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Programación de aula




GUÍA DIDÁCTICA DE LA UNIDAD 9

Los átomos y sus enlaces

FÍSICA Y QUÍMICA - 4.º de ESO

CONTENIDO


1. Programación de aula * 2

2. Sugerencias didácticas

– Presentación de la unidad

– Contenidos

– Trabajo en el laboratorio

– Pon a prueba tus competencias

Incluye una Matriz de evaluación de competencias

3. Actividades de refuerzo

4. Actividades de ampliación

5. Propuesta de evaluación

6. Solucionario de la unidad

* Esta programación y la concreción curricular de tu comunidad autónoma podrás encontrarlas en el CD Programación y en .



Unidad 9 Los átomos y sus enlaces


La unidad reúne una descripción de la teoría atómica, la ordenación de los elementos y los modelos de enlace que justifican las propiedades de las sustancias.

De la teoría atómica se analizan los modelos de Rutherford y Bohr, comenzando con la descripción del modelo nuclear del átomo y las características del núcleo. A continuación se introducen los niveles energéticos de la corteza atómica, sin llegar al concepto de “orbital”.

Una vez resuelto el interrogante “¿cómo son los átomos?”, se pasa a la siguiente cuestión lógica, “¿cuántos átomos diferentes hay?”. Se hace una breve historia de la tabla periódica y se describen sus bloques, relacionándolos con los subniveles energéticos de la corteza de los átomos que los forman: la tabla periódica se analiza a la luz de los subniveles s, p, d y f.

Finalmente se describen los modelos de enlace (metálico, iónico y covalente) y las propiedades de las sustancias interpretadas según dichos modelos.

Los contenidos están relacionados con el bloque del currículo oficial, Estructura y propiedades de las sustancias.

Las competencias que se trabajan especialmente en esta unidad son la competencia en comunicación lingüística, la competencia matemática, la competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico, el tratamiento de la información y competencia digital, y la competencia para aprender a aprender.

OBJETIVOS

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

COMPETENCIAS BÁSICAS

  1. Profundización en la teoría atómica, describiendo el núcleo y corteza de los átomos conforme a las teorías de Rutherford y Bohr.

    1. Conocer el modelo de Rutherford y las principales propiedades de los núcleos.

    2. Describir los niveles y subniveles energéticos de la corteza atómica conforme al modelo de Bohr.


  • Competencia en comunicación lingüística.

  • Competencia matemática.

  • Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico.

  • Tratamiento de la información y competencia digital.

  • Competencia para aprender a aprender.




  1. Estudio de la ordenación periódica de los elementos, su historia y su relación con la teoría atómica.




    1. Conocer y aplicar la relación entre el sistema periódico, los subniveles s, p, d, y f, y la distribución electrónica en los átomos.

    2. Asociar los enlaces que forman los elementos del sistema periódico con su configuración electrónica y su posición en la tabla.

  1. Interpretación de las propiedades observables en las sustancias y su relación con su constitución atómica y su tipo de enlace.




    1. Interpretar la formación de sustancias mediante modelos de enlaces, como el enlace iónico, el enlace covalente y el enlace metálico.

    2. Diferenciar, por sus propiedades, sustancias que presenten enlaces iónicos, covalentes o metálicos.

■ Contenidos


  • El modelo atómico nuclear. Número atómico y número másico. Isótopos.

  • Relacionar las partículas fundamentales con el número atómico, iones, isótopos, cargas, etc.

  • La corteza atómica, niveles energéticos y modelo de Bohr. Subniveles electrónicos s, p, d y f.

  • Sistema periódico y estructura electrónica.

  • Agrupaciones de átomos: enlace químico. Regla del octeto. Configuración electrónica.

  • Utilización de modelos para explicar la estructura atómica y la formación de moléculas y cristales.




  • El enlace metálico. Propiedades de los metales. Aleaciones.

  • Identificación de sustancias metálicas y de sus propiedades.

  • El enlace covalente. Diagramas de Lewis. Las sustancias covalentes y sus propiedades.

  • Identificación de sustancias covalentes y de sus propiedades.

  • El enlace iónico. Compuestos y propiedades.

  • Identificación de sustancias iónicas y de sus propiedades.



■ Orientaciones metodológicas

1. Conocimientos previos


Los alumnos deben recordar que la materia es discontinua, y está formada por partículas, átomos o moléculas; que los átomos no son el componente último de la materia, sino que son, a su vez, partículas complejas formadas por protones, neutrones y electrones, y que el desarrollo de nuestro conocimiento sobre la naturaleza nos ha permitido elaborar modelos atómicos cada vez más precisos. Los alumnos deben saber que todas las sustancias que nos rodean son compuestos químicos formados por átomos, moléculas o cristales, y que los seres vivos también lo son. Y que el desarrollo de la humanidad va parejo al desarrollo de la química.

2. Previsión de dificultades


El uso de modelos siempre encierra dificultades. Hay que procurar que el alumno comprenda que la representación de los átomos mediante esferas macizas en el modelo de Dalton o el modelo planetario como símil del modelo nuclear solo son aproximaciones a la realidad. Algunos alumnos podrían sacar la idea de que los colores de los átomos son los de las bolas que los representan.

En relación con el modelo de Bohr y los niveles energéticos de la corteza, la búsqueda de modelos es todavía más complicada. También hay que adoptar las mismas precauciones con los modelos de bolas que representan a los sólidos iónicos, covalentes y metálicos.

3. Vinculación con otras áreas


  • Ciencias de la Naturaleza. El método científico se utiliza en todas las disciplinas de ciencias: química, física, biología, geología, etc.; por ello, la vinculación de esta unidad con las Ciencias de la Naturaleza es obvia. La vinculación con la Biología y la Geología se pone de manifiesto en que toda la materia, tanto la orgánica como la inorgánica, está formada por átomos unidos mediante enlaces. La estructura de la materia es el fundamento de todas las ciencias.

  • Lengua Castellana y Literatura. Empleo del contexto verbal y no verbal, y de las reglas de ortografía y puntuación. La lectura comprensiva del texto, así como de los enunciados de los problemas y ejercicios.

  • Matemáticas. Utilización de estrategias en la resolución de problemas y traducción de expresiones del lenguaje cotidiano, de los enunciados de los problemas, al lenguaje algebraico. Recogida de información, presentación y procesamiento de datos numéricos.

  • Tecnología. Manejo de las tecnologías de la información y la comunicación en diferentes contextos. Estudio de propiedades de materiales.

  • Lengua extranjera. Búsqueda de información en otro idioma.

4. Temporalización


Para el desarrollo de esta unidad se recomienda la organización del trabajo en un mínimo de nueve sesiones distribuidas del siguiente modo:

Páginas iniciales (una sesión). Lo que vas a aprender. Desarrolla tus competencias. Experimenta.

Epígrafes 1 a 8 y Resumen: (seis sesiones). Contenidos. Resolución de ejercicios propuestos. Resolución de actividades. Repasar contenidos.

Trabajo en el laboratorio (una sesión). Explicación y desarrollo de la práctica.

Pon a prueba tus competencias (una sesión). Amplía tus conocimientos. Lee y comprende. Aprende a pensar.

5. Sugerencias de actividades


Calcular la conductividad eléctrica de diversas sustancias en el laboratorio.

6. Refuerzo y ampliación


Los distintos estilos de aprendizaje y las diferentes capacidades del alumnado pueden precisar de propuestas para afianzar y reforzar algunos contenidos. Se sugiere realizar las actividades de refuerzo que aparecen al final de este cuaderno.

La necesidad de atender a alumnos que muestren una destreza especial para la consolidación de los conceptos de la unidad hace preciso el planteamiento de actividades de ampliación. Se sugiere realizar las actividades de ampliación que aparecen al final de este cuaderno.

■ Contribución de la unidad a la adquisición de las competencias básicas


Competencia en comunicación lingüística

A través de los textos que se proponen al principio y al cierre de la unidad se trabaja la comunicación escrita. De este modo se permiten el conocimiento y la comprensión de diferentes tipos de textos, así como la adquisición del hábito de la lectura y el disfrute con ella.

En la sección Lee y comprende se trabaja la posible incorporación de nuevas palabras en el lenguaje del alumno. Asimismo se trabaja la recopilación de información, la interpretación y comprensión de textos, y su escritura.

Competencia matemática

A lo largo de la unidad, los alumnos trabajan con herramientas relacionadas con la medición, el cálculo de magnitudes y la interpretación de gráficas para la resolución de problemas basados en la aplicación de expresiones matemáticas. Muchas de ellas se encuentran en contextos de la vida real.

Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico

En esta unidad se contribuye a la adquisición de la competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico mediante el conocimiento y comprensión de la estructura de la materia, y la interpretación de las propiedades de los materiales conforme a los tipos de enlace entre sus átomos.

En la sección Pon a prueba tus competencias, la actividad “Los diamantes” describe las características de estos materiales tan singulares, y la actividad “Fibras de carbono y materiales compuestos” muestra cómo el conocimiento de la estructura de la materia ha permitido elaborar sofisticados materiales.

Tratamiento de la información y competencia digital

A lo largo de toda la unidad, los alumnos encontrarán referencias a la página web librosvivos.net, en la que podrán hacer uso de las herramientas tecnológicas. La búsqueda de información en internet, tanto de forma individual como en grupo, también trabaja esta competencia.

Competencia para aprender a aprender

La sección Trabajo en el laboratorio y otras experiencias propuestas en la unidad permite a los alumnos construir su propio conocimiento mediante la aplicación sistemática del método científico. También aprenderán a administrar el tiempo y el esfuerzo en su quehacer en el laboratorio, al igual que las diversas propuestas de búsqueda de información que existen en la unidad.

Además, la unidad permite tomar conciencia y control de las propias capacidades, pues los alumnos disponen de una autoevaluación para aprender de sus propios errores y autorregularse con responsabilidad y compromiso personal.

Autonomía e iniciativa personal

En la sección Trabajo en el laboratorio, los alumnos deberán ser capaces de planificar, gestionar tiempos y tareas, afrontar los problemas de forma creativa, aprender de los errores, reelaborar los planteamientos previos, elaborar nuevas ideas, buscar soluciones y llevarlas a la práctica.

Otras competencias de carácter transversal


Competencia emocional

En la sección Pon a prueba tus competencias (“Aplica tus conocimientos” y “Los diamantes”) se hace referencia a la película Diamante de sangre, sobre el tráfico ilegal de diamantes que ha causado crueles guerras en África. El visionado de la película, que refleja con gran crudeza la realidad, hará reflexionar a los alumnos, y los pondrá en contacto con sus propias emociones y con las de los demás.



■ Tratamiento específico de las competencias básicas en la unidad


A lo largo de la unidad se trabajan diversas competencias. Sin embargo, sugerimos un itinerario en el que se han seleccionado cinco, con el objeto de llevar a cabo un trabajo metódico y un registro de ellas.

COMPETENCIA
1.er nivel de concreción

SUBCOMPETENCIA

2.º nivel de concreción

DESCRIPTOR

3.er nivel de concreción

DESEMPEÑO

4.º nivel de concreción

Competencia en comunicación lingüística



Comunicación escrita.



Adquirir el hábito de la lectura y aprender a disfrutar con ella, considerándola fuente de placer y conocimiento.

Lee y comprende la información contenida en el texto, y responde correctamente a las preguntas relativas a él. Además, aprende a disfrutar y adquiere hábitos de lectura.

Desarrolla tus competencias, página 185;

Pon a prueba tus competencias: Aplica tus conocimientos, página 204; Lee y comprende, página 205; actividad 17.

Competencia matemática


Relación y aplicación del conocimiento matemático a la realidad.

Seleccionar las técnicas adecuadas para calcular resultados y representar e interpretar la realidad a partir de la información disponible.

Aplica las técnicas adecuadas para la resolución de problemas y cuestiones relacionados con la estructura de la materia.

Actividades 2, 3, 4, 5, 30, 32 y 33.


Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico


Conocimiento y valoración del desarrollo científico-tecnológico


Aplicar soluciones técnicas a problemas científico-tecnológicos basados en criterios de respeto, de economía y eficacia, para satisfacer las necesidades de la vida cotidiana y del mundo laboral.


Relaciona las propiedades de los nuevos materiales usados en diversos campos de la actividad científica, económica y deportiva con la estructura de la materia que los forma.

Pon a prueba tus competencias: Lee y comprende, y Utiliza las TIC, página 205.



Aplicación del método científico en diferentes contextos.



Realizar predicciones con los datos que se poseen, obtener conclusiones basadas en pruebas y contrastar las soluciones obtenidas.

Utiliza los conocimientos teóricos de la unidad para explicar hechos y obtener conclusiones.

Experimenta, página 185; Pon a prueba tus competencias, página 204; actividades 1, 6, 15, 16, 18, 26, 34 y 35.

Tratamiento de la información y competencia digital


Obtención, transformación y comunicación de la información.

Comunicar la información y los conocimientos adquiridos empleando diferentes lenguajes y recursos tecnológicos.

Busca información relevante en la red y extrae de ella los conceptos necesarios para resolver cuestiones relacionadas con los contenidos de la unidad. Pon a prueba tus competencias: Utiliza las TIC, página 205; actividades 7, 9, 23 y 48.

Competencia para aprender a aprender



Construcción del conocimiento.

Obtener información, relacionarla e integrarla con los conocimientos previos y con la propia experiencia para generar nuevos conocimientos.

Trabaja en las prácticas de laboratorio relacionando la información obtenida de forma experimental con los conceptos sobre la estructura de la materia que ya posee, afianzando y ampliando sus conocimientos.

Trabajo en el laboratorio, página 199.

Educación en valores

Tanto los contenidos de la unidad como el trabajo específico por competencias permiten desarrollar otros aspectos que se recogen como educación en valores:

> Se pueden abordar aspectos de la educación moral y cívica y de la educación medioambiental en el laboratorio mediante la promoción del trabajo en equipo y el respeto por las normas de seguridad, valorando el rigor científico en los experimentos o gestionando adecuadamente los residuos.

> La educación moral y cívica puede abordarse analizando casos como el de Avogadro, cuyas teorías no fueron admitidas hasta 40 años después de su fallecimiento. Dado que muchos descubrimientos de la denominada “era atómica” se desarrollaron en la primera mitad del siglo xx, y tuvieron gran repercusión en la Segunda Guerra Mundial y la posterior Guerra Fría, se puede abordar la educación para la paz. Con ayuda de las experiencias que llevaron al modelo nuclear (radiactividad) se pueden tratar temas relacionados con la educación ambiental.


Materiales didácticos

LABORATORIO

Vasos de precipitado de 100 mililitros, vidrios de reloj, un conductímetro, azúcar, etanol, HCl 1 mol/L, azufre, NaCl, CuSO4, agua destilada, un mechero Bunsen, hilo de níquel, un espectroscopio y modelos moleculares.

INTERNET

<www.librosvivos.net>: recursos didácticos interactivos para profesores y alumnos.

<www.profes.net>: propuestas didácticas.

<www.aprenderapensar.net>: plataforma educativa.

<www.smconectados.com>: materiales para el profesor.




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