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MÓDULO QUÍMICA 9° PROFESOR. ESTUDIANTE
Elsy Leottau Mendoza GRUPO
PERIODO: IV
FECHA DEL PERÍODO
16 Septiembre 30 Noviembre
GRADO 9
MOD No:
No
AREA: 4
Ciencias Naturales
META DE COMPRENSIÓN DEL AREA Reconocer la importancia de los aportes que se han hecho a cerca de la estructura de la materia que permiten tener una visión propia del comportamiento químico de las sustancias. META DE COMPRENSIÓN DEL AÑO El estudiante comprenderá: El estudiante comprenderá la estructura de los átomos teniendo en cuenta las diferentes teorías, estableciendo relaciones entre estas y los avances tecnológicos. TÓPICO GENERADOR ¿Cómo nos comunicamos en Química? CONTENIDOS 1. Nomenclatura Química a. Estados de oxidación y reglas para nombrarlos b. Nomenclatura de Óxidos y clases c. Nomenclatura Hidróxidos y clases 1. Nomenclatura de Óxidos - Clasificación de Óxidos 2. Nomenclatura de Hidróxidos - Clasificación de Hidróxidos
METAS DE COMPRENSIÓN DEL PERIODO . El estudiante comprenderá:
1. Cómo se nombran las funciones inorgánicas y qué relación tienen con el medio que les rodea.( Óxidos, Hidróxidos, Ácidos y Sales) CRONOGRAMA COMPETENCIA ESTÁNDAR
DESEMPEÑOS DE COMPRENSIÓN
La forma de adquirir habilidades y destrezas básicas del trabajo científico, aplicarlas en la resolución de problemas y en la realización de experiencias sencillas.
1. Relaciono las funciones químicas y los grupos funcionales con las propiedades físicas y químicas de las sustancias, mediante la realización de talleres de solución de ejercicios.
FECHA
9 Semanas
VALORACIÓN CONTINUA
Orientaciones del profesor, Seguimiento de Instrucciones Revisión del ejercicio por parte del docente y socialización de los distintos puntos de vista de los educandos alrededor del tema Preguntas de comprensión lectora a fin de verificar el dominio de las principales ideas expuestas en la guía de estudio Socialización de los conceptos básicos Pruebas escritas para valorar el grado de comprensión y responsabilidad que han tenido los educandos a lo largo del periodo Elaboración de Informe Orientación por parte del mediador Seguimiento de Instrucciones Orden en la realización del la práctica
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NIVELES DE META SUPERIOR. elabora fórmulas de compuestos inorgánicos( óxidos e hidróxidos) a partir de su nombre ALTO. Interpreta y nombra compuestos químicos (óxidos e hidróxidos) a partir de fórmulas en cualquiera de sus diversas clases de nomenclatura. BÁSICO. diferencia óxidos de hidróxidos utilizando las diversas nomenclaturas BAJO. En elaboración de fórmulas de compuestos inorgánicos( óxidos e hidróxidos) a partir de su nombre presenta dificultad. ORIENTACIONES DIDÁCTICAS Lee cuidadosamente cada uno de los numerales del Módulo Búscalos en tus libros y respóndelos expresándolos en palabras sencillas. Responde con responsabilidad y honestidad. Aprovecha el tiempo del trabajo personal para el desarrollo de las actividades asignadas y consulta con tu profesor las dudas al respecto. Debes llevar hojas de complemento y correcciones para un mejor aprendizaje. Baja de Internet las actualizaciones que encuentres sobre el tema y socialízalo con tus compañeros. Tener en cuenta la actitud y disposición para el trabajo. Cuando se realice una actividad se tienen en cuenta criterios como: creatividad, presentación y contenido. Cuando se realicen prácticas de laboratorio debes elaborar un informe teniendo en cuente las especificaciones dadas por el docente. Cuando el profesor lo indique se hará una evaluación escrita de los temas vistos en ella. RECURSOS REQUERIDOS (AMBIENTES PREPARADOS PARA EL PERIODO) Salón organizado y aseado, sillas dispuestas según momentos de trabajo. Tabla Periódica, Triangulo de Pauling, materiales de Laboratorio, Guías de Laboratorio, que facilitarán la comprensión de los educandos, de los temas a tratar, además de algunas actividades extra clase sugeridas en páginas web de consulta y el trabajo individual en el Módulo de estudio. INTRODUCCIÓN En este módulo vamos a estudiar la Nomenclatura química es decir las formas de nombrar las funciones químicas usadas en Inorgánica. Antes de nombrar las funciones químicas se debe conocer lo que es el estado de Oxidación. El estado de oxidación se define como la carga aparente de un átomo que se establece a partir de los electrones comprometidos en los enlaces teniendo en cuenta la electronegatividad de los átomos enlazados. Si los dos átomos del enlace tienen la misma electronegatividad, los electrones compartidos se cuentan por igual en ambos átomos. Por ejemplo en la molécula de H2 están comprometidos dos electrones, como los dos átomos son idénticos, entonces en cada átomo se considera el electrón compartido. La carga del núcleo del hidrógeno está determinada por el número de protones y corresponde a +1, la carga positiva de los dos átomos de hidrógeno es +2 está neutralizada por la carga de los dos electrones, lo cual da como resultado final una carga neta de cero. Si se aplica el concepto de estado de oxidación, el hidrógeno molecular tiene entonces un estado de oxidación cero. La nomenclatura Química es el método usado para nombrar cada sustancia. Actualmente se emplean tres sistemas de nomenclatura: a. Nomenclatura Clásica, común o tradicional ( depende del mayor o menor # de oxidación del metal o no metal) b. Nomenclatura Racional o Sistemática ( utiliza los prefijos mono, di, tri, tetra dependiendo del # de oxigeno) c. Nomenclatura Stock ( Nombra la función seguida del # de oxidación del metal o no metal) Función Química: Es el conjunto de propiedades comunes que caracterizan a una serie de sustancias y por las cuales se diferencian de las demás. Entre las funciones Químicas tenemos: a. Óxidos b. Hidróxidos c. Ácidos d. Sales Grupo funcional: Es el átomo o grupos de átomos cuya presencia en la molécula determina las propiedades
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características de la función por ejemplo: O identifica a la función Óxido, hidróxido lleva en su estructura el grupo OH y se comporta de un modo característico ( como bases),H+ identifica función Ácido, y Sales esta representada por el catión y anión dado en la función. MARCO TEÓRICO ESTADOS DE OXIDAXCIÓN Y REGLAS El estado de oxidación o número de oxidación se define como la suma de cargas eléctricas positivas y negativas de un átomo, lo cual indirectamente indica el número de electrones que tiene el átomo. El estado de oxidación es una aproximación: la mecánica cuántica, teoría aceptada en la actualidad para describir las propiedades de partículas muy pequeñas, impide adjudicar los electrones de un átomo a otro en una molécula. En cambio, se considera que los electrones están compartidos por todos los átomos de la misma. Aún así, el concepto de estado de oxidación resulta útil para estudiar procesos de oxidación y reducción (procesos Redox), por ejemplo... Los protones de un átomo tienen carga positiva, y esta carga se ve compensada por la carga negativa de los electrones; si el número de protones y de electrones es el mismo el átomo es eléctricamente neutro. Si el átomo cede un electrón las cargas positivas de los protones no son compensadas, pues hay insuficientes + electrones. De esta forma se obtiene un ion con carga positiva (catión), A , y se dice que es un ion monopositivo; su estado de oxidación es de 1+. En cambio, si el átomo acepta un electrón, los protones no compensan la carga de los electrones, obteniéndose un ion mononegativo (anión), A-. El átomo puede ceder un mayor número de electrones obteniéndose iones dipositivos, tripositivos, etc. Y de la misma forma, puede aceptarlos, dando iones de distintas cargas. Los estados de oxidación se denotan en los nombres químicos mediante números romanos entre paréntesis después del elemento de interés. Por ejemplo, un ion de hierro con un estado de oxidación +3, Fe +3, se escribiría de la siguiente forma: hierro (III). El óxido de manganeso con el manganeso presentando un estado de oxidación de +7, MnO4-, se nombra como "óxido de manganeso (VII)"; de esta forma se puede diferenciar de otros óxidos. En estos casos no es necesario indicar si la carga del ion es positiva o negativa. En la fórmula química, el estado de oxidación de los iones se indica mediante un superíndice después del símbolo del elemento, como ya se ha visto en Fe+3, o por ejemplo, en el oxígeno (II), O-2. No se indica el estado de oxidación en el caso de que sea neutro. La fórmula siguiente muestra a la molécula de yodo, I2, aceptando dos electrones, de forma que pasa a presentar un estado de oxidación de 1-: I2 + 2e2ICuando se escriben reacciones químicas, las siguientes reglas permiten obtener el estado de oxidación que presenta cada elemento: Entre átomos distintos que comparten un electrón, se considera que el átomo de mayor electronegatividad tiene ese electrón y el otro lo cede. Si los átomos son iguales, se considera que lo comparten. Hay varias reglas para determinar el estado de oxidación de cada ion: El estado de oxidación de átomos neutros es igual a cero. En las moléculas formadas por átomos del mismo elemento (por ej. Cl 2) el número de oxidación es cero. En las moléculas neutras, la suma de los estados de oxidación resulta cero. En las moléculas cargadas (iones poliatómicos), la suma de los estados de oxidación coincide con la carga total de la molécula. El flúor siempre tiene un estado de oxidación de -1 (se trata del elemento más electronegativo). El oxígeno suele tener un estado de oxidación de -2, excepto en varios casos: En el caso de que haya flúor, que tendrá estado de oxidación -1. Cuando hay enlaces entre dos átomos de oxígeno; un oxígeno neutraliza la carga del otro. En peróxidos, por ejemplo, el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno), H2O2, en donde tenemos O2-2, por lo que se considera que el átomo de oxígeno tiene un estado de oxidación de 1-.
Los iones del grupo 1 tienen un estado de oxidación de +1 en sus compuestos. Los iones del grupo 2 tienen un estado de oxidación de +2 en sus compuestos. Los halógenos tienen normalmente un estado de oxidación de -1 (salvo cuando están con otros átomos tan electronegativos como ellos, como el oxígeno u otros halógenos). El hidrógeno tiene estado de oxidación de +1, excepto cuando forma hidruros metálicos. Por ejemplo, en el compuesto Cr(OH)3, el oxígeno tiene el estado de oxidación -2 y el hidrógeno +1. Por lo tanto,
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el grupo hidróxido tiene una carga negativa (- 2 + 1 = - 1), por lo que se escribe, si no forma un compuesto, como OH-. Hay tres hidróxidos, por lo que son tres cargas negativas las que neutraliza el ion de cromo, es decir, +3 que se trata de un ion tripositivo, Cr . En el caso de una molécula, el estado de oxidación de cada átomo compara la cantidad de electrones en sus cercanías con la cantidad de electrones que tenía el átomo neutro. En el ejemplo visto antes del MnO 4 , el manganeso se considera en el estado de oxidación +7 porque se le adjudican 7 electrones menos de los que tiene el átomo neutro (se dice que ha cedido esos siete electrones). Cada átomo de oxígeno tiene estado de oxidación 2-, lo que indica que se le adjudican dos electrones más de los que tiene el átomo neutro. La suma da -1, que, efectivamente, es la carga de la molécula. CONCEPTOS CLAVES Debes dominar conceptos de estado de oxidación, reglas para determinar estados de oxidación. EJERCICIO I 1. Diseña un cuadro u otro material de apoyo donde ubiques los elementos químicos que más se utilizan en nuestro curso con sus respectivos #s de oxidación. 2. Por qué es importante conocer los # de oxidación de los elementos y compuestos químicos . ¿Qué es estado de oxidación.? 3. Determine el numero de oxidación para cada elemento en los siguientes compuestos: a. H2TeO4 b. CaSO4 c. CrO3 d. I2 e. B2O3 f. HVO3 g. (CrO4)= h. HBiO3 i. H2CO3 -3 J (PO4) -2 k. (SO3) ACTIVIDAD EXTRACLASES Para afianzar los contenidos vistos lee en cualquier texto que tengas o en Internet y realiza ejercicios, en los que presentes dificultades consulta con tu profesor. MARCO TEÓRICO NOMENCLATURA. FUNCIÓN ÓXIDO Se define un óxido como la combinación binaria de un elemento con el oxígeno. Con el oxígeno, es corriente = que los elementos presenten varios grados de valencia o numero de oxidación, mientras que el O 2 siempre es divalente excepto en los peróxidos donde actúa con una valencia de -1. Para saber la valencia o valencias de un elemento cualquiera con O2 y poder formular el correspondiente óxido, basta con observar su ubicación en la tabla periódica, en la cual el número de la columna indica la valencia más elevada que presenta un elemento para con el O. Los óxidos se dividen en dos categorías según sea el tipo del elemento que se combina con el oxígeno . ÓXIDOS BÁSICOS ( Combinación del oxígeno con elementos metálicos) Las combinaciones del oxígeno con los metales, se llaman óxidos básicos o simplemente óxidos. El método tradicional para nombrar los óxidos básicos consiste en usar el nombre óxido de seguido de nombre del metal EJEMPLO: Li2O = óxido de litio CaO = óxido de calcio Cuando un metal presenta dos números de oxidación diferentes, para designar el óxido se emplean las terminaciones oso ( para el elemento de menor numero de oxidación) e ico ( para el de mayor numero de oxidación) EJEMPLO: CoO = óxido cobaltoso Co2O3 = óxido cobaltico Para este caso, en el sistema moderno de nomenclatura, recomendado por la IUPAC, el número de oxidación del metal que se combina con el oxígeno se indica con números romanos entre paréntesis agregado al final del nombre del elemento en español:
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MÓDULO QUÍMICA 9° EJEMPLO:
Co2O = óxido de cobalto ( II) Co2O3 = óxido de cobalto ( III) ÓXIDOS ÁCIDOS ( Combinación del oxigeno con elementos no metálicos) Las combinaciones del oxígeno con los elementos no metálicos se llaman óxidos ácidos o anhidros ácidos EJEMPLO: SiO2 = dióxido de silicio SeO2 = dióxido de selenio Para nombrar estos compuestos, la IUPAC recomienda el uso de la palabra óxido y los prefijos griegos; mono, di tri, tetra, etc. que indican el numero de átomos de cada clase en la molécula EJEMPLOS: TeO2 = dióxido de telurio TeO3 = trióxido de telurio As2O3 = trióxido de diarsenico As2O5 = pentaóxido de diarsenico 2Cl2
+
O2
→
Cl2O
= monóxido de dicloro
oxido ácido Cuando un elemento presenta dos valencias diferentes, se usa la terminación oso para el oxido que tiene el elemento de menor valencia y la terminación ico para el de menor valencia: EJEMPLO: TeO2 = oxido teluroso TeO3 = oxido telúrico Sin embargo, el mejor método y el que ofrece manos confusión es el de la IUPAC o sistema Stock, donde el numero de oxidación o valencia se indica con números romanos entre paréntesis. Para los óxidos de los halógenos todavía se usan los prefijos hipo y per combinados con los sufijos oso e ico. EJEMPLO: = óxido de 2N2 + 3O2 → 2N2O3 nitrógeno (III) oxido ácido 2Cl2
+
O2
→
2Cl2O
= óxido hipocloroso
oxido ácido 2Cl2
+
7O2
→
2Cl2O7 oxido ácido
= óxido perclórico
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CONCEPTOS CLAVES Debes dominar el concepto de función química, grupo funcional, función óxido, nomenclatura de óxidos. EJERCICIO II Responde en tu cuaderno: 1¿Qué es Función química? 2. ¿ Qué funciones químicas se estudian en química inorgánica? 3. ¿ Qué es grupo funcional? 4¿ Qué nomenclatura se utiliza para nombrar óxidos? Explica sus reglas. 5. Elabora la fórmula de los siguientes óxidos: a. Oxido cuproso b. Trióxido de diantimonio c. Dióxido de Polonio d. Trióxido de Telurio e. Oxido Sulfúrico f. Oxido de Cobalto ( III) g. Oxido de Paladio h. Oxido de Oro ( I ) i. Oxido de Mercurio ( I) 6. Construye los nombres de los siguientes óxidos según la nomenclatura Stock, sistemática y tradicional: I2O, I2O3, O5, Cl2O7, N2O3, SO2, P2O3, SeO2, B2O3, As2 O3, TiO2, Fe2O3, NiO3, Rb2O, PbO2. ACTIVIDAD EXTRACLASES Investiga en la vida diaria que usos tienen los óxidos. Enuncia los que más se utilizan. ¿ Qué problemas enfrentaran los químicos si no se contara con un sistema de nomenclatura universal?
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MARCO TEÓRICO FUNCIÓN QUÍMICA HIDRÓXIDO Según la definición de Bronsted - Lowry, una base es cualquier sustancia que puede aceptar reaccionar con un ion hidrogeno . Se entiende por hidróxido cualquier compuesto que tiene uno o mas iones hidróxido reemplazables (OH ) .Las bases se obtienen por la reacción de los óxidos metálicos con el agua EJEMPLO: Na2O
+
H2O
→
2NaOH
= hidróxido de sodio
Al2O3
+
3H2O
→
2Al(OH)3
= hidróxido de aluminio
Los hidróxidos o bases generalmente presentan sabor amargo, algunos son venenosos y corrosivos. Las bases cambian a color azul el papel tornasol rosado y colorean de rojo la fenolftaleína. Como el grupo hidroxilo es monovalente, para formular una base se añade al metal que lo forma, tantos iones OH como indica la valencia del metal. Las bases se nombran con las palabra hidróxido de seguidas del nombre del metal. Cuando un elemento presenta dos estados de oxidación diferentes como ya se vio , el nombre termina en oso en los compuestos en que el elemento tiene la menor valencia y en ico en los que el elemento tienen la mayor valencia EJEMPLO: Ni(OH)2 = hidróxido niqueloso Ni (OH)3 = hidróxido niquelico Los hidróxidos utilizan las mismas nomenclaturas de los óxidos, Sistemática, Tradicional y Stock. CONCEPTOS CLAVES Debes dominar la función hidróxido y nomenclatura de hidróxidos. EJERCICIO III Analiza el siguiente texto: Una ama de casa va a mercar y entre los productos de uso común que lleva están: el limpiador para drenaje (Hidróxido de sodio), limpiadores o desinfectantes que contienen amoníaco (en forma de hidróxido de amonio), el alkaseltzer formado por un ácido y un hidróxido estos datos se encuentran en la etiquetas de cada producto. 1. ¿Qué información podemos extraer de dichas etiquetas? 2.¿ Qué características presentan los compuestos que poseen esta función química?. 3.Diseña la fórmula de los siguientes hidróxidos: a. Hidróxido cúprico b. Hidróxido de Cromo (III) c. Hidróxido de Mercurio (I) d. Hidróxido de Potasio e. Hidróxido de Molibdeno (V) f. Hidróxido de Hierro (III) g. Trihidróxido de Vanadio h. Hidróxido de Plata i. Trihidróxido de Oro 4.Construye los nombres de los siguientes hidróxidos según la nomenclatura, Stock, Sistemática y Tradicional: Rb(OH), Sn(OH)2, V(OH)5, V(OH)2, Ti(OH)3, Rh(OH)2, Ir(OH)6, Fe(OH)3 ACTIVIDAD EXTRACLASES Investiga que usos diferentes a los vistos en clases tienen los Hidróxidos o Bases BIBLIOGRAFÍA Y DIRECCIONES ELECTRÓNICAS (PARA PROFUNDIZAR ) es.quimica.wikia.com http://www.bioygeo.info http://www.cespro.com www.luventicos.org/articulos Química y Ambiente 10 MacGraw Hill Química 10 Educar Editores