Destreza / Competencia:
CN.Q.5.2.17. Establecer y analizar las diferentes clases de isomería resaltando sus principales características y explicando la actividad de los isómeros, mediante la interpretación de imágenes, ejemplos típicos y lecturas científicas.
¿En qué áreas de la vida se puede aplicar este contenido?
Los conocimientos sobre isomería en química orgánica se aplican en la vida porque permiten entender que dos sustancias pueden tener la misma fórmula molecular, pero comportarse de manera diferente por su estructura.
- Vida cotidiana: ayudan a comprender diferencias en olores, sabores, combustibles, perfumes, alimentos y productos químicos.
- Desarrollo personal: permiten entender por qué la forma de una molécula puede cambiar su efecto en el cuerpo, especialmente en medicamentos.
- Contexto social / académico: sirven para estudiar grupos funcionales, nomenclatura orgánica, bioquímica, toxicidad, farmacología e industria química.
Actividades de aprendizaje
Anticipación
“Mismos átomos, distinto resultado”
Escribe en la pizarra:
C₂H₆O
Luego muestra:
CH₃–CH₂–OH
CH₃–O–CH₃
Pregunta:
- ¿Tienen los mismos átomos?
- ¿Están conectados igual?
- ¿Crees que tienen las mismas propiedades?
- ¿Por qué la estructura puede cambiar el comportamiento de una sustancia?
Cierra explicando que la isomería estudia compuestos con igual fórmula molecular, pero diferente estructura o disposición espacial.
Construcción: tiempo
. Introducción
La palabra isomería proviene del griego:
- isos = igual
- meros = parte
Por lo tanto, isomería significa “igual composición”.
En química orgánica, este concepto es fundamental porque existen compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero diferentes estructuras o disposiciones en el espacio, lo que provoca que tengan propiedades distintas.
Esto explica por qué dos sustancias con los mismos átomos pueden comportarse de manera completamente diferente.
2. Isomería e isómeros
La isomería es el fenómeno por el cual dos o más compuestos tienen:
- la misma fórmula molecular
- pero diferente estructura o disposición espacial
Los isómeros son esos compuestos.
Ejemplo:
C₂H₆O
Puede representar:
CH₃–CH₂–OH → etanol
CH₃–O–CH₃ → dimetil éter
Ambos tienen la misma fórmula molecular, pero:
- tienen diferente estructura
- tienen propiedades distintas
3. Importancia de la isomería en la vida real
La isomería es importante porque influye directamente en las propiedades de las sustancias.
Aplicaciones:
- Medicamentos: un isómero puede ser beneficioso y otro dañino
- Alimentos: sabores y aromas dependen de la estructura
- Combustibles: su eficiencia cambia según la estructura
- Perfumes: diferentes olores con mismas fórmulas
- Biología: enzimas y procesos dependen de la forma molecular
4. Clasificación general de la isomería
Se divide en dos grandes tipos:
Isomería estructural (o constitucional)
Isomería espacial (o estereoisomería)
5. Isomería estructural o constitucional
Los isómeros tienen diferente conectividad entre los átomos.
5.1 Isomería de cadena
Cambia la forma de la cadena de carbonos.
Ejemplo:
C₄H₁₀
CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ → butano
CH₃–CH(CH₃)–CH₃ → 2-metilpropano
5.2 Isomería de posición
El grupo funcional o enlace cambia de posición.
Ejemplo:
C₄H₈
CH₂=CH–CH₂–CH₃ → 1-buteno
CH₃–CH=CH–CH₃ → 2-buteno
5.3 Isomería de función
Los compuestos tienen diferentes grupos funcionales.
Ejemplo:
C₂H₆O
CH₃–CH₂–OH → alcohol (etanol)
CH₃–O–CH₃ → éter (dimetil éter)
6. Isomería espacial o estereoisomería
Los átomos están conectados de la misma forma, pero se organizan diferente en el espacio. DETAILS
6.1 Isomería geométrica (cis-trans)
Se presenta en compuestos con doble enlace.
Regla:
El doble enlace impide la rotación.
Ejemplo:
CH₃–CH=CH–CH₃
Cis: grupos iguales del mismo lado
Trans: grupos iguales en lados opuestos
6.2 Isomería óptica
Se presenta cuando una molécula tiene un carbono quiral.
6.3 Carbono quiral
Un carbono quiral está unido a 4 grupos diferentes.
Esto genera dos isómeros:
- imagen especular uno del otro
- no superponibles
Se llaman enantiómeros.
Ejemplo:
Como la mano derecha y la mano izquierda.
7. Diferencia entre isomería estructural y espacial
Isomería estructural
- cambia la conexión entre átomos
- enlaces diferentes
Isomería espacial
- misma conexión
- diferente orientación en el espacio
8. Cómo identificar isómeros paso a paso
- Verificar que tengan la misma fórmula molecular
- Comparar cómo están conectados los átomos
- Analizar si cambia la estructura o solo la orientación
- Determinar el tipo de isomería
9. Ideas clave
- Isomería = misma fórmula, distinta estructura
- Isómeros = compuestos diferentes con misma fórmula
- Puede cambiar propiedades físicas y químicas
- Se clasifica en estructural y espacial
- La estructura determina el comportamiento
Consolidación:
AIC: Trabajamos deforma individual en los siguientes ejercicios:
A. Responde
- ¿Qué significa la palabra isomería?
- ¿Qué son los isómeros?
- ¿Qué diferencia hay entre isomería estructural y espacial?
- ¿Qué es un carbono quiral?
B. Identifica el tipo de isomería
- CH₃–CH₂–CH₂–CH₃ / CH₃–CH(CH₃)–CH₃
- CH₂=CH–CH₂–CH₃ / CH₃–CH=CH–CH₃
- CH₃–CH₂–OH / CH₃–O–CH₃
C. Completa
- La isomería ocurre cuando dos compuestos tienen la misma ______ molecular
- En la isomería de cadena cambia la ______ del carbono
- La isomería geométrica ocurre en enlaces ______
- Un carbono quiral tiene ______ grupos diferentes
D. Aplicación
- ¿Por qué dos isómeros pueden tener propiedades distintas?
- ¿Por qué la forma de una molécula es importante en medicamentos?
Sugerencia Rúbrica
RÚBRICA: Banco de ejercicios
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.