Elementos químicos secundaria

Química
SECUNDARIA
DÍA A DÍA
EN EL AULA Q
Proyecto Crecemos juntos
Presentación del proyecto Crecemos juntos
El área de Ciencia y Tecnología en el
proyecto editorial
• Lineamiento curricular
• Fortalezas del área
• Secuencia de conocimientos VII ciclo
(3.°, 4.° y 5.° grado)
• Materiales para el estudiante,
el docente y el aula
• Portal digital del docente
Guiones didácticos de las unidades 1 a la 9:
• Presentación de la unidad y recursos
• Programación curricular
• Reproducción del Texto escolar
y del Libro de actividades
• Sugerencias didácticas:
– Competencias, capacidades
y desempeños precisados
– Sugerencias didácticas
– Solucionarios
– Información complementaria
– Pautas para trabajar recursos
de internet
– Orientaciones para el uso de los
materiales digitales
– Reflexiones para la práctica docente
– Instrumentos para la evaluación

Unidad
2
Esta unidad muestra a los estudiantes la importancia de la clasificación y organización. Con frecuencia usamos una
característica fácil de observar, como la forma, el color, la masa o el tamaño. Por tal motivo, la unidad expondrá, a partir
de las propiedades químicas de los elementos, los criterios para su organización, los cuales se rigen por su estructura
electrónica y el comportamiento de una sustancia frente a otra, su radio atómico, su afinidad electrónica, etc.
En conclusión, el estudiante conocerá más sobre la organización de los elementos, su presencia en nuestro cuerpo y su
abundancia en la Tierra.
Santillana Digital
Secuencia digital: Los elementos de la tabla periódica
Para empezar
Presenta una introducción sobre las características de algunos
elementos químicos.
¿Qué aprenderé?
Muestra las capacidades y habilidades que logrará el estudiante.
Compruebo lo que sé
Actividad interactiva: contiene preguntas objetivas sobre saberes
previos.
Una situación para resolver
Proyecto en red: presenta una situación acerca del nitrógeno
como elemento fundamental para la existencia de la vida.
Tabla periódica
Animación: explica las características principales de los
elementos agrupados en periodos y familias.
Propiedades periódicas
Animación: muestra la variación de las propiedades periódicas de
los elementos químicos en la tabla periódica.
Variación de propiedades periódicas
Video: demuestra la variación del radio atómico y la energía de
ionización.
El carácter metálico
Video: identifica los elementos que tienen mayor carácter
metálico y no metálico.
Desarrollo mis capacidades
Proyectos en red: propone una investigación sobre la importancia
del nitrógeno en los seres vivos y en la naturaleza.
Elementos químicos
Galería de imágenes: muestra algunos elementos químicos
comunes en la naturaleza.
Sustancias puras en la dieta
Actividad interactiva: explica la importancia de algunas sustancias
puras que deben ser incluidas en una dieta saludable.
Ciclo del nitrógeno
Animación: muestra la circulación del nitrógeno en un ecosistema.
Aplicamos lo aprendido
Proyecto en red: concluye con la resolución de la situación
inicial y plantea la elaboración de un producto digital sobre la
contaminación ambiental por nitrógeno.
Compruebo lo que aprendí
Actividad interactiva: contiene preguntas sobre los conocimientos
adquiridos de los estudiantes.
Para finalizar
Actividad interactiva: plantea actividades donde el estudiante
asume una posición crítica y de reflexión sobre su aprendizaje.
Libromedia
Texto escolar Libro de actividades
Los seres vivos
2
Texto escolar y Libro de actividades Solo Libro de actividades
RECURSOS
ESQUEMA
PRESENTACIÓN
Competencias Capacidades Desempeños Desempeños precisados Conocimientos
Explica el mundo
físico basándose en
conocimientos sobre
los seres vivos;
materia y energía;
biodiversidad, Tierra
y universo.
• Comprende y usa
conocimientos sobre los
seres vivos; materia y
energía; biodiversidad,
Tierra y universo.
• Explica, a partir de fuentes con respaldo científico,
la relación entre las propiedades periódicas de los
elementos con el campo eléctrico al interior del átomo y,
aplica estos conocimientos a situaciones cotidianas.
• Describe la organización de la tabla periódica moderna.
• Relaciona los electrones de valencia con la ubicación de los elementos en la
tabla periódica.
• Identifica en la tabla periódica los elementos más significativos.
• Interpreta y reconoce la configuración electrónica.
• Describe las propiedades periódicas de los elementos.
• Identifica la variación de las propiedades periódicas de los elementos
químicos.
• Relaciona los electrones de valencia con la ubicación de los elementos en
grupos o familia.
• Historia de la ley
periódica
• La tabla periódica
moderna
• Periodicidad y
configuración
electrónica
• Propiedades periódicas
• Descripción de grupos y
familias
• Los elementos químicos
de la Tierra
• Los elementos químicos
de la atmósfera y la
hidrósfera
• Los componentes
químicos de la litósfera
• Los componentes
químicos de la biosfera
• Explica, sobre la base de fuentes con respaldo
científico, la relación entre la estructura de la Tierra y
fenómenos observables.
• Reconoce los subsistemas terrestres.
• Identifica la composición química de la atmósfera, hidrósfera y litósfera.
• Describe el recorrido cíclico de los elementos químicos entre la estructura
abiótica y la biósfera.
• Reconoce la importancia de los elementos químicos en la vida.
• Identifica e infiere conceptos.
• Reconoce la importancia del uso adecuado de los recursos.
• Evalúa las implicancias
del saber y del quehacer
científico y tecnológico.
• Presenta argumentos para defender su posición
respecto a hechos paradigmáticos.
• Explica la importancia de la elección de minerales.
Indaga mediante
métodos científicos
para construir
conocimientos.
• Problematiza situaciones. • Formula el problema, al delimitarlo a través de preguntas
sobre el objeto, hecho o fenómeno donde observará el
comportamiento de las variables, y plantea hipótesis
basadas en conocimientos científicos.
• Formula una pregunta de investigación e hipótesis considerando la relación
entre las variables.
• Genera y registra datos o
información.
• Obtiene, organiza y representa de diversas formas
datos cualitativos / cuantitativos fiables a partir de la
manipulación de las variables.
• Organiza los datos obtenidos en tablas o cuadros.
• Analiza datos e información. • Interpreta sus resultados basándose en fuentes de
información y elabora sus conclusiones.
• Analiza datos y elabora conclusiones basadas en sus resultados.
PROGRAMACIÓN
La tabla periódica
La tabla periódica
Noticia científica
Helio, un elemento a punto
de desaparecer
Ciencia aplicada
Cierre ¿Qué aprendí?
La tabla periódica
moderna
Periodicidad y
configuración
electrónica
Propiedades
periódicas
Los grupos
de la tabla
periódica
La corteza
terrestre y los
elementos
Actividad de indagación
Formulamos hipótesis
Habilidades
científicas
Seleccionamos la
información en internet
Sugerencia de temporalización: 3 semanas 22 de abril: Día de la Tierra
Usa estrategias
de las TIC
La minería en el Perú
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Unidad
2
TEXTO ESCOLAR
2
¿QUÉ APRENDERÉ?
La tabla periódica
• Identificar las características de la tabla periódica.
• Describir e inferir propiedades de los elementos en función
de su ubicación en la tabla.
• Relacionar la periodicidad y la configuración electrónica
de los elementos químicos.
• Clasificar los elementos según su configuración electrónica.
• Comparar las características de los elementos químicos
que se encuentran en las capas de la Tierra.
• Analizar las acciones que contribuyen al deterioro ambiental.
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CONVERSAMOS
• ¿Cómo son las formaciones rocosas de la imagen?
• ¿Qué minerales conoces? Nómbralos.
• ¿Dónde se encuentran los minerales que conforman
la litósfera?
• ¿En el agua y el aire hay elementos químicos? ¿Por
qué?
• ¿Cómo crees que se logró identificar los elementos
que se encuentran en la litósfera?
• ¿Qué criterios se emplearon para ordenar los
elementos químicos de nuesto planeta?
La tabla periódica
Formaciones rocosas
en Cumbemayo, Cajamarca
Al norte de nuestro país se encuentra esta
zona arqueológica, llamada bosque de piedras
o farallones. Estas rocas, de hace millones
de años de formación, están constituidas por
diferentes minerales.
Los minerales, al igual que la materia, están
formados por uno o varios de los más de
100 elementos que actualmente se conocen.
Algunos minerales (oro, azufre, diamante, etc.)
están formados por un solo elemento, aunque
la mayoría resultan de la combinación de
varios de ellos, que se unen entre sí formando
compuestos químicos estables.
En la litósfera, lo más frecuente es que los
minerales se encuentren asociados formando
las rocas.
A través de la historia, el ser humano se
ha preocupado por estudiar, clasificar y
comprender las propiedades de los elementos
que conforman la litósfera para analizar
diferentes procesos geológicos que ocurren
en el planeta.
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UNIDAD 2
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Texto escolar (págs. 34-37) Libro de actividades (págs. 26 y 27)
Competencia: Explica el mundo natural y artificial basándose en
conocimientos sobre seres vivos; materia y energía;
biodiversidad, Tierra y universo.
Capacidad y desempeños precisados
Capacidad
• Comprende y usa conocimientos sobre los seres vivos;
materia y energía; biodiversidad, Tierra y universo.
Desempeños
precisados
• Describe la organización de la tabla periódica moderna.
• Relaciona los electrones de valencia con la ubicación de
los elementos en la tabla periódica.
• Identifica en la tabla periódica los elementos más
significativos.
Sugerencias didácticas
Asignar a cada estudiante un elemento de la tabla periódica y solicitarles que en
una ficha de cartulina de 8 x 12 cm escriban el nombre del elemento, el símbolo,
el número atómico (proporcionar éstos datos al estudiante) y un dibujo o una
fotografía del mismo. Indicar a los estudiantes que deberán llevar fichas para
realizar esta actividad.
Pedir a los estudiantes que respondan las preguntas del recuadro “¿Qué
recuerdo?”. Luego, generar una lluvia ideas a partir de sus respuestas.
Recoger las fichas de los estudiantes y repartirlas entre ellos al azar.
Solicitar a los estudiantes que, en grupo, organicen las fichas según el criterio
que ellos elijan. Al finalizar la actividad, generar una discusión sobre las
siguientes preguntas: ¿Por qué organizaron los elementos de esa manera? ¿Qué
otros criterios pudieron tener en cuenta para realizar una agrupación? ¿Cuáles
serían los criterios que se deben conocer para organizar los elementos dentro
de la tabla periódica? ¿Qué opinan sobre organizar en orden alfabético los
elementos según su nombre?
Mencionar que a lo largo del tiempo han existido diferentes maneras de
clasificar y ordenar los elementos químicos.
Tener en cuenta durante el desarrollo del tema la importancia de que los
estudiantes comprendan los siguientes aspectos clave:
− Establecer la relación entre el número atómico y el número de protones de un
elemento.
− Determinar las características de la tabla periódica.
− Establecer la relación entre un elemento, su número de electrones en el
último nivel de energía y el número del grupo.
Leer el Texto escolar sobre la historia de la ley periódica y pedir a los
estudiantes que comparen sus respuestas con la información que leyeron.
1. Historia de la ley periódica / 2. La tabla periódica moderna
Mencionar que la tabla periódica moderna presenta 118 elementos que se
conocen actualmente, ordenados según su número atómico (Z).
Destacar que los elementos se disponen en filas horizontales llamadas periodos
y en columnas denominadas grupos.
Explicar a los estudiantes que la configuración electrónica determina el grupo y
el periodo de un elemento.
Mencionar a los estudiantes que la tabla periódica moderna ordena los
elementos químicos en función creciente de sus números atómicos.
Indicar que la clasificación en grupos y periodos permite identificar a los
elementos de acuerdo con sus propiedades características.
Formar grupos procurando que estén conformados por estudiantes con
diferentes ritmos de aprendizaje, de manera que se apoyen entre todos para
realizar las tareas propuestas.
Asignar a cada equipo un grupo periódico y pedir que investiguen sus
elementos químicos en aplicaciones en la vida cotidiana. Por ejemplo, el potasio
(grupo 1) se utiliza en la cabeza de los fósforos.
Recomendar a los estudiantes que para elaborar sus respuestas deben
consultar su Texto escolar y los apuntes realizados en clase.
Motivarlos a realizar las actividades 1 a la 10.
Motivar a los estudiantes a responder las siguientes preguntas de
autoevaluación:
– ¿Comprendí la clasificación de los elementos químicos?
– ¿Participé adecuadamente durante la clase?
– ¿Desarrollé las actividades con responsabilidad y orden?
Mencionar a los estudiantes que las preguntas de autoevaluación están
relacionadas con las actividades realizadas y, a su vez, con los indicadores de
logro que se espera alcanzar.
Aclarar que autoevaluarse es la capacidad del estudiante para juzgar sus logros
alcanzados respecto a una tarea determinada.
Solucionario ¿Cómo voy? - ¿Cómo vamos?
1. Consideraron la masa atómica como propiedad o variable atómica.
2. Halógenos: F, Cl y Br
Alcalinotérreos: Be, Mg y Ca
Gases nobles: He, Ne y Ar
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Unidad
2
TEXTO ESCOLAR TEXTO ESCOLAR
Unidad
2
¿CÓMO VOY?
Dimitri I. Mendeleiev
En 1869, el químico ruso Dimitri Mendeleiev (1834-1907) enunció su ley
periódica, en la cual estableció lo siguiente: “Las propiedades de los
elementos químicos no son arbitrarias, sino que varían con la masa ató-
mica de una manera periódica”.
Mendeleiev notó que los elementos químicos formaban ocho tipos o
grupos de óxidos diferentes. Entonces, elaboró una tabla de doble en-
trada para organizar los elementos. Según la progresión de sus pesos
atómicos, los ubicó en sistemas de líneas horizontales y verticales.
A las horizontales, indicadas con números arábigos, las llamó series,
conformadas por los elementos de masas atómicas y propiedades que
se modifican gradualmente. A las verticales, señaladas con números ro-
manos, las denominó grupos, constituidos por familias cuyos miembros
presentan propiedades y características físico-químicas semejantes, ta-
les como peso y volumen específicos. Este sistema permitió conocer las
propiedades de los distintos elementos y predecir su comportamiento.
Uno de los méritos de Mendeleiev fue dejar espacios vacíos donde de-
bían colocarse los elementos todavía desconocidos, de los que predijo
sus propiedades con asombrosa exactitud.
Fragmento de la tabla periódica de Mendeleiev
Grupos I II III IV V VI
Óxidos
típicos
R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3
Serie 1 H (1)
Serie 2 Li (7) Be (9,4) B (11) C (12) N (14) O (16)
Serie 3 Na (23) Mg (24) Al (27,3) Si (28) P (31) S (32)
Serie 4 K (39) Ca (40) __ (44) Ti (48) V (51) Cr (52)
Serie 5 Cu (63) Zn (65) __ (68) __ (72) As (75) Se (78)
Serie 6 Rb (85) Sr (87) ¿? Yt (88) Zr (90) Nb (94) Mo (96)
Serie 7 Ag (108) Cd (112) In (113) Sn (118) Sb (122) Te (125)
Serie 8 Cs (133) Ba (137) ¿? Di (138) ¿? Ce (140) ___ ___
Henry Moseley
En 1913, Henry G.J. Moseley (1887-1915) sugirió que los elementos se
ordenaran en función de su número atómico en forma creciente. Como
consecuencia de ello, la ley periódica de los elementos cambió su enun-
ciado: “Las propiedades físicas y químicas de los elementos varían en
forma periódica según el orden creciente de sus números atómicos”.
PARA SABER MÁS
1 ¿Qué propiedad o variable
atómica común consideraron
Döbereiner, Newlands y
Mendeleiev para ordenar los
elementos químicos?
Desarrolla la página 26
del Libro de actividades.
Las rayas corresponden a elementos aún no conocidos en esa época; los signos de
interrogación, a ubicaciones de las que Mendeleviev dudaba; entre paréntesis figuran los
números atómicos.
El 22 de noviembre de 1875,
Mendeleiev publicó un artículo
donde ponía en duda las
propiedades físico-químicas del
elemento galio, que había sido
recientemente descubierto. Él
afirmaba que las propiedades del
galio debían ser las del “eka-
aluminio”, cuya existencia había
predicho en 1869, cuando propuso
la tabla periódica de los elementos
químicos.
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UNIDAD 2
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Historia de la ley periódica
¿QUÉ RECUERDO?
1
• ¿Qué pasos realizarías para
clasificar los libros en una
librería? ¿Y cómo los ordenarías
en un estante disponible?
• ¿Por qué crees que es necesario
ordenar los elementos químicos?
Los primeros intentos por ordenar los elementos químicos se basaron
en sus propiedades físicas. A continuación, te presentamos algunos de
los ensayos más significativos por organizar los elementos químicos
que condujeron a la actual tabla periódica de los elementos.
Johann Döbereiner
El químico alemán Johann Döbereiner (1780-1849) ordenó los elemen-
tos en triadas, basándose en que existiría una relación entre las masas
atómicas de los elementos que componían un trío y su reactividad quí-
mica.
Su mérito fue agrupar por primera vez los elementos de acuerdo con
sus propiedades, lo que fue un adelanto de las familias químicas poste-
riores.
Las octavas de Newlands
1 2 3 4 5 6 7
H Li Be B C N O
F Na Mg Al Si P S
Cl k Ca Cr Ti Mn Fe
John A.R. Newlands
En 1864, el químico británico John Newlands (1837-1898) estableció los
elementos químicos en orden creciente según su masa atómica, en se-
ries de siete, y observó que el octavo elemento a partir de uno cualquie-
ra mostraba propiedades químicas semejantes a las del primero de la
serie; cada noveno elemento, a las del segundo, y así sucesivamente. A
esta relación la denominó ley de las octavas, una analogía con las notas
musicales. Por ejemplo, en la figura notamos que el litio tiene propieda-
des químicas semejantes al sodio. Su trabajo es un antecedente de los
sistemas de clasificación por periodos y grupos.
Julius L. Meyer
En 1864, el químico alemán Julius L. Meyer publicó una tabla de 28 ele-
mentos ordenados según su masa atómica. Seis años después publicó
una versión actualizada atendiendo a los radios atómicos, muy similar
a la de Mendeleiev.
Calcio 40,080 Litio 6,940
Cloro 35,457 Azufre 32,066
Estroncio 87,630 Sodio 22,991
Promedio 88,72 Promedio 23,010
Bromo 79,916 Selenio 78,960
Promedio 81,180 Promedio 79,838
Bario 137,360 Potasio 39,100
Yodo 126,910 Telurio 127,610
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La tabla periódica moderna
2
Presenta el ordenamiento de los 118 elementos que se conocen actual-
mente, organizándolos según su número atómico (Z). Los elementos
están dispuestos en la tabla periódica en periodos y grupos:
Los periodos
Son siete filas numeradas del 1 al 7. Cada número indica el nivel ener-
gético más externo. Los periodos 1, 2 y 3 presentan pocos elementos,
mientras que los periodos 4, 5, 6 y 7 son más largos.
• El primer periodo comprende los elementos hidrógeno y helio. Son
los elementos gaseosos más ligeros de la naturaleza.
• El segundo periodo consta de ocho elementos; comienza con el litio
y termina con el neón. Aquí se ubican el oxígeno y el nitrógeno, que
forman parte del aire, y el carbono, fundamental en los seres vivos.
• El tercer periodo tiene ocho elementos; se inicia con el sodio y ter-
mina con el argón. En este periodo aparecen el fósforo y el azufre,
importantes para la síntesis de los ácidos nucleicos y las proteínas.
• El cuarto periodo comprende un total de 18 elementos; empieza con
el potasio y termina en el kriptón. En este periodo se encuentran me-
tales de transición, como el titanio, el cromo, el hierro, el cobalto, el
níquel, el cobre y el cinc, que son bastante utilizados en la industria.
• El quinto periodo, también con 18 elementos, comienza con el rubidio
y termina con el xenón. Se destaca el yodo por su valor biológico.
• El sexto periodo, con 32 elementos, se inicia con el cesio y termina
con el radón. Entre los elementos de este periodo destacan el oro y el
platino, como metales preciosos, y el mercurio, que es el único metal
líquido que existe en la naturaleza. Dentro de este periodo se encuen-
tran los lantánidos, un conjunto particular de 15 metales de transi-
ción de tierras raras con propiedades magnéticas excepcionales. Por
ejemplo, el gadolinio (Gd) se emplea como contraste en el servicio de
resonancia magnética de los hospitales.
• El séptimo periodo se extiende desde el francio hasta el elemento 116,
livermorio (que forma parte de los demás recientes descubrimientos).
En este periodo se encuentran los actínidos, un conjunto de 15 meta-
les de transición con propiedades radiactivas importantes. Por ejem-
plo, el uranio (U) se emplea en plantas de energía nuclear.
Los grupos
También llamados familias, son 18 columnas numeradas del 1 al 18. Los
elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas seme-
jantes. Algunos grupos tienen nombres especiales como los siguientes:
Grupos 1 2 16 17 18
Nombres Alcalinos Alcalinotérreos Anfígenos Halógenos Gases nobles
PARA SABER MÁS
Las estalactitas y las estalagmitas
son sales que presentan grandes
cantidades de calcio o magnesio.
EXPERIMENTAMOS
Compara metales
y no metales
1. Coloca con la ayuda de una
espátula y sobre un pedazo
de papel toalla o un recipiente
de porcelana las siguientes
sustancias: 5 cm de cinta de
magnesio, un pequeño pedazo
de azufre en barra, 5 cm de
alambre de cobre y una barra
de carbono, previamente
extraída del interior de una
pila alcalina.
2. Observa la apariencia de cada
muestra.
3. Utiliza un martillo y, con
mucho cuidado, golpea cada
una de las muestras. Luego,
determinen cuál de ellas es
maleable.
Analiza los resultados
• Registra el color, brillo, forma y
maleabilidad de cada muestra
en un cuadro de datos.
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Clasificación de los elementos en la tabla periódica
Algunas características de los grupos
• El hidrógeno se comporta como un metal alcalino a partir de los
500 °C. Por debajo de esta temperatura, en algunas clasificaciones,
aparece fuera de este grupo.
• Los metales están situados a la izquierda y al centro de la tabla. Casi
todos son buenos conductores de calor y electricidad, son dúctiles
y maleables, tienen puntos de fusión moderados o altos. Cuando se
combinan con otros elementos tienden a perder electrones, lo que los
convierte en cationes.
• Los metales y no metales se separan por una diagonal escalonada.
Los elementos que se encuentran en ese sector reciben el nombre de
metaloides. La mayoría posee brillo, son sólidos a temperatura am-
biente, son considerados semiconductores, poseen puntos de fusión
y ebullición altos en relación con los no metales.
• Los no metales se ubican a la derecha y hacia arriba de la tabla.
Presentan propiedades opuestas a los metales: no conducen calor ni
la electricidad, son frágiles, muchos son gases a temperatura ambien-
te, tienen puntos de fusión y ebullición relativamente bajos y forman
aniones.
• Los gases nobles son un grupo especial por su comportamiento quí-
mico específico. Existen como átomos simples y solo forman mo-
léculas con los halógenos o el oxígeno. Los pocos compuestos que
se conocen de los gases nobles son fluoruros y óxidos de xenón y
kriptón.
¿CÓMO VAMOS?
2 Señala los elementos de los
tres primeros periodos de los
siguientes grupos: halógenos,
alcalinotérreos y gases nobles.
1
2
3
4
5
6
7
Metales
Metaloides (semimetales)
No metales
Gases nobles
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17
18
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Unidad
2
LIBRO DE ACTIVIDADES
2 La tabla periódica
La historia de la ley periódica
1
COMPRENDE Y USA CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS _______________________________________________________________
1 Identifica a quién pertenece cada expresión.
• Relacionó la masa atómica con el radio atómico.
____________________________________________
• Agrupó los elementos en función creciente de sus
números atómicos.
____________________________________________
• Agrupó los elementos en triadas.
____________________________________________
2 El reto de los científicos ha sido clasificar los elementos,
agrupando aquellos que presentan propiedades
comunes. Responde:
Proust Döbereiner Newlands Mendeleiev Meyer Moseley
1799 1829 1864 1869 1870 1913
• ¿Qué representó para los científicos el descubrimiento
de nuevos elementos?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Cuál fue el aporte de Moseley? Averigua.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• Completa el cuadro con un aporte y una desventaja de
las propuestas de Döbereiner y Newlands.
Döbereiner Newlands
• ¿Cómo dedujo Mendeleiev el orden de los elementos?
___________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
3 La siguiente tabla representa la organización de los
elementos que propuso uno de los científicos que
contribuyó con la organización del sistema periódico.
• Explica en qué consiste e indica quién lo propuso.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
1
Li
Na
2
Be
Mg
3
B
Al
4
C
Si
5
N
P
6
O
S
7
F
Cl
Se repiten las propiedades
Los elementos fueron agrupados
de a tres (ley de triadas), en
función de sus propiedades
semejantes, en las que la masa
atómica del elemento central
eran el promedio de las masas
atómicas de los extremos.
Meyer
Moseley
Döbereiner
Replantear los criterios de clasificación de los elementos
realizada hasta el momento.
Moseley pudo averiguar el número atómico de los elementos
conocidos y corregir la tabla periódica existente organizándola en
función del número de protones.
El octavo elemento es una
especie de repetición del
primero, como la primera
octava (ley de octavas).
No dejar espacios vacíos para
los elementos que aún no se
conocían.
No servía para elementos de
masas atómicas mayores.
Al encontrar que la periodicidad de los elementos químicos estaba
en función creciente de sus masas atómicas. Esto le permitió
predecir la ubicación de algunos elementos que no fueron
descubiertos cuando él planteó su propuesta.
Algunos elementos se disponían en orden creciente de masas
atómicas, los siete primeros tendrían propiedades diferentes, pero
a partir del octavo estas propiedades se repetían. Esta tabla fue
propuesta por Newlands.
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La tabla periódica moderna
2
4 Identifica el periodo y el grupo donde están ubicados
estos elementos usando una tabla periódica.
• Litio: ______________________________________
• Berilio: ______________________________________
• Boro: _______________________________________
• Magnesio: ___________________________________
• Aluminio: ____________________________________
• Silicio: _______________________________________
• Potasio: _____________________________________
• Arsénico: ____________________________________
5 Escribe en la tabla el símbolo de cada elemento
propuesto en la pregunta anterior.
6 Escribe V si la afirmación es verdadera o F si es falsa.
• La tabla periódica moderna presenta un ordenamiento
de los 118 elementos conocidos hasta ahora. ( )
• Los elementos están organizados según su
número atómico. ( )
• El hidrógeno y el helio están ubicados en el
mismo periodo y grupo. ( )
• El séptimo periodo incluye un conjunto de 15
elementos que se ubican en la parte inferior
de la tabla. ( )
7 ¿Por qué el hidrógeno no es considerado un metal
alcalino?
_____________________________________________
_____________________________________________
8 ¿Cuál es la principal diferencia entre la tabla periódica
de Mendeleiev y la tabla periódica moderna?
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
9 Al observar muestras de oxígeno (O) y azufre (S),
puedes reconocer que son elementos con propiedades
físicas diferentes: el primero es un gas incoloro, y el
segundo, un sólido amarillo. Sin embargo, si analizas sus
propiedades químicas, puedes evidenciar similitudes
entre ellos. ¿Por qué razones ocurre este fenómeno?
_____________________________________________
_____________________________________________
10 El neón, cloro y azufre son elementos que se encuentran
conformando algunas de las sustancias de las imágenes.
• Escribe en el nombre del elemento que corresponde,
describe dónde se encuentra y averigua alguna de sus
aplicaciones.
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_________________________________
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
2
3
4
5
6
7
6
7
periodo 2, grupo 2
periodo 3, grupo 2
periodo 4, grupo 1
periodo 3, grupo13
periodo 2, grupo 13
periodo 2, grupo 1
periodo 4, grupo 15
periodo 3, grupo 14
Li Be B
Mg Al Si
K As
La diferencia entre la tabla periódica de Mendeleiev y la actual radica
en el criterio de clasificación. Mendeleiev la organizó según las masas
atómicas, mientras que la tabla periódica actual esta estructurada a
partir del orden creciente de sus números atómicos.
Porque el hidrógeno, a temperaturas menores de 500 °C, presenta
propiedades distintas a las del resto de los elementos de ese grupo.
V
V
F
V
Porque ambos elementos pertenecen al grupo 16 de la tabla periódica;
por ello, presentan propiedades químicas semejantes.
Azúfre. Se encuentra en forma nativa en las
cercanías de los volcanes. Se utiliza, principalmente,
para fabricar ácido sulfúrico empleado para fabricar
jabones, pinturas y otros.
Cloro. Se emplea en la industria de los detergentes.
Tiene muchos usos. Por ejemplo, es parte de la sal de
mesa; forma parte de algunos antibióticos, chalecos
antibalas, papel blanco para impresora, entre otros.
Neón. En los avisos luminosos es empleado
porque genera el color azul. Es empleado
como refrigerante criogénico y en la
elaboración de algunos láseres.
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UNIDAD 2
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Capacidad
Desempeños
precisados
• Interpreta y reconoce la configuración electrónica.
• Describe las propiedades periódicas de los elementos.
Explicar a los estudiantes que la configuración electrónica determina el grupo
y el periodo de un elemento. Plantear algunos ejemplos para elementos
representativos y de transición.
Destacar la relación entre la configuración electrónica y el número de valencia.
Proponer varios ejercicios sencillos para que realicen la configuración
electrónica de algunos elementos y establezcan su número de valencia.
Indicar a los estudiantes que formen parejas o grupos de tres integrantes y
pedirles que realicen lo siguiente:
– Elegir un grupo de la tabla periódica.
– Dividir una hoja tamaño carta en dos partes.
– Escribir en una cara el símbolo y el nombre del elemento y en la parte de
atrás indicar la configuración electrónica de dicho elemento y la notación de
Lewis.
– Revisar que la configuración electrónica de cada elemento coincida con la
tabla periódica (se puede proyectar de una página web).
Construir en el tablero o en una pared del aula una tabla periódica determinada
por las características de su configuración electrónica.
Explicar que la configuración electrónica en cada grupo termina en un mismo
subnivel, variando solo en el nivel de energía.
Organizar un concurso para el armado. Antes, indicar una regla: cuando se
coloca un bloque, se debe explicar el porqué del lugar donde se ha ubicado, es
decir, es necesario fundamentar la respuesta.
Presentar la información sobre las propiedades periódicas a partir la siguiente
pregunta: ¿Por qué la energía de ionización aumenta en un periodo?
(Respuesta: porque el efecto total es que hacia la derecha del periodo los
electrones externos están más fuertemente atraídos y será necesario suministrar
una mayor energía para arrancarlos).
3. Periodicidad y configuración electrónica / 4. Propiedades periódicas
Texto escolar (págs. 38-41) Libro de actividades (págs. 28 y 29)
Leer el texto sobre las propiedades periódicas.
Explicar que las propiedades periódicas, como el radio atómico, energía de
ionización, afinidad electrónica, electronegatividad y carácter metálico, varían
de manera casi constante en los grupos y periodos.
Identificar el sentido de la variación de las propiedades por grupos y periodos,
con sus respectivos valores.
Tener en cuenta que, en la práctica, es difícil medir la afinidad electrónica de los
elementos; por esta razón, son pocos los datos hallados, la mayoría son valores
estimados.
Presentar las siguientes configuraciones electrónicas sobre átomos neutros:
A: 1s2
2s2
2p5
B: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
C: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d2
D: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
Solicitar a los estudiantes que formen grupos y pedirles que identifiquen qué
elemento tiene mayor radio atómico y cuál presenta menor radio atómico.
Explicar a los estudiantes que el elemento de mayor radio es D y el de menor
radio, A.
Pedir a los estudiantes que realicen las actividades 11 a la 28. Luego, motivarlos
a compartir sus respuestas con los compañeros en el aula.
Información complementaria
Inconvenientes de la Tabla periódica moderna
• El elemento hidrógeno tiene unas propiedades que no se ajustan a las
de ningún grupo, por ello, se suele colocar tanto en el primer grupo
(tiene solo un electrón en su capa electrónica) como en el grupo 7
(le falta un electrón para completar su capa electrónica). En algunas
tablas se lo sitúa aparte.
• A los elementos de números atómicos del 57 al 71 y del 89 al 103 se
los sitúa fuera de la tabla, pues esta se haría, en caso contrario, muy
larga e inmanejable.
3. 5s2
: periodo 5, grupo 2
4s2
3d5
5s2
4d9
4. Sodio, magnesio, aluminio, silicio, fósforo, azufre y cloro.
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Unidad
2
TEXTO ESCOLAR
TEXTO ESCOLAR
Unidad
2
¿CÓMO VAMOS?
Período →
Aumenta la carga nuclear efectiva.
Disminuye el radio atómico.
Aumenta la energía de ionización.
Aumenta la afinidad electrónica.
Aumenta la electronegatividad.
Grupo ↓
Aumenta el radio atómico.
Aumenta el radio iónico.
Disminuye la energía de ionización.
Disminuye la afinidad electrónica.
Disminuye la electronegatividad.
Resumen de cómo varían las propiedades periódicas
Afinidad electrónica
Es la energía que se intercambia cuando un átomo en estado gaseoso y
en estado electrónico fundamental adquiere un electrón y se transfor-
ma en un anión. La afinidad electrónica es un proceso que libera ener-
gía al producirse.
Su variación a lo largo de la tabla periódica no es tan regular como
en otras propiedades periódicas; sin embargo, es posible hacer las si-
guientes generalizaciones:
• En un grupo, disminuye al aumentar Z, debido a que aumenta el tama-
ño de los átomos, así los electrones serán atraídos con menor fuerza.
• En un periodo, en general, aumenta a medida que aumenta Z, de iz-
quierda a derecha, debido a la carga nuclear efectiva. Esto no sucede
en los gases nobles que poseen afinidades electrónicas muy bajas.
Electronegatividad
Es la capacidad de un átomo de atraer hacia sí los electrones de otro
átomo cuando los comparten en un enlace. Esta propiedad está rela-
cionada con la energía de ionización y la afinidad electrónica, ya que
cuanto mayor sea la tendencia de un elemento por ganar electrones,
más dificultad tendrá en perderlos, y viceversa. En la tabla periódica,
esta propiedad varía de la siguiente manera:
• En un grupo, disminuye al aumentar Z. Aumenta de abajo hacia arriba.
• En un periodo, aumenta al incrementarse Z. De izquierda a derecha.
Carácter metálico
Es la capacidad de un elemento para perder electrones. Cambia de for-
ma opuesta a la electronegatividad. En la tabla periódica, esta propie-
dad varía de la siguiente manera:
• En un grupo, aumenta de arriba hacia abajo.
• En un periodo, aumenta de derecha a izquierda.
Grupo ↓
– Aumenta el radio atómico.
– Disminuye el radio iónico.
– Aumenta el carácter metálico.
– Disminuye la energía de ionización.
– Disminuye la afinidad electrónica.
– Disminuye la electronegatividad.
Periodo →
– Aumenta la energía de ionización.
– Aumenta la afinidad electrónica.
– Aumenta la electronegatividad.
– Disminuye el radio atómico.
– Disminuye el carácter metálico
4 A partir del orden creciente
de energía de ionización,
electronegatividad y afinidad
electrónica, organiza los
siguientes elementos: sodio,
cloro, azufre, magnesio, fósforo,
silicio y aluminio.
El potasio es muy reactivo debido
a su carácter metálico.
PARA SABER MÁS
El flúor es el elemento
representativo más electronegativo,
tiene un valor 4,0.
Este valor fue asignado en la
primera escala numérica de
electronegatividad que fue ideada
por Linus Pauling (1901-1994).
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4
Son propiedades que presentan los elementos químicos y que se repi-
ten secuencialmente en la tabla periódica.
Radio atómico
Se define como la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos
iguales que están enlazados entre sí.
Según el tipo de enlace por el que están unidos, el radio puede ser co-
valente o metálico. En los metales, el radio atómico es la mitad de la dis-
tancia entre los núcleos de dos átomos adyacentes del mismo elemento.
En una molécula diatómica es la mitad de la distancia entre los núcleos
de los átomos que forman la molécula. En la tabla periódica esta propie-
dad varía en relación con el grupo o periodo.
• En un grupo, aumenta al incrementarse el número atómico (Z), ya que
existen más capas de energía.
• En un periodo, disminuye hacia la derecha al aumentar la carga nu-
clear efectiva. Al llenarse una misma capa con cada nuevo electrón, la
carga del núcleo aumenta sin que lo haga la distancia. Por eso, los elec-
trones son atraídos con más fuerza contrayéndose el radio atómico.
Radio iónico
Es el radio de un átomo cuando ha perdido o ganado electrones. Adqui-
re la estructura electrónica del gas noble más cercano.
El radio de los cationes es menor que el radio de los átomos neutros. El
radio de los aniones es mayor que el radio de los átomos neutros por la
disminución de la carga nuclear efectiva.
En general, entre los iones con igual número de electrones (isoelec-
trónicos) tiene mayor radio el de menor Z, pues la fuerza atractiva del
núcleo es menor al ser menor su carga. En la tabla periódica, esta pro-
piedad varía de la siguiente manera:
• En un grupo, disminuye al aumentar Z.
• En un periodo, dependerá de la carga de los iones.
Potencial o energía de ionización
Se define como la mínima energía necesaria para extraer un electrón de
un átomo neutro, en estado gaseoso, para formar un catión. La ioniza-
ción es siempre un proceso que requiere captar energía para producir-
se. En la tabla periódica, esta propiedad varía de la siguiente manera:
• En un grupo, disminuye hacia abajo. Esto se debe a que al aumentar
el nivel energético en el que se encuentran los electrones de valencia,
se ubican más lejos del núcleo.
• En un periodo, aumenta hacia la derecha, debido a que en ese sentido
los elementos tienen tendencia a ganar electrones (son menos metáli-
cos); por lo tanto, se necesita más energía para arrancarlos.
Molécula diatómica
r =
d
2
d
H
Na Mg
186 pm 160 pm
95 pm 72 pm
Na+
Mg2+
H
r
Molécula diatómica
r =
d
2
d
H
Na Mg
186 pm 160 pm
95 pm 72 pm
Na+
Mg2+
H
r
2 500
2 000
1 500
1 000
500
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Hg Rn
Fr
Tl
Cs
In
Rb
Ga
Zn
K
Al
Na
Li
Número atómico
Energía
de
ionización
(K
J/mol)
pm (picómetro → 1 pm = 10–12
m)
Variación periódica de las primeras energías
de ionización en función del número atómico
Radio iónico de dos átomos neutros y sus
iones.
Radio atómico de una molécula diatómica.
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Periodicidad y configuración electrónica
La tabla periódica moderna está organizada de modo que los elementos
que pertenecen a un mismo grupo presentan configuraciones electró-
nicas similares en su nivel más externo o nivel de valencia; por lo tanto,
sus propiedades dependen de esa configuración.
Conociendo la posición de un elemento en la tabla periódica, es posible
saber su configuración electrónica, y viceversa. La importancia de los
electrones exteriores o electrones de valencia es que participan en las
reacciones químicas. Eso explica por qué los elementos de un mismo
grupo tienen propiedades similares.
Según este criterio, los elementos químicos se agrupan en cinco blo-
ques denominados representativos metálicos, representativos no metá-
licos, transición, transición interna y gases nobles, de acuerdo al orbital
que se esté ocupando.
Los elementos de transición interna se encuentran en
tierras raras; en ellos existen siete orbitales f que aceptan
como máximo 14 electrones. Debido a lo anterior, la
configuración electrónica de estos elementos no es tan
regular como la de los elementos representativos y existen
muchas excepciones. En los lantánidos y actínidos, se llenan
el antepenúltimo nivel y los orbitales f.
Los siete periodos se
corresponden con
los siete niveles
electrónicos de los
átomos.
Los elementos representativos metálicos
comprenden a aquellos que se ubican en los
grupos 1 y 2. Estos presentan la configuración
electrónica externa en el orbital s del nivel.
1s1
2s1
2s2
3s1
3s2
4s1
4s2
5s1
5s2
6s1
6s2
7s1
7s2
3d1
4d1
5d1
6d1
3d2
4d2
5d2
6d2
3d3
4d3
5d3
6d3
3d4
4d4
5d4
6d4
3d5
4d5
5d5
6d5
3d6
4d6
5d6
6d6
3d7
4d7
5d7
6d7
4f1
5f1
4f2
5f2
4f3
5f3
4f4
5f4
4f5
5f5
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
2
3
4
5
6
7
3
Los elementos de transición
corresponden a los elementos
ubicados en los grupos 3 al 12.
Su configuración incluye a los
orbitales d.
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¿CÓMO VOY?
Los elementos representativos no
metálicos se distribuyen en seis
columnas correspondientes a los
grupos 13 al 17. En ellos existen tres
orbitales p por nivel, que pueden
contener hasta seis electrones en total.
Los gases nobles
comprenden la columna
correspondiente al grupo18.
En ellos, todos los orbitales se
encuentran completos; como
consecuencia de ello, tienen
una mayor estabilidad.
Configuración electrónica de algunos elementos
Elementos Z Configuración electrónica Último nivel
Electrones
de valencia
Helio (He) 2 1s2
ns2
2
Boro (B) 5 1s2
2s2
2p1
ns2
np1
3
Nitrógeno (N) 7 1s2
2s2
2p3
ns2
np3
5
Neón (Ne) 10 1s2
2s2
2p6
ns2
np6
8
Sodio (Na) 11 1s2
2s2
2p6
3s1
ns1
1
Silicio (Si) 14 1s2
2s2
2p6
3s2
3p2
ns2
np2
4
Azufre (S) 16 1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
ns2
np4
6
Escandio (Sc) 21 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d1
ns2
nd1
3
Cinc (Zn) 30 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
ns2
nd10
2
3 ¿En qué grupo y en qué
periodo se encuentran los
elementos cuya configuración
del nivel de valencia es 5s2
,
4s2
3d5
y 5s2
4d9
?
18
3d8
4d8
5d8
6d8
3d9
4d9
5d9
6d9
3d10
4d10
5d10
6d10
2p1
2p2
3p1
3p2
4p1
4p2
5p1
5p2
6p1
6p2
2p3
2p4
3p3
3p4
4p3
4p4
5p3
5p4
6p3
6p4
2p5
2p6
3p5
3p6
4p5
4p6
5p5
5p6
6p5
6p6
1s2
4f6
5f6
4f7
5f7
4f8
5f8
4f9
5f9
4f10
5f10
4f11
5f11
4f12
5f12
4f13
5f13
4f14
5f14
17
16
15
14
13
12
11
10
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Unidad
2
4
COMPRENDE Y USA CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS
18 ¿Cómo varía el radio atómico en un grupo?
Marca con un .
Se mantiene constante.
Aumenta junto con Z.
Disminuye junto con Z.
Depende del ion formado.
19 Los iones K1+
y Ca2+
presentan el mismo número de
electrones (18 en cada caso) y sus radios iónicos
respectivos miden 1,33 y 0,99 Å.
• ¿Cuál tiene menor radio iónico? ¿Por qué?
___________________________________________
____________________________________________
20 ¿Cómo es la afinidad electrónica en átomos de radio
pequeño?
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Analiza los datos de la gráfica y responde las preguntas.
21 ¿Qué relación existe entre la electronegatividad y el
número atómico?
______________________________________________
______________________________________________
22 Los elementos indicados en la gráfica anterior,
¿pertenecen a un mismo grupo o periodo?
______________________________________________
23 Según la respuesta anterior, ¿cuál es la relación con la
electronegatividad?
______________________________________________
______________________________________________
24 ¿Por qué la electronegatividad disminuye en un grupo
de arriba hacia abajo?
______________________________________________
______________________________________________
25 Escribe el nombre del elemento alcalino con mayor
potencial o energía de ionización.
______________________________________________
26 ¿Cuáles son los elementos de menor y mayor radio
atómico? Marca.
H y Cs He y Ba
He y Rn He y Fr
27 ¿Qué propiedad presentará un elemento cuyo número
atómico es 20 y otro elemento cuyo último órbital es
6d10
?
______________________________________________
______________________________________________
28 ¿Cuál es la proposición correcta para las
configuraciones electrónicas de átomos neutros?
X: 1s2
2s2
2p5
Y: 1s2
2s2
2p6
3s1
Z: 1s2
2s2
2p6
3s2
Para pasar de X a Y se consume energía.
Es más fácil arrancar un electrón a Y que a X.
El potencial de ionización de Z es menor que el de Y.
El radio de Y es menor que el de Z.
Li
4
3
2
1
Be
C
B
N
F
O
Número atómico (Z)
Electronegatividad
1 2 3 4 5 6 7 8 9
✓
Los iones K+
y Ca2+
son isoelectrónicos. El ion Ca2+
es más pequeño, posee
una mayor carga nuclear efectiva al contraerse su nube electrónica.
En un periodo, la afinidad electrónica crece a medida que el número
atómico aumenta; esto es, de izquierda a derecha. Dado que los
átomos de un mismo periodo poseen el mismo número de niveles, el
aumento de la carga nuclear determina que el radio atómico disminuya
y aumente la atracción ejercida sobre el electrón que se captará.
La electronegatividad aumenta a medida que se incrementa el
número atómico de los elementos indicados en la gráfica.
Periodo.
En un periodo, la electronegatividad aumenta a medida que se
incrementa el número atómico de los elementos químicos.
Debido a que aumenta el tamaño de los átomos; por ello, los
electrones serán atraídos con menor fuerza.
Litio
✓
Baja electronegatividad. Alto carácter metálico.
✓
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UNIDAD 2
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Periodicidad y configuración electrónica
3
11 Determina el periodo, grupo y elemento de la tabla
periódica a partir de las siguientes configuraciones
electrónicas:
• 1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
____________________________________________
• 1s2
2s2
2p6
3s1
____________________________________________
• 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d7
____________________________________________
• 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p5
____________________________________________
12 Escribe la configuración electrónica de algunos
elementos, a partir de la información de la tabla.
Grupo Periodo Configuración electrónica
7 3
4 4
18 2
15 3
2 6
11 4
13 Interpreta la siguiente representación. Luego, explica.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
14 Completa el cuadro.
Configuración
electrónica
Electrones
de valencia
Semejanza
Diferencia
15 ¿A qué periodo y grupo pertenece un elemento cuyo
número atómico es 46?
16 Un átomo X, en estado excitado, presenta la siguiente
configuración electrónica: 1s2
2s2
2p6
3s1
. Señala en qué
grupo y periodo se encuentra.
17 Un elemento presenta la siguiente configuración
electrónica externa: 4s2
3d10
4p6
. Indica el periodo, el
grupo y el nombre del elemento.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
2
3
4 s p
5 d
6
7
6 f
7
periodo 3, grupo 17, cloro.
periodo 4, grupo 17, bromo.
periodo 3, grupo 1, sodio.
periodo 4, grupo 9, cobalto.
Las letras s, p, d y f indican el nombre del orbital en el que acaba la
configuración electrónica de los elementos que están ubicados en
dichos bloques de la tabla periódica.
Determinamos su configuración electrónica:
Z = 46: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p6
5s2
4d8
.
Identificamos el nivel de mayor energía, el cual es 5; este dato indica
que se encuentra en el periodo 5.
Sumamos los electrones del último nivel y el subnivel incompleto,
8 + 2 = 10, ello indica que se encuentra en el grupo 10 de la tabla
periodica, el cual corresponde a los elementos de transición.
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p6
5s2
4d9
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p6
5s2
4d10
5p6
6s2
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d2
1s2
2s2
2p6
1s2
2s2
2p6
3s2
3p3
Ambos conceptos se refieren a la comprensión
sobre el comportamiento de los electrones que
conforman los elementos químicos.
Expresa la distribución
de los electrones en
la nube electrónica,
indicando los niveles,
subniveles y orbitales.
Son los electrones que
se encuentran en el
último nivel de energía
del átomo.
Identificamos el nivel de mayor energía, este es el 3; por lo tanto, se
encuentra en el periodo 3.
Presenta un electrón de valencia, por lo tanto, pertenece al grupo 1
de la tabla periódica.
Identificamos el nivel de mayor energía, este es el 4; por lo tanto, se
encuentra en el periodo 4.
Presenta 8 electrones de valencia, por ello, pertenece al grupo 18 de
la tabla periódica; es un gas noble, el Kr (Kriptón).
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Capacidad
Desempeños
precisados
• Identifica la variación de las propiedades periódicas de
los elementos químicos.
• Relaciona los electrones de valencia con la ubicación de
los elementos en grupos o familias.
Solicitar a los estudiantes que formen grupos de cuatro o cinco integrantes.
Presentar la información sobre los grupos de la tabla periódica a partir de
la siguiente pregunta: ¿Qué diferencia hay entre un grupo y un periodo?
(Respuesta: Un grupo contiene a los elementos con propiedades semejantes y
el periodo sitúa a los elementos en orden creciente de sus números atómicos).
Recordar a los estudiantes que la tabla periódica moderna ordena los
elementos químicos en función creciente de sus números atómicos. Además, la
clasificación en grupos y periodos permite identificar a los elementos a partir de
sus propiedades características.
Describir los grupos y periodos de la tabla periódica con sus respectivas
denominaciones y características.
Proponer a los estudiantes que, en equipos, investiguen acerca de las
aplicaciones en la vida cotidiana de los elementos químicos de un grupo
específico asignado previamente por usted. Por ejemplo, el litio (grupo 1)
asociado con el aluminio incrementa su resistencia y el vanadio (grupo 5),
en la fabricación de herramientas.
Brindar la siguiente información:
“La familia de los gases nobles, grupo 18 de la tabla periódica, está formada
por elementos muy estables, los cuales tienen la capa externa completa y, por
lo general, no reaccionan con otros elementos. Por ejemplo, el kriptón (Kr), cuya
configuración electrónica es 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p6
, en el nivel 4 posee 8
electrones: 2 electrones en el 4s2
y 6 electrones del 4p6
”.
Mencionar que entre los halógenos o grupo 17 se encuentra el flúor (F), cuya
configuración es 1s2
2s2
2p5
. Luego de que analicen la información, formular la
siguiente pregunta: ¿Cuántos electrones posee en su último nivel? (Respuesta: 7
electrones).
Relacionar el comportamiento de los elementos con la pérdida o ganancia de
electrones. Para ello motivar a los estudiantes a completar el siguiente cuadro
5. Los grupos de la tabla periódica
Texto escolar (págs. 42 y 43) Libro de actividades (pág. 30)
con dos ejemplos para cada grupo de elementos representativos, con ayuda de
la tabla periódica:
Grupos Elementos Símbolos Z
Configuración
electrónica
Último
nivel
Electrones
de valencia
1
Sodio Na 11 1s2
2s2
2p6
3s1
3s1
1
2
Formular la siguiente pregunta: ¿Cuántos electrones deben perder los elementos
de la familia de los alcalinotérreos para tener una configuración estable?
Reflexionar junto a los estudiantes que los átomos logran la estabilidad cuando
poseen 8 electrones en su último nivel. En el caso de los elementos del grupo
17, deben ganar un electrón; los elementos del grupo 1 deben perder un
electrón.
Realizar una retroalimentación si lo cree conveniente. Una vez despejadas las
dudas, motivarlos a realizar las actividades propuestas 29 a 35.
Brindar a los estudiantes el tiempo necesario para su desarrollo. Recordarles
que pueden realizar preguntas si aún no han quedado claros algunos puntos
trabajados. Luego, solicitarles que expliquen sus respuestas ante la clase y
evaluar las intervenciones en ese momento.
Los halógenos
Constituyen un grupo de elementos químicos conformados por flúor (F),
cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y astato (At), el cual es extremadamente
raro. El flúor es necesario para el ser humano y los animales superiores,
porque ayuda en la formación de la dentadura y los huesos. La mayoría
del flúor es ingerido a través del agua y en pequeñas dosis previene las
caries.
El cloro se encuentra como constituyente menor en vegetales y animales.
Como cloruro de sodio o sal común, se utiliza en la industria y en la
alimentación.
El bromo es un líquido rojizo que se utiliza en herbicidas e insecticidas.
Es muy peligroso porque afecta la piel, los ojos y las vías respiratorias.
Presenta un nivel de toxicidad muy elevado.
El yodo es un sólido que se presenta en la naturaleza disuelto en el agua
de mar. Se usa como desinfectante. Su ausencia en las dietas humanas
produce bocio endémico, por lo cual debe ser agregado a la sal común.
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Unidad
2
TEXTO ESCOLAR LIBRO DE ACTIVIDADES
¿CÓMO VOY?
Grupo 14: Carbonoides. Forman casi la cuarta parte de la corteza
terrestre, especialmente el silicio. En este grupo está el carbono, cons-
tituyente fundamental de la materia orgánica. En estado natural solo se
encuentran el carbono, el estaño y el plomo. El carbono es un no metal;
el estaño y plomo, metales, y el silicio y el germanio, metaloides.
Grupo 15: Nitrogenoides. Conformado por el nitrógeno, el cual es un
gas que forma el 78% del aire. Del nitrógeno gaseoso (N2) se produce amo-
niaco, componente común de los fertilizantes y productos de limpieza.
Grupo 16: Anfígenos. Constituido por el oxígeno, el cual es indispen-
sable para la respiración de los seres vivos. Una forma alotrópica del
oxígeno es el ozono (O3). En las capas altas de la atmósfera, este elemen-
to forma la capa de ozono que nos protege de la radiación ultravioleta.
Grupo 17: Halógenos. No se encuentran libres en la naturaleza por
ser muy reactivos. Es el único grupo en el que todos sus elementos son
claramente no metales. Presentan una fuerte tendencia a ganar un elec-
trón. El astato es un elemento muy raro, ya que es un producto interme-
dio de las series de desintegración radiactiva y el flúor se emplea para
producir refrigerantes.
Grupo 18: Gases nobles. Poseen su último nivel de energía lleno y
una alta electronegatividad. Solo reaccionan con los halógenos y algu-
nos anfígenos. Debido a su baja densidad y su carácter no inflamable, el
helio se usa para llenar globos.
Carbonoide
El silicio se usa en
los circuitos de las
computadoras.
Nitrogenoide
Las sales de nitrógeno
son indispensables para
fertilizar suelos.
Anfígeno
El agua oxigenada se
usa para curar heridas.
Elementos de transición
Se hallan en las columnas 3 a la 12. El número del grupo no siempre
coincide con el número de electrones del último nivel energético. Todos
los elementos de este grupo son metales duros, excepto el oro, y con
altos puntos de fusión. Solamente el mercurio es líquido.
Elementos de transición interna
Se les denomina tierras raras porque se encuentran en la corteza te-
rrestre y no son muy abundantes. Se dividen en dos series: lantánidos
y actínidos.
Lantánidos
El neodimio es
empleado para
fabricar imanes
permanentes.
Actínidos
El uranio-235
se utiliza como
combustible en los
reactores nucleares.
PARA SABER MÁS
Según los compuestos químicos
que pueden formar, algunos grupos
se denominan:
• Anfígeno. Formador de ácidos
y bases.
• Halógeno. Formador de sales.
5 Menciona dos razones por
las que el carbono es un no
metal y el plomo es un metal,
si ambos pertenecen al mismo
grupo.
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UNIDAD 2
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¿QUÉ RECUERDO?
Los grupos de la tabla periódica
• ¿Qué características presenta
un cable de cobre? ¿Y la sal de
mesa?
5
Los elementos químicos de la tabla periódica que forman parte de un
mismo grupo presentan propiedades similares.
Estos elementos se organizan en representativos y de transición. A su
vez, cada uno presenta subgrupos, como observamos en el siguiente
esquema:
Los elementos representativos
Están conformados por los siguientes grupos:
Grupo 1: Alcalinos. Son metales blandos de color blanco plata. Tienen
gran tendencia a perder el único electrón de valencia que poseen. Reac-
cionan violentamente con el agua. Los iones sodio y potasio cumplen
importantes funciones biológicas en la transmisión de impulsos nervio-
sos o en el intercambio de nutrientes en la célula.
Grupo 2: Alcalinotérreos. Son más duros y menos reactivos que los
alcalinos y presentan las mismas propiedades metálicas, pero con pun-
tos de fusión y ebullición más elevados. El magnesio forma parte de la
molécula de la clorofila y el calcio de los huesos y dientes.
Grupo 13: Térreos. Conformado por metales plateados y blandos con
tendencia a compartir electrones. En este grupo solo el boro es un me-
taloide. Tienen poca actividad. Son buenos conductores del calor y la
corriente eléctrica.
Alcalino
Sodio metálico.
Alcalinotérreo
Concha marina
formada por calcio.
Térreo
El boro se usa para fabricar fibra
de vidrio.
APRENDER A VER
• Observa la imagen del sodio.
Luego, descríbelo.
• ¿Cuál de los ejemplos mostrados
en las imágenes observas
habitualmente? ¿Por qué?
Elementos
representativos
Metales alcalinos
Metales
alcalinotérreos
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17
18
Elementos de transición
Elementos
representativos
Gases nobles
Halógenos
Anfígenos
Nitrogenoides
Carbonoides
Térreos
Lantánidos
Actínidos
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Los grupos de la tabla periódica
5
29 ¿Cuál pertenece a los elementos de transición?
Marca.
Calcio Fósforo
Cobalto Germanio
30 Completa el esquema mudo con los nombres de
algunos grupos o familias.
31 El magnesio en contacto
con el fuego produce una
reacción de combustión, la
cual libera mucha energía.
• ¿A qué familia pertenece
este elemento?
____________________________________________
• ¿Qué ocurrirá con los electrones de valencia del
magnesio cuando ocurre esta reacción química?
Averigua.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
32 ¿Por qué los grupos 1 y 17 son los más reactivos?
_____________________________________________
_____________________________________________
33 Los lantánidos se encuentran
ubicados en la parte inferior
de la tabla periódica.
• ¿A qué familia pertenecen?
____________________________________________
• ¿Qué similitud existe en sus configuraciones
electrónicas?
____________________________________________
____________________________________________
• ¿A qué periodos pertenecen estos elementos?
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Qué otra serie pertenece a esta familia?
____________________________________________
34 Determina a qué familia de la tabla periódica pertenece
un elemento con las siguientes propiedades:
• Metal muy reactivo.
• La energía de ionización en su grupo es elevada.
• La configuración electrónica de su nivel externo es 7s2
.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
35 ¿Cuál de los elementos químicos tiene la denominación
incorrecta? Marca.
K: metal alcalino
Sr: metal alcalinotérreo
Ne: gas noble
S: halógeno
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
2
3
4
5
6
7
6
7
Porque los del grupo 1 son muy electropositivos y los del grupo
17 muy electronegativos.
Elementos de transición interna o tierras raras.
Su configuración electrónica termina en el orbital f.
Al periodo 7
Alcalinotérreo del grupo 2 y periodo 7. Es el elemento radio.
Actínidos.
Alcalinotérreos
Los perdería y quedaría convertido en un ion de carga positiva (Mg+2
);
por ello, su capa externa queda libre de electrones.
✓
✓
Alcalinotérreos
Alcalinos
Boroides
Carbonoides
Nitrogenoides
Anfígenos
Halógenos
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Pedir a los estudiantes que consigan un circuito eléctrico, un martillo, una tabla
de madera y muestras de elementos, como cobre, hierro, yodo en cristales,
cinc, carbón y azufre para comprobar la conductividad de metales y no metales.
Verificar que el laboratorio del colegio cuente con láminas de cinc o de cobre;
caso contrario, solicitar a los estudiantes que lleven al aula una pila en desuso
para extraer el cinc que contiene y un pedazo de cable de luz del que se
obtendrán los hilos de cobre del interior. Luego, indicar lo siguiente:
– Plantear una hipótesis acerca de la conductividad de los elementos.
– Observar si las muestras presentan brillo metálico o no.
– Poner una muestra de cada elemento sobre la tabla y, con un martillo,
golpearlas. Agruparlas en tenaces y frágiles.
– Colocar una por una las muestras en los terminales abiertos del circuito.
Observar lo que ocurre.
– Copiar en su cuaderno y completar el cuadro de acuerdo a lo observado.
Luego, formular sus conclusiones.
Elemento Cobre Carbón Otros
Aspecto Brillo Opaco, negro
Tenaz o frágil Tenaz Frágil
Conductividad eléctrica Buen conductor Mal conductor
Clase de elemento Metal No metal
5. El plomo es un metal debido a que posee alta densidad y es sólido
a temperatura ambiente. El carbono es un no metal debido a que no
conducen calor ni la electricidad.
La red metálica
Para explicar las propiedades de los metales se ha elaborado un modelo de
enlace metálico conocido como modelo de la nube o del mar de electrones.
En este modelo, los átomos de los metales pierden los pocos electrones de
su última capa, convirtiéndose en iones positivos. Se ordenan en el espacio
formando una red metálica. Los electrones desprendidos forman una nube
de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo,
todos los iones positivos del metal quedan unidos mediante la nube de
electrones con carga negativa que los envuelve.
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Unidad
2
TEXTO ESCOLAR
Unidad
2
La corteza terrestre y los elementos
¿QUÉ RECUERDO?
6
• ¿Dónde se encuentran los
elementos químicos de la tabla
periódica en el planeta Tierra?
La Tierra es un planeta con cualidades únicas, sobre todo por la pre-
sencia y adecuada combinación de determinadas sustancias químicas.
Por ejemplo, la concentración perfecta de oxígeno en el aire, la combi-
nación singular de silicatos y aluminosilicatos de la corteza terrestre y
la interminable lista de compuestos de carbono que caracteriza a los
seres vivos.
Corteza
Manto
Núcleo externo
Núcleo interno
Exósfera
Termósfera
Mesósfera
Estratósfera
Tropósfera
Si
Atmósfera
O3
Al Si Al Si Al
Hidrósfera
Biósfera
Litósfera
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
⎧
⎪
⎨
⎪
⎩
Procesos geológicos
Procesos internos Procesos externos
Volcanes
Son aberturas de la corteza terrestre por donde el magma
del interior de la Tierra sale hacia la superficie. Son montañas
cónicas que pueden o no estar en actividad (salida del magma
o cenizas hacia la superficie). Los volcanes típicos tienen cono
volcánico, chimenea y cráter.
Formación de cordilleras
Se forman cuando dos placas continentales colisionan y la
corteza se acorta, se pliega o se levanta.
En el fondo de los mares, hay grandes cadenas de montañas
llamadas dorsales. A lo largo de ellas corre una gran grieta
a través de la cual se expulsa magma incandescente que al
enfriarse origina nueva corteza oceánica y separa las placas.
Terremotos
Se deben a las vibraciones producidas por movimientos
bruscos o roturas de las placas tectónicas.
En un terremoto se producen vibraciones intensas que se
prolongan durante varios segundos o incluso minutos. Cuanto
más frías y rígidas son las rocas que se desplazan o se
fracturan, más intensas son las vibraciones que se originan.
Los principales agentes externos que afectan el relieve
terrestre son:
– Vientos. Pueden apreciar con mayor intensidad en
las zonas áridas, donde el viento levanta y arrastra las
partículas sueltas que golpean otras rocas y las van
desgastando, dando origen a formas muy variadas.
– Lluvias. También son un factor de erosión, pues al caer
pueden desgastar zonas sin vegetación, arrastrando las
partículas más finas. Los ríos o las zonas deprimidas serán
los depósitos de esos materiales.
Estos agentes ocasionan los siguientes eventos:
– Meteorización. Proceso de desintegración de las rocas y
suelos de la superficie terrestre debido a la acción de un
agente físico o químico.
– Transporte. Se produce mediante el acarreo que realizan
los ríos, glaciares, vientos, mareas y corrientes, así como
por efecto de la gravedad. La suma de los procesos de
meteorización y transporte se denomina erosión.
– Sedimentación. Se produce al cesar el transporte, de
manera que los materiales se depositan en diferentes zonas
de la superficie terrestre. Dichas zonas se constituyen en
las llamadas cuencas sedimentarias o áreas de depósito.
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Los compuestos químicos
de la atmósfera y la hidrósfera
¿CÓMO VAMOS?
7
La atmósfera actual varía en su composición química entre un lugar y
otro por efectos de la actividad humana. Sin embargo, en condiciones
normales, los componentes de cada capa atmosférica también cambian,
aunque en función de la gravedad, la presión atmosférica y la densidad.
6 Clasifica los elementos
comunes de la corteza terrestre
en metales y no metales.
¿Cuáles son más abundantes?
¿Por qué?
7 Explica cómo se forma el agua
dura.
El agua de mar representa el 97,2% del agua de la Tierra. En ella se
encuentran combinados cationes disueltos como Na+
, Mg2+
, Ca2+
y K+
con los aniones cloruro (Cl–
) y sulfato (SO4
2–
). La sal más abundante es el
cloruro de sodio (NaCl), que puede extraerse por evaporación. El exce-
so de sales en el agua de mar la hace inadecuada para el uso doméstico,
por ello, debe pasar por un proceso de desanilización.
Las aguas continentales, a diferencia de las marinas, tienen como anión
mayoritario al bicarbonato (HCO3
–
). Este tipo de agua es óptima para el
consumo humano. Lamentablemente, solo el 1% del agua de la Tierra
es dulce. El agua dulce no es tan constante en su composición como
el agua de mar, pues en su camino fluye sobre rocas que desprenden
iones, como Mg2+
y Ca2+
, lo que la convierte en agua dura.
La proporción de sales disueltas en el agua de los mares y los océanos
permanece razonablemente constante gracias al continuo ingreso de
agua dulce y a la precipitación de las sales que sobrepasan el límite de
solubilidad. La evaporación y la congelación, en cambio, aumentan la
concentración salina.
La exósfera presenta H y He, que por ser
ligeros son retenidos por la gravedad
terrestre.
Los gases son tan tenues que se
encuentran electrones e iones positivos
libres.
Los gases enrarecidos son ionizados
por la radiación proveniente del
espacio.
La estratósfera está compuesta por ozono
(O3), que se forma por la fotólisis del
oxígeno. Conforma entre el 85 y el 90%
del total de la atmósfera.
La tropósfera es químicamente homogénea.
Hay presencia de N2 (78%) y O2 (21%).
Everest
Tropósfera
Sodiósfera
Rayos cósmicos
Auroras boreales
Avión subsónico
N2 y O2
O3
O+ O2 = 03
O+ O2 = 03
Estratósfera
Mesósfera
Ionósfera
Exósfera
500
400
90
80
50
40
12
0
Ozonósfera
Corriente en chorro
H
He
H He
H
He
Altura (Km)
ACTÚO MATEMÁTICAMENTE
La Tierra tiene un radio (datos
aproximados) de 6370 kilómetros,
donde el núcleo (3480 km de radio)
se divide en núcleo externo (2200
km) y núcleo interno (1280 km).
Este núcleo interno sería de metal
sólido cristalino, un 70% de hierro
(Fe), 20% de níquel (Ni) y el resto
de otros metales pesados, como
iridio (Ir), plomo (Pb) y titanio (Ti).
• ¿Cuál sería el volumen en
kilómetros cúbicos del hierro en
el núcleo interno de la Tierra?
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Capacidad
Desempeños
precisados
• Reconoce los subsistemas terrestres.
• Identifica la composición química de la atmósfera,
hidrósfera y litósfera.
• Describe el recorrido cíclico de los elementos químicos
entre la estructura abiótica y la biósfera.
Pedir a los estudiantes que respondan la pregunta del recuadro “¿Qué
recuerdo?”. Luego, generar una lluvia ideas a partir de sus respuestas.
Explicar el tema sobre la química de la Tierra, es decir, la importancia de
cada estructura en la distribución de los elementos químicos que favorecen la
formación de moléculas y compuestos que son decisivos para la diversidad de
vida en nuestro planeta.
Invitar a los estudiantes a leer sobre la corteza terrestre y sus procesos
geológicos.
Mencionar que los subsistemas terrestres presentan composición química
semejante y que difieren en su distribución.
Explicar la importancia de los elementos químicos. Mencionar a los estudiantes
que la falta de algunos elementos químicos en los seres vivos puede generar
enfermedades carenciales y enfermedades crónicas que ponen en riesgo su
vida.
Comparar el porcentaje de distribución de los elementos químicos primarios (C,
H, O y N) en los seres vivos, en la corteza terrestre y en el universo a partir de la
siguiente información. Copiar el siguiente cuadro en la pizarra:
Elementos
químicos
Seres vivos
%
Corteza terrestre
%
Universo
%
O 65 49,5 1,07
C 18,5 _ 0,46
H 9,5 0,9 73,9
N 3,3 _ 0,11
6. La corteza terrestre / 7. Los compuestos químicos de la atmósfera y la hidrósfera /
8. Los compuestos químicos de la litósfera / 9. Los compuestos químicos de la biosfera
Texto escolar (págs. 44-47) Libro de actividades (págs. 31-33)
Invitar a los estudiantes a reflexionar sobre la información presentada en el
cuadro e inferir que algunos elementos pueden ser muy abundantes en la
corteza terrestre, pero apenas pueden aparecer en los seres vivos permitiendo
así una dinámica constante de intercambio de materiales entre los seres vivos
y la estructura abiótica de nuestro planeta.
Formular la siguiente pregunta: ¿Cómo influye en la vida la química de la
atmósfera? (Respuesta: la química de la atmósfera influye directamente en
la vida. Las plantas dependen del CO2
para la fotosíntesis, y los organismos
aeróbicos, del O2
para respirar. Sin embargo, las sustancias químicas presentes
en la atmósfera actual están arriesgando la calidad de vida en el planeta).
Explicar la interrelación entre los seres vivos y la formación de la atmósfera.
Proponer a los estudiantes que además investiguen acerca de los instrumentos
que utilizan los especialistas para realizar la medición de la concentración de los
gases que se constituyen como contaminantes atmosféricos.
Formar grupos de trabajo y pedir a los estudiantes que elaboren una
presentación en Power Point sobre la importancia de los elementos químicos,
los riesgos a los que nos enfrentamos además de cómo influye la gravedad
en la distribución de los elementos químicos en los planetas que conforman el
sistema solar.
Pedir a los estudiantes que realicen esta actividad, distribuyendo el trabajo de
manera compartida y realizando los cálculos cuidadosamente y en orden.
Brindar el tiempo necesario para su presentación y exposición. Recomendarles
que para elaborar sus respuestas deben consultar más fuentes de información.
Bioacumulación y biomagnificación
El mercurio es muy peligroso debido a la bioacumulación, que es el
proceso de incremento en la concentración del mismo en un organismo
vivo a través del tiempo. El metilmercurio es absorbido más rápidamente
de lo que el organismo lo puede eliminar. El mercurio llega al hombre por
intermedio de los animales y plantas que le sirven de alimento, que a su
vez han acumulado el metilmercurio a través de toda la cadena trófica,
cuando el agua y el suelo están contaminados.
El otro problema del metilmercurio es su biomagnificación, es
decir, la capacidad de este metal pesado de presentarse en bajas
concentraciones en organismos al principio de la cadena trófica y en
mayor proporción a medida que se asciende. Por eso, los animales
predadores (por ejemplo, los grandes zúngaros) o consumidores de
detritus (por ejemplo, el pez mota) son los que más mercurio tienen en sus
tejidos y cuyo consumo implica más riesgos para las personas.
Desarrollar con los estudiantes la secuencia digital del portafolio.
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Unidad
2
TEXTO ESCOLAR LIBRO DE ACTIVIDADES
Los compuestos químicos de la litósfera
¿QUÉ RECUERDO?
8
• ¿De dónde se obtienen los
minerales?
• ¿Por qué son importantes
los elementos químicos en los
ecosistemas?
La litósfera es la capa superficial de la Tierra y está formada por la cor-
teza y una pequeña porción del manto superior.
Los elementos químicos predominantes de la litósfera son:
Dichos elementos se clasifican de la siguiente manera:
Siderófilos Litófilos Calcófilos
Tienen baja afinidad con el oxígeno. Se
encuentran en su forma natural, como
el oro (Au) y el platino (Pt).
El oro está rodeado de otros minerales.
Se encuentran formando silicatos,
como el aluminio (Al), el calcio (Ca) y el
magnesio (Mg).
La bauxita es una roca sedimentaria
con gran contenido de aluminio.
Se presentan en forma de sulfuros,
como la plata (Ag), el cobre (Cu), el
mercurio (Hg) y el plomo (Pb).
La malaquita es un mineral con más de
50% de cobre en su composición.
PARA TENER EN CUENTA
Los materiales que encontramos
en la litósfera son:
• Silicatos. Minerales con silicio
y oxígeno.
• Roca. Mineral de origen
geológico variado constituido
por minerales.
Hierro:
34,6
%
Oxígeno:
29,5
%
Silicio:
15,5
%
Magnesio:
12,7
%
Níquel:
2,4
%
Azufre:
1,9
%
Calcio:
1,1
%
Aluminio:
1,1
%
Sodio:
0,57
%
Cromo:
0,26
%
0 %
40 %
Porcentaje
Elementos
Extracción y uso de los minerales y las rocas
Los minerales son sustancias con composición química y propiedades
físicas definidas. Muchos se encuentran formando las rocas, y otros, en
estado puro. La actividad encargada de la extracción de los minerales
es la minería. En minería, las menas son minerales de los que se extrae
un elemento, por lo general, un metal, y la ganga, el mineral agregado
a la mena que se emplea para la fabricación de asfaltos.
Los minerales y las rocas son utilizados como materiales para la cons-
trucción de viviendas, la fabricación de vidrio y de pinturas, y la con-
fección de joyas. Pero los más usados son los minerales con contenido
metálico.
DIOMEDIA
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Los compuestos químicos de la biósfera
¿CÓMO VOY?
9
A los elementos químicos presentes en todos los seres vivos y también
en el medio físico (atmósfera, hidrósfera y litósfera), se les denomina
elementos biogeoquímicos, que se movilizan regularmente conforman-
do los ciclos biogeoquímicos.
En la atmósfera, el carbono se encuentra en forma de dióxido de carbono
(CO2), metano (CH4), monóxido de carbono (CO) y otros gases orgánicos. El CO2
es captado por los organismos fotosintéticos y transformado en compuestos
orgánicos, liberando oxígeno (O2).
El principal depósito de nitrógeno es la atmósfera, con un 78% de este gas.
Sin embargo, las plantas y los animales no pueden tomarlo bajo esta forma.
Para que las plantas formen aminoácidos a partir del nitrógeno, se debe llevar
a cabo la fijación y la nitrificación.
8 ¿Cuál es la importancia de la
mena y la ganga?
9 ¿Qué ocurriría con los
ecosistemas si los ciclos
biogeoquímicos dejarán de
producirse?
Desarrolla las páginas 32 y 33
Ciclo del carbono en el medio terrestre
Respiración
Luz
Respiración
Respiración
Respiración
Nutrientes Nutrientes
Restos orgánicos
Restos orgánicos Restos orgánicos
Descomposición por microorganismos
CO2 atmosférico
Fotosíntesis
Ciclo del nitrógeno
Nitrógeno
atmosférico
Proteínas
vegetales
Descom-
posición y
putrefacción
de restos
orgánicos
Desnitrificación
Nitritos
Nitrificación
Nitrificación
Nitratos
Amoniaco
Excrementos
Microorganismos
fijadores
F
i
j
a
c
i
ó
n
Proteínas
animales
Nitrógeno atmosférico
PARA SABER MÁS
El ciclo del azufre está presente
en la corteza terrestre en forma de
sulfatos (como el yeso), de sulfuros
(como la pirita) y en depósitos
superficiales.
En la atmósfera se presenta
como gas proveniente del parque
automotor y las erupciones
volcánicas. Las plantas absorben
los sulfatos disueltos en el agua
y sintetizan aminoácidos; los
animales lo incorporan al comer
vegetales u otros animales.
METACOGNICIÓN
• ¿De qué manera las
actividades realizadas te
permitieron comprender los
ciclos biogénicos de algunos
elementos químicos?
47
UNIDAD 2
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La corteza terrestre y los elementos
6
Los compuestos químicos de la atmósfera y la hidrósfera
7
38 La Tierra se formó hace aproximadamente 4500
millones de años. Conforme se enfriaba, la alta actividad
volcánica desprendía gases, los cuales se acumulaban
alrededor del planeta formando la atmósfera primitiva.
• Relaciona cada enunciado con la imagen respectiva.
La actividad fotosintética de organismos, como las
cianobacterias, produjo O2
.
Atmósfera primitiva compuesta por H2
O,SO2
,N2
y CH4
.
Con las lluvias se limpió la atmósfera, pero
conservó N2
, CO2
, H2
, CH4
y NH3
.
39 Escribe el nombre y cita un ejemplo de los estados en
que se puede encontrar el agua en la Tierra.
_____________________________________________
_____________________________________________
40 ¿Cuál es el principal almacén de agua del planeta?
_____________________________________________
41 Según la informacuón presentada en el Texto escolar,
explica por qué el agua salada no es apta para el
consumo humano.
_____________________________________________
42 En promedio, en el agua dulce podemos encontrar
concentraciones de 7,8 mg/L de ion cloruro (Cl–
). En
el agua de mar puede llegar a encontrarse valores
de 19,440 mg/L. Explica qué ocurriría si el agua dulce
llegara a alcanzar niveles similares de ion cloruro que el
agua de mar.
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
36 Escribe el nombre del subsistema descrito.
• Está constituida por todos los seres vivos
____________________________________________
• Capa gaseosa de elementos que envuelve a la Tierra.
____________________________________________
• Parte sólida de la Tierra.
____________________________________________
• Formada por agua, sales y otros compuestos en
solución.
____________________________________________
37 ¿Por qué la química terrestre favorece la vida?
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
a b c
Actividad
fotosintética
Algas
O2
Hidrósfera
Atmósfera
Biósfera
Litósfera
La química terrestre favorece la vida porque los elementos químicos
constituyentes de la Tierra son, en su mayoría, los mismos que
conforman a los seres vivos, permitiendo así una dinámica constante
de intercambio de materiales entre los seres vivos y la estructura
abiótica de nuestro planeta.
c
a
b
Sólido: casquetes polares, nevados. Líquido: ríos, lagos, lagunas.
Gaseoso: nubes, aire.
Los océanos de agua salada.
Porque presenta alto contenido de iones Cl–
y Na+
.
El agua de río posee fauna y flora adaptada a niveles bajos de iones
cloruro. De incrementarse esos niveles, posiblemente la mayor cantidad
de seres vivos desaparecerían de sus aguas, ya que sus organismos no
se encuentran adaptados a altas concentraciones de este ion.
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UNIDAD 2
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Los compuestos químicos de la litósfera
8
43 Compara los elementos constituyentes de los seres
vivos con aquellos presentes en la corteza terrestre e
identifica cuáles no aparecen en esta última.
_____________________________________________
44 El topacio es un mineral
conformado por aluminio
y sales de silicio. ¿Qué tipo
de elemento químico de
la litósfera contiene en su
estructura? ¿Por qué?
______________________________________________
45 ¿A qué grupo y familia de la tabla periódica pertenecen
los elementos más abundantes de la corteza terrestre?
______________________________________________
46 A continuación, se muestran imágenes sobre los usos
de algunas rocas y minerales.
• Relaciona cada afirmación con la imagen
correspondiente.
El mineral galena sirve para extraer el plomo usado
en las baterías.
La roca caliza, que debe ser molida, es la materia
prima para el cemento.
La roca pizarra se usa para la construcción de
viviendas.
47 ¿Qué otros minerales y rocas son empleados en tu
localidad? ¿Cuál su uso? Escribe dos de cada uno.
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
48 Escribe V si la afirmación es verdadera o F si es falsa.
• El Fe y el Au son elementos calcóficos. ( )
• El Ca forma compuestos químicos como los
carbonatos. ( )
• El cobre es un elemento litófilo. ( )
• La ganga es el mineral de mayor valor económico. ( )
49 Elabora un diagrama de barras o un diagrama circular
con los datos de una mena de 750 kg (eje X para el
elemento químico; eje Y, porcentaje). Luego, interpreta
el gráfico.
Calcio = 55 kg
Silicio = 425 kg
Cobre = 39 kg
Hierro = 231 kg
_____________________________________________
_____________________________________________
50 Según el Ministerio de Energía y Minas, el Perú ocupa el
séptimo lugar en el ranking mundial de reservas de oro,
y a nivel latinoamericano, el segundo lugar con 2793
toneladas métricas. ¿Qué opinas al respecto?
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
______________________________________________
a b c
Nitrógeno, fósforo y azufre.
Elementos litófilos. Porque se encuentra formando silicatos.
Grupo 14. Familia de los carbonoides.
c
a
b
Respuesta modelo: el oro y la plata se emplean en la elaboración de joyas.
El granito es una roca que se emplea en la construcción de bases de
resposteros en cocinas y el cuarzo, una roca utilizada en la elaboración de
adornos y joyas.
Esta mena está conformada en mayor porcentaje por silicio y hierro.
Su composición es favorable para la extracción del hierro.
Respuesta modelo: el Perú tiene gran potencial minero, lo cual hace
que su economía pueda seguir mejorando; sin embargo, recursos
como el oro se deben explotar con responsabilidad, sin causar
daños en el medioambiente.
F
V
F
F
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Calcio Silicio Cobre Hierro
Calcio: 55 × 100/750 = 7,3 %
Silicio: 425 × 100/750 = 56,6 %
Cobre: 39 × 100/750 = 5,2 %
Hierro: 231 × 100/750 = 30,8 %
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Unidad
2
Los compuestos químicos en la biósfera
9
51 El ciclo del carbono también ocurre en el medio acuático.
Completa en el esquema los elementos comunes del
ciclo del carbono en medio acuático y terrestre.
Materia orgánica − plancton − restos orgánicos − CO2
respiración − fotosíntesis − combustión.
52 Observa el esquema que representa cómo ocurre el
ciclo del azufre. Luego, relaciona las oraciones con el
esquema.
1. El SO2
de la atmósfera es transformado en SO2–
4
.
2. Una parte se deposita en el fondo del mar y la otra
parte es absorbida por las raíces de las plantas.
3. Cuando los hervíboros se alimentan de las plantas,
desechan parte de las sales de azufre como heces.
4. Al caer al suelo, son transformados en H2
S por los
microorganismos, como producto de la descomposición.
5. Mediante procesos químicos se vuelve a liberar azufre
al ambiente.
53 Relaciona la información sobre el ciclo del fósforo con
el número de la ilustración que mejor la representa.
El fósforo (P) es el único elemento que no se obtiene
de la atmósfera, sino del proceso de meteorización
de las rocas.
Los descomponedores los trasforman en sales de
fósforo y regresan a los ecosistemas.
Las rocas lo liberan como fosfatos, parte de este
pasa al suelo de los ecosistemas terrestres o al
fondo marino.
En los ecosistemas terrestres, las plantas absorben
el fosfato a través de sus raíces. En los ecosistemas
acuáticos, los fosfatos son alimento del fitoplancton.
Los herbívoros al alimentarse de plantas incorporan
el fósforo a su organismo y lo eliminan por medio de
las heces.
54 ¿Cómo circulan los elementos químicos en la biósfera?
Explica.
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
55 ¿De qué manera pueden alterarse los ciclos
biogeoquímcos?
_____________________________________________
_____________________________________________
PO4
1 4
5
2
3
Medio acuático Medio terrestre
Los elementos químicos en la biósfera circulan bajo la forma de iones,
compuestos y moléculas, que cumplen una función específica dentro
de cada ser vivo. Luego que estos liberen sus estructuras inservibles
o mueran, pasan a ser degradados a otras formas por la acción de los
organismos descomponedores.
Cuando se altera la concentración de las sustancias que intervienen
en ellos; por ejemplo, la contaminación de un ecosistema.
1
3
2
4
5
Plancton
Fotosíntesis
Respiración
Combustión
Materia
orgánica
CO2
2
3
1
4
5
5
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UNIDAD 2
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HABILIDADES CIENTÍFICAS
Seleccionamos la información en internet
Al realizar una investigación es necesario consultar fuentes de información claras y
fiables. Los recursos electrónicos, como las bases de datos, catálogos, redes sociales,
páginas personales, etc., abundan en internet. Sin embargo, no siempre son fiables o no
resultan útiles para el trabajo realizado. En la web podemos ubicar fuentes bibliográficas
en formato digital, pero que son tomas de obras de referencia, artículos de revistas de
investigación, actas de congresos, monografías, tesis, las cuales muchas veces están
alojadas en bases de datos y catálogos, en formato PDF o en páginas de internet. Para
realizar una adecuada búsqueda en internet, se debe tener en cuenta lo siguiente: autor,
público al que va dirigido, calidad del contenido y condiciones de uso.
Realiza una investigación sobre la invención de la primera copiadora xerográfica que
funciona con el elemento selenio, utilizando el buscador Google.
1 En Google se debe de hacer uso de métodos de búsqueda específicos para
encontrar la información que necesitamos. Ingresa las frases señaladas en la
ventana de búsqueda, debajo de ella, da clic a la opción "Libros" y completa el
siguiente cuadro:
N. ° de resultados
Cita del libro que aparece
en la búsqueda
Selenio
Selenio + propiedades
Selenio + propiedades
+ fotosensibilidad
• ¿Cuál sería tu estrategia para encontrar un libro sobre la invención de la primera
copiadora xerográfica que funciona con selenio?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2 Explica brevemente quién inventó la primera copiadora xerográfica y cómo
funciona.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Google libros te permite
guardar y organizar una
biblioteca con los libros
que vas encontrando.
Para ello, debes abrir el
vínculo del libro que elijas e
inmediatamente aparecerá
sobre este la opción
"Añadir a mi biblioteca".
Además, puedes escribir
una reseña de aquellos que
consideres adecuados para
tus futuras consultas.
PARA CONSULTAR
• Google Perú
70 900 aprox.
4590 aprox.
79 aprox.
Respuesta libre
Respuesta libre
Respuesta libre
Primero escribir la frase "Invención primera copiadora xerográfica selenio"; luego, seleccionar la opción
"Libros" ubicada debajo de la ventana de búsqueda.
Fue inventada en 1930 por el físico Chester F. Carlson. Para hacer una copia, la luz pasa a través
del documento que se quiere fotocopiar y alcanza la superficie de un tambor revestido de selenio,
donde se activan las partículas de tinta con carga negativa, formando una imagen del documento en
el tambor. Cuando una hoja de papel pasa cerca del tambor, una carga eléctrica positiva bajo la hoja
atrae las partículas de tinta con carga negativa, transfiriendo la imagen desde el tambor hacia el papel.
Se aplica calor sobre el papel que funde la tinta, y así se obtiene una copia del documento.
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Competencia: Indaga mediante métodos científicos para construir
conocimientos.
Capacidades y desempeños precisados
Capacidades
• Genera y registra datos o información.
• Analiza datos e información.
Desempeños
precisados
• Obtiene información manipulando más de una fuente
informativa.
• Contrasta y complementa la información necesaria para
la indagación.
Propósito
En internet hay cientos de millones de páginas web con una gran variedad y
cantidad de información. La facilidad de acceso a la información en internet tiene
importantes efectos sobre el aprendizaje de las personas, porque promueve un
aprendizaje informal.
Estas particularidades de internet determinan la necesidad de contar con ciertas
herramientas para obtener información que nos resulte significativa; es decir,
útil, interesante y confiable, siendo una de estas herramientas los buscadores
especializados, así como el criterio que se aplica a la hora de escoger una
información pertinente, confiable y veraz.
Solicitar a los estudiantes que formen grupos. Procurar que estén constituidos
por estudiantes con diferentes ritmos de aprendizaje.
Pedir a los estudiantes que lean la introducción que se presenta en la actividad.
Luego, formular las siguientes preguntas:
– ¿Por qué es importante conocer la fuente de la información que se desea
utilizar?
– ¿Qué criterios debemos emplear para realizar una búsqueda de información?
Indicar a los estudiantes que, luego de la puesta en común, realicen las
actividades propuestas en el Texto escolar. Brindar el tiempo necesario para su
desarrollo y presentación.
Indicar que deben recurrir a fuentes confiables, documentos PDF, revistas o
libros digitales. Mencionar a los estudiantes que deben evitar las páginas web
informales donde no se especifique la fuente bibliográfica.
Solicitar a los estudiantes que en su cuaderno indiquen las fuentes utilizadas
para realizar una referencia correcta de la fuente utilizada.
Mencionar que busquen información sobre los lineamientos sugeridos por las
normas APA.
Habilidades científicas
Libro de actividades (pág. 34)
Presentar la información sobre los compuestos químicos de la litósfera a partir
de la pregunta del recuadro “¿Qué recuerdo?”. (Respuesta: los elementos
químicos que abundan en la litósfera son, en la corteza continental, Si y Al y, en
la corteza oceánica, Si y Mg).
Explicar que los resultados de los análisis químicos cualitativos y cuantitativos
de la corteza terrestre determinan si es favorable o no para la extracción de
minerales, tales como el oro, la plata, el cobre, el cinc, etc. Nuestro país tiene un
gran depósito de minerales metálicos, por lo que es considerado un país minero.
Señalar el componente químico principal de los elementos siderófilos, litófilos y
calcófilos.
Presentar la información sobre la química biosférica a partir de la pregunta:
¿Cómo circulan los elementos químicos en la biósfera? (Respuesta: los
elementos químicos en la biósfera circulan bajo la forma de iones, compuestos
y moléculas, que cumplen una función específica dentro de cada ser vivo; luego
que estos liberen sus estructuras inservibles o mueran, pasan a ser degradados
a otras formas por la acción de los organismos descomponedores).
Mencionar que los elementos biogeoquímicos son aquellos que circulan por la
materia inerte, luego pasan a constituir a los seres vivos y cuando estos mueren
son devueltos a la estructura abiótica como materia inerte.
Explicar las formas que adopta el carbono en su movimiento cíclico, tanto en el
medio terrestre como en el medio acuático. Mencionar también que las plantas
absorben iones del suelo; luego, estos iones son transformados en moléculas
complejas a consecuencia de la actividad fotosintética; que además puede
servir de alimento a otros organismos.
Enfatizar que a partir del ciclo del nitrógeno y del azufre las plantas adquieren
estos nutrientes que son indispensables para la síntesis de proteínas.
Pedir a los estudiantes que formen grupos y solicitarles que presenten una
infografía que organice los ciclos de los elementos biogeoquímicos.
Solicitar a los estudiantes que realicen las actividades 36 a la 55. Luego,
motivarlos a compartir sus respuestas con los compañeros en el aula.
6. El oxígeno y el silicio son elementos muy comunes en la corteza terrestre.
Existe varias combinaciones de los mismos que dan lugar a formas
comunes de minerales de silicatos.
7. Agua dura es aquella que contiene una gran cantidad de minerales
disueltos, particularmente sales de magnesio y calcio.
8. La mena es un mineral útil y ganga es el agregado a la mena que carece
de valor.
9. Los seres vivos carecerían de nutrientes minerales y las plantas morirían
sin el aporte de minerales del suelo.
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Elementos químicos secundaria

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