantitativamente la concentración se usa un número que indica cuantas
partes de soluto hay por cada parte de solvente.
Para representar tanto al soluto como al solvente se usan unidades según la magnitud
física del componente.
Por ejemplo, si tomas 100 gramos de sal de mesa y los disuelves en suficiente agua para
obtener 2 litros de solución.
Puedes representar la concentración de esa solución como:
50 gr
(100 gr entre 2 litross)
1 litro de solución
Significa que por cada litro de agua (solvente) tienes 50 gramos de sal (soluto); pero si
quieres saber cuánto soluto hay por cada 100 mililitros de solución, procedes así:
Un litro equivale a 1000 mililitros (1 litro = 1000 ml) o sea que;
50 gr
50 gr
10 × 5 gr
=
=
= 5 gr/100 ml
1 litro 1000 ml 10 × 100 ml
Esta forma de representar la concentración se conoce como relación peso-volumen
porque involucra la masa o el peso del soluto y el volumen del solvente.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 137
UNIDAD 2
También puedes usar la masa de ambos componentes y obtener una relación
masa-masa.
Suponiendo que usas un litro de agua que tiene una masa de 1000 gramos, al final
tendrías 1050 gr de solución total (50 gr de sal y 1000 gr de agua) y la concentración
quedaría representada así:
50 gr de sal
gr de sal
= 0.048
1050 gr solución
gr de solución
También podrías representarla por cada 100 gramos de solución, lo que te daría
4.8 gr de sal
= esta es una relación masa-masa
100 gr solución
A veces estas relaciones por cada 100 partes de solución se expresan como porcentajes.
O sea que en vez de
4.8 gr de sal
puedes decir que es una solución al 4.8%
% p/p
100 ml solución
En el primer caso que te quedó 5 gr/100 ml sería así: 5% p/v (peso-volumen).
Si la relación es volumen - volumen, sería 5% v/v e indica 5ml de soluto por cada 100 ml
de solución.
2
a)
Actividad
Copia el cuadro en tu cuaderno y analiza el significado de la simbología e investiga un ejemplo para soluciones de cada
clase determinada.
Relación
Simbología
masa-masa
masa-volumen
volumen-volumen
X% p/p
Significado
Para soluciones de
X gramos de soluto por cada
100 gramos de solución
sólido en líquido
sólido en sólido
X % p/v
X gramos de soluto por cada
líquido en líquido
sólido en líquido
X % v/v
100 mililitros de solución
X volumen de soluto por 100
líquido en líquido
líquido en líquido
volúmenes de solución
gas en líquido
gas en gas
138 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
UNIDAD 2
Para que comprendas mejor los elementos del cuadro:
p/p significa peso- peso, si asumes que de la masa se toma el peso.
X significa cualquier cantidad de soluto o de solvente.
Coloides
Coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en
un líquido. Debido al equilibrio coloidal, dichas partículas no pueden atravesar las
membranas semi−permeables.
La definición clásica de coloide, también llamada dispersión coloidal, se basa en el
tamaño de las partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante
pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque
son mayores que las moléculas ordinarias. Las partículas que forman los sistemas
coloidales tienen un tamaño comprendido entre 50 y 2000 Å. (1 Angstrom = 10 -10 m )
En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes:
1.
Fase dispersa: las llamadas micelas.
2.
Fase dispersante: en la que están dispersas las partículas coloidales.
Las partículas coloidales tienen un tamaño diminuto, tanto que no pueden separarse
de una fase dispersante por filtración.
Las disoluciones son transparentes, por ejemplo: azúcar y agua.
Tienes una dispersión cuando las partículas son del tamaño de 2000Å y se pueden
separar por filtración ordinaria.
Tipos de sistemas coloidales
En la actualidad se sabe que cualquier sustancia puede alcanzar el estado coloidal, ya
que tanto la fase dispersante como la fase dispersiva puede ser un gas, un líquido o un
sólido, excepto que ambos no pueden estar en estado gaseoso.
Son posibles ocho sistemas coloidales:
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 139
UNIDAD 2
Medio de dispersión
fase dispersa
nombre
ejemplos
líquido
aerosol líquido
niebla, nubes
sólido
gas
aerosol sólido
espuma
líquido
emulsión
polvo, humo.
espumas (de jabón, de
shampoo, de afeitar)
sólido
sol
gas
espuma sólida
pinturas, tinta china, jaleas
piedra pómez
líquido
emulsión sólida
margarina, queso
sólido
sol sólido
algunas aleaciones, piedras
preciosas coloreadas
Gas
Líquido
Sólido
3
leche, mayonesa, yogur
Actividad
Fase de cierre
a) Presenta tu informe del proyecto a tu maestra o
maestro y expón tu experiencia ante tus compañeras
y compañeros durante una plenaria.
Es frecuente clasificar los coloides según el estado de
agregación de sus elementos integrantes, así como
también por el tamaño de las partículas que los
integran.
Las clases más importantes de coloides son:
Los soles: un sol está constituido por un sólido disperso
en un líquido, la leche de magnesia es un ejemplo de
sol. La pintura es un coloide tipo sol, pues se mezcla un
140 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
sólido con un líquido.
Las emulsiones: son líquidos que se han dispersado en
otro líquido, así la leche formada por glóbulos de grasa
dispersos en una solución acuosa.
Los geles: los líquidos se encuentran dispersos en los
sólidos. Son tipos especiales de coloides, como las jaleas
y las gelatinas.
Aerosoles: coloides que puedes dividir en aerosol
líquido, que es un líquido disperso en un gas, ejemplo:
la niebla al amanecer o la atomización del perfume;
aerosol sólido, es un sólido disperso en un gas, ejemplo:
el humo del cigarro (sólido) disperso en el aire (gas).
UNIDAD 2
4
a)
Actividad
Haz un resumen en tu cuaderno sobre la clasificación de los sistemas coloidales descritos
anteriormente y agrega dos ejemplos similares, en cada caso.
El efecto Tyndall es el fenómeno por el que se pone de manifiesto la presencia de
partículas coloidales, al parecer, como puntos luminosos debido a la luz que dispersan.
Este efecto es utilizado para diferenciar las dispersiones coloidales de las
disoluciones verdaderas.
No puedes ver las micelas, pero sí el movimiento que describen, que es desordenado
describiendo complicadas trayectorias en forma de zigzag. Este movimiento recibe el
nombre de movimiento Browniano.
El movimiento Browniano se da debido a los choques de las moléculas de disolvente
con las micelas coloidales, dificultando que estas se depositen en el fondo.
El color tan llamativo de muchos coloides se debe a la dispersión selectiva de la luz por
las micelas coloidales.
Resumen
El término “concentración”, se utiliza para indicar cuánto material disperso hay en una
mezcla.
En forma cualitativa se expresa que una solución está diluida, concentrada, saturada,
sobresaturada, etc.
Una solución saturada tiene mayor cantidad de soluto que de solvente. Una sobre
saturada contiene más soluto del que el disolvente puede diluir.
Un coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un
líquido. En la actualidad se conocen ocho tipos de sistemas coloidales.
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 141
UNIDAD 2
1
Si una solución tiene poco soluto y mucho
solvente, se clasifica como:
a) saturada.
b) sobresaturada.
c) diluida.
d) concentrada.
3
Una solución con X gramos de soluto
por cada 100 gramos de solución se
representa así:
a) × % p/v
b) × % p/p
c) × % v/v
d) × % m/v
2
5 gr/100 ml es una representación que se
conoce como relación :
De los coloides, un ejemplo de emulsión
sólida es:
a) masa-peso.
4
a) margarina.
b) volumen-volumen.
b) espuma de jabón.
c) peso-volumen.
c) pintura.
d) masa-masa.
d) humo.
2) c.
3) b.
1) c.
Soluciones
Autocomprobación
4) a.
NUBES SECAS
Los aerosoles atmosféricos son partículas que al
estar en la atmósfera la convierten en una mezcla
heterogénea con propiedades diferentes. Por ejemplo,
en condiciones normales, las nubes se condensan
sobre las partículas de polvo y producen lluvia, pero
ante la presencia de contaminación en la atmósfera,
miles y miles de partículas el agua se condensan sobre
una gran cantidad de partículas en gotas muy finas que
no llegan a caer. Incluso la misma nube puede llegar a
evaporarse. Por eso es urgente que se frene el uso de
aerosoles o podríamos no ver más lluvia.
142 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Solucionario
Lección 1
Actividad 1
a) Thompson: Descubrió que en el átomo existen cargas positivas y negativas. Rutherford: Comprobó la existencia del núcleo
atómico. Böhr: Descubrió que la energía de los electrones en el átomo está distribuida en niveles.
b) El número de protones en el núcleo del átomo se obtiene de la suma del número de protones y el número de electrones.
Actividad 2
a)
b)
Carbono C = 6 y 7 neutrones respectivamente.
Cloro Cl = 18 neutrones.
Respuestas, los neutrones son: Azufre 16, Oro 118, Plata 61.
Soluciones de la autocomprobación de la lección1: 1) a
Lección 2
2) b
3) b
4) d
Actividad 1
a) Potasio, sodio, magnesio, calcio, hierro, aluminio, silicio y oxígeno.
http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/2abundancia/si2.html
Actividad 2 Posibles respuestas
Nº
Elemento químico
Alimento en el que se
encuentra
Función (importancia)
1
2
3
4
oxígeno
hidrógeno
nitrógeno
sodio
carbohidratos, carnes
carbohidratos
proteínas
sal
5
6
7
potasio
hierro
calcio
guineos
frijoles
lácteos
Energía y proteínas
Energía
Reparación de tejidos
Ayuda a la actividad
muscular
Fortalece el sistema nervioso
Enriquece la sangre
Fortalece los huesos
Actividad 5
Propiedades
Litio (Li)
Sodio (Na)
Potasio (K)
Rubidio (Rb)
Cesio (Ce)
Número atómico
Masa atómica
Punto de ebullición
Punto de fusión
Densidad a 20ºC
3
6.94
1.326
180
0.54
11
22.99
889
98
0.97
19
39.1
757
63
0.86
37
85.47
700
39
1.53
55
132.91
670
29
1.90
Solucionario
Lección 3
Actividad 1:
otras distintas (productos) Ejemplo: la combustión de un
papel
a) Molécula: Es la unión de dos o más elementos por medio
de un enlace químico. Puede ser molécula simple o un
compuesto.
c) Cambio físico: Es el que tiene lugar sin que se altere
la estructura y composición de la materia, es decir, las
sustancias puras que la componen son las mismas antes y
después del cambio.
b) Cambio químico o fenómeno químico: Es un fenómeno
químico donde se altera la estructura y composición de la
materia. De unas sustancias iniciales (reactivos) se obtienen
Actividad 2:
Sustancia
¿Elemento o compuesto?
Aluminio
Agua
Sal
Bicarbonato de sodio
Soda cáustica
Oxigeno
elemento
compuesto
elemento
compuesto
compuesto
elemento
Actividad 3
compuesto
fórmula
comprobación
óxido de magnesio
MgO
cloruro de potasio
KCl
óxido de cobre
Cu2O
bromuro de aluminio
Al Br3
Mg: 2 × 1 = 2; O: -2 × 1= -2
2 + (-2) = 0
K: 1 × 1 = 1; Cl: -1 × 1 = -1
1 + -1 = 0
Cu: 1 × 2 = 2; O: -2 × 1 = -2
2 + (-2) = 0
Al: 3 × 1 = 3; Br: -1 × 3 = -3
3 + (-3) = 0
Lección 4 Actividad 2
Ejemplo de mezcla
Fase dispersante
Fase dispersa
humo
agua azucarada
agua salada
mezcla del albañil
aire
agua
agua
agua
partículas sólidas
azúcar
sal
cemento
144 Ciencias Naturales - Séptimo Grado
Proyecto
Prepara una mayonesa
Propósito:
Aplicar conocimientos básicos de química
Cambiar el estado de distintos materiales para hacer otros nuevos
Hacer una mayonesa.
Centro Teórico:
La mayonesa es una salsa emulsionada hecha principalmente a partir de huevo y aceite vegetal.
Generalmente se la sazona con sal, jugo de limón, vinagre o mostaza. No está claro cuál es de su
origen, aunque se supone que ya en el Imperio Romano se le conocía. Lo que sí es seguro es que
antes de la llegada de los españoles a América, el tomate no se conocía en Europa, por lo que era la
mayonesa uno de los aderezos favoritos en las cortes reales. Como producto comercial, es de gran
aceptación y su elaboración casera no resulta complicada.
Desarrollo:
Fase1: información. Investigas en las viñetas de las mayonesas comerciales cuáles son los
componentes que las constituyen. Ademas, haces una investigación acerca de las emulsiones para
determinar qué tipo de sustancias químicas son y qué productos químicos que usamos en casa son
emulsiones.
Fase 2: planificación: En esta etapa te organizas para conseguir los materiales para ejecutar el
proyecto.
Fase 3: ejecución: Esta es la etapa principal, ya que desarrollas el proyecto paso a paso.
Cierre del proyecto: Desarrollas una plenaria para discutir los resultados y los de tus compañeros y
compañeras. Además, tienes la oportunidad de ser creativo y hacer helados de otros sabores y con
otros materiales.
Todas las etapas se realizaron a lo largo del desarrollo de la unidad.
Responde en tu cuaderno la siguiente pregunta:
¿Qué utilidad práctica encuentras a este proyecto?
Séptimo Grado - Ciencias Naturales 145
Recursos
GARCÍA, Graciela y MEJÍA, Jesús: Química 2. Quinta edición. Ediciones Castillo, México 2003. 200 p.
NAVAS, María del Socorro: Química un enfoque practico. Editorial Géminis. Panamá 2005. 266 p.
WOLFE, Drew: Química General, Orgánica y Biológica. Ediciones McGraw Hill. México 1996. 757 p.
Lección 1
Anthony Carpi, Ph.D.: Teoría Atómica
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=50&l=s 2003
Instituto de Tecnología Educativa, España: Estructura y modelo atómicos
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/
modelos.htm Mayo 2008
Lección 2
Lenntech: Clasificación periódica de los elementos químicos
http://www.lenntech.com/espanol/tabla-periodica.htm 2006
Sánchez L., Andrés J: Tabla periódica de los elementos
http://www.acienciasgalilei.com/qui/tablaperiodica0.htm Septiembre 2008
Lección 3
Averroes: Todo sobre la ciencia
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/concurso2006/ver/06/index.html 2009
Tarea Escolar: Animación de una estructura molecular http://www.tareaescolar.net/materias/quimica/
FORMULAS%20QUIMICAS.htm?zoom_highlight=dioxido Marzo 2009
Lección 4
Enciclopedia libre Wikipedia: Compuesto químico
http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_qu%C3%ADmico Diciembre de 2009
Laboratorio de química: Concepto de mezcla y compuesto químico
http://www.ucm.es/info/diciex/programas/quimica/html/mezcla.htm 2008
Lección 5
Centro de estudios profesionales: Física
http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.
htm Febrero 2008
EDUCA: Distribución en peso de los elementos en la corteza terrestre
http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/2abundancia/si2.html2008
Solo Ciencia: La contaminación con aerosoles
http://www.solociencia.com/ecologia/07030504.htm Abril 2008
146 Ciencias Naturales - Séptimo Grado