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CEP Nuestra Señora del Perpetuo Socorro Área curricular Ciencia, Tecnología y Ambiente Profesores: Julio Vásquez Lorenzo Minaya 1 Los proyectos de investigación: formulación del problema y los objetivos Bimestre Primero Unidad 1 Grado IV Sesión 01 Secciones TODAS Horas 2 Capacidad de área Aprendizajes esperados Indicadores Comprensión de Información Analiza la definición de investigación científica. Describe las características de la investigación científica. Explica los términos que definen a la investigación científica en función a sus características propias. Completa un cuadro descriptivo de relaciones con las características de la investigación científica. ¿Qué relación se establece entre las propiedades de los bioelementos y la composición de los seres vivos? Una bacteria que vive en el lago californiano Mono, salado y rico en arsénico, ha sorprendido a los científicos por su capacidad de sustituir en sus elementos esenciales, incluido en parte el ADN y las membranas celulares, el habitual fósforo por arsénico. El hallazgo supone añadir este elemento, normalmente tóxico por alterar los procesos metabólicos de los seres vivos, a los seis ingredientes clásicos de los organismos vivos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. Los expertos en astrobiología de la NASA señalan que esto abre una nueva vía posible de búsqueda de vida extraterrestre, en forma de organismos que puedan vivir en las condiciones hasta ahora consideradas extremadamente venenosas del arsénico. Felisa Wolfe-Simon y sus colegas han demostrado en sus experimentos en laboratorio que las colonias de estas bacterias, de la familia de las halomonadaceas, cuando son cultivadas en un medio en el que se va sustituyendo en la dieta el fósforo por el arsénico, acaban asimilando ese segundo elemento, incorporándolo incluso en el material genético. "Nuestro hallazgo nos recuerda que la vida tal y como la conocemos puede ser mucho más flexible de lo que normalmente asumimos o podemos imaginar", ha manifestado la investigadora. Estos microorganismos especiales se suman a la lista de los llamados extremófilos, capaces de adaptarse a la vida en condiciones normalmente hostiles como de alta temperatura, acidez o salinidad. Pero el descubrimiento, indica la revista Science donde se da a conocer, "saca a la luz, por primera vez, un microorganismo que es capaz de usar un elemento químico tóxico, en lugar de un fosfato, para vivir y crecer". El experimento de estos científicos estadounidenses demuestra que es posible una forma de vida con una química diferente a la habitual. En ese caso se trata de una adaptación extrema, puesto que las bacterias se basan en el fósforo normalmente, pero son capaces de cambiarlo por el arsénico, aunque prefieren el primero en la dieta. "Sabíamos ya que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos descubierto es que esta bacteria es capaz de hacer algo nuevo, al construir parte de sí misma con ese elemento", ha explicado Wolfe-Simon. Estos científicos decidieron explorar el lago Meno por sus características químicas especiales, sobre todo su alta salinidad, pero también la alta concentración de arsénico en sus aguas. Tomaron muestras de bacterias allí y decidieron experimentar con ellas en su laboratorio para probar la idea de la sustitución del fósforo por el arsénico que Wolfe-Simón había explorado, como pura especulación, dadas que ambos elementos comparten propiedades químicas importantes. La investigación ha sido un éxito. "La definición de vida, sencillamente se ha ensanchado", ha comentado Ed Weiler, director científico de la NASA. "En nuestro esfuerzo por buscar signos de vida en el Sistema Solar, tenemos que tener mayor amplitud de miras". Rescatado de: http://www.elpais.com/articulo/sociedad/bacteria/vive/arsenico/amplia/receta/vida/elpepusoc/20101202elpepusoc_9/ Tes (el 7 de febrero de 2011) 1. ¿Cuál es la importancia, desde el punto de vista científico, del descubrimiento de esta bacteria? 2. ¿Sería viable que en los seres humanos se de este cambio? ¿Por qué? 3. ¿Qué entiendes por "la definición de vida, sencillamente se ha ensanchado"? Como te habrás dado cuenta, el texto anterior es relativamente reciente y los vamos a utilizar como eje transversal en las clases de metodología de la investigación científica. De tal forma que ahora vamos a recordar algunos conocimientos estudiados el año 2010. PLANIFICACIÓN DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN La investigación científica es la búsqueda de conocimientos o de soluciones a problemas de carácter científico y cultural. Es la búsqueda intencionada de conocimientos o soluciones a problemas. Una investigación se caracteriza por ser un proceso: Sistemático: a partir de la formulación de una hipótesis u objetivo de trabajo, se recogen datos según un plan preestablecido que, una vez analizados e interpretados, modificarán o añadirán nuevos conocimientos a los ya existentes, iniciándose entonces un nuevo ciclo de investigación. La sistemática empleada en una investigación es la del método científico.

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Los proyectos de investigación:

formulación del problema y los objetivos

Bimestre Primero

Unidad 1

Grado IV Sesión 01

Secciones TODAS Horas 2

Capacidad de área Aprendizajes esperados Indicadores

Comprensión de Información

Analiza la definición de investigación científica.

Describe las características de la investigación científica.

Explica los términos que definen a la investigación científica en función a sus características propias.

Completa un cuadro descriptivo de relaciones con las características de la investigación científica.

¿Qué relación se establece entre las propiedades de los bioelementos

y la composición de los seres vivos?

Una bacteria que vive en el lago californiano Mono, salado y rico en arsénico, ha sorprendido a los científicos por su capacidad de sustituir en sus elementos esenciales, incluido en parte el ADN y las membranas celulares, el habitual fósforo por arsénico. El hallazgo supone añadir este elemento, normalmente tóxico por alterar los procesos metabólicos de los seres vivos, a los seis ingredientes clásicos de los organismos vivos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. Los expertos en astrobiología de la NASA señalan que esto abre una nueva vía posible de búsqueda de vida extraterrestre, en forma de organismos que puedan vivir en las condiciones hasta ahora consideradas extremadamente venenosas del arsénico. Felisa Wolfe-Simon y sus colegas han demostrado en sus experimentos en laboratorio que las colonias de estas bacterias, de la familia de las halomonadaceas, cuando son cultivadas en un medio en el que se va sustituyendo en la dieta el fósforo por el arsénico, acaban asimilando ese segundo elemento, incorporándolo incluso en el material genético. "Nuestro hallazgo nos recuerda que la vida tal y como la conocemos puede ser mucho más flexible de lo que normalmente asumimos o podemos imaginar", ha manifestado la investigadora. Estos microorganismos especiales se suman a la lista de los llamados extremófilos, capaces de adaptarse a la vida en condiciones normalmente hostiles como de alta temperatura, acidez o salinidad. Pero el descubrimiento, indica la revista Science donde se da a conocer, "saca a la luz, por primera vez, un microorganismo que es capaz de usar un elemento químico tóxico, en lugar de un fosfato, para vivir y crecer". El experimento de estos científicos estadounidenses demuestra que es posible una forma de vida con una química diferente a la habitual. En ese caso se trata de una adaptación extrema, puesto que las bacterias se basan en el fósforo normalmente, pero son capaces de cambiarlo por el arsénico, aunque prefieren el primero en la dieta. "Sabíamos ya que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos descubierto es que esta bacteria es capaz de hacer algo nuevo, al construir parte de sí misma con ese elemento", ha explicado Wolfe-Simon. Estos científicos decidieron explorar el lago Meno por sus características químicas especiales, sobre todo su alta salinidad, pero también la alta concentración de arsénico en sus aguas. Tomaron muestras de bacterias allí y decidieron experimentar con ellas en su laboratorio para probar la idea de la sustitución del fósforo por el arsénico que Wolfe-Simón había explorado, como pura especulación, dadas que ambos elementos comparten propiedades químicas importantes. La investigación ha sido un éxito. "La definición de vida, sencillamente se ha ensanchado", ha comentado Ed Weiler, director científico de la NASA. "En nuestro esfuerzo por buscar signos de vida en el Sistema Solar, tenemos que tener mayor amplitud de miras". Rescatado de: http://www.elpais.com/articulo/sociedad/bacteria/vive/arsenico/amplia/receta/vida/elpepusoc/20101202elpepusoc_9/Tes (el 7 de febrero de 2011)

1. ¿Cuál es la importancia, desde el punto de vista científico, del descubrimiento de esta bacteria? 2. ¿Sería viable que en los seres humanos se de este cambio? ¿Por qué? 3. ¿Qué entiendes por "la definición de vida, sencillamente se ha ensanchado"?

Como te habrás dado cuenta, el texto anterior es relativamente reciente y los vamos a utilizar como eje transversal en las clases de metodología de la investigación científica. De tal forma que ahora vamos a recordar algunos conocimientos estudiados el año 2010.

PLANIFICACIÓN DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN

La investigación científica es la búsqueda de conocimientos o de soluciones a problemas de carácter científico y cultural. Es la búsqueda intencionada de conocimientos o soluciones a problemas. Una

investigación se caracteriza por ser un proceso:

Sistemático: a partir de la formulación de una hipótesis u objetivo de trabajo, se recogen datos

según un plan preestablecido que, una vez analizados e interpretados, modificarán o añadirán nuevos conocimientos a los ya existentes, iniciándose entonces un nuevo ciclo de investigación. La sistemática empleada en una investigación es la del método científico.

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Organizado: todos los miembros de un equipo de investigación deben conocer lo que deben hacer durante todo el estudio, aplicando las mismas definiciones y criterios a todos los participantes y actuando de forma idéntica ante cualquier duda. Para conseguirlo, es imprescindible escribir un

protocolo de investigación donde se especifiquen todos los detalles relacionados con el estudio.

Objetivo: las conclusiones obtenidas del estudio no se basan en impresiones subjetivas, sino en hechos que se han observado y medido, y que en su interpretación se evita cualquier prejuicio que los

responsables del estudio pudieran tener. En la planificación debemos responder a las siguientes interrogantes:

PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

a) ¿Qué es un problema de investigación? Se puede definir el problema como: "una dificultad cuya solución requiere de una investigación conceptual o empírica". Un problema científico no surge de la nada, sino de un contexto formado por datos, hechos, teorías,

presupuestos, etc. que tienen sentido y vigencia en un contexto social e histórico específico. Es decir,

el problema exige desarrollar un proceso de indagación para poder responder al cuestionamiento que plantea. Por eso, el problema se formula, de preferencia, en forma interrogativa y se presenta bien delimitado.

b) Criterios para plantear el problema (cuantitativo)

El problema debe expresar una relación entre dos o más conceptos o variables. El problema debe estar formulado como pregunta, claramente y sin ambigüedad; por ejemplo,

¿qué efecto…?, ¿en qué condiciones…?, ¿cuál es la probabilidad de…?, ¿cómo se relaciona con…? El planteamiento debe implicar la posibilidad de realizar una prueba empírica; es decir, de

observarse en la realidad única y objetiva.

c) ¿Cómo formulamos el problema? Se identifica el problema especificando el tema de investigación elegido. Se delimita el problema, es decir, se indica con precisión las características particulares que

permitan distinguirlo o aislarlo para poder estudiarlo. Esta delimitación nos ayuda a determinar cuál es nuestro objeto de estudio.

El problema se formula utilizando un lenguaje claro y sin ambigüedades, para lo cual debemos seleccionar términos y conceptos con significados unívocos.

Debe presentar en su formulación: variables, muestra, delimitación espacial y temporal. Es importante saber que a partir del problema se definen los objetivos, hipótesis y las variables.

ELEMENTOS QUE TODO PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN DEBE PRESENTAR

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EJEMPLOS DE PROBLEMAS

¿Cuál es la influencia de la música en el desarrollo del lenguaje en infantes de los wawawasi de la provincia de Trujillo en el primer trimestre del 2011?

¿Cuáles son las características socioeconómicas y educacionales de las personas

menores de veinticinco años, con hábito de fumar, en la región? ¿Cómo se relaciona el metano producido por los residuos orgánicos antrópicos en

descomposición y la obtención de energía eléctrica para los pueblos jóvenes de la provincia de Trujillo en el presente año?

¿Cuál fue el impacto de las tuberías de metal para el agua potable doméstica y la corrosión producida en el interior de estas?

Emociones que pueden experimentar los pacientes jóvenes que serán intervenidos en

una operación de tumor cerebral. (I. cualitativa)

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

a) ¿A qué denominamos objetivos de la investigación? Los objetivos de la investigación son los logros previstos y precisos que el investigador se propone alcanzar al finalizar su estudio.

En este sentido los objetivos responden a la siguiente pregunta: ¿qué se pretende alcanzar con esta

investigación? Los objetivos de la investigación deben estar claramente precisados en sus logros y alcances para evitar confusiones e incongruencias en los resultados y sus aplicaciones. Deben ser coherentes con la justificación e importancia del problema de investigación. Hay que tener presente que los objetivos indican en todo caso los propósitos o metas que inducen al investigador a llevar a cabo la investigación del problema seleccionado. Sin embrago, es recomendable en el momento de fijar los objetivos tener en cuenta las posibilidades y limitaciones de

los recursos humanos, financieros, de infraestructura y el tiempo disponible. Los objetivos pueden estar referidos a la práctica o utilización de los resultados de la investigación en la solución de problemas que se presenta en un determinado campo del saber o actividad práctica específica.

b) ¿Cómo se formulan los objetivos de la investigación?

Tengamos en cuenta algunos criterios para formular objetivos: Dirigidos a los elementos básicos del problema Medibles y observables Claros y precisos Expresados con verbos en infinitivo al comienzo

c) ¿Qué clases de objetivos podemos distinguir?

Podemos considerar tres clases de objetivos según se refieren a: Por su extensión Generales Específicos

Por su temporalidad Inmediatos Mediatos

Por la utilización Prácticos Teóricos

d) ¿Por qué son importantes los objetivos?

Porque nos van a indicar hasta qué punto llegará nuestra investigación, cuál será su límite o en qué

estadio de la investigación nos situamos. Es decir, los objetivos determinan los niveles de investigación.

Ejemplo: Problema de investigación: ¿Cuál es el impacto del uso de las TICs en el aprendizaje de los alumnos

de primer grado de secundaria del CEP NSPS en el primer bimestre del 2011?

Objetivos: - Contribuir al conocimiento de la relación entre TIC’s y aprendizaje. - Identificar la fortalezas y debilidades de las TIC’s. - Determinar la influencia de las TIC’s en el aprendizaje.

1. Formula un problema de tu interés y plantea tus objetivos, los cuales deben estar redactados con verbos en infinitivo.

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Formulación del problema:

Objetivo 1 :

Objetivo2 :

2. Visita el blog del grado www.ctadecuarto.blogspot.com y visualiza los recursos que te presentamos.

El marco teórico

Bimestre Primero

Unidad 1

Grado IV Sesión 02

Secciones TODAS Horas 2

Capacidad de área Aprendizajes esperados Indicadores

Comprensión de Información

Describe las características del marco teórico en relación a la(s) hipótesis.

Formula propuestas de hipótesis y variables.

- Formula propuestas de hipótesis usando criterios de naturaleza y causalidad.

Determina con precisión las variables de un problema y propone sus propios ejemplos.

MARCO TEÓRICO

Toda investigación se desarrolla dentro de un marco de conceptos filosóficos y científicos sobre el

problema y el objeto central de su estudio, que orienta todas las etapas del proceso. Las teorías orientan la investigación y los resultados de la investigación son analizados a la luz de ellas y

se incorporan al conocimiento científico como evidencias que debilitan o potencian la validez de determinadas formalizaciones teóricas. Como vemos, esta fase del proceso de investigación es de suma importancia por lo que es necesario hacer una clara y precisa presentación del sustento científico.

Lo fundamental es: Delimitar significados con definiciones conceptuales y operacionales. Plantear las generalizaciones sobre las relaciones entre los diversos aspectos del objeto de nuestro

estudio. Vincular congruente y sistemáticamente cada uno de los conceptos de su análisis.

Se requiere de una seria y cuidadosa revisión de la literatura especializada. La elaboración del marco teórico también implica el análisis crítico de los antecedentes del problema, la exposición de los supuestos de la investigación, la reflexión acerca de las teorías relacionadas y elaboración, sobre esta base, de un fundamento teórico coherente para el problema, a partir del cual se pueden interpretar los

resultados de estudio. El marco teórico constituye el principal referente, aparte de los datos empíricos disponibles, para la formulación y fundamentación de las hipótesis o de las otras formas que adoptan las soluciones de los problemas.

El medio fundamental utilizado para cumplir con los objetivos de esta etapa lo constituye la revisión de bibliografía especializada, así como de los otros soportes informativos disponibles. Los elementos principales de que consta el marco teórico son: a) Antecedentes del problema: debe referir a las investigaciones más importantes que se han

realizado sobre el tema. Este análisis asegura que la investigación que se va a emprender responde realmente a un vacío de conocimiento en el sistema teórico de la ciencia. Un requisito imprescindible

para esta tarea la constituye una exhaustiva revisión de la bibliografía.

b) Supuestos de la investigación: constituyen el fundamento teórico que se asume como dado, y por tanto no es objeto de cuestionamiento por el investigador, sino, más bien, deriva del mismo,

deductivamente, los principales enunciados que fundamentan el problema y las hipótesis. En las ciencias formales los supuestos adoptan la forma de axiomas, verdades evidentes que no necesitan de

contrastación. En las ciencias fácticas, en cambio, los supuestos se refieren necesariamente a aspectos de la realidad objetiva por lo que carecen de carácter axiomático, y requieren por tanto, de comprobación empírica.

c) Definición de términos básicos: toda investigación debe incluir un glosario de los conceptos

principales, en los que se definan claramente el sentido en que se utilizan, lo cual resulta necesario

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por el hecho de que incluso en una misma disciplina, el mismo vocablo puede ser utilizado en diferentes acepciones, de acuerdo al marco teórico que se utilice.

HIPÓTESIS

a) ¿Qué son las hipótesis? La palabra hipótesis deriva de dos raíces griegas: thesis, que significa lo que se pone, e hipo, que equivale a debajo, o se supone. En sentido general las hipótesis no son otra cosa más que suposiciones formuladas en relación a un

problema por resolver o a una situación crítica no solucionada. El hombre constantemente está formulándose hipótesis para explicar los hechos o fenómenos que se le presentan en su vida cotidiana, estas se expresan en forma de enunciados, afirmaciones o negaciones, pero de una u otra manera siempre son suposiciones que están pendientes de confirmación o verificación. Las hipótesis científicas son también suposiciones, pero formuladas de enunciados teóricos uspuestos, no verificados pero probables, referente a variables o a relaciones entre variables. En sentido estricto, las hipótesis se pueden definir como “soluciones probables, previamente

seleccionadas, al problema planteado que el científico se propone para ver a través de todo el proceso de la investigación, si son confirmadas por los hechos”.

b) ¿Cuáles son los elementos de las hipótesis?

Las unidades de análisis. Se refiere a las unidades acerca de los cuales se quiere saber algo. Estas

unidades pueden ser: individuos, grupos, instituciones, sistemas, etc.

Las variables. Son las que expresan las características o propiedades cualitativas y cuantitativas que presentan las unidades de análisis.

Los elementos lógicos. Son los que relacionan las unidades de análisis con las variables y estas entre sí.

HIPÓTESIS: cuanto mayor es el grado de rechazo emocional de los niños en el grupo familiar, tanto mayor será, años más tarde, el índice

de delincuencia juvenil.

Unidades de análisis

Los niños y el grupo familiar

Variables El rechazo emocional (variable independiente) El índice de delincuencia juvenil (variable dependiente)

Elementos lógicos

Cuanto mayor es, tanto mayor será.

c) ¿Cómo se formulan las hipótesis?

- Deben ser precisas, contener términos que puedan ser definidos y comprobables.

- Deben redactarse como enunciado afirmativo o de modo condicional (Si. . . entonces. . .).

- Deben establecer la relación existente entre las variables.

- Pueden aseverar una posible solución al problema.

- Pueden expresar una generalización.

VARIABLES DE INVESTIGACIÓN

a) ¿Qué es una variable? Las variables son aquellas dimensiones o aspectos del fenómeno en cuestión susceptible de ser indagadas a través de los métodos de investigación pertinentes. Así una variable "constituye cualquier característica, cualidad o propiedad de un fenómeno o hecho que

tiende a variar y que es susceptible de ser medido y evaluado". b) ¿Cómo se clasifican las variables?

Por su naturaleza Cualitativas. Son aquellas cuyos elementos de variación tienen un carácter típicamente

cualitativo. Ejemplo: motivación de los alumnos en el proceso de aprendizaje, nivel de

participación de la población en los programas de desarrollo comunal, el comportamiento social de los adolescentes, etc.

Cuantitativas. Son aquellas cuyos elementos de variación tienen un carácter cuantitativo y numérico. Ejemplo: el rendimiento académico de los alumnos de educación secundaria, el nivel de ingreso económico de la población urbano-marginal de la ciudad de Trujillo, la edad promedio de los alumnos de cuarto grado de educación secundaria del colegio Perpetuo

Socorro, etc. Este tipo de variables pueden ser, a su vez, discretas y continuas:

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Discretas: las que se hallan a un determinado valor como el sexo, ocupación, estado civil. Continuas: aquellas que pueden tomar cualquier valor numérico como el ingreso, la edad,

etc.

Por su relación de dependencia Independiente. Es la variable que actúa como factor, condicionante de la variable dependiente.

Se le llama causal o experimental porque, en este último caso, es manipulada por el

experimentador. Dependiente. Es la variable afectada por la presencia o acción de la variable independiente. Se

le llama también efecto o acción condicionada. Interviniente. Es aquella que se interpone entre la variable independiente y la variable

dependiente, también se dice que coparticipa con la variable independiente condicionando a la dependiente. Es una variable que no es objeto de estudio o exploración, pero que al presentarse

y no ser controlada puede distorsionar los resultados de la investigación.

Ejemplo: Problema de investigación

¿Cuál es el impacto del uso de las TIC’s en el aprendizaje de los alumnos de primer grado de secundaria del CEP NSPS en el primer bimestre del 2011?

Hipótesis El uso de las TIC’s influye en el aprendizaje de los alumnos de primer grado de secundaria. Variables Uso de las TIC’s (V.INDEPENDIENTE) Aprendizaje (V. DEPENDIENTE)

Sexo, edad, condiciones socioeconómicas (V.INTERVINIENTE)

1. En base a la actividad de la primera sesión, continúa diseñando tu investigación adjuntándole un marco teórico, hipótesis e identificando sus variables.

2. Visita el blog del grado www.ctadecuarto.blogspot.com y visualiza los recursos que te presentamos.

Diseño de investigación

Bimestre Primero

Unidad 1

Grado IV Sesión 03

Secciones TODAS Horas 2

Capacidad de área Aprendizaje esperado Indicadores

Comprensión de Información

Formula un diseño de investigación implementado.

Formula adecuadamente el problema, hipótesis, objetivos y variables de su investigación.

Estructura su esquema de investigación con su marco teórico pertinente.

En la presente sesión, nos dedicaremos a estructurar nuestro diseño de investigación. Esta

actividad complementará las tareas de las dos sesiones anteriores. Debes tener en cuenta las

siguientes pautas:

- Agruparse en equipos de 6 personas.

- Elegir un coordinador

- El coordinador lidera el trabajo en equipo, para lo cual, delegará tareas a todos los

integrantes del equipo, incluido él o ella.

- El diseño se debe presentar al término de la sesión de clases, en papel bond o

cuadriculado, con los datos del equipo y estéticamente aceptable.

- El docente supervisará que cada integrante desempeñe su papel de acuerdo a las

normas del equipo y el manual de convivencia.

I. DATOS INFORMATIVOS Investigadores: Nombre completo, edad, grado de estudios Institución: Nombre, dirección, teléfono, e-mail de contacto

Profesor asesor: Nombre completo

II. PROBLEMA Formulación del problema

III. RESUMEN DEL PROYECTO Justificación del proyecto Limitaciones

IV. OBJETIVOS General:

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Química del carbono

Bimestre Primero

Unidad 1

Grado IV Sesión 05

Secciones TODAS Horas 2

Capacidad de área Aprendizaje esperado Indicadores

Comprensión de Información

Describe las propiedades físicas del carbono.

Compara los tipos de hibridaciones del átomo de carbono.

Completa cuadros descriptivos con las propipedades del carbono en base a criterios.

Realiza cuadros comparativos de las hibridaciones del átomo de carbono.

EL CARBONO

Química orgánica, rama de la química en la que se estudian el carbono, sus compuestos y reacciones. Existe una amplia gama de sustancias (medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintéticas y naturales,

hidratos de carbono, proteínas y grasas) formadas por moléculas orgánicas. Los químicos orgánicos determinan la estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos orgánicos.

1. Propiedades químicas. a) Covalencia: el átomo de carbono se une a otros átomos

compartiendo electrones, es decir mediante enlace covalente.

b) Tetravalencia: el átomo de carbono siempre hace intervenir sus cuatro electrones de valencia, por lo tanto su valencia es 4, esto quiere decir que el átomo de carbono tiene octeto electrónico.

c) Autosaturación: los C tienen la cualidad de unirse entre sí, mediante enlaces simples, dobles o triples; de ese modo se forman cadenas carbonadas abiertas o cerradas de distinta longitud.

d) Estado basal del carbono: en esta configuración el átomo de

carbono presenta 2 electrones desapareados, entonces su valencia es dos. Sin embargo, en los compuestos orgánicos, el carbono presenta valencia 4, lo que significa que debe poseer 4 electrones desapareados. ¿Cómo logra el carbono tener ésta valencia?

Fig. 2. EL ÁTOMO DE CARBONO EN ESTADO BASAL Fig. 3. EL ÁTOMO DE CARBONO EXCITADO POR UNA GANANCIA DE

ENERGÍA

Específicos:

V. MARCO DE REFERENCIA Fundamento teórico

Elaboración de hipótesis( si fuera necesario)

Identificación de variables(si fuera necesario)

VI. CRONOGRAMA Actividades mensuales

VII. BIBLIOGRÁFIA

Fig. 1. TETRAVALENCIA DEL ÁTOMO DE CARBONO

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e) Hibridación: se denomina hibridación a la combinación de dos o más orbitales puros, para formar nuevos orbitales de diferente geometría y orientación. En el momento de combinarse, los átomos alcanzan su estado de excitación, como consecuencia de la energía que ganan. En tal estado,

algunos electrones saltan de un orbital inferior a uno inmediatamente superior. En el carbono debemos suponer, que un electrón del orbital 2s salta al orbital 2pz que se encuentra vacío.

Hibridación sp3: se origina al mezclarse un orbital 2s y los tres orbitales 2p originando 4 orbitales híbridos sp3. Los cuatro orbitales híbridos son equivalentes y se orientan hacia los vértices de un tetraedro regular, en cuyo centro se ubica el núcleo del átomo. Entre ellos se

forma un ángulo de 109° 28’.

Hibridación sp2: se origina cuando la mezcla se realiza entre un orbital 2s y dos orbitales 2p, formando TRES ORBITALES HÍBRIDOS sp2 y quedando un orbital 2p sin mezclarse (orbital puro). Los tres orbitales sp2 se colocan en un mismo plano, formando entre ellos un ángulo de 120°.

Fig. 4: HIBRIDACIÓN SP3 Fig. 5: HIBRIDACIÓN SP2

Hibridación sp: se forma por la mezcla de un orbital 2s y un orbital 2p, dando origen a dos

orbitales híbridos sp y dos orbitales 2p puros. Se sitúan en línea recta, formando entre ellos un ángulo de 180°.

Fig. 6: HIBRIDACIÓN SP

2. Tipos de fórmulas en compuestos orgánicos. A diferencia de los compuestos inorgánicos que se

representan mediante una sola fórmula, un compuesto orgánico puede representarse por tres tipos de

fórmulas: a) Desarrollada o estructural. Cuando se indican todos los enlaces que unen los átomos en la

molécula.

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b) Semidesarrollada. Se indican todos los enlaces de la molécula a excepción de los que ocurren con

los átomos de hidrógeno.

c) Global. Se escriben los elementos que forman la molécula y la cantidad de átomos de cada uno.

Fig. 8: FÓRMULA SEMIDESARROLLADA

Fig. 7: FÓRMULA DESARROLLADA Fig. 9: FÓRMULA GLOBAL

3. Tipos de carbono

a) Primario: si está unido sólo a un átomo de carbono. b) Secundario: si está unido a dos átomos de carbono.

c) Terciario: si está unido a tres átomos de carbono. d) Cuaternario: si está unido a cuatro átomos de carbono.

Fig. 10: CARBONO PRIMARIO Fig. 11: CARBONO SECUNDARIO Fig. 12: CARBONO TERCIARIO Fig. 13: CARBONO CUATERNARIO

4. Tipos de cadenas carbonadas. La sucesión de átomos de carbono enlazados entre sí se denomina

cadena carbonada. Estas cadenas pueden contener desde dos hasta varios centenares de átomos de carbono, unidos mediante enlaces covalentes simples (un par de electrones), dobles (dos pares de electrones) o triples (tres pares de electrones), situados en distintas posiciones de la cadena. El carbono también puede unirse con otros átomos. Según la clase de enlaces, las cadenas carbonadas

se denominan saturadas cuando sólo contienen enlaces simples y no saturadas cuando contienen enlaces dobles o triples. Dependiendo de la forma de la cadena, estas pueden ser abiertas o lineales y cerradas o cíclicas. También pueden ser simples o ramificadas. Esto posibilita la existencia de un gran número de cadenas carbonadas.

Fig. 14: CADENA SATURADA Fig. 15: CADENA NO SATURADA

Fig. 16: CADENA ABIERTA SIMPLE Fig. 17: CADENA ABIERTA RAMIFICADA

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Fig. 18: CADENA CÍCLICA SIMPLE (con algunas insaturaciones) Fig. 19: CADENA CÍCLICA RAMIFICADA

1. Completa los cuadros siguientes con los datos requeridos. Ten en cuenta que cada vértice y extremo libre representan a un átomo de carbono, estos se encuentran unidos a átomos de hidrógeno (completan el octeto y el dueto)

COMPUESTO PROPOSICIONES COMPUESTO PROPOSICIONES

F. Global

F. Global

C. sp3 C. sp3

C. sp2 C. sp2

C. sp C. sp

C. Prim. C. Prim.

C. Secund. C. Secund.

C. Terciar. C. Terciar.

C. Cuatern. C. Cuatern.

COMPUESTO PROPOSICIONES COMPUESTO PROPOSICIONES

F. Global

F. Global

C. sp3 C. sp3

C. sp2 C. sp2

C. sp C. sp

C. Prim. C. Prim.

C. Secund. C. Secund.

C. Terciar. C. Terciar.

C. Cuatern. C. Cuatern.

2. Visita el blog del grado www.ctadecuarto.blogspot.com y visualiza los recursos que te presentamos.