7 Básico Actividades sobre el Atomo

Nivel de Educación Básica

División de Educación GeneralMinisterio de EducaciónRepública de Chile

Profesores: Paola Quiñones HerreraOscar Carriel Concha

Revisado por: Ricardo Buzzo, PUCV

Revisión y corrección de estilo:Josefina Muñoz V.

Diseño y producción: Rafael Sáenz H.

Ilustraciones:Miguel Marfán

Impresión:xxxxxxx

Coordinación editorial:Claudio Muñoz P.

Marzo 2010Teléfono: 3904754 – Fax: 3909640

Material elaborado en el marco del programa Educación en Ciencias Basada en la Indagación (ECBI), por el Ministerio de Educación y la Universidad Católica de Valparaiso.

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ÍNDICE

I Introducción 3

II Acerca del material de trabajo 3

III Estructura del Módulo 4

IV Etapas del Módulo 5

V Profundización Tematica 5

VI Organizador de Conceptos 7

VII Acerca de la Metodología Indagatoria 7

VIII Planificación del trabajo del Módulo 9

IX Estrategias de Enseñanza y Evaluación del Aprendizaje 12

X Sección I “Naturaleza eléctrica de los materiales” 17

X Anexo de Evaluaciones 39

LIBRO DE PREPARACIÓN DE CLASES

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I. INtRODuCCIÓN

El siguiente módulo pertenece al programa de educación en ciencias basada en la indagación (ECBI). Su estructura y pedagogía se basan en el principio de que niños y niñas aprenden de manera más significativa cuando, a partir de una experiencia, reconstruyen para sí mismos conocimientos científicos, situación que es posibilitada por la acción mediadora del profesorado.

Los objetivos de este módulo se corresponden con los establecidos en los planes y programas de estudio para el subsector comprensión del medio natural, social y cultural para NB6, (7º año básico), y son que niñas y niños logren:

✒ Reconocer la participación de las fuerzas eléctricas en la explicación de estructuras y fenómenos a nivel atómico y molecular.

✒ Aplicar destrezas y procedimientos de indagación que permitan formular y verificar una hipótesis respecto de los contenidos del nivel.

Contenidos Mínimos Obligatorios✒ Descripción de la función que desempeñan las fuerzas eléctricas en la

distribución espacial de los átomos en las moléculas y su relación con las propiedades macroscópicas observables en la materia.

✒ Formulación de hipótesis de los contenidos respecto al nivel, verificables mediante procedimientos indagatorios realizables en el contexto escolar.

II. ACERCA DEL MAtERIAL DE tRABAjO

Material Guía para el Profesor Este texto entrega una orientación e información al docente de las diversas etapas del ciclo de aprendizaje y de las actividades que en ellas se incluyen.

En la planificación del trabajo del módulo (páginas 9-11) se indican los objetivos, conceptos claves, la totalidad de materiales a utilizar en cada actividad y los tiempos sugeridos para la realización de las cuatro etapas que conforman esta metodología.

A demás se incluye el objetivo, la explicación química de los fenómenos y los conceptos claves de la actividad.

La explicación de los conceptos claves, se encuentra después de las actividades, de modo de profundizar el contenido abordado. Por otra parte, se hacen recomendaciones al profesor respecto de puntos específicos de cada actividad, así como sugerencias y advertencias según sea el caso. El propósito es que el profesor visualice la importancia de cada uno de los pasos

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de las actividades y pueda generar un clima de aula adecuado para la realización de esta metodología. El formato del texto se plantea con la visualización de las páginas del Material para el Estudiante y las indicaciones correspondientes, otorgando al Profesor un acceso directo e integrado a la información.

Material Guía para el Estudiante Este texto presenta todas las actividades de las etapas de la metodología indagatoria, con indicaciones para posibilitar a los y las estudiantes una dinámica y directa relación de las actividades a realizar y los requisitos de cada etapa de esta metodología. El “Material Guía para el Estudiante” está propuesto para ser trabajado de manera individual y el desarrollo de las etapas se propone de manera grupal, según el número de estudiantes por curso.

Es importante intencionar desde el inicio de la clase, que los estudiantes puedan exponer sus ideas, explicaciones y conclusiones al resto del curso, ya que el comunicar facilitará la discusión sobre el tema trabajado y le permite al profesor establecer o identificar ideas previas, que puedan confundir a los estudiantes. Es la posibilidad tanto de reorientar y enfatizar los nuevos conceptos por parte del profesor como es la posibilidad para el estudiante de revisar y reflexionar sobre lo aprendido.

Es importante señalar que el formato de esta guía, permite que cada estudiante desarrolle un tipo de registro que considera respuestas presentadas en distintos formatos (simbólico, pictórico, entre otros).

III. EStRuCtuRA DEL MÓDuLO

Este módulo se presenta en una sección con 4 lecciones, desarrolladas en base a la metodología indagatoria, contemplando las cuatro fases que propone esta metodología.

✒ Sección I: Naturaleza eléctrica de los materiales. En esta sección se trabajan los conceptos relacionados con la naturaleza eléctrica de los materiales, que es el área de la química desde la cual se fundamenta el modelo actual de cambio químico. La sección se desarrolla a través de 4 lecciones en las cuales se trabaja las siguientes preguntas:

❃ Lección 1: ¿Qué recordamos acerca de la naturaleza eléctrica de los materiales?

❃ Lección 2: ¿Qué sabemos acerca de la naturaleza eléctrica de los materiales?

❃ Lección 3: ¿Existe alguna manera de representar cómo se distribuyen las cargas eléctricas en los materiales?

❃ Lección 4: ¿Cómo podemos unir los átomos de los materiales?

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L1. ¿Qué recordamos acerca de la naturaleza eléctrica de los

materiales?- La electricidad en

todas partes

L2. ¿Qué sabemos acerca de la naturaleza eléctrica

de los materiales?

- Frotando plástico - Globo mágico

- Buscando evidencias acerca de las pequeñas partículas (L3)

- El secreto de la caja negra (L3)

- Propiedades macroscópicas (L4)- uniendo elementos (L4)

L3. ¿Existe alguna manera de representar como se distribuyen las cargas

eléctricas en los materiales?

L4. ¿Cómo podemos unir los átomos que constituyen los materiales?

IV. EtAPAS DEL MÓDuLO

Sección I: “Naturaleza eléctrica de los materiales”

FOCALIZACIÓN

EXPLORACIÓN DESARROLLO CONCEPtuAL

APLICACIÓN

V. PROFuNDIZACIÓN tEMátICA

Profundización Sección I: “Naturaleza eléctrica de los materiales”

Comportamiento eléctrico de la MateriaPara comprender cómo se producen los fenómenos eléctricos es necesario recurrir al modelo de átomo actualmente aceptado.

Como sabemos nuestro modelo de átomo consiste de un núcleo, donde se encuentran protones y neutrones, rodeados de una nube de electrones. Este modelo permite explicar cómo funciona

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el Universo conocido. Es así como algunos materiales poseen electrones libres, es decir con la posibilidad de escapar con relativa facilidad de la fuerza que los mantiene unidos al núcleo. Entonces, según el comportamiento eléctrico de los materiales, éstos se clasifican como:

1. Materiales conductores: son aquellos que poseen electrones libres y permiten que se establezca un flujo de cargas a través de ellos: ejemplo, aquellos que poseen una estructura cristalina como el cobre.

2. Materiales aislantes: Son aquellos en que los electrones están fuertemente unidos al núcleo del átomo. Aunque estos materiales pueden ser cargados eléctricamente, no pueden mantener una corriente electrónica a través de ellos. Un ejemplo lo constituyen los plásticos con que se recubren los cables de la electricidad.

3. Materiales dieléctricos: Estos materiales son aquellos que, normalmente se comportan como aislantes, pero bajo ciertas condiciones pueden conducir la electricidad. El ejemplo típico lo constituye el aire, puesto que a veces puede permitir el paso de corriente electrónica a través de los rayos en una tormenta.

Formas de Cargar los Materiales:Cargamos eléctricamente las cosas al transferir electrones de un lugar a otro. Lo podemos hacer por contacto Físico, como cuando se frotan entre si las sustancias (electrización por Frotación), o simplemente cuando se tocan (Electrización por Contacto). También se puede cargar un cuerpo redistribuyendo sus cargas, al acercarle un objeto cargado. A esto se le llama Inducción.

1. Electrización por Fricción o Frotación:

Sin duda este es uno de los métodos más comunes de electrización, como cuando los pasamos un peine o un globo por la cabeza y luego al acercarlo a trozos de papeles estos se elevan, esto es debido a que entre la cabeza y el peine o globo, se producen un intercambio de electrones, los suficientes como para generar la fuerza electrostática suficiente para levantar papelitos.

2. Electrización por Conducción:

Los electrones pueden pasar de un material a otro con un simple toque. Por ejemplo, cuando se toca un material neutro, con una varilla con carga negativa, algunos electrones pasarán al material neutro (solamente los electrones tienen la posibilidad de moverse).A este método se le conoce como carga por Contacto. Si el objeto tocado es buen conductor, los electrones se difundirán a todas las partes de su superficie, porque se repelen entre sí. Si es un aislante, será necesario tocar varios puntos del material para obtener una distribución relativamente uniforme.

La combinación de los métodos de electrización antes mencionados, explican una gran cantidad de fenómenos electrostáticos, como: las chispas que salen de los chalecos de lana, la “corriente” que se siente al tocar a algunas personas, etc. La principal característica de estos métodos es que se traspasan electrones.

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VI. ORGANIZADOR DE CONCEPtOS Materiales Características Carga eléctrica

Pueden ser Se pueden

Iónicos

Elementos y Compuestos Cargar materiales

Moleculares

Están formados por

Átomos Diferentes átomos por

forman

Cuya estructura Frotación

Protón Neutrón Electrón

Modelo de átomo simple

VII. ACERCA DE LA MEtODOLOGÍA INDAGAtORIAEn la actualidad, el aprendizaje y enseñanza de las ciencias requieren de variadas propuestas metodológicas, según cada contexto escolar y del aula en que cada profesor ejerce su labor. La alfabetización científica nos exige como profesores concebir la ciencia no tan solo como un proceso sino también el mismo aprendizaje de los estudiantes.

En este contexto, el estudiante pasa a ser el constructor de su propio aprendizaje y el profesor un mediador de este proceso, fomentando el acercamiento de los alumnos al trabajo científico y proporcionando los espacios necesarios para que postulen hipótesis, las comenten entre sus compañeros y luego las comprueben con las experiencias guiadas y enfocadas a ese propósito.

La Metodología Indagatoria enfrenta al estudiante a una serie de actividades, que activan su curiosidad, proporcionan la posibilidad de explicar mediante sus ideas previas, formularse interrogantes, observar, experimentar, obtener datos y concluir a través de todo este proceso. A cada término de proceso lo estudiantes podrán reflexionar sobre sus ideas y el cambio de ellas al final de cada etapa de esta metodología.

La participación del profesor es fundamental para el proceso de aprendizaje, y específicamente en esta metodología, ya que las actividades involucradas tienen un sentido y son consecutivas. El profesor también pertenece a este dinamismo, otorgando a los estudiantes los tiempos necesarios, mediando en las discusiones o debates y en la integración de los conceptos a tratar.

Dentro de la Metodología Indagatoria se encuentran cuatro fases consecutivas, que conforman un ciclo de aprendizaje. A continuación se detalla cada una de las etapas, lo que se espera que realicen los estudiantes y la participación mediadora del Profesor:

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Focalización:En esta fase los estudiantes identifican y enfrentan una situación hipotética y cotidiana. Las respuestas de los estudiantes explicitan sus ideas previas, con las cuales explican estos eventos de la vida cotidiana.

En esta etapa el docente propicia el debate y la discusión entre los estudiantes, no realiza correcciones las respuestas. Esta etapa es esencial para el docente, por la información que se obtiene de las preconcepciones de sus estudiantes respecto a un tema.

Exploración: En esta fase los estudiantes realizan actividades experimentales, propuestas en el módulo o propuestas por el docente cuyo propósito es que los estudiantes exploren de manera directa diversos fenómenos.

La etapa se basa en la experimentación, lo que implica que deben utilizan materiales reciclados o de simple acceso, predicen resultados, los comparten con sus compañeros y luego al realizar la experiencia comprueban la validez de sus predicciones.

En esta etapa el profesor supervisa el trabajo grupal y una vez que se ha expuesto los resultados de los grupos, guía las distintas respuestas hacia la integración del concepto o tema científico que se esté trabajando en la secuencia.

Desarrollo Conceptual: En esta etapa los estudiantes utilizan los conceptos o ideas adquiridos en la etapa de la exploración en una nueva experiencia, con la posibilidad de integrar nuevos conceptos que se relaciones con los adquiridos en la etapa anterior.

En esta etapa el profesor facilita y promueve el trabajo grupal y una vez que se han expuesto los resultados de los grupos, establece la presencia adecuado de los nuevos conceptos y en caso contrario reorienta hacia el uso adecuado de los conceptos en las distintas respuestas, pudiendo responder a las preguntas que le hayan surgido a los estudiantes en los distintos experimentos. Es posible ingresar un nuevo concepto que esté relacionado con lo trabajado en la secuencia.

Aplicación:En esta última etapa, los estudiantes nuevamente son enfrentados a la situación hipotética y “cotidiana” de la fase de Motivación. Contrastando las respuestas dadas en el comienzo y las que pueden dar una vez finalizado el proceso indagatorio, esto posibilita a los estudiantes “Darse cuenta” de lo adquirido durante este proceso, por ello el carácter reflexivo de esta etapa.

En esta etapa se espera que el profesor propicie el trabajo grupal y una vez que se ha expuesto los resultados de los grupos, nuevamente verifica la presencia adecuada de los conceptos y en caso contrario guiarlos hacia el uso adecuado de estos en las distintas respuestas, y si es el caso, responde a dudas y preguntas que realicen los estudiantes.

Esta etapa se complementa con una serie de preguntas de orientación metacognitivas, agrupadas en el apartado “¿Qué he aprendido...?”, en donde el estudiante se hace consciente de su proceso de aprendizaje, durante el desarrollo del módulo.

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VIII. PLANIFICACIÓN DEL tRABAjO DEL MÓDuLO

Lección I: Focalización (¿Qué recordamos acerca de la naturaleza eléctrica de los materiales?)

“La electricidad está en todas partes”

Objetivo: Averiguar las ideas previas de los estudiantes en relación a los conceptos de carga eléctrica y naturaleza eléctrica de la materia, así como también aproximarlos a algunos fenómenos relacionados a

estos conceptos

Materiales

❃ Cuaderno de ciencias.❃ Plumones.❃ Papel craft (papel para

envoltorio (grueso) o Aconcagua.

Tiempo sugerido para la actividad

Dos horas pedagógicas o 90 minutos.

Evaluación

Se sugiere una evaluación formativa de las exposiciones, basándose en la pauta para evaluar papelógrafos, que se encuentra al final de esta guía.

Conceptos claves

❃ Carga electrostática.❃ Carga de un cuerpo por frotación.❃ Atracción Electrostática.

Lección II: Exploración (¿Qué sabemos acerca de la naturaleza eléctrica de los materiales?)

“Frotando plástico”, “Globo mágico”

Objetivo: Reconocer y explicar fenómenos de atracción y repulsión entre materiales.

Materiales

“Frotando plástico”

❃ Un trozo de bolsa de plástico.

“Globo mágico”

❃ Un globo inflado.❃ Un trozo de franela.❃ Un poco de sal.


“Frotando plástico” y “Globo mágico”.

Dos horas pedagógicas o 90 minutos.

Recomendación

Estos tiempos pueden ser modificados, de acuerdo al número de grupos que tiene la clase, además del grado de asimilación de los estudiantes a esta metodología.

Evaluación

Exposición de las actividades y el cuaderno de Ciencias.

Conceptos claves

❃ Carga Electrostática.❃ Cargar un cuerpo por Frotación.❃ Atracción y Repulsión Electrostática.❃ Partícula.

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Lección III: Desarrollo Conceptual (¿Existe alguna manera de representar cómo se distribuyen las cargas eléctricas en los materiales?)

Objetivo: Obtener evidencias experimentales acerca de que la materia no es continua, sino que está compuesta de pequeñas y discretas partículas, así como también desarrollar en ellos el uso del modelo de

partícula de la materia.

“Buscando evidencia acerca de las pequeñas partículas”

❃ Un globo.❃ Extracto de vainilla.


Para esta etapa se recomienda 2 horas pedagógicas o 90 minutos.

Evaluación

❃ Se sugiere una evaluación formativa de las exposiciones, basándose en la pauta para evaluar papelógrafos, que se encuentra al final de esta guía.

Conceptos claves

❃ Partículas que forman los materiales (Átomo).


Objetivo: Proponer un modelo de un objeto contenido en una caja sellada a partir de las observaciones y manipulaciones realizadas, como analogía para explicar el modelo de partículas constituyentes de los

materiales.

“El secreto de la caja negra”

❃ Una caja forrada negra.❃ Hoja de registro.



Evaluación

Exposición de las actividades y el cuaderno de Ciencias.

Conceptos claves

❃ Modelo (Átomo).


Objetivo: Gestionar la información sobre el conocimiento de la estructura atómica, el concepto de modelo y su evolución histórica.

“¿Como se describe un modelo simple del átomo?”

❃Cuaderno de ciencias.



Evaluación

❃ Cuaderno de Ciencias.

Conceptos claves

❃Átomo.

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Lección IV: Aplicación (¿Cómo podemos unir los átomos que constituyen los materiales?)

Objetivo: Clasificar y diferenciar algunas propiedades de los materiales.

“Propiedades Macroscópicas!!!!”

❃ Muestras de materiales (cobre, hierro, cinc, magnesio, aluminio, azufre, carbón(grafito), yodo).

❃ Pinza❃ Cápsulas de porcelana❃ Lupa❃ Espátula❃ Martillo❃ Conductímetro



Evaluación

Cuaderno de Ciencias.

Conceptos claves

❃ Propiedades de los materiales (maleabilidad, ductibilidad, brillo, conductividad eléctrica, etc).

❃ Átomo.❃ Elementos metálicos y no metálicos.

Lección V: Aplicación (¿Cómo podemos unir los átomos que constituyen los materiales?)

Objetivo:

Demostrar que las propiedades de los elementos cambian cuando se combinan para formar un compuesto.

“Uniendo elementos!!!!”

❃ Cuaderno de ciencias.Tiempo sugerido para la actividad


Evaluación

❃ Cuaderno de Ciencias.Conceptos claves

❃ Compuestos iónicos.❃ Compuestos covalentes.

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IX. EStRAtEGIAS DE ENSEñANZA y EVALuACIÓN DEL APRENDIZAjE

Durante las diferentes etapas del desarrollo del modulo, es necesario que el docente tome en cuenta las siguientes interacciones fundamentales para optimo desarrollo de la metodología. De las cuales sugerimos tener presente:

De las actividades de interacción en el aula:

Lluvia de ideasEs la instancia en la cual los estudiantes comparten y socializan en forma grupal o a nivel del curso expresan sus explicaciones o teorías sobre algún fenómeno en nuestro caso científico, según sea el caso esta propuesta se puede formalizar como conversación-debate o a través de los papelógrafos.

Las reglas básicas de esta propuesta son:

❃ Aceptar todas las ideas sin juzgarlas negativamente.

❃ No criticar negativamente o hacer comentarios innecesarios sobre las contribuciones de otros.

❃ Tratar de enlazar sus propias ideas con las de otros”.

Esta propuesta debe ser considerada especialmente en la etapa de focalización, en la mediación de los trabajos de grupo y la exposición de los papelógrafos.

Discusión en claseDurante las exposiciones de los papelógrafos, que están presentes en todas las etapas del módulo, es fundamental por parte del docente poder mediar y guiar las discusiones que se generen en esos momentos. Para ello cuando usted haga preguntas, piense qué es lo que quiere conseguir en la discusión. Ejemplo, en la etapa de exploración las preguntas deben ser lo suficientemente intencionadas que permitan a los estudiantes a descubrir el concepto que se está elaborando, evitando realizar preguntas que dilaten los debates.

Es recomendable permitir y motivar a los alumnos y alumnas, que se tomen un tiempo antes de emitir sus repuestas, así se potenciara la habilidades cognitivas como la reflexión.

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Actividades o recursos para organizar y representar el conocimiento:

Dibujos El dibujo o esquema en ciencias es altamente utilizado para el registro de observaciones, tanto de estructuras como de procesos. Como se pretende que los estudiantes expresen su pre-concepción sobre temas científicos nuevos, la comunicación de sus propuestas a través de dibujos puede ser un facilitador de la expresión de ideas y registro, es por esto que se utiliza directamente en algunas actividades, quedando en libertad del docente permitir sustituir explicaciones de prosa, por algún dibujo explicativo.

Papelógrafos Los papelógrafos, como producto de trabajo de los estudiantes, dan cuenta de las ideas iníciales a una situación hipotética presentada (en el Módulo o por el docente), consensos grupales en torno a experiencias a realizadas, preguntas investigables (dudas o inquietudes), predicciones y observaciones asociadas a las experiencias.

Además de escribir el papelógrafo, los estudiantes deben exponer y defender los acuerdos y consensos grupales acordados.

Al final de esta guía se propone un rubrica para evaluar las presentaciones de los papelógrafos.

Actividades de evaluación y autorregulación de los aprendizajes en el alumnado:

Auto y CoevaluaciónLa auto y la co-evaluación, es decir, evaluarse a sí mismo y a los pares respectivamente, constituye un ejercicio que complementa la evaluación del docente (heteroevaluación) y permite a los estudiantes reflexionar acerca de su propio desempeño y el de sus pares. Recomendamos al docente presentar las rubricas que se proponen al final de la guía a los estudiantes así se podran orientar en la auto y co evaluación.

Cuaderno de ciencias (diario de clases)El Cuaderno de Ciencias es un instrumento completo que:

✒ Da cuenta de qué y cómo aprende cada estudiante en cada clase.

✒ Permite evaluar sus aprendizajes por períodos reducidos y/o prolongados.

✒ Es un instrumento de evaluación de proceso y de resultado del desempeño del estudiante.

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✒ Entrega datos fundamentales para la evaluación formativa que realicen los docentes.

Por los motivos antes expuestos, es que recomendamos al docente solicitar que cada uno de sus estudiantes posea un cuaderno de ciencias apropiado y personal, en donde puede ir registrando, tanto las experiencias, como las dudas, conceptos, palabras nuevas que le fuesen surgiendo.

Presentamos una propuesta para Evaluar el Cuaderno de Ciencias. Esta incluye Criterios específicos y propone observar aspectos como trazas escritas, léxico, sintaxis, observaciones e investigaciones realizadas por cada estudiante, entre otros aspectos.

Organización social de los estudiantes en la sala:

Grupos de aprendizaje cooperativoRecomendamos organizar al curso en pequeños grupos de trabajo, queda a criterio del docente la distribución de los equipos de trabajo. Un elemento importante del trabajo en equipo, es que permite fomentar habilidades sociales como la tolerancia y el respeto hacia los demás.

El trabajar en equipo les permite a los estudiantes contrastar inmediatamente sus respuestas con la de sus pares de trabajo.

Una vez que se termine con la fase de Exploración, tanto experimental, como la exposición de las ideas, se recomienda al docente guiar las distintas experiencias hacia el concepto de distribución de carga.

Con las experiencias realizadas permiten elaborar un modelo atómico simple y abordar los conceptos de elemento y compuesto.

✒ Todos los materiales poseen carga eléctrica.

✒ Existen dos tipos de carga eléctrica positiva y negativa.

✒ Los materiales en la naturaleza tienden a estar en estado neutro, igual número de cargas negativas que positivas.

✒ Algunos materiales al ser frotado con otro, adquieren o ceden carga negativa (electrones, ya que es la única carga que se mueve).

✒ Cargas de igual signo se repelen y de signos contrarios se atraen.

✒ Se recomienda tener los papelógrafos de los distintos grupos en un lugar visible para aprovechar las ideas que estén expresadas en dibujos o palabras. Ejemplo en exploración, frotando plástico, debería haber dibujado la separación de las cintas de plástico.

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De los dibujos podemos rescatar:✒ Darse cuenta de lo que observaron los estudiantes, y si concuerda con lo

esperado.

Los dibujos elaborados por los y las estudiantes propiciaría la significatividad del aprendizaje, que dice relación con la contextualización de los contenidos y la relación de ideas con aspectos existentes en la estructura cognitiva del que aprende: una imagen, un símbolo, un concepto, una proposición. Ocupando los mismos ejemplos y dibujos confeccionados por los estudiantes el aprendizaje debería serles significativo.

HABILIDADES E INDICADORES

Formular hipótesis trabajo en equipo

Indicadores Predecir Indicadores Respetar

Conjeturar Compartir

Inferir

Observar Relacionar

Indicadores Describir Indicadores Asociar

Medir Conectar

Reunir datos Integrar

Representar

Indicadores Modelizar

Esquematizar

Construir

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Sección I “Naturaleza eléctrica de

los materiales”

7°Básico

LIBRO PREPARACIÓN DE CLASES

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Lección 1 (Focalización) ¿QuÉ RECORDAMOS ACERCA DE LA NAtuRALEZA

ELÉCtRICA DE LOS MAtERIALES?

Objetivo✒ Averiguar las ideas previas de los estudiantes en relación a los conceptos

de carga eléctrica y naturaleza eléctrica de la materia, así como también aproximarlos a algunos fenómenos relacionados a estos conceptos.

La electricidad en todas partes

FOCALIZACIÓN 11. ¿Has visto alguna vez lo que ocurre cuando frotas una regla de plástico y la

acercas a pequeños trozos de papel o a un mechón de cabello?

2. Junto a tus compañeros de grupo haz una lista con algunas ideas referentes a los hechos mencionados anteriormente.

3. Escriban la lista de ideas surgidas en su grupo en un papelógrafo y expóngalas a sus compañeros(as).

Habilidades

Durante el desarrollo de esta etapa se busca trabajar o potenciar en los estudiantes las habilidades de análisis, formulación de hipótesis, expresión de ideas de forma escrita y oral, las cuales se trabajan mayormente a través del contenido conceptual. Por otro lado a través del contenido actitudinal (trabajo de equipo), se desarrolla, trabaja y potencia la habilidad de respetar y compartir ideas con los demás.

Recuerde que para cada habilidad existen indicadores, que a su vez son conductas observables, lo que permite evaluar el desarrollo de las habilidades y el proceso de aprendizaje. En nuestro caso estos indicadores se evidencian en los registros de los cuadernos bitácora de los estudiantes, elaboración de papelógrafos, sus exposiciones y el trabajo en grupo.

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FOCALIZACIÓN 24. ¿Has visto alguna vez lo que ocurre cuando frotas una regla de plástico y la

acercas a pequeños trozos de papel o a un mechón de cabello?

5. Junto a tus compañeros de grupo haz una lista con algunas ideas referentes a los hechos mencionados anteriormente.

6. Escriban la lista de ideas surgidas en su grupo en un papelógrafo y expóngalas a sus compañeros(as).

Explicación

Los papeles son atraídos hacia la regla al acercarla, esto es producido por la carga electrostática que adquirió la regla al frotarla en el cabello. Aunque la carga que adquiere el globo al ser frotado es pequeña, es suficiente para que los trozos de papel sientan la fuerza de atracción necesaria para subir.

Conceptos Claves

• Carga Electrostáica

• Carga de un cuerpo por frotación

• Atracción Electrostática

Recomendaciones generales

En la parte 4 es necesario dar un tiempo suficiente, aproximadamente 15 minutos, para que los estudiantes puedan recordar y reflexionar acerca de las situaciones planteadas.

En la parte 5 y 6, los estudiantes deben contar con aproximadamente 15 minutos para escribir la lista de ideas y otros 10 minutos para que cada grupo las presente. El docente no debe dar demasiada información sobre el tema, las dudas podrán ser aclaradas en las siguientes actividades.

Recordamos a los docentes que en relación a esto podría surgir la siguiente idea: “La regla actúa como un imán”.

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Lección 2 (Exploración) ¿QuÉ SABEMOS ACERCA DE LA NAtuRALEZA

ELÉCtRICA DE LOS MAtERIALES?

Objetivo✒ Reconocer y explicar fenómenos de atracción y repulsión entre materiales.

Frotando plástico

EXPLORACIÓN 1 Para la siguiente actividad necesitarán el siguiente material:

✒ Un trozo de bolsa de plástico.

En la actividad anterior, viste lo que ocurre cuando frotas una regla de plástico y la acercas a pequeños trozo de papel.

Este y otros fenómenos que observas a diario, se pueden explicar sobre la base de que estos materiales están constituidos por partículas muy diminutas, que no podemos ver directamente.

Antes de realizar la actividad:

1. ¿Qué crees que pasaría si deslizas tus dedos en el plástico tal como aparece en la foto? ¿Por qué?

2. Corta una tira de unos 1 x 30 cm de una bolsa de plástico y colócala en un dedo de forma que cuelgue lo mismo por los dos lados. Coloca un dedo de la otra mano entre las dos mitades de la tira de plástico. Desliza rápidamente tu mano hacia abajo a todo lo largo de los extremos libres de la tira, sujetando suavemente las tiras entre los dedos y el pulgar. Suelta rápidamente los extremos de la tira. Observa lo que ocurre. Intenta frotar de nuevo los dos trozos. Observa lo que ocurre.

3. ¿Está de acuerdo tu predicción con lo que observaste? ¿Por qué?

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Habilidades

Durante el desarrollo de esta etapa se trabaja siguiendo instrucciones y se utilizan algunos materiales, esto busca potenciar en los estudiantes las habilidades para observar, analizar. Por otro lado las habilidades para formular hipótesis, concluir y expresión de ideas de forma escrita y oral, se trabajan mayormente a través del contenido conceptual.

A través del contenido actitudinal (trabajo de equipo), se desarrolla, trabaja y potencia la habilidad de respetar y compartir ideas con los demás.

Explicación

El docente deberá orientar al estudiante a entregar explicaciones en relación con el fenómeno eléctrico observado. Las tiras de plástico serán repelidas entre si y atraídas por las manos y los dedos. Esto es producido por la carga electrostática que adquirió el plástico al ser frotado. Esta carga es suficiente para que las tiras de plástico, al ser livianas experimenten repulsión entre si y se separen.

Conceptos Claves

• Carga Electrostática


• Repulsión Electrostática

Recomendación general

Antes de la parte 1, es necesario dar un tiempo suficiente para que los estudiantes puedan plantear hipótesis acerca de lo que podría ocurrir antes de hacer la actividad.

En relación al tipo plástico a utilizar en esta actividad se recomienda por ejemplo, forros de cuaderno o porta documentos para archivar.

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Globo mágico

Objetivo✒ Reconocer y explicar fenómenos de atracción y repulsión entre materiales.

EXPLORACIÓN 2Para la siguiente actividad necesitarán los siguientes materiales:

✒Un globo inflado

✒Un trozo de franela

✒Un poco de sal

Antes de realizar la actividad:

1. ¿Qué ocurre cuando acercas el globo (sin frotar) a una pequeña cantidad de sal?

2. ¿Qué crees que pasará al acercar el globo (previamente frotado con un trozo de franela) a una cantidad de sal?

3. Pon un poco de sal sobre una hoja de papel. Infla un globo y anúdalo. Frota el globo con un trozo de franela y acércalo a la sal.

4. ¿Está de acuerdo tu predicción con lo que observaste? ¿Por qué?

5. Comparte con tus compañeros de grupo y escribe aquellas ideas distintas a las tuyas. Anota las ideas que surjan de la discusión y confeccionen un listado que incluya todas las ideas aportadas, para posteriormente compartirlas con el resto del curso.

Explicación

El docente deberá orientar al estudiante a entregar explicaciones en relación con el fenómeno eléctrico observado. Al frotar el globo con un trozo de franela, el globo adquirió una carga electrostática. Esta carga es suficiente para atraer a los cristales de sal y provocar que éstas se adhieran a las paredes del globo.

Conceptos Claves

• Carga Electrostática


• Atracción Electrostática

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En la parte 1 y 2, es necesario dar un tiempo suficiente para que los estudiantes puedan plantear hipótesis acerca de lo que podría ocurrir antes de hacer la actividad.

La idea es que en la parte 4 de la actividad los estudiantes sean capaces de contrastar sus hipótesis con la evidencia proporcionada por la experiencia.

Discuta con el grupo completo acerca de los fenómenos de atracción. Puede relacionarlo, si lo desea, con los fenómenos de repulsión observados en la actividad anterior.

En la parte 5, Incentive a los estudiantes a revisar la lista de ideas sobre el carácter eléctrico que manifiestan los materiales. El cierre de las actividades de exploración debería ilustrar que diferentes muestras de materiales pueden tener distintos comportamiento eléctrico, desde el punto de vista de atracción y repulsión.

Se sugiere que se proponga el siguiente modelo:

Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.

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Lección 3 (Desarrollo Conceptual) ¿EXIStE ALGuNA MANERA DE REPRESENtAR CÓMO

SE DIStRIBuyEN LAS CARGAS ELÉCtRICAS EN LOS MAtERIALES?

Objetivo✒ Obtener evidencias experimentales acerca de que la materia no es continua,

sino que está compuesta de pequeñas y discretas partículas, así como también desarrollar en ellos el uso del modelo de partícula de la materia.

Buscando evidencia acerca de las pequeñas partículas

_DESARROLLO CONCEPtuAL 1Para esta actividad necesitaran los siguientes materiales:

✒Un globo.

✒Extracto de vainilla.

Alguna vez te has preguntado ¿qué le ocurre a la azúcar cuando es disuelta en un vaso con agua? Este y otros hechos tan cotidianos podrían proporcionar evidencia respecto a que la materia está compuesta por pequeñas partículas

Para el desarrollo de la siguiente actividad reúnete en parejas.

1. Coloca varias gotas de extracto de vainilla dentro de un globo limpio. Inflen cuidadosamente el globo y amárrenlo.

2. ¿Pueden oler el extracto fuera del globo?

3. ¿Cuáles son las explicaciones para lo que apreciaron?

4. ¿Qué evidencia proporciona esta actividad respecto a que la materia está compuesta por pequeñas partículas?

5. Intenten hacer un dibujo del “modelo de partículas”.

6. Compartan las ideas en su grupo y confeccionen un listado que incluya todas las ideas aportadas, para posteriormente compartirlas con el resto del curso.

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Habilidades

Durante el desarrollo de esta etapa se trabaja siguiendo instrucciones y se utilizan algunos materiales, esto busca potenciar en los estudiantes las habilidades para observar, analizar. Por otro lado las habilidades para formular hipótesis, concluir y expresión de ideas de forma escrita y oral, se trabajan mayormente a través del contenido conceptual y la toma de datos y su respectiva interpretación.

A través del contenido actitudinal (trabajo de equipo), se desarrolla, trabaja y potencia la habilidad respetar y compartir ideas con los demás.

Explicación

Cuando todos hayan terminado, dirija la discusión para que los grupos compartan sus ideas. Si los mismos estudiantes no lo mencionan, trate de introducir las siguientes ideas.

- El hecho que se pueda oler el extracto significa que éste pudo pasar a través del globo y viajar a través del aire dentro de las fosas nasales.

- Si el extracto pudo pasar a través del globo debe tener algunos espacios a través de los cuales pueda pasar el extracto, los cuales deben ser bastantes pequeños ya que no los podemos ver.

- La única manera de que el extracto puede pasar a través de los espacios vacíos es si está compuesta por partículas que son aun más pequeñas en diámetro que los espacios vacíos en las paredes del globo.

- Las partículas del extracto estaban en movimiento.

Conceptos Claves

• Partícula


Es conveniente que el docente de una explicación referente al concepto de modelo en ciencia, con el fin de orientar esta parte de la actividad.

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El secreto de la caja negra

Objetivo✒ Proponer un modelo de un objeto contenido en una caja sellada a partir de

las observaciones y manipulaciones realizadas, como analogía para explicar el modelo de partículas constituyentes de los materiales.

_DESARROLLO CONCEPtuAL 2 Para esta actividad necesitaran los siguientes materiales:

✒Una caja forrada negra, Una hoja de registro1. En la lección anterior estudiamos las propiedades eléctricas de los materiales.

Por la forma en que las cargas eléctricas se detectan, se puede deducir que forzosamente se deben a una alteración que sufren los materiales y que, para poder explicar esta alteración es necesario proponer un modelo que permita explicar las propiedades estudiadas.

Tomando en cuenta lo anterior, ¿Cómo crees tú que está constituida la materia? ¿Cuáles son las partículas que las componen? ¿Cómo los científicos pudieron proponer un modelo de cómo están distribuidas estas partículas?

2. En grupos, trabaja con la caja negra asignada. La forma de proceder consiste en examinar la caja, es sólo de manera externa. Podrán mover la caja en todas las direcciones y formas que estimen conveniente. Anoten sus observaciones en la hoja de registro. A partir de ellas, intenten predecir qué hay dentro de ella. Para ello, se sugiere plantear algunas hipótesis acerca del contenido de la caja ¿Cuáles fueron las hipótesis que plantearon en relación al contenido de la caja negra?

3. Junto con tus compañeros de grupo, compartan las ideas que surgieron para tratar de conocer el contenido de la caja.

4. ¿Qué procedimientos utilizaron para proponer esas hipótesis?

5. ¿Qué observaciones les ayudan a conocer el contenido de la caja? ¿Qué propiedades del contenido de la caja quisieron saber y no pudieron?

Luego, siguiendo las indicaciones de tu profesor, abre la caja.

6. ¿Cuál o cuáles de las hipótesis se confirmaron o rechazaron luego de abrir la caja?

7. ¿Cómo relacionas esta actividad con el intento de los científicos por estudiar acerca de cómo esta constituida la materia?

Usando un papelógrafo, compartan las ideas en su grupo y confeccionen un listado que incluya todas las ideas aportadas, para posteriormente compartirlas con el resto del curso.

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Explicación

Esta actividad sustenta la idea de que un modelo es una representación idealizada de la realidad que solo tiene en cuenta algunos atributos de ella y que ayuda a comprender y explicar como funcionan. Se distingue el modelo objeto del modelo teórico haciéndoles ver a los alumnos que una misma realidad puede describirse por modelos distintos.

Conceptos Claves

• Modelo


Esta actividad, parte 2, se realiza usando una caja forrada con papel negro la cual contiene un objeto en su interior. Este objeto debería ser reconocido por los estudiantes mediante una serie de movimientos de la caja que permitan poder identificarlo, por ejemplo un auto de juguete que rueda por la caja o un dado que tiene forma cúbica, etc.

En la parte 3 y 4, deje que los estudiantes discutan libremente acerca del contenido de la caja negra. Una vez que cada grupo haya consensuado en relación al contenido de la misma prepárelos a compartir sus ideas con el resto de la clase.

En la parte 6, discuta con el grupo completo acerca de las hipótesis que le permitieron indicar el contenido de la caja negra. Guíe la discusión al hecho de que la materia esta constituida por partículas que son muy pequeñas y que no podemos ver, y que es necesario proponer un modelo que permita dar cuenta de los comportamientos observados, análogamente a lo que ocurrió con la caja.

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¿Cómo se describe un modelo simple del átomo?

Objetivo✒ Gestionar la información sobre el conocimiento de la estructura atómica, el

concepto de modelo y su evolución histórica.

_DESARROLLO CONCEPtuAL 31. Lea y analice el siguiente texto sobre el átomo y sus características.

2. Discuta en su grupo la lectura propuesta e indique las principales características del átomo actual.

3. Realice una puesta en común con los otros grupos.


De un tiempo aproximadamente de 20 minutos a los estudiantes para que lean atentamente la lectura propuesta y para que luego discutan libremente acerca de sus ideas en relación a ésta.

Prepárelos a compartir sus ideas con el resto de la clase.

un modelo simple del átomo

Los elementos son los componentes básicos de los materiales. Hay más de 100 tipos de elementos que se pueden combinar unos con otros, para formar otros tipos de materiales. No se pueden dividir en partes más pequeñas mediante procesos físicos ni químicos comunes.

Sólo algunos elementos, como el oro, se encuentran en la naturaleza en su forma pura. Cada elemento tiene su propio conjunto de propiedades químicas y físicas. Estas propiedades permiten identificarlos. Las propiedades químicas nos indican como un material se convierte en otro. Las propiedades físicas se pueden medir sin alterar los materiales. Entre las propiedades físicas se encuentra el color, el olor, la masa, la textura y la dureza de un objeto. Las propiedades físicas podemos observarlas, describirlas y medirlas con instrumentos tales como reglas, microscopio, termómetros y balanzas. Cuando se miden las propiedades físicas no se altera la naturaleza del material.

Más de tres cuartas partes de los elementos son metales, los cuales tienen las siguientes propiedades físicas: son brillosos, flexibles y buenos conductores de la electricidad y del calor.

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El átomo es la partícula más pequeña de un elemento, que tiene las propiedades de ese elemento. Los átomos de un elemento son distintos a los átomos de los otros elementos y son tan pequeños que ni siquiera se pueden ver con un microscopio. Las propiedades de los átomos determinan, las propiedades de cada elemento y sus maneras de combinarse con otros.

El átomo presenta una estructura consistente en un núcleo y una envoltura. El núcleo contiene protones y neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga eléctrica. Un átomo se identifica por el número de protones que contiene. Por ejemplo, todos los átomos de carbono, tienen 6 protones. Ningún otro tipo de átomo tiene 6 protones.

Los electrones que están en la envoltura, tienen carga negativa y se mueven alrededor de los protones y neutrones. Pueden entrar y salir de los átomos, o pertenecer a más un átomo.

En un átomo, el número de protones (con carga positiva) es igual al número de electrones (carga negativa) por lo tanto los átomos son eléctricamente neutros.

Un átomo con menos electrones que protones tiene carga positiva (Ión positivo). Un átomo con más electrones que protones tiene carga negativa (Ión negativo).

Los elementos se organizan en una tabla, llamada tabla periódica de los elementos. Se ordenan por filas según su número de protones. Los átomos más grandes están a la derecha de cada fila. Cada columna de la tabla periódica contiene elementos que tienen propiedades químicas semejantes, por ejemplo, en la última columna de la derecha están los elementos conocidos como gases nobles. Todos estos elementos se mantienen en estado gaseoso a temperatura ambiente y no suelen combinarse con ningún otro elemento.

A cada elemento le corresponde un símbolo de una o dos letras, la primera de ellas se escribe con mayúsculas, por ejemplo: hierro (Fe), sodio (Na), magnesio (Mg), azufre (S), cloro (Cl).

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Lección 4 (Aplicación) ¿CÓMO PODEMOS uNIR LOS átOMOS QuE

CONStItuyEN LOS MAtERIALES?

Objetivo✒ Clasificar y diferenciar algunas propiedades de los materiales.

uniendo elementos!!!!

APLICACIÓN 1Para esta actividad necesitaran los siguientes materiales:

✒Muestras de materiales (cobre, hierro, cinc, magnesio, aluminio, azufre, carbón(grafito), yodo).

✒Pinza

✒Cápsulas de porcelana

✒Lupa

✒Espátula

✒Martillo

✒Conductímetro

Te has preguntado alguna vez ¿Cómo podemos caracterizar estos materiales? Describe las características que presentan estos materiales. Esta actividad te permitirá estudiar e investigar sus propiedades.

1. Junto con los compañeros de su grupo debate sobre cómo puedes clasificar estos materiales.

2. Representa a través de un dibujo cada material, antes y después de ser golpeado con un martillo.

3. Comenta en tu grupo las semejanzas y diferencias observadas para cada material.

ANtES

DESPuÉS

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Si bien no todos los materiales clasificados tienen características en común, todos ellos pertenecen a un grupo de materiales conocidos como ELEMENTOS químicos.

Los elementos químicos se caracterizan por tener un mismo tipo de átomos, y pueden combinarse unos con otros para formar otro tipo de material denominados compuestos químicos.

Habilidades

En esta actividad se sugiere orientar al alumno para que clasifique los materiales de acuerdo a las propiedades relacionadas con las distintas características de los átomos que los constituyen. Como por ejemplo: maleabilidad, ductibilidad, brillo, conductividad eléctrica, etc.

La idea es que los alumnos lleguen a diferenciar elementos metálicos de no metálicos.

Explicación

Los elementos químicos están formados por el mismo tipo de átomos, los cuales son responsables de las propiedades de cada elemento. Los átomos pueden combinarse unos con otros para formar otro tipo de material denominados compuestos químicos.

Conceptos Claves

• Propiedades de los materiales

• Átomo

• Elementos metálicos y no metálicos


En esta actividad se sugiere orientar al alumno para que clasifique los materiales de acuerdo a las propiedades relacionadas con las distintas características de los átomos que los constituyen. Como por ejemplo: maleabilidad, ductibilidad, brillo, conductividad eléctrica, etc.

La idea es que los alumnos lleguen a diferenciar elementos metálicos de no metálicos.

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uniendo elementos!!!!

Objetivo✒ Demostrar que las propiedades de los elementos cambian cuando se combinan

para formar un compuesto.

APLICACIÓN 2Para esta actividad necesitaran los siguientes materiales:

✒virutas de hierro

✒azufre en polvo

✒pinza

✒gafas

✒crisol

✒mechero

✒ imán

Algunos elementos tienen tendencia a combinarse entre sí para formar un nuevo material.

Qué ocurriría si intentamos juntar dos elementos. Esta actividad te permitirá estudiar lo que ocurre cuando el hierro y el azufre se mezclan y calientan.

1. Junto a tu grupo, observa por separado las propiedades del hierro y el azufre. Posteriormente haz una mezcla de ambos. ¿Qué ha pasado con esta mezcla? ¿Es posible volver a separar el hierro del azufre? ¿Cómo y por qué?

2. A continuación observa la actividad que realizará tu profesor(a) la cual consiste en calentar la mezcla anteriormente estudiada. Describe el experimento

Hierro Azufre

magnetismo color magnetismo color

Antes

Después

3 ¿Cómo representarías en base a un modelo

átomos, los cambios que han sufrido los materiales?

La interacción de estos dos materiales, ha dado como resultado la formación de un nuevo material, con nuevas propiedades. Estos materiales se les denomina COMPUESTOS.

4. Has una lista de a lo menos 10 compuestos que tú conozcas.

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Explicación

En este experimento, se van a mezclar limaduras de hierro negro y de azufre amarillo en polvo. Esta mezcla puede separarse mediante métodos físicos. Por ejemplo, cuando acercamos un imán a la mezcla, éste atrae casi por completo todas las limaduras de hierro, dejando el azufre; lo que resulta asombroso debido a las impurezas del hierro. El hierro se ha separado del azufre por medio de un imán.

Cuando esta misma mezcla se calienta en un tubo de ensayo, los dos elementos, el hierro y el azufre, reaccionan conjuntamente formando un nuevo compuesto, sulfuro de hierro. Al principio, el azufre se funde cuando se calienta la mezcla. Paulatinamente y mientras continúa calentándose la mezcla, el hierro y el azufre comienzan a reaccionar de forma conjunta. Cuando se retira el mechero Bunsen, el tubo sigue estando incandescente mientras continúa la reacción. La forma sólida de color gris es ahora un nuevo compuesto, sulfuro de hierro. El compuesto no se parece ni al azufre ni al hierro y no puede separarse con un imán.

Conceptos Claves

• Compuesto


En esta actividad se sugiere orientar al alumno en la identificación de las propiedades del azufre y el hierro (color, magnetismo).

Calentamos la mezcla Sulfuro de hierro de hierro y azufre Separación mediante un imán

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IDEAS CLAVE

Elementos y átomos

Al hacer pasar una corriente eléctrica por agua pura ésta se descompone en hidró geno y oxígeno gaseosos (ver figura 1). Las sustancias como el hidrógeno y el oxí geno formadas por un solo tipo de átomos se clasifican como elementos. En la actualidad, se conocen 113 elementos; de ellos, sólo 90 aproxima damente se encuentran en la naturaleza y el resto fue creado por los científicos.

Figura 1: Elementos, (a) Al hacer pasar una comente eléctrica a través del agua se producen los hidrógeno (tubo de ensayo de la derecha) y oxígeno (a la izquierda), (b) Los elementos químicos rueden diferenciarse por su color y su estado a temperatura ambiente.

El carbono (C), azufre (S), hierro (Fe), cobre (Cu), plata (Ag), estaño (Sn), oro (Au), mercurio (Hg) y plomo (Pb) eran conocidos en forma relativamente pura por los antiguos griegos y los romanos, así como por los alquimistas de la antigua Chi na, el mundo árabe y la Europa medieval. Sin embargo, muchos otros como alumi nio (Al), silicio (Si), yodo (I) y helio (He), no fueron descubiertos sino hasta los si glos XVIII y XIX.

Muchos elementos tienen nombres y símbolos de origen latino o griego; por ejemplo, helio (He), proviene del griego helios, sol, y plomo, cuyo símbolo es Pb, se deriva de plumbum, palabra latina que significa pesado. Sin embargo, los elemen tos descubiertos más recientemente han sido nombrados por su lugar de descubri miento o por alguna persona o sitio significativo. Algunos ejemplos son el ameri cio (Am), californio (Cf) y curio (Cm).

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Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva las pro piedades características de dicho elemento. La química mo derna se basa en una comprensión y exploración de la naturaleza a nivel atómico.

Cuando los elementos entran a formar parte de un compuesto, sus propieda des originales, como color, dureza y punto de fusión son reemplazadas por las pro piedades características del compuesto. Considere la sal de mesa común (cloruro de sodio), que está formada por dos elementos.

• El sodio es un metal brillante que interacciona en forma violenta con el agua. Está formado por átomos de sodio fuertemente unidos.

• El cloro es un gas amarillo claro que tiene olor distintivo y sofocante, y es un irritante muy fuerte para los pulmones y otros tejidos. El elemento está formado por moléculas de Cl2 unidades, que incluyen dos átomos de cloro enlazados fuertemente.

• El cloruro de sodio o sal común es un sólido cristalino con propiedades com-pletamente distintas a los dos elementos que lo constituyen. La sal está formada por sodio y cloro unidos fuertemente.

Es importante efectuar una cuidadosa distinción entre una mezcla de elemen tos y un compuesto químico que contiene dos o más ele mentos. El hierro metálico puro y el azufre en polvo de color amarillento pueden mezclarse en proporciones variables. Sin embargo, en el compuesto químico conocido como pirita de hierro, este tipo de variación no ocurre. La pi-rita de hierro tiene propiedades características propias que difieren de las del hie rro y las del azufre y de las de una mezcla de estos elementos, pero tiene una com posición porcentual definida en peso (46.55% de Fe y 53.45% de S, o 46.55 g de Fe y 53.45 g de S en 100.00 g de muestra). Por lo tanto, existen dos diferencias principales entre las mezclas y los compuestos puros: los compuestos tienen carac terísticas muy diferentes a las de sus elementos originales y tienen una composi ción porcentual definida (en masa) de los elementos combinados.

La materia a nivel macroscópico y de partículasLas propiedades características de gases, líquidos y sólidos se pueden observar a simple vista. Se determinan usando muestras de materia sufi cientemente grandes para poderse ver, medir y manejar. Con estas muestras, tam bién podemos determinar, por ejemplo, el color de la sustancia, si se disuelve en agua, si conduce la electricidad o si reacciona con el oxígeno. Las observaciones y manipulaciones generalmente se realizan en el mundo macroscópico de la quí mica. (Figura 3). Este es el mundo de los experi mentos y las observaciones.

Ahora pasaremos al nivel de átomos, moléculas e iones, el mundo de la quími ca que no se ve a simple vista. Si tomamos una muestra macroscópica de materia y la dividimos una y otra vez hasta el punto en que la cantidad de materia pueda ver se a simple vista y luego más allá, hasta un punto en el cual sólo se pueda ver con un microscopio óptico, y llegaremos al nivel de

Figura 2. La pirita de hierro es un compuesto químico formado por hierro y azufre. A menudo, se encuentra en la naturaleza en forma de cubos

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las partículas individuales que cons tituyen la materia, y a las cuales los químicos denominan mundo submicroscópico, o al nivel de partículas de átomos y moléculas (figura 3)

Figura 3

Nivel macroscópico

Los procesos químicos se observan a escala macroscópica y después se intenta representar, mediante símbolos, esas observaciones. Para comprender esos procesos se intenta ver o imaginar lo ocurrido a nivel de partículas (atómicas, iónicas y moleculares).

Los químicos se interesan en la estructura de la materia en el nivel de partículas. Los átomos, moléculas y iones no pueden “ser mirados” a simple vista come ocurre en el mundo macroscópico y, sin embargo, son muy reales para los químicos, quienes se imaginan la apariencia de los átomos y cómo pueden unirse par; formar moléculas. Crean modelos para representar los átomos y moléculas y emplean esos modelos para pensar sobre la química y explicar las observaciones que han realizado en el mundo macroscópico.

Se ha dicho que los químicos efectúan experimentos a nivel macroscópico, pero piensan en la química a nivel de partículas. Después, describen sus observaciones mediante “símbolos”, letras que representan a los elementos y compuestos que participan.

El sulfuro de hierro es un compuesto con propiedades diferentes a la de los elementos hierro y azufre debido a que durante su combinación hubo un redistribución de los electrones en los respectivos átomos, generándose iones positivos en el caso del hierro e iones negativos en el caso del azufre. En el compuesto formado los iones se mantienen unidos por las fuerzas atractivas generadas por las cargas de distinto signo. Los compuestos que presentan este tipo de uniones se conocen con el nombre de compuestos iónicos. Otros ejemplos de compuestos iónicos son el cloruro de sodio (sal de mesa), bicarbonato de sodio (polvos de hornear), nitrato de sodio (salitre).

E Estructura del Cloruro de Sodio (NaCl)

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Algunas propiedades de los compuestos iónicos.

• Los iones se ordenan según un patrón geométrico regular.

• Los cristales de una sal son quebradizos.

• Se necesitan temperaturas muy altas para derretirlos.

• Siempre se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente.

Las esferas de color morado representan a los iones sodio (Na+) y las esferas de color verde a los iones cloruro (Cl-).

Otra clase de compuestos es aquella en que los átomos de los elementos se combinan compartiendo sus electrones. Un ejemplo es el agua. En este caso también sus propiedades son distintas a la de los elementos que lo forman. A temperatura ambiente el hidrógeno y el oxígeno son gases invisibles que no tienen sabor. El azúcar también está formada por átomos de hidrógeno y oxigeno pero contiene además átomos de carbono. El grafito o la mina de los lápices está formada únicamente por átomos de carbono, ¡y sin duda no tiene sabor dulce! Aún así cuando estos tres elementos se combinan de una determinada manera forman un sólido blanco y dulce.

Estructura de una forma de azúcar,

La Glucosa (C6H12O6)

Algunas propiedades de los compuestos covalentes.

• Se derriten a bajas temperaturas.

• Se pueden encontrar en estado sólido, líquido o gas a temperatura ambiente.

Las esferas de color blanco representan a los átomos de hidrógeno, las azules corresponden a átomos de carbono y las rojas a átomos de oxígeno.

Las esferas de color blanco representan a los átomos de hidrógeno, las más oscuras corresponden a átomos de carbono y las grises, a átomos de oxígeno.

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X. ANEXO DE EVALuACIONES

Evaluación del cuaderno de ciencias.

El Cuaderno de Ciencias es un instrumento completo que:1. Da cuenta de qué y cómo aprende cada estudiante en cada clase.

2. Permite evaluar sus aprendizajes por períodos reducidos y/o prolongados.

3. Es un instrumento de evaluación de proceso y de resultado del desempeño del estudiante.

4. Entrega datos fundamentales para la evaluación formativa que realicen los docentes.

Por los motivos antes expuestos, es que recomendamos al docente solicitar que cada uno de sus estudiantes posea un cuaderno de ciencias apropiado y personal, en donde puede ir registrando, tanto las experiencias, como las dudas, conceptos, palabras nuevas que le fuesen surgiendo.

Presentamos una propuesta1 para Evaluar el Cuaderno de Ciencias. Esta incluye Criterios específicos y propone observar aspectos como trazas escritas, léxico, sintaxis, observaciones e investigaciones realizadas por cada estudiante, entre otros aspectos.

Criterios Comentarios

Se encuentran trazas escritas personales y colectivas, distintas e identificables: se hace la diferencia entre los pensamientos expresados por cada niño y los conocimientos que la clase ha construido progresiva y colectivamente.

Se encuentran trazas variadas (dibujos, esquemas, palabras, gráficos, tablas…) que dan cuenta de los diferentes momentos de trabajo (como las observaciones, las experiencias, las investigaciones, las conclusiones,…) y evidencian, por el lenguaje que las acompaña, un trabajo correcto de interpretación de los datos.

1 Adaptado del taller de registro escrito realizado por Clotilde Marin y Mauricio Duque durante el taller de formación de formadores de Cali octubre 2006.

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El escrito permite visualizar y comprender a quien lo observa la progresión de una secuencia de aprendizaje, sobre un tema dado.

Se encuentran conclusiones válidas, que se confrontaron con el saber establecido. Ellas hacen referencia a conocimientos que los construyeron los niños progresivamente y del proceso de racionamiento que adelantaron. Ellas se apoyan en observaciones e investigaciones realizadas por la clase, son redactadas por los niños con sus propias palabras, con la ayuda del profesor, pero no dictadas por él.

El léxico (vocabulario) es variado, rico y preciso. Se destaca la presencia progresiva de términos científicos específicos, utilizados de manera coherente con la edad (o nivel) de los niños.

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PAutA PARA EVALuAR LA PARtICIPACIÓN EN LAS ACtIVIDADES DE LABORAtORIO

CAtEGORÍAS:S SIEMPRE

MV LA MAYORÍA DE LAS VECES

O OCASIONALMENTE

N NUNCA

NO NO OBSERVADO

1. RELACIONES INtERPERSONALES CAtEGORÍAS

1.1. Respeta las decisiones de la mayoría S MV O N NO

1.2. Se empeña en mantener la armonía, en su grupo S MV O N NO

1.3. Respeta las opiniones diferentes S MV O N NO

1.4. Logra dar a entender sus planteamientos S MV O N NO

1.5. Colabora en la solución del problema S MV O N NO

2. FACtORES DE RENDIMIENtO

2.1. Defiende sus ideas con seguridad S MV O N NO

3. tRABAjO EXPERIMENtAL

3.1 Utiliza con precaución los instrumentos de laboratorio S MV O N NO

3.2 Respeta el tiempo de las actividades (no se adelanta) S MV O N NO

3.3 Colabora en la realización de las diferentes actividades S MV O N NO

3.4 Permite que sus compañeros también realicen las actividades

S MV O N NO

4. tRABAjO CON LOS MÓDuLOS S MV O N NO

4.1 Propone las predicciones o da a conocer sus ideas iníciales

S MV O N NO

4.2 Dibuja lo que se le solicita S MV O N NO

4.3 Contrasta sus predicciones con las respuestas de grupo S MV O N NO

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Rubrica de presentación de pápelografos ECBI.Los papelógrafos, como producto de trabajo de los estudiantes, dan cuenta de las ideas iniciales a una situación hipotética presentada (en el texto o por el docente), consensos grupales en torno a experiencias a realizar, preguntas investigables, predicciones y observaciones asociadas a las experiencias.

Los categorías que se presentan en este instrumento, son propuestas para evaluar las ex posiciones de los estudiantes con sus respectivos papelógrafos trabajados en los distintas partes del modulo, no obstante la dificultad o meticulosidad de la evaluación es de parte del profesor, ya que es él quien conoce el nivel y problemas de aprendizajes de sus alumnos. La categoría de “Contenido”, se recomienda utilizar en las presentaciones de la parte de “Aplicación” y “Reflexión”, siendo el profesor el que decida si lo utiliza o no.

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conc

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R

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pre

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se

en e

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o.

44


Education

7 Básico Actividades sobre el Atomo