Destreza / Competencia:
CN.Q.5.2.2. Comparar y examinar los valores de valencia y número de oxidación, partiendo del análisis de la electronegatividad, del tipo de enlace intramolecular y de las representaciones de Lewis de los compuestos químicos.
¿En qué áreas de la vida se puede aplicar este contenido?
El conocer estos contenidos te permite entender cómo se forman muchas sustancias y por qué tienen propiedades diferentes según los átomos que las componen.
- Vida cotidiana: te ayudan a reconocer moléculas presentes en el agua, el oxígeno, el dióxido de carbono, los alimentos, medicamentos, combustibles y productos de limpieza.
- Desarrollo personal: fortalecen tu capacidad de interpretar la composición de sustancias comunes, diferenciando entre átomos, moléculas, elementos y compuestos.
- Contexto social / académico: te permiten comprender temas como respiración, contaminación, nutrición, reacciones químicas, formulación química y propiedades de los materiales, base para avanzar en química, biología, salud y ambiente.
Actividades de aprendizaje
Anticipación
¿Átomo, molécula o compuesto?”
Escribe en la pizarra estos ejemplos:
- O₂
- H₂O
- CO₂
- NaCl
- Fe
- C₆H₁₂O₆
Pregunta a los estudiantes:
- ¿Cuáles representan una sola clase de átomo?
- ¿Cuáles están formados por varios átomos unidos?
- ¿Cuáles creen que son moléculas?
- ¿Todas las moléculas son compuestos?
Cierra explicando que una molécula se forma cuando dos o más átomos se unen, y que pueden existir moléculas simples, compuestas, diatómicas, triatómicas o poliatómicas.
Construcción:
¿Qué es una molécula?
Una molécula es un conjunto de átomos (de un mismo elemento químico o de muchos diferentes) que están organizados e interrelacionados mediante enlaces químicos. También se considera a una molécula como la parte más pequeña de una sustancia que aún conserva las propiedades físicas y químicas de la sustancia. Las moléculas suelen ser químicamente estables y eléctricamente neutras.
El estado de agregación de una sustancia depende en su mayor parte de la estructura y los tipos de átomos que conforman sus moléculas, pues estos determinan las fuerzas de las interacciones entre estas partículas. En este sentido, los sólidos son compuestos que tienen muy poca separación entre sus moléculas, los líquidos tienen una mediana o intermedia separación entre sus moléculas y los gases tienen mucha separación entre sus moléculas.
El estudio de las moléculas y su nomenclatura no solo comprende la cantidad de átomos que las componen y las propiedades que presentan, sino también su comprensión a partir de un modelo tridimensional de sus enlaces y estructuras, es decir, de la organización en el espacio de sus átomos constituyentes. Esto significa que existen moléculas que tienen la misma composición atómica pero diferentes estructuras espaciales (y por eso estas moléculas se nombran de forma distinta).
Las moléculas son muy comunes en la química orgánica, ya que forman parte de los gases atmosféricos y los océanos. Sin embargo, existe en la corteza terrestre una numerosa cantidad de compuestos químicos que no son moleculares. Por ejemplo, la mayoría de los metales y minerales de la corteza terrestre no son moléculas. Por otra parte, los cristales que conforman las sales tampoco son moléculas, a pesar de estar formados por unidades repetitivas.
Ejemplos de moléculas
La molécula puede dividirse sin perder sus propiedades físicas y químicas específicas.
Algunos ejemplos de moléculas comunes son:
- Oxígeno: O2
- Ácido clorhídrico: HCl
- Monóxido de carbono: CO
- Ácido sulfúrico: H2SO4
- Etanol: C2H5OH
- Ácido fosfórico: H3PO4
- Glucosa: C6H12O6
- Cloroformo: CHCl3
- Sacarosa: C12H22O11
- Acetona: C3H6O
- Celulosa: (C6H10O5)n
- Trinitrotolueno: C7H5N3O6
- Nitrato de plata: AgNO3
- Urea: CO(NH2)2
- Amoníaco: NH3
Tipos de moléculas
Las moléculas se pueden clasificar de acuerdo a la complejidad de su constitución:
Moléculas discretas
Presentan un número definido de átomos, ya sean de iguales elementos o de distintos elementos químicos. Pueden clasificarse, a su vez, según la cantidad de átomos distintos que componen su estructura: moléculas monoatómicas (un mismo tipo de átomo), moléculas diatómicas (dos tipos de átomos), moléculas triatómicas (tres tipos de átomos), moléculas tetraatómicas (cuatro tipos de átomos), etc.
Macromoléculas o polímeros
Se llama así a las cadenas moleculares de gran tamaño. Están compuestas por piezas más simples, que se unen entre sí para lograr secuencias extensas y que adquieran propiedades nuevas y específicas. Los plásticos, por ejemplo, son un material compuesto a partir de macromoléculas orgánicas.
La polaridad influye en la solubilidad, pues sustancias polares disuelven sustancias polares y sustancias apolares disuelven solo sustancias apolares, aunque siempre existen situaciones intermedias. Los puntos de fusión y ebullición, e incluso los estados de agregación, también están afectados por la polaridad. Por tanto, las moléculas se pueden clasificar también según su polaridad en:
Moléculas polares
Son aquellas formadas por átomos con electronegatividad diferente, es decir, que el átomo con mayor electronegatividad atrae hacia sí mismo y con mayor fuerza a los electrones del enlace, por lo que queda una densidad de carga negativa alrededor de él. Por el contrario, quedará una densidad de carga positiva sobre el átomo menos electronegativo. Este proceso llevará finalmente a la formación de un dipolo, que es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud.
Moléculas apolares
Son aquellas cuyos átomos poseen idéntica electronegatividad, es decir, no presentan desigualdad respecto a la atracción de los electrones y conservan una carga neutra en situación ordinaria.
Diferencias entre átomo y molécula
Los átomos son partículas mucho más pequeñas y sencillas que las moléculas.
Las moléculas están formadas por átomos unidos entre sí por enlaces químicos, por tanto, los átomos son partículas más pequeñas que las moléculas. De hecho, la mayoría de las moléculas puede someterse a procedimientos de ruptura o lisis de sus enlaces químicos, transformándose a moléculas más simples, o a elementos químicos puros, es decir, átomos.
Molécula de agua:
La molécula de agua se compone por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
Una molécula de agua contiene únicamente dos elementos: un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno (H2O) enlazados covalentemente. Esto se descubrió en 1782 gracias al químico Henry Cavendish, pues desde épocas antiguas el agua se pensaba como un elemento.
El agua tiene una estructura no lineal. Sus dos átomos de hidrógeno se encuentran enlazados al átomo de oxígeno y forman un ángulo de 104.5º entre sí. Esta distribución de sus átomos, sumado al alto valor de electronegatividad del átomo de oxígeno, genera la formación de un dipolo eléctrico que determina la polaridad del agua. Por lo tanto, el agua es una molécula polar.
El agua es considerada como el solvente universal, ya que casi todas las sustancias pueden disolverse en ella. Las sustancias solubles en agua son polares y llamadas hidrófilas. Las sustancias no polares (apolares), como el aceite o la gasolina, son llamadas hidrófobas y no se disuelven en agua.
La molécula del agua, sumamente abundante en nuestro planeta, forma también parte de numerosas sustancias orgánicas y de los cuerpos de los animales y las plantas.
Consolidación:
“Ficha molecular: identidad, estructura y propiedades”
Objetivo: consolidar qué es una molécula, cómo se diferencia de un átomo, qué tipos existen y cómo su estructura influye en sus propiedades.
Instrucciones:
Forma parejas o grupos de 3. A cada grupo asígnale una molécula:
- H₂O
- CO₂
- O₂
- NH₃
- HCl
- CH₄
- C₆H₁₂O₆
- C₂H₅OH
Cada grupo debe elaborar una ficha molecular con esta información:
- Nombre de la molécula:
- Fórmula química:
- Átomos que la forman:
- Cantidad total de átomos:
- Tipo de molécula: diatómica, triatómica, poliatómica o macromolécula.
- Polaridad: polar o apolar.
- Dibujo simple de la molécula:
- Ejemplo de uso o presencia en la vida diaria:
- Una propiedad importante relacionada con su estructura:
Cierre de la actividad:
Cada grupo presenta su molécula en 1 minuto y responde:
- ¿Por qué esta sustancia es una molécula?
- ¿Qué diferencia hay entre los átomos que la forman y la molécula completa?
- ¿Cómo influye su estructura en alguna propiedad?
Producto final:
Con todas las fichas, pueden armar una “galería molecular” en el aula.
El contenido del enlace define la molécula como un conjunto de átomos unidos por enlaces químicos y señala que su estructura influye en propiedades como estado de agregación, polaridad y solubilidad.
Sugerencia Rúbrica
RÚBRICA: Presentaciones
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1AWYMzSl6BPYz6TqUBBPIPP3pYw_eSEPDg9uTExkgh7s/edit?gid=0#gid=0
NEE – Agregar el tipo de adaptaciones curriculares
Principio II: Pautas 6.1 – 6.3 – 6.4
Principio III: Pautas 7.1 – 8.1 – 9.1
ALUMNO 1: Constante monitoreo. Dar tiempo adicional para el desarrollo de la actividad y se reduce el número de ejercicios o se modifican los ejercicios con un nivel de dificultad reducido, de acuerdo con sus necesidades académicas.
ALUMNO 2: Constante monitoreo, Dar tiempo adicional para el desarrollo de la actividad y se reduce el número de ejercicios o se modifican los ejercicios con un nivel de dificultad reducido, de acuerdo con sus necesidades académicas.
ALUMNO 3: Constante monitoreo. Corroborar que el contenido entregado en clase haya sido comprendido por la estudiante mediante retroalimentación.