Dirección general de formación docente
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| Las estructuras de Lewis también pueden ser usadas para mostrar el enlace entre átomos. Los electrones que se enlazan se colocan entre los átomos y pueden ser representados por un par de puntos, o un guión (cada guión representa un par de electrones, o un enlace). Abajo están las estructuras de Lewis para el H2 y el O2.
Enlaces Polares y No-Polares En realidad, hay dos sub tipos de enlaces covalente. La molécula H2 es un buen ejemplo del primer tipo de enlace covalente el enlace no polar. Ya que ambos átomos en la molécula H2 tienen una igual atracción (o afinidad) hacia los electrones, los electrones que se enlazan son igualmente compartidos por los dos átomos, y se forma un enlace covalente no polar. Siempre que dos átomos del mismo elemento se enlazan, se forma un enlace no polar. Un enlace polar se forma cuando los electrones son desigualmente compartidos entre dos átomos. Los enlaces polares covalentes ocurren porque un átomo tiene una mayor afinidad hacia los electrones que el otro (sin embargo, no tanta como para empujar completamente los electrones y formar un ión). En un enlace polar covalente, los electrones que se enlazan pasarán un mayor tiempo alrededor del átomo que tiene la mayor afinidad hacia los electrones. Un buen ejemplo del enlace polar covalente es el enlace hidrógeno - oxígeno en la molécula de agua.
Enlace polar covalente simulado en una molécula de agua. La principal diferencia entre el enlace H-O en el agua y el enlace H-H, es el grado de los electrones compartidos. El gran átomo de oxígeno tiene una mayor afinidad hacia los electrones que los pequeños átomos de hidrógeno. Ya que el oxígeno tiene una atracción más fuerte en los electrones que se enlazan, el electrón ocupado anteriormente conduce a una desigual participación. Los dipolos Ya que los electrones de valencia en las moléculas de agua ocupan más tiempo alrededor del átomo de oxígeno que los átomos de hidrógeno, la parte de oxígeno de la molécula desarrolla una carga parcial negativa (debido a la carga negativa en los electrones). Por la misma razón, la parte de hidrógeno de la molécula desarrolla una carga parcial positiva. Los iones no se forman, a pesar de que la molécula desarrolla en su interior una carga eléctrica parcial llamada un dipolar. El dipolo de agua está representado por una flecha en la animación (ver más arriba) en la cual la cabeza de la flecha apunta hacia la parte densa final (negativa) del electrón del dipolo y el otro electrón se encuentra cerca de la parte delgada final (positiva) al otro lado de la molécula. Actividades a realizarce en clase
Actividades no presenciales
CaO__________________ NaCl____________________ H2O__________________ NaF_____________________ O  2 ___________________ O3 _____________________II. UNIDAD: TIPOS DE SUSTANCIAS Y MEZCLAS Competencias
La Materia
Materia es todo lo que vemos, sentimos y tocamos; el mundo que nos rodea. Desde la antigüedad el hombre ha querido descubrir los misterios que encierra la vida y la naturaleza misma; pero esta aún encierra secretos que el hombre trata de explicar. Existen cambios que en la misma naturaleza, ya sea por evolución o por alteración del orden establecido, lo que repercute en la calidad de vida de los habitantes del planeta. Materia, es todo aquello que posee masa y ocupa un espacio. La materia se puede presentar en tres estados de sólido, líquido y gaseoso. ¿De qué depende que la materia se encuentre en estado líquido, sólido y gaseoso? La materia está formada por pequeños partículas llamadas moléculas, la cuales están separadas por pequeños espacios vacíos y depende de dos tipos de fuerza: cohesión o atracción y repulsión o expansión. Las fuerzas de cohesión atraen las partículas, y las fuerzas de repulsión, apartan las partículas haciendo grandes espacios entre las moléculas. Si los cambios de la materia dependen de la fuerza de cohesión y de repulsión, basta aumentar o disminuir algunas de estas fuerzas, para que la materia cambie de estado. Propiedades de la Materia  Esenciales Impenetrabilidad Peso Inercia Elasticidad Comprensibilidad Porosidad Masa y Volumen Generales Estados físicos Cambio de estado Dureza Propiedades organoléplicas Combustible Comburencia Reactividad Físicas Química color olor sabor Propiedades de la Materia Específicas Características y propiedades de la materia La materia se caracteriza por presentarse en diversas formas, una de ellas es la energía. El principio de conservación de la materia establece que la materia no se crea ni se destruye solamente se transforma, es decir, la materia se conserva, se presenta en una cantidad constante y requiere una fuerza para variar su estado de movimiento o reposo. Otra forma en que se presenta la materia es la sustancia, la cual tiene composición definida y distintas propiedades. Estás propiedades pueden ser físicas y químicas. Una propiedad es física cuando esta puede observarse o medirse sin que ocurra cambio alguno en la composición química de la sustancia, es decir, se mantiene su identidad. Ejemplo: podemos con un mortero de porcelana y pistilo triturar o pulverizar carbón, se obtienen partículas de carbón con mayor superficie de contacto, pero continúa siendo el mismo carbón. En cambio, al dejar a la intemperie un pedazo de hierro, éste reacciona con el oxígeno del aire, oxidándose y formando una herrumbre conocida comúnmente como sarro, ésta es una propiedad química, pues hubo cambio en la composición de la sustancia, es decir, ocurrió un cambio químico. Otras propiedades generales de la materia son: masa, peso, inercia, impenetrabilidad, extensión, etc. La masa se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo. Se mide con balanzas, que pueden ser: tradicionales, romanas, digitales y electrónicas. Ejemplo: 200g de hierro, 1000 g de hidróxido de sodio. El peso es la fuerza con que la tierra atrae a un cuerpo. Se mide en newton (N) con un aparato llamado dinamómetro. Éste siempre está dirigido hacia el centro de la tierra. Ejemplo: un cuerpo de masa de 10 Kg, ejerce une fuerza de 98 N sobre la superficie de una mesa. La inercia es la propiedad que tiene la materia de mantenerse en reposo o en movimiento con velocidad constante, mientras sobre ella no actúe una fuerza externa. Ejemplo: un libro permanece en estado de reposo, mientras sobre él no actúe una fuerza no variará su estado. La impenetrabilidad es la resistencia que ofrece un cuerpo a ser penetrado por otro cuerpo. Ejemplo: el agua es penetrable, pero el mercurio es más difícil de ser penetrado. Extensión: es la propiedad que posee la materia de extenderse. Actividades Presenciales
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Actividades No presenciales Construye un mapa semántico de las propiedades de la materia e ilustra ejemplos de cada una MEZCLAS
Heterogéneas
Suspensiones Mezclas Heterogéneas Son conocidas también como mezclas de composición no uniforme, ya que no mantienen una composición uniforme, por ejemplo azúcar combinada con virutas de hierro o un puñado de tierra fina que posee granos de arena y arcilla. Un ejemplo de mezclas heterogéneas, son los coloides. Un coloide es una sustancia formada por partículas dispersas en un líquido y que poseen un tamaño superior a las partículas que constituyen las disoluciones. Coloides y Suspensiones También pertenecen a las mezclas heterogéneas las suspensiones. Estas son sistemas químicos formados por dos o más sustancias insolubles entre sí y cuyas partículas tienen un diámetro mayor de 0.1 micrómetros. Los coloides, las disoluciones y suspensiones se diferencian entre sí en el tamaño de sus partículas, ya que las partículas que poseen las disoluciones verdaderas tienen un tamaño menor de 0.001 micrómetros, mientras que las de los coloides y suspensiones son mayor de 0.001micrómetros.
Mezclas Homogéneas Son también llamadas disoluciones que se caracterizan por mantener una composición uniforme, es decir, que la mezcla es la misma en toda la disolución. Son disoluciones: la leche, el aire de la atmósfera, el agua de mar, entre otras. Estas mezclas tienen un aspecto homogéneo. Ejemplo:  Métodos de Separación de Mezclas Mezcla. Es la unión física de dos o más sustancias. La mezcla de varias sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, sin que ninguna de ellas pierda o cambie sus propiedades. Las mezclas son un cambio físico bastante frecuente, que vamos a estudiar más detenidamente. Las homogéneas, pueden ser sustancias puras o compuestas y disoluciones; las puras son elementos. Son de mayor abundancia en la naturaleza: carbono, oxigeno, nitrógeno y silicios. Los elementos están constituidos por átomos, (ejemplo H2) y compuestos están constituidos por moléculas (H2O) o iones (N2Cl). Las soluciones, son sustancias homogéneas, llamadas también mezclas, constituidas por un soluto y un disolvente y su composición puede variar. Clases de mezclas y métodos de separación. Hay dos tipos de mezclas: homogéneas: si no podemos distinguir a simple vista sus componentes; por ejemplo, el aire que respiramos es una mezcla de gases: oxígeno, nitrógeno y, en menor proporción, dióxido de carbono, vapor de agua y otros; el agua de mar es una mezcla de agua y diferentes sales; heterogéneas: si podemos distinguir sus componentes; por ejemplo, un vaso con agua y aceite: ambos se distinguen perfectamente; o una piedra de granito, en la que se aprecian sus tres componentes, cuarzo, feldespato y mica, al tener cada uno diferente color. Pero también existen mezclas heterogéneas; que pueden ser coloides y suspensiones, además existen mezclas mecánicas. Hay seis métodos físicos principales para separar los componentes de una mezcla, eligiéndose uno u otro según que la mezcla sea sólida o líquida, y según las características de sus componentes: Por tamización: si la mezcla está formada por granos de diferentes tamaños, haciéndola pasar por un tamiz, la separaremos en sus componentes. Los buscadores de oro usaban esta técnica para buscar las pepitas del mineral. Por filtración: separamos un sólido del líquido en el que está suspendido, vertiendo la mezcla en un embudo con un filtro poroso por el que el líquido puede penetrar fácilmente. Así podemos separar arena y agua. Por decantación: separamos dos líquidos de diferentes densidades, vertiendo la mezcla en un embudo de decantación; cuando ha reposado y se han formado dos capas, abrimos la llave inferior del embudo y dejamos caer el más denso, quedando el menos denso en el embudo. Así separamos una mezcla de aceite y agua, por ejemplo. Por separación magnética: si una de las sustancias de la mezcla tiene propiedades magnéticas, como el hierro, la podemos separar con un imán. Por evaporación: si en una mezcla líquida conseguimos que uno de los componentes se evapore, quedando el otro. Por cristalización y precipitación: algunas mezclas líquidas, como la del sulfato de cobre en agua, tras calentarlas y filtrarlas, se dejan en un cristalizador (recipiente bajo y ancho), de manera que al enfriarse, el agua se evapora y el sulfato de cobre queda separado en forma de cristales. Actividades Presenciales
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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Identificación de los tipos de mezclas Experimento Materiales y reactivos - Arena - Agua - Vaso de vidrio - Sal común - Aceite - Cuchara pequeña Procedimiento
Clasifica la mezcla de acuerdo al los tipos estudiados: Resultados ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Expliqué el porqué de los resultados obtenidos? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Actividades no presenciales Resuelve: 1. Si necesitaras la arena del agua de mar, ¿qué harías para separarla del agua? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Ilustra tu procedimiento. ¿Cuántas sustancias forman esta mezcla? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿A simple vista se distinguen qué cosas la forman (sus componentes)? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Características
Simples 3.2 Sustancias Compuestas Sustancias puras Se llama sustancia pura a aquella que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos físicos (como calentamiento o un campo magnético). Es posible que la sustancia pura se descomponga mediante procesos químicos. Si ello es posible, se dice que la sustancia es compuesta; en caso contrario, se dice que es una sustancia simple. También podemos considerar que Sustancias puras: son aquellas que tienen propiedades constantes clasificadas en elementos como metales y no metales que forman compuestos como óxidos, ácidos, sales, bases y compuestos orgánicos. Propiedades de las sustancias puras: Las sustancias puras están formadas por partículas (átomos o moléculas) iguales, tienen una composición fija, no pueden separase por medios físicos. Tienen propiedades específicas: densidad, la temperatura permanece constante en los cambios de estado temperatura de ebullición y fusión), solubilidad, conductividad térmica y eléctrica y numerosas propiedades más. Por ejemplo el alcohol etílico (componente de las bebidas alcohólicas) tiene, entre otras, las siguientes propiedades específicas: - densidad 0,79 g/ml - punto de fusión -114ºC - punto de ebullición 78,5ºC Además, es incoloro, de olor característico y totalmente miscible con el agua. Otro ejemplo: Cuando calentamos y evaporamos agua pura no queda ningún residuo y el líquido obtenido al condensar el vapor agua sigue siendo agua pura. Para distinguir una sustancia pura de otra nos basamos en sus propiedades. Clasificación de las sustancias puras: las sustancias puras son de dos tipos: elementos y compuestos. Ambos materiales son ópticamente homogéneos y mantienen sus propiedades características. Las sustancias puras pueden cambiar de estado físico sin alterar la naturaleza o composición. Actividades Presenciales
Actividades no presenciales Escriba a la par de cada compuesto la clasificación que le corresponde
4. LOS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁS REPRESENTATIVOS EN SU REGIÓN
Elementos químicos Un elemento químico es una sustancia simple, formada por átomos de una misma clase, que tienen prácticamente un comportamiento químico idéntico. Éste no puede separase en sustancias más sencillas usando medios químicos. Actualmente se conocen 112 elementos químicos, de los cuales 83 son naturales, el resto fueron obtenidos artificialmente por los científicos mediante procesos nucleares. Estos fueron representados por los alquimistas, usando para ello símbolos naturales, por ejemplo de astros. Así, la plata la representaban por una luna, el oro por un círculo. Posteriormente el científico inglés Jhon Dalton los representó de otro modo. En 1811, el químico sueco J.J Berzelius, representó los elementos usando la primera letra de su nombre, este puede proceder de diferentes idiomas. Cuando el nombre de varios elementos empieza con la misma letra, entonces el símbolo está formado por otra letra, además de la primera, que puede ser la siguiente o alguna otra de su nombre. De tal manera que la primera siempre es mayúscula, pero las siguientes son siempre minúsculas. Nombre del Elemento Nombre Original Idioma Símbolo
Clasificación Los elementos químicos se dividen en: metales, no metales y metaloides. Un metal se caracteriza por poseer brillo metálico, ser buen conductor del calor y la electricidad, ser maleable, dúctil y tenaz. En cambio los no metales no poseen ninguna de estas propiedades. Un metaloide tiene propiedades intermedias entre metal y no metal, la mayoría de los elementos conocidos son metales, 17 elementos son no metales y 8 son metaloides. Abundancia De los 112 elementos conocidos en la actualidad, solamente 8 de ellos son muy abundantes en la corteza terrestre que forman el 97%, estos elementos son: el oxígeno, calcio, hierro, aluminio, magnesio, potasio, silicio y sodio. Hay un 50.002% de oxígeno, 25.08% de silicio, 7.3% de aluminio, 4.18% de hierro, 3.22% de calcio, 2.36% de sodio, 2.28% de potasio y 2.08% de magnesio. Así también, poco abundante el Nitrógeno que forma el 0.95 % y raramente hay otros elementos formando el 1.81% Algunos se hallan en estado libre en la naturaleza, como el oro, oxígeno, nitrógeno, carbono, etc., pero la mayoría de ellos se encuentran formando sustancias compuestas. En estado libre se hallan el oro, la plata, cobre, platino, bismuto y paladio. Actividades no Presenciales Responda las siguientes preguntas ¿Qué son los elementos químicos? ¿Cuál es la clasificación de los elementos químicos y su abundancia? Actividades no presenciales ¿Cuáles son los elementos mas abundantes en tú comunidad? ¿Cuál es el uso que le dan ha estos elementos?
Competencias Analiza las reglas para formular y nombrar compuesto químicos inorgánicos, así como las causas y efectos de estos en el medio ambiente.
Compuestos Químicos Inorgánicos
Los compuestos inorgánicos resultan de la combinación de varios elementos que se enlazan químicamente. Un enlace químico es una atracción entre dos átomos mediante el intercambio de sus electrones de valencia. El tipo de intercambio depende de la naturaleza de los elementos y puede ser en forma de la transferencia de un átomo a otro o de compartición entre los átomos.
Clasificación de los Compuestos Químicos Inorgánicos.
De acuerdo con los elementos que los forman, los compuestos químicos inorgánico se clasifican por grupos que poseen la misma característica y comportamiento. Estos grupos, llamados también funciones, están estructurados de la siguiente manera:
Óxidos básicos: Estos compuestos están formados por la unión de un metal y oxígeno; se encuentran comúnmente e la naturaleza, ya que se obtienen cuando un metal se pone en contacto con el oxigeno del medio ambiente, y que con el paso del tiempo se va formando óxido del metal correspondiente. Pueden prepararse industrialmente mediante la oxidación de los metales. Ejemplos: óxido de calcio, óxido plúmbico: Metal + Oxígeno à Óxido básico 2Ca2 + O2 (2-) à 2CaO (Óxido de Calcio) Pb4 + O2 (2-) à PbO2 (Óxido Plúmbico) En este caso, el calcio tiene el mismo número de oxidación que el oxigeno, 2+ y 2- respectivamente; por lo tanto, su relación es 1 a 1. Por otra parte, la molécula de todos los metales es monoatómica y la del oxigeno es diatómica; en consecuencia, se requieren dos moléculas de calcio para reaccionar con la del oxigeno y formar dos moléculas e óxido de calcio. El numero de oxidación del plomo es 4+, mientras que el de cada oxigeno es 2-; por lo tanto la relación es de un átomo de plomo por dos de oxigeno (1 a 2). Óxidos ácidos o Anhídridos: Se forman al hacer reaccionar el oxígeno con elementos no metálicos. Como interviene el oxigeno en su formación, son también conocidos como óxidos, pero para diferenciar un óxido básico de un óxido ácido, a estos últimos se les nombra anhídridos. Ejemplos: anhídrido carbónico (oxido de carbono), anhídrido hipocloroso. No Metal + Oxigeno à Óxido ácido C4+ + O2 (2-) à CO2 (anhídrido carbónico) 2Cl2 (1+) + O2 (2-) à Cl2O (anhídrido hipocloroso) El oxigeno y el cloro son moléculas diatómicas, es decir, formadas por dos átomos. Cada átomo de oxígeno tiene como numero de oxidación 2- y cada átomo de cloro 1+; en consecuencia, se necesitan dos átomos de cloro para unirse a un átomo de oxígeno; o bien, cuatro átomos de cloro por dos de oxígeno para formar dos moléculas de anhídrido hipocloroso. Hidruros: Son compuestos formados de la unión del hidrogeno con elementos metálicos como el hidruro de estroncio, etc. La formación de los hidruros es el único caso en que el hidrogeno trabaja con valencia negativa. Ejemplos: hidruro de sodio, hidruro cúprico. Metal + Hidrógeno à Hidruro 2Na1+ + H2 (1-) à 2NaH (hidruro de sodio) Cu2+ + H2 (1-) à CuH2 (hidruro cúprico) Hidróxidos: Se caracterizan por llevar en su molécula el radical (OH-) llamado radical oxhidrilo o hidroxilo. Se forman al agregar agua a un óxido metálico. Ejemplos: hidróxido de calcio, hidróxido plúmbico: Metal + Agua à Hidróxido CaO + H2O à Ca(OH-) (hidróxido de calcio) PbO2 + 2H2O à Pb(OH)4 (hidróxido plúmbico) Ácidos: Tienen la característica de que sus moléculas inician siempre con el hidrógeno. Pueden ser:
Sales: Son compuestos que provienen de la sustitución de los hidrógenos de los ácidos por un metal, cuando reacciona un ácido con un hidróxido; por lo tanto, de los hidrácidos resultan las sales haloideas o binarias, las cuales quedan formadas por un metal y un no metal. Ej.: cloruro de sodio, sulfuro de plata: Hidrácido + Hidróxido à Sal haloidea o binaria + Agua De los oxiácidos pueden formarse tres tipos de sales: oxisales neutras, ácidas y complejas.
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NIDAD: COMPUESTOS QUÍMICOS INORGÁNICOS
