UT4. Introducción a la Química del Carbono FyQ4ºESO

Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

Francisco Martínez Navarro Rafael Millán Gómez 0

Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

Química del Carbono 4º ESO: De los criterios de evaluación a las tareas y actividades

Curso 4.º Educación Secundaria Obligatoria

Se trata de comprobar si el alumnado es capaz de describir, en diferentes investigaciones, la importancia de la contribución de científicos y científicas de diferentes disciplinas; si argumenta críticamente sobre el rigor científico de diferentes artículos o noticias, identificando en la misma los diferentes aspectos del trabajo científico; si analiza el interrogante o problema objeto de una investigación, su relevancia social e interés en la vida cotidiana; si diferencia entre hipótesis, leyes y teorías, recoge los resultados obtenidos en tablas y los representa mediante gráficas, deduciendo si la relación entre dos magnitudes relacionadas es lineal, cuadrática o de proporcionalidad inversa y expresando la ecuación matemática. Asimismo, se pretende evidenciar si recoge los resultados y conclusiones en un informe de investigación y los expone de forma oral o escrita, de forma individual o en grupo, por medio de textos, tablas, gráficos y esquemas, incluyendo medios audiovisuales e informáticos, valiéndose para ello de las TIC. Se pretende también evaluar si el alumnado reconoce y valora las relaciones entre la investigación científica, sus aplicaciones tecnológicas y sus implicaciones sociales y medioambientales, proponiendo algunas medidas que contribuyan a disminuir los problemas asociados al desarrollo científico que nos permitan avanzar hacia la sostenibilidad, extrayendo la información de diversas fuentes como textos, prensa, medios audiovisuales, etc., así como si valora la contribución de las mujeres científicas y el desarrollo de la ciencia en Canarias, conociendo las líneas de investigación más relevantes y sus centros de trabajo exponiendo las conclusiones extraídas mediante diferentes medios como memorias, murales, presentaciones, etc.

Estándares aprendizaje evaluables relacionados 1, 2, 3, 8, 9.

de

BLOQUE DE APRENDIZAJE I: LA ACTIVIDAD CIENTÍFICA

1. Analizar y utilizar las diferentes tareas de una investigación científica, desde la identificación del interrogante o problema a investigar, su relevancia social e importancia en la vida cotidiana, la emisión de hipótesis, el diseño y realización experimental para su comprobación, el registro de datos incluyendo tablas, gráficos y su interpretación, hasta la exposición de los resultados o conclusiones, de forma oral o escrita, utilizando diferentes medios, incluyendo las TIC. Asimismo valorar las relaciones existentes entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el medioambiente (relaciones CTSA) y la investigación científica en Canarias, así como apreciar las aportaciones de los científicos, en especial la contribución de las mujeres científicas al desarrollo de la ciencia.

COMPETENCIAS: CMCT, CD, AA, CSC, CEC

Criterio de evaluación 1- FyQ 4º ESO

Contenidos 1. Aplicación de la investigación científica para abordar la solución de interrogantes y problemas relevantes.

2. Análisis de los datos experimentales, su presentación en tablas, gráficos y su interpretación.

3. Utilización de las tecnologías de la Información y la comunicación en el trabajo científico, tanto en la búsqueda y tratamiento de la información, en los datos experimentales, como en la presentación de los resultados y conclusiones del proyecto de investigación.

4. Análisis y valoración de las relaciones entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el medioambiente (CTSA).

5. Valoración de las aportaciones de las mujeres científicas.

6. Reconocimiento y valoración de la investigación científica en Canarias.

Curso 4.º de la Educación Secundaria Obligatoria Estándares de aprendizaje evaluables 1. Describe hechos históricos relevantes en los que ha sido definitiva la colaboración de científicos y científicas de diferentes áreas de conocimiento.

2. Argumenta con espíritu crítico el grado de rigor científico de un artículo o una noticia, analizando el método de trabajo e identificando las características del trabajo científico.

3.

Distingue entre hipótesis, leyes y teorías, y explica los procesos que corroboran una hipótesis y la dotan de valor científico.

8. Representa gráficamente los resultados obtenidos de la medida de dos magnitudes relacionadas infiriendo, en su caso, si se trata de una relación lineal, cuadrática o de proporcionalidad inversa, y deduciendo la fórmula.

9.

Elabora y defiende un proyecto de investigación, sobre un tema de interés científico, utilizando las TIC. 1

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BLOQUE DE APRENDIZAJE III: LOS CAMBIOS EN LA MATERIA

COMPETENCIAS: CL, CMCT, CD, CSC, CEC

Criterio de evaluación 5 5. Justificar la particularidad del átomo de carbono, la gran cantidad de compuestos orgánicos existentes, así como su enorme importancia en la formación de macromoléculas sintéticas y en los seres vivos. Reconocer los principales grupos funcionales, presentes en moléculas de gran interés biológico e industrial, en especial algunas de las aplicaciones de hidrocarburos sencillos, en la síntesis orgánica o como combustibles, representándolos mediante las distintas fórmulas y relacionarlos con modelos moleculares reales o generados por ordenador.

Mostrar las aplicaciones energéticas derivadas de las reacciones de combustión de hidrocarburos, su influencia en el incremento del efecto invernadero, en el cambio climático global y valorar la importancia de frenar su empleo para así avanzar, con el uso masivo de las energías renovables en Canarias y en todo el planeta, hacia un presente más sostenible.

Se trata de evaluar si el alumnado explica las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono, analiza sus distintas formas alotrópicas, sus estructuras y propiedades, y si es capaz de reconocer y representar hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas moleculares, semidesarrolladas, desarrolladas y las relaciona con modelos moleculares reales o virtuales, a través de moléculas activas en 3D, generadas por ordenador, indicando asimismo las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial, valorando, además, si identifica el grupo funcional a partir de la fórmula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas. Por último, se quiere comprobar si reconoce el petróleo y el gas natural como combustibles fósiles que, junto al carbono, constituyen las fuentes energéticas más utilizadas actualmente. También se debe valorar si son conscientes del agotamiento de dichas fuentes, de los problemas que sobre el medioambiente ocasiona su combustión y sobre la necesidad de tomar medidas para evitarlos y así acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles y, en consecuencia, las dificultades para cumplir los acuerdos internacionales sobre la emisión de gases de efecto invernadero y el uso creciente de las energías renovables, que inicien un presente sostenible y pongan fin al cambio climático.

Estándares de Contenidos aprendizaje 1. Interpretación de las peculiaridades del átomo de carbono: combinación con el hidrógeno y evaluables otros átomos y formar cadenas carbonadas, con simples dobles y triples enlaces. relacionados 2. Estructura y propiedades de las formas alotrópicas del átomo de carbono, sus estructuras y 22, 23, 24, 25, 26, 27. propiedades 3. Utilización de los hidrocarburos como recursos energéticos. Causas del aumento del efecto invernadero y del cambio climático global y medidas para su prevención.

4. Uso de modelos moleculares, físicos y virtuales para deducir las distintas fórmulas usadas en la representación de hidrocarburos.

5. Descripción de las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés.

6. Reconocimiento del grupo funcional a partir de la fórmula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas 7. Problemas socioambientales de la quema de combustibles fósiles. Valoración de la importancia del uso masivo de energías renovables para Canarias y para la Sostenibilidad del planeta.

Estándares de aprendizaje evaluables

22. Explica los motivos por los que el carbono es el elemento que forma mayor número de compuestos.

23. Analiza las distintas formas alotrópicas del carbono, relacionando la estructura con las propiedades.

24. Identifica y representa hidrocarburos sencillos mediante su fórmula molecular, semidesarrollada y desarrollada.

25. Deduce, a partir de modelos moleculares, las distintas fórmulas usadas en la representación de hidrocarburos.

26. Describe las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés.

27. Reconoce el grupo funcional y la familia orgánica a partir de la fórmula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas.

Descriptor núcleo de la rúbrica modificado Explica las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono sus distintas formas alotrópicas, sus estru cturas y propiedades; reconoce y representa hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas; indica las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial. Valora el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Ca narias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renova bles, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible. Analiza y valora la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030) presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

La química del carbono FY Q 4º de la ESO: “Tabla de relaciones” ¿Qué evaluar?

¿Qué enseñar

Estándares de aprendizaje evaluables (Indicadores de evaluación) 1. Explica los motivos por los que el carbono es el elemento que forma mayor número de compuestos.

Procesos cognitivos Capacidades

Contenidos

Competencias

¿Cómo enseñar?

Tareas

Explica (B: Reproducción).

C1: Gran cantidad de compuestos del carbono.

CMCT; CL

2. Analiza las distintas formas alotrópicas del carbono, relacionando la estructura con las propiedades.

Analiza (I: Relación)

CMCT; AA CD

3. Identifica y representa hidrocarburos sencillos mediante su fórmula molecular, semidesarrollada y desarrollada.

Identifica Reproducción)

C2: Formas alotrópicas del carbono.

P1: Estructura y propiedades del C. (Videos y animaciones) P2: Formula molecular, semidesarrollada, y desarrollada de hidrocarburos.

4. Deduce, a partir de modelos moleculares, las distintas fórmulas usadas en la representación de hidrocarburos.

Deduce (I: Relación) Representa (B: Reproducción).

CMCT AA CD

5. Describe las propiedades y aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés.

Describe (B: Reproducción)

P3: Representación de hidrocarburos mediante formulas y modelos moleculares. ( Uso de ChemSketch) P4: Aplicaciones de hidrocarburos.

6. Reconoce el grupo funcional y la familia orgánica a partir de la fórmula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas.

7. Analiza los problemas socioambientales causados por la quema de combustibles fósiles y valora el uso masivo de energías renovables para Canarias y para la Sostenibilidad del planeta y los ODS (2015-2030).

Reconoce (B: Reproducción)

C3: Grupos funcionales y formulas de: hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas.

P5: Problemas socioambientales.

A1: Problemas de combustibles fósiles.

A2: Valoración de las energías renovables.

A3: Valoración de la sostenibilidad.

CMCT AA CD

T1: Comentario de texto y vídeo sobre el origen histórico de la química del carbono.

A1.2: Comentario de Texto y cuestionario de opción múltiple para justificar porque el carbono forma gran cantidad de compuestos.

T2: Reconocer las formas alotrópicas del carbono y relacionar la estructura de cada una con sus propiedades.

A2.2. Comentario de textos y biografías de de científicos implicados T3: Formular y nombrar hidrocarburos sencillos. Relacionar nombres con formulas molecular, semidesarrollada y desarrollada.

A.3.2. Determinar formulas empíricas y moleculares a partir de las composición centesimal y la masa molecular (Ampliación).

T4: Utilización de modelos moleculares de bolas y varillas, de animaciones virtuales y programas digitales como ChemSketch para formular y representar hidrocarburos T5: Realizar una Web Quest para describir y asignar propiedades y aplicaciones de algunos hidrocarburos.

A5.2. Trabajo práctico planteado como una pequeña investigación: ¿De qué hidrocarburo se trata?

T6: Dada una relación de formulas orgánicas Reconocer el grupo funcional y su nombre en los casos más sencillos

Relaciona (I: Relación)

(B:

Representa (B: Reproducción)

Analiza (I: Relación)

Valora (III: Reflexión)

CMCT CD

CMCT CL CSC CD

CMCT CSC SIEE

T7: Realizar una pequeña investigación y una revisión bibliográfica que nos permita, a través de un informe escrito y audiovisual, describir, justificar las causas, sus efectos y soluciones posibles del aumento de efecto invernadero y el cambio climático global.

[Leyenda: Procesos cognitivos: B= Básicos. I= Intermedios. S=Superiores. Contenidos: C= Conceptuales. P=Procedimentales. A= Actitudinales. Competencias: CL=Comunicación lingüística; CMCT= Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología; CD=Competencia Digital; AA= Aprender a aprender; CSC= Competencias sociales y cívicas; SIEE= Sentido de iniciativa y espíritu emprendedor; CEC= Conciencia y expresiones culturales] NOTA: Los criterios de evaluación y sus estándares de aprendizaje evaluables, responden al qué evaluar, pues en ellos se encuentran los aprendizajes que el alumnado debe de adquirir y que el profesorado por tanto debe de enseñar y evaluar. Partiendo del análisis de los estándares de aprendizaje evaluables, de los criterios de evaluación que hemos adaptado y completado, verificamos cuales son los procesos cognitivos o capacidades presentes en los mismos, los diferentes tipos de contenidos y las competencias con las que más se relacionan o a las que más se contribuye con dichos aprendizajes, proponemos las tareas, actividades y situaciones de aprendizaje, más adecuadas para el alumnado al realizarlas aprenda y adquiera dichos conocimientos, El análisis de la tabla de relaciones nos muestra también el carácter equilibrado de la propuesta al contener procesos cognitivos de las tres categorías (básicos, intermedios y superiores), los tres tipos de contenidos y se relaciona y contribuye a gran parte de las competencias clave, así como su carácter coherente, al mostrar la relación y coherencia entre el qué evaluar, el qué enseñar y el cómo enseñar. La tabla de relaciones nos muestra también el carácter criterial (pues parte de los criterios y de sus estánderes). El carácter inclusivo, proponiendo un programa de actividades multinivel, al alcance de las diversas capacidades del alumnado y el carácter competencial, al relacionarse con las competencias clave y utilizar una metodología o aprendizaje basada en abordar situaciones problemáticas relevantes y contextualizadas.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono CUADRO DE PROGRAMACIÓN-1 UT 4: “Química del Carbono” Introducción: Presentación de la UT

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez Temporalización: 10

sesiones

III. ¿Cómo Enseñar?

II ¿Qué evaluar? INDICADORES DE EVALUACIÓN Estándares de aprendizaje eveluables (eae)

I.

¿Qué enseñar?

La química desde sus inicios en el siglo XVIII y XIX, se divide en dos grandes ramas: química orgánica y química inorgánica. La Química orgánica se asoció a la química de las sustancias producidas por los seres vivos. Se pensaba que las sustancias orgánicas sólo las podían sintetizar los organismos vivos, porque para preparar compuestos orgánicos se necesitaba algo que sólo poseían los seres vivos la fuerza vital. Esto pensaba el gran químico sueco Jacob Berzelius, a principios del siglo XIX, pero uno de sus discípulos, Friedrich Wholer, logra sintetizar, en 1828 en el laboratorio (in vitro) la urea, con lo dejo de tener sentido el nombre de química orgánica, que desde entonces paso a llamase química del carbono. Los compuestos del carbono son mucho más numerosos que los inorgánicos, (los que forman el resto de los elementos). Los compuestos del carbono son sustancias de gran interés biológico, industrial y energético, por sus grupos funcionales caracterizados, su estructura determina sus propiedades y aplicaciones y su combustión genera problemas socioambientales, o que resaltamos en esta Unidad didáctica Objetivos de la Unidad de trabajo 0. Utilizar los diferentes aspectos de una investigación científica para abordar los interrogantes y problemas planteados y Señalando los de valorar las relaciones existentes entre la tecnología, sociedad y el medio ambiente (relaciones CTSA). ampliación entre 1. Comprender las razones por las que el carbono es el elemento que forma un mayor número de compuestos, asterisco (*) Los objetivos en 2. Reconocer las distintas formas alotrópicas del carbono y *relacionar la estructura de las mismas con sus propiedades*. negrita hacen 3. Nombrar y formular hidrocarburos sencillos mediante su fórmula molecular, semidesarrollada y desarrollada. referencia a los 4. Obtener la formula de un hidrocarburo a partir de sus diferentes modelos moleculares. objetivos 5. Describir las propiedades y aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés.

6. Identificar el grupo funcional y la familia orgánica a partir de la fórmula de diferentes alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos propuestos en el tema longitudinal carboxílicos, *ésteres y aminas*. de procedimientos 7. Indicar los problemas socioambientales causados por la quema de combustibles fósiles y valorar el uso masivo de energías comunes. renovables para Canarias y para la Sostenibilidad del planeta.

Contenidos específicos Conceptuales Procedimentales Actitudinales C1: Justificación de la gran cantidad P1: Estructura y propiedades del carbono.

A1: Problemas de combustibles de compuestos del carbono.

P2: Formula molecular, semidesarrollada, y desarrollada de hidrocarburos. fósiles.

C2: Formas alotrópicas del carbono.

P3: Representación de hidrocarburos mediante formulas y modelos A2: Valoración de las energías C3: Grupos funcionales y formulas moleculares. renovables. de: hidrocarburos, alcoholes, P4: Aplicaciones de hidrocarburos.

A3: Valoración de la aldehídos, cetonas, ácidos P5: Problemas socioambientales. sostenibilidad. carboxílicos, *esteres y aminas*.

Competencias En los objetivos y contenidos se integran las Competencias que hemos desarrollado en la primera parte de la programación siendo el referente del proceso de enseñanza aprendizaje por lo que se incluyen en los Indicadores de Evaluación que integran dichos aspectos relacionándose por con los demás elementos curriculares en las tablas de relaciones de cada criterio que hemos desarrollo. En esta UD resaltamos las competencias: (CMCT; AA; CL) que son a las que más contribuimos en función de los aprendizajes propuestos que describimos en los estándares de aprendizaje Orientaciones para la evaluación ¿Qué evaluar? Resultados de aprendizaje. Criterios e indicadores de ¿Cómo evaluar? evaluación.

Instrumentos de evaluación 1. Explica los motivos por los que el carbono es el elemento que forma mayor número de compuestos. - Observación directa (CMCT; CL)  Cuaderno o diario del profesor.

2. Analiza las distintas formas alotrópicas del carbono, *relacionando la estructura con las propiedades*.  Listas de verificación (CMCT; AA)  Cuaderno o portfolio del 3. Identifica y representa hidrocarburos sencillos mediante su fórmula molecular, semidesarrollada y alumnado. desarrollada. (CMCT)  Informe de laboratorio.

4. Deduce, a partir de modelos moleculares, las distintas fórmulas usadas en la representación de  Listas de verificación hidrocarburos. (CMCT; AA; CD)  Lista de control con escala 5. Describe las propiedades y aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés. (CMCT; CL; CSC) estimativa.  Rubrica.  Prueba 6. Reconoce el grupo funcional y la familia orgánica a partir de la fórmula de alcoholes, aldehídos, cetonas, escrita o examen. ácidos carboxílicos, *ésteres y aminas*. (CMCT; AA; CD) ¿Cuándo evaluar?

7. Analiza los problemas socioambientales causados por la quema de combustibles fósiles y valora el uso Antes, durante y después del proceso masivo de energías renovables para Canarias y para la Sostenibilidad del planeta. (CMCT; CSC; SIEE) de enseñanza aprendizaje Competencias Clave: CL=Comunicación lingüística; CMCT= Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología; CD= Competencia Digital; AA= Aprender a aprender; CSC= Competencias sociales y cívicas; SIEE= Sentido de iniciativa y espíritu emprendedor; CEC= Conciencia y expresiones culturales Orientaciones metodológicas. Materiales y Agrupamientos.

Atención a la Dificultades de aprendizaje. Ideas alternativas del recursos didácticos. diversidad alumno - Modelo de enseñanza aprendizaje por Trabajo en grupos cooperativos  Gran parte de la Química orgánica es percibida como investigación orientada. Aprendizaje Basado en heterogéneos, permite una enseñanza un cúmulo de información que carece de sentido para situaciones problemáticas (ABP) “Nos planteamos más individualizada y una mejor respuesta la mayor parte de los estudiantes. las preguntas clave, las definimos o acotamos, para educativa a la diversidad, (usando como  Las distintas representaciones de la estructura de las que puedan ser investigables, emitimos una referente el Decreto 25/2018, Orden 7 de moléculas, como por ejemplo modelos de bolas y hipótesis orientadora, elaboramos un plan de junio de 2007, por la que se regulan las barras o modelos de empaquetamiento, son vistas por trabajo para comprobarla y lo aplicamos, medidas de atención a la diversidad. el alumnado como algo nuevo a aprender, más que obtenemos los datos necesarios y, analizamos los Proporcionar diferentes estrategias y como algo para explicar aquello que ha de ser resultados obtenidos, los tratamos adecuadamente recursos dentro del proceso, permite la aprendido. y sacamos conclusiones. Elaboramos los productos tutoría por parejas en grupos solicitados y realizamos informes, escritos, orales y heterogéneos, y la tutoría de grupos  Los estudiantes son incapaces de determinar las audiovisuales”, los compartimos, publicamos y homogéneos con dificultades especificas propiedades de un átomo o un grupo funcional; tienen difundimos. Recursos: Libros de consulta, por parte de un alumno a alumna con más dificultades de seleccionar los parámetros pertinentes animaciones, Aula Medusa, Cañón, Laboratorio capacidad, que haya ya adquirido el a considerar. Por ejemplo estimar la relación del tamaño del átomo, su electronegatividad y polarización de Química Modelos Moleculares, Programa aprendizaje con su reactividad.

ChemSketch, etc.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

Cuadro de Programación -2: UD4 : “Introducción a la química del carbono”

“Temporalización: 10 sesiones”

Sesión 1 Sesión 5

Sesión 4

Sesión 3

Sesión 2

Iniciales

¿Cómo enseñar? Algunas de las tareas, actividades y situaciones de aprendizaje propuestas Programa de tareas y actividades propuestas. Descripción y comentarios didácticos

Competencias

Presentación de la Unidad y de su importancia por el profesor T0. Actividades iniciales: KPSI: Lo que crees saber sobre la química del carbono Cuestionario de opción múltiple T1. Indagar sobre cuáles son las propiedades de las sustancias orgánicas o compuestos del carbono

CMCT; CL

T2. Averiguar son las estructura y las propiedades características de las diferentes formas alotrópicas del carbono?

Animaciones en Flash-Videos. Pequeña investigación

CMCT; AA CD

Situación de aprendizaje: Preparando una ponencia para un congreso científico ¿Cuáles son las propiedades y aplicaciones de los compuestos del carbono y cual es el impacto ambiental de sus combustiones?

CMCT

T3. Investigación sobre las combustiones y sobre el impacto ambiental de las mismas T4. Representación de las distintas formulas de los diferentes hidrocarburos con modelos moleculares.

Reconocer fórmula empírica, molecular, semidesarrollada, desarrollada y estructural- Animaciones en flash y uso de ChemSketch Calculo de formulas empíricas y moleculares T5. Aplicaciones de los principales hidrocarburos y otros compuestos orgánicos Comentario de Textos.

Trabajo práctico: Experiencias para diferenciar alcanos y alquenos Realización de una Webquest y evaluación mediante rúbrica

Sesión 8

Indica y formula el grupo funcional de un compuesto orgánico a través de la formula de hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas Analiza y completa tablas

CMCT AA CD

CMCT CL CSC CD

de

 Cuaderno portfolio alumnado.

o del

 Cuaderno portfolio alumnado.

o del

 Informe laboratorio.

de

 Listas verificación

de

 Lista de control con escala estimativa.  Rubrica.

CMCT AA CD

CMCT CSC SIEE

 Cuaderno portfolio alumnado.

o del

 Cuaderno o diario del profesor.  Rubrica.

AA

 Prueba escrita o examen.

Sesión 9

CMCT CSC

 Lista de control con escala estimativa.

T10.R Grupos de trabajo homogéneos de alumnado en función de la necesidad de aprendizaje detectada Fichas de trabajo. Presentación digital. Cuestionario Sesión 10

 Listas verificación

 Cuaderno o diario del profesor.

T8. Problemas sociambientales causados por la combustión de combustible

Revisión del trabajo realizado Prueba examen escrita de síntesis del tema

Finales

 Cuaderno o diario del profesor.

CMCT AA CD

fósiles Importancia tendría la utilización masiva de las energías renovables en Canarias y en el mundo.

de

- Observación directa

T7 Opcional: Nombra y formula compuestos del carbono con las principales funciones orgánicas Trabajo experimental: Propiedades de las principales funciones orgánicas Biografías de científicos

T9 ¿Cómo contribuir a los ODS (2015-2030)

Secuencia complementaria Ampliación Refuerzo

Secuencia básica

De desarrollo

Sesión 7

Sesión 6

T6. Reconoce las principales funciones orgánicas:

Instrumentos evaluación

T10.A Grupos de trabajo homogéneos de alumnado en función de sus intereses de aprendizaje Pequeña investigación experimental Trabajo biográfico Antonio González y líneas de investigación del IUBO-AG

CMCT CSC

AA CD CEC

 Cuaderno portfolio alumnado.

o del

 Lista de control con escala estimativa.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

UP: “Iniciación a la Química del Carbono”. Programas de investigación A lo largo de este curso hemos estudiado con cierto detalle algunos cambios materiales, tratando de investigar cómo ocurren unos y cómo podemos hacer que se produzcan otros que, por alguna razón, nos interesen, teniendo siempre en cuenta la necesidad de un desarrollo sostenible. ¿Por qué, para terminar los aprendizajes sobre la química, vamos a plantearnos una introducción a la química del carbono? ¿Qué tiene de especial la química de éste elemento para que merezca este estudio particular?

Situaciones problemáticas relevantes a investigar ¿Se puede obtener materia orgánica a partir de materia inorgánica? ¿Cómo se originaron los seres vivos?

1. ¿Cuáles son las propiedades características del átomo de carbono que justifican la enorme cantidad de compuestos del carbono? ¿Cuáles son las propiedades generales de las sustancias orgánicas?

2. ¿Cuál es la estructura y las propiedades de las formas alotrópicas del átomo de carbono? ¿Cuáles son las características del grafito, el diamante, fullerenos, nanotubos y grafeno?

3. ¿Cuál es la importancia de los hidrocarburos como combustibles o recursos energéticos? ¿Cuáles son las causas, los efectos y las soluciones posibles del aumento de efecto invernadero y del cambio climático global?

4. ¿Cómo se representan las distintas formulas de los diferentes hidrocarburos con modelos moleculares físicos y virtuales?

5. ¿Cuáles son las aplicaciones de los principales hidrocarburos?

6. ¿Cómo reconocer el grupo funcional a través de la formula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas?

7. ¿Cuáles son los problemas sociambientales causados por la combustión de combustibles fósiles? ¿Qué importancia tendría la utilización masiva de las energías renovables en Canarias y en el mundo? ¿Cómo contribuir a los ODS (2015-2030)?

La química orgánica estudia básicamente el átomo de carbono, así como las propiedades y reactividad de los numerosos compuestos que éste forma. La excepción serían el monóxido y el dióxido de carbono, CO y CO2, los carbonatos, bicarbonatos y cianuros (por ejemplo: CaCO3, HNaCO3, KCN) que se siguen considerando en gran parte compuestos inorgánicos.

El calificativo de orgánica tiene su origen en el siglo XIX cuando se creía, siguiendo a Jacob Berzelius, que las sustancias producidas por los organismos vivos, los llamados compuestos orgánicos, sólo podían formarse mediante una «fuerza vital» específica que impedía su síntesis artificial en el laboratorio.

En 1828, el químico alemán Friederich Wohler invalidó esta teoría al sintetizar urea, típico producto del metabolismo de los animales, obtenido a partir de sustancias inorgánicas como el amoníaco acuoso y el cianato de plomo (II). A partir de ese momento los químicos sintetizaron nuevos compuestos orgánicos y se fueron abandonando de manera progresiva las teorías vitalistas, con lo que la química orgánica se fue ciñendo a las bases científicas indispensables para la eficaz comprensión de cualquier fenómeno experimental. A medida que nuevas sustancias orgánicas se iban sintetizando en los laboratorios siguiendo las mismas leyes y normas que cualquier otro compuesto químico, la cantidad de productos fabricados se fue incrementando de manera vertiginosa.

En la actualidad se conocen cerca de siete millones de compuestos orgánicos, sintéticos y naturales (frente a los aproximadamente cien mil compuestos inorgánicos) y el ritmo de crecimiento se acerca a los cien mil nuevos compuestos anuales, aunque no todos tengan una aplicación directa.

No olvidemos que la gran variedad de plásticos, medicamentos, jabones y detergentes, ceras y barnices, pinturas y colorantes, insecticidas y herbicidas, gasolinas, cauchos y fibras textiles, etc., son productos de uso cotidiano, a menudo imprescindible, que se incluyen dentro de la química orgánica.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

“Iniciación a la Química del Carbono” 0. ¿Cuál es la importancia de la química del carbono? ¿Cuáles son sus principales aplicaciones e implicaciones sociales? Presentación de la Unidad y de su importancia por el profesor

Sesión 1 T0.1 Actividades iniciales: Cuestionario KPSI: Lo que crees saber sobre la química del carbono

(Knowledge and Prior Study Inventory) (Tamir). Inventario de Conocimientos Previos) Señalar en el cuestionario de la tabla, la intensidad con que percibes conocer y poseer las habilidades necesarias para desarrollar los siguientes temas.

1 2 4 No sé nada Sé un 3.Lo conozco bien Lo domino y lo puedo poco explicar a otros 1. ¿Por qué hay una enorme cantidad de compuestos del carbono?

2. ¿Cuáles son las propiedades generales de las sustancias orgánicas?

5. ¿Cuáles son las formas alotrópicas del carbono?

4. ¿Cuál es la estructura y las propiedades de las formas alotrópicas del átomo de carbono?

5. ¿Cuál es la importancia de los hidrocarburos como combustibles o recursos energéticos?

6. ¿Cuáles son las causas, los efectos y las soluciones posibles del aumento de efecto invernadero y del cambio climático global?

7. ¿Cómo se representan las distintas formulas de los diferentes hidrocarburos con modelos moleculares físicos y virtuales?

8. ¿Cuáles son las aplicaciones de los principales hidrocarburos?

9. ¿Reconoces el grupo funcional a través de la formula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas?

10. ¿Conoces cuáles son los problemas sociambientales causados por la combustión de combustibles fósiles?

11. ¿Qué importancia tendría la utilización masiva de las energías renovables en Canarias y en el mundo?

12. ¿Cómo contribuir a los ODS (2015-2030)?

T02. Cuestionario de opción múltiple y Verdadero/Falso 1. El hecho de que exista un elevadísimo número de moléculas orgánicas diferentes se debe fundamentalmente a que: a) Los átomos de carbono pueden formar cadenas muy largas. b) Dentro de una mima molécula, los átomos de carbono pueden adquirir distintas hibridaciones. c) Los átomos de carbono, además de forma enlaces sencillos entre sí, pueden formar enlaces múltiples (dobles o triples). d) Distintas sustancias pueden tener la misma fórmula molecular.

2 . El grupo funcional de un compuesto orgánico: a) Es responsable del comportamiento químico del compuesto. b) Permite diferenciarlo de otros isómeros. c) Da nombre a la cadena carbonada. d) No influye en las propiedades físicas del compuesto.

3 . L o s a l c a n os : a ) S o n m u y r e a c t i v o s . b ) D a n r e a c c i o n e s d e su s t i t u c i ó n . c ) P r e s e n t a n e n l a c e s p o r pu e n t e s d e h i d r ó ge n o . d ) S ó l o d a n r e a c c i o n e s d e c o m b u s t i ón p a ra f o r ma r C O 2 y H 2 O .

4. Los alquenos: a ) S o n m e n o s r e a c t i v o s q u e l o s a l c an o s . b ) P u e d e n s u f r i r r e a c c i on e s d e a d i c i ó n y d e o xi d a c i ó n ( c om b us t i ó n ) . c ) P r e s e n t a n c a rb o no s c o n h i b r i d a c i ón s p . d) Tienen de fórmula general C nH2n-2 EJERCICIOS DE VERDADERO-FALSO V F 1. Dos compuestos orgánicos que tienen la misma fórmula empírica y diferente formula desarrollada son isómeros.

2. Cuanto más larga es la cadena carbonada de un alcohol, menos soluble en agua es.

3. Un alcano es más reactivo que un alqueno.

4. La fórmula general de un alqueno con una sola insaturación es CnH2n 5. Un compuesto de fórmula general R-CHO pertenece a la serie homóloga de los alcoholes 6. La fórmula general de los alcoholes es R-CHO 7. El punto de fusión y ebullición de los hidrocarburos disminuye al aumentar su masa molecular 7

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1. ¿Cuáles son las propiedades características del átomo de carbono que justifican la enorme cantidad de compuestos del carbono? ¿Cuáles son las propiedades generales de las sustancias orgánicas?

T1. ¿Cuáles son las propiedades de las sustancias orgánicas o compuestos del carbono?

Completa el siguiente texto con las palabras: vital, orgánica, artificial, vivos, invalidó El calificativo de química tiene su origen en el siglo XIX cuando se creía que las sustancias producidas por los seres , llamadas orgánicas, sólo podían formarse mediante una fuerza específica que impedía su síntesis en el laboratorio. Sólo los animales y las plantas parecían tener esa fuerza vital. En 1828, el químico alemán F. Wöhler esta teoría al sintetizar urea, típico producto animal, que forma parte de la orina de los mamíferos, a partir de sustancias inorgánicas.

A1.2 ¿Por qué los compuestos del carbono se siguen denominado sustancias orgánicas?

A1.3 Lee atentamente las principales propiedades de los compuestos orgánicos, que se recogen a continuación, e indica cuales de ellas son responsables del la enorme cantidad de compuestos del carbono: · 1. Forman parte de los seres vivos o de las sustancias relacionadas con ellos, (contienen C,H,O,N,P,S). · 2. Sus enlaces intramoleculares son covalentes muy estables y los intermoleculares puentes de hidrógeno (en compuestos con oxígeno y nitrógeno) o fuerzas de Van der Waals. · 3. Los átomos de carbono se enlazan entre sí, pudiendo formar enlaces simples, dobles o triples en largas cadenas abiertas o cerradas (cíclicas) y forman isómeros (sustancias con la misma fórmula molecular y distinta formula desarollada) · 4. La mayoría son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos. · 5. La mayoría se desnaturalizan por el calor y arden con facilidad. · 6. Sus reacciones suelen ser lentas al tener que romper enlaces muy estables. · 7. En sus reacciones se suelen producir reacciones secundarias y rendimientos variables. · 8. Sus reacciones pueden ser catalizadas por encimas.

A1.4 Indica de las siguientes propiedades cuales son características solo de las sustancias orgánicas, solo de las sustancias inorgánicas y cuáles de ambas: Propiedades Sustancias orgánicas Sustancias inorgánicas ambas

a) Solubles en agua b) Catálisis enzimática c) Contienen básicamente: C,H,O,N

d) Solubles en disolventes orgánicos e) Resistentes al calor f)Forman enlaces metálicos

g) Sus reacciones pueden ser catalizadas h) Contienen enlaces químicos i) Pueden reaccionar químicamente

A1.5 Muchos compuestos orgánicos además de átomos de C e H pueden contener algún átomo de otros elementos capaces de formar enlaces covalentes con el C. Señala alguno de estos elementos.

A1.6 Dados los siguientes compuestos, identifica cuáles de ellos son orgánicos: a) CH3-COOH; b) CaCO3; c)KCN; d) CH3 -CN; e) NH4Cl; f) CH3-NH-CH2-CH3; g) Cl-CH3CH3

A1.7 En nuestra vida diaria, la importancia de los compuestos del carbono tiene mucho que ver con sus propiedades físicas y químicas.

De las propiedades indicadas en los siguientes apartados, indica cuáles son ciertas para los compuestos de carbono: a) Son muy buenos conductores de la corriente eléctrica. b) Son muy solubles en agua. c) Reaccionan lentamente o incluso no reaccionan con muchas sustancias. d) Presentan una gran estabilidad térmica.

V

F

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A1-8 COMENTARIO DE TEXTO: Lee el siguiente texto y realiza las actividades indicadas

El Vitalismo y el nacimiento de la Química del carbono De Berzelius y la teoría vitalista a Wöhler y la síntesis de la Urea A finales del Siglo XVIII a las sustancias se les clasificaba según su comportamiento ante el fuego, si eran resistentes al calor, se decía que eran inorgánicas (provenientes del reino mineral) y si eran sensibles al calor, se les clasificaba como orgánicas (provenientes del reino animal o vegetal). Esta clasificación le sirvió a Berzelius para proponer la teoría vitalista. Esta teoría fue formulada a principio del siglo XIX por Jöns Jacob Berzelius, en ella se plantea que los compuestos como el azúcar, urea, almidón, ceras y aceites vegetales sólo pueden ser creados por los organismos vivos: animales y los vegetales, pues se creía que tales productos necesitaban de una «fuerza vital» o «principio vital» para ser elaborados.

Berzelius, dijo, “es imposible que una sustancia orgánica se convierta en inorgánica y una inorgánica en orgánica”. Por tanto las sustancias orgánicas jamás se podrán obtener en el laboratorio “in vitro”, sino en los organismos vivos “in vivo”. Su alumno Friedrich Wöhler se encargaría de desmentirlo Años más tarden 1828, a un alumno destacado de Berzelius, Friedrich Wöhler se le ocurrió la magnífica idea de calentar cianato de amonio (sustancia inorgánica) y obtuvo urea (sustancia orgánica). Realizó una y otra vez el experimento, para estar completamente seguro. Demostró con ello, a su maestro Berzelius, que es posible sintetizar compuestos orgánicos en el laboratorio a partir de compuestos inorgánicos. Este experimento fue realizado en 1828 por el químico alemán, Friedrich Wöhler. Su trabajo consistió en obtener cianato de amonio, para posteriormente transformarlo en urea. La urea se obtenía, hasta antes de este descubrimiento, por el calentamiento de la orina de los animales mamíferos. La obtención de la urea en el laboratorio, fue considerada un logro importante por los químicos de la época. Sin embargo, esto no provocó la caída instantánea de la teoría vitalista, su influencia permaneció hasta la mitad del siglo XIX. Podemos decir que la caída final del vitalismo se da con los trabajos de síntesis de Hermann Kolbe del ácido acético y ácido salicilico y E. Berthelot en la década de los 50, logro sintetizar: etano, acetileno, benceno, ácido fórmico, alcohol metílico y alcohol etílico en el laboratorio.

Con ello la teoría vitalista salto en mil pedazos y perdió sentido seguir llamando Química Orgánica, a la que hoy se denomina con mayor propiedad química del carbono.

Berzelius, Jöns Jacob (1779 - 1848)

Wöhler, Friedrich (1800-1882),

Sintesis de la Urea (1828)

Actividades a) Haz un resumen del texto destacando las ideas principales.

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b) ¿Qué es el vitalismo? ¿Cuándo y por qué empieza a ponerse en duda? ¿Qué relación tienen los términos compuesto orgánico y química orgánica con la teoría vitalista?

c) Se puede considerar la síntesis de la Urea en 1828 un hecho casual, llamado “Serendipia”. ¿Conoces otros descubrimientos casuales en Ciencias? ¿Por qué se resistió a desaparecer la teoría vitalista?

d) Argumenta la pertinencia de los términos “compuesto orgánico” y “química orgánica” en la actualidad.

f) ¿Qué sustancias obtuvieron en el laboratorio, fuera de organismos vivos (in vitro) los químicos: Wohler, Kolbe y Berthelot a mediados del S XIX? ¿Cuáles son sus grupos funcionales y sus formulas?

Químicos orgánicos Nombre de la sustancia obtenida Grupos funcionales y Formula desarrollada Wohler

Kolbe

Berthelot.

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Tareas 1. ¿Cómo impactó la síntesis de la urea en el desarrollo posterior de la Química del carbono?

2. ¿Por qué se le considera a esta síntesis un cambio paradigmático en la historia de la Química?

3. ¿Cuál es la composición de la orina humana? ¿Con cuáles enfermedades se asocian los valores anormales en la concentración de los componentes de la orina?

4. ¿Cuáles son las aplicaciones de la urea en la vida cotidiana?

Respuesta Preguntas V/F V F 1. Las sustancias como el azúcar, almidón, urea y aceites vegetales, fueron denominados compuestos orgánicos, por ser elaborados por organismos vivos.

2. La teoría vitalista propició la investigación y síntesis de muchos compuestos del carbono en el laboratorio.

3. El químico alemán Friedrich Wöhler sintetizó la urea, primer compuesto del carbono en el laboratorio a partir de sustancias inorgánicas: cianato de amonio.

3. Hasta antes de 1828, la urea se obtenía principalmente del calentamiento de la orina humana 4. Hasta antes de 1828, la urea se obtenía principalmente del calentamiento de la orina humana.

5. Los valores anormales de urea en la orina presuponen un fallo renal.

6. El uso principal de la urea se encuentra en la industria automotriz.

7. La obtención de la urea propició un cambio paradigmático en la historia de la química: la posibilidad de sintetizar compuestos orgánicos 8. Hasta antes de la síntesis de Wöhler se clasificaban a los compuestos como inorgánicos, si procedían del reino animal y orgánicos, si provenían de seres vivos, plantas y animales 9. J.J. Berzelius químico sueco fue quien introdujo el término química orgánica.

10. Hoy el término química orgánica sigue perdurando, a pesar de que se com-probó la falsedad de la teoría vitalista. ¿Será que se niega a morir?

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El Inglés: “El Idioma de la Ciencia” En forma colaborativa traduzcan del inglés al español el siguiente texto y den respuesta a las siguientes interrogantes: “Early in the nineteenth century it was found that organic compounds can be made synthetically in the laboratory from substances that are not associated with in the processes at all. About 150 years ago the German chemist Friedrich Wöhler accidentally prepared the “organic” compound urea, CO(NH 2)2, through the thermal decomposition of “inorganic” ammonium cyanate, NH4CNO. As a result of his work, the separation of chemistry into divisions of organic and inorganic lost its meaning. Urea is excreted by a normal human adult at a rate of approximately 25 grams per day. When Wöhler wrote to his teacher, Berzelius, “I must tell you that I can prepare urea without requiring a kidney of an animal, either man or dog”, a milestone was reached in chemistry, and the name “organic chemistry” became a historical relic. today, organic chemistry is defined as the chemistry of carbon compounds.

Actividades 1. ¿A qué se refiere Friedrich Wöhler, cuando le comunica a su maestro Berzelius que no ocupa de riñones de animal para obtener urea?

2. Argumenta por qué el término química orgánica no tiene sentido que siga siendo utilizado actualmente, y sólo ser considerado parte de la historia.

3. ¿Qué tiene el carbono en especial, que se dedica toda una rama de la química a estudiar sus compuestos?

4. ¿Cuál es el nombre propuesto para la química orgánica?

5. ¿Cuántos gramos de urea son excretados al día por una persona adulta?

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Sesión 2 2. ¿Cuál es la estructura y las propiedades de las formas alotrópicas del átomo de carbono? ¿Cuáles son las características del carbón, grafito, el diamante, fullerenos, nanotubos y grafeno?

T2 ¿Cuáles son las estructura y las propiedades características de las diferentes formas alotrópicas del carbono?

A2.1 Ejecuta la animación en flash y con la información obtenida rellena la siguiente tabla Formas alotrópicas del C

Estructura

Propiedades

Carbón Grafito Diamante Fullereno Nanotubos Grafeno

A2.2 El carbón es un tipo de roca formada en zonas pantanosas, por la descomposición de restos vegetales. Esta descomposición es llevada a cabo por bacterias anaerobias, es decir, que viven en ambientes pobres en oxígeno.

Los tipos de carbón son: turba, lignito, hulla y antracita que se utiliza en algunas centrales térmicas para obtener energía eléctrica.

Tipos de carbón Características

turba lignito hulla antracita

% de carbono

Poder energético Mayor poder energético Menor poder energético

A2.3 Los Fullerenos

Retrato de científicos Richard Smalley (1943-2005 ) Harry Kroto (1939-2016) Los fullerenos Durante varios años, las investigaciones del profesor Richard Smalley de la Rice University y sus colaboradores se concentró en los cúmulos de átomos, aglomeraciones pequeñas de diez o más átomos, y su posible aplicación a los semiconductores. Estos trabajos los llevaron a estudiar los cúmulos de átomos de carbono y, en última instancia, a los fullerenos (buquibolas) en 1985. Los investigadores estaban tratando de producir un cúmulo de átomos de carbono sin enlaces "colgantes" (no utilizados). C60 es exactamente ese tipo de cúmulo: una molécula sin "cabos sueltos". Desde 1985 este inmenso y nuevo campo de investigación ha dado pie a la publicación de cientos de trabajos técnicos en revistas científicas.

Cuando las pruebas experimentales verificaron la existencia de las moléculas C60, Smalley armó pentágonos y hexágonos de papel esa noche en su cocina para crear un modelo de cómo los 60 átomos de carbono podían estar acomodados intactos. El modelo parecía un balón de fútbol y resultó ser la estructura correcta. Pero, ¿qué nombre podía dársele?

Smalley recuerda cómo surgió el nombre. ..... Le pregunté a Harry (Kroto) si recordaba quién había sido el arquitecto que trabajaba con domos grandes. ¿La estructura de esos domos no se parecía a una red curva de hexágonos? Él dijo que había sido Buckminster Fuller. En un dos por tres dibujamos un balón en la pizarra y gritamos, con humor al estilo Monty Python, ¡ES BUCKMINSTER FULLER ... ENO! ... Smalley añade, "Así que nos armamos de valor y enviamos el artículo, después de añadir un párrafo al final en el que nos disculpábamos por el título y dejábamos el nombre definitivo de la molécula para que se acordara por consenso." El festivo nombre se usó en el título del trabajo de investigación presentado a la prestigiosa revista Nature. La revista se apresuró a aceptar las emocionantes noticias de la nueva y sorprendente forma del carbono, con todo y su frívolo título (y una fotografía de un balón de fútbol).

Richard Smalley, Harry Kroto y Robert Curl, Jr. recibieron el premio Nobel de Química de 1996 por su descubrimiento de los fullerenos.

Actividades 1. ¿Qué son los fullerenos? ¿Cuáles son las formas alotrópicas del carbono?

2. Busca información y realiza un informe sobre los fullerenos, su estructura y propiedades.

3. Busca información y realiza una ficha biográfica, recogiendo sus vidas, su obra y la sociedad de su tiempo sobre los premios Nobel de 13

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química. de 1996: Smalley, Kroto y Kurl, por su descubrimiento de los fullerenos.

A2.4 Los nanotubos y el grafeno

Comentario de texto; Grafenos y nanotubos de carbono En los últimos años, el material bidimensional grafeno (formado por una sola capa de átomos de carbono) y su versión enrollada, los nanotubos de carbono, han dado lugar a una avalancha de publicaciones debido a sus insólitas propiedades electrónicas, térmicas, ópticas y mecánicas. ¿Cuál es el origen físico de estas características? ¿Qué aplicaciones permiten?

Estos dos alótropos del carbono están llamados a perfilar el futuro de la microelectrónica, la nanotecnología y la ciencia de materiales. En química, se denominan nanotubos a estructuras tubulares (cilíndricas), cuyo diámetro es del tamaño del nanómetro.

Si las propiedades eléctricas son, de por sí, sorprendentes, las propiedades mecánicas pueden llegar a serlo aún más. La estabilidad y robustez de los enlaces entre los átomos de carbono, del tipo sp2, les proporciona la capacidad de ser la fibra más resistente que se puede fabricar hoy día.

En 1991 Sumio Lijima sintetiza los nanotubos de carbono.

En 2008 se concede el Premio Príncipe de Asturias de Ciencia y Tecnología a Sumio Lijima y a otros Shuji Nakamura, Robert Langer, George M. Whitesides y Tobin Marks pioneros en nanotecnología y en el descubrimiento de los diodos emisores de luz (LEDs), biomateriales que posibilitan la liberación inteligente de fármacos, la producción de tejidos y órganos para trasplante, así como la fabricación de materiales en la nanoescala, el desarrollo de nuevos plásticos y materiales reciclables Más resistentes que el acero, estas macromoléculas fibriformes hallan un campo prometedor de aplicación en los dispositivos electrónicos. Podrían utilizarse nanotubos de carbono en microelectrónica para fabricar chips de memoria de nuevo cuño.

El grafeno es un material nanométrico bidimensional, consistente en una sola capa de átomos de carbono fuertemente cohesionados mediante enlaces que presentan hibridación sp2 y dispuestos en una superficie uniforme, ligeramente ondulada, con una estructura semejante a la de un panal de abejas por su configuración atómica hexagonal. Un milímetro de grafito contiene tres millones de capas de grafeno.

Es el material más resistente que se conoce en la naturaleza, más fuerte que el acero estructural con su mismo espesor y más duro que el diamante, y, sin embargo, su grosor oscila entre 1 y 10 átomos de carbono. Al ser tan fino y apreciarse solamente dos de sus dimensiones, se le considera un material bidimensional, el único que es capaz de mantenerse estable hasta con el grosor de un átomo.

El grafeno es una lámina de carbono cuyo espesor puede ser de un solo átomo tiene increíbles propiedades mecánicas, electrónicas, químicas, magnéticas y ópticas que lo han convertido en uno de los nanomateriales más estudiados en la actualidad. Además, al ser carbono puro, es abundante en la naturaleza y ecológico.

En el 2004 Guein y Novosiólov realizan la síntesis del grafeno.

Konstantín Serguéievich Novosiólov es un físico ruso-británico conocido por sus trabajos sobre el grafeno junto con Andréy Gueim, por los cuales recibieron el Premio Nobel de Física en 2010. Es miembro del grupo de trabajo de mesoscópica de la Universidad de Mánchester como investigador de la Royal Society.

Premio europeo de física en 2008, "por descubrir y aislar libremente una capa atómica de carbono (grafeno) y describir sus notables propiedades eléctricas. Premio Nobel de Física en 2010, junto con Andréy Gueim, "por sus innovadores experimentos del material bidimensional grafeno”.

Sumio Lijima (1939-

)

Konstantín Novosiólov (1974)

Actividades 1. Busca información y realiza un informe sobre los nanotubos de carbono y sobre el grafeno, explicando su estructura y propiedades.

2. Realiza una ficha biográfica sobre el premio príncipe de Asturias 2008 Sumio Lijima por la síntesis de los nanotubos de carbono o sobre los premios Nobel de 2004 Guein y Novosiólov por la síntesis del grafeno.

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Sesión 3 3. ¿Cuál es la importancia de los hidrocarburos como combustibles o recursos energéticos? ¿Cuáles son las causas, los efectos y las soluciones posibles del aumento de efecto invernadero y del cambio climático global?

T3. ¿Qué es una combustión y cuál es el impacto ambiental de las mismas?

A3.1 Cuáles son las principales sustancias orgánicas o compuestos del carbono, que se utilizan como combustibles escribe la ecuación de combustión del gas propano y del hexano Combustión propano Combustión hexano A3.2 “Grupos de científicos norteamericanos, británicos y soviéticos han demostrado que el proceso de calentamiento global de la Tierra se había acelerado más en la última década que durante todo el siglo pasado. Comprobaron que los cuatro años de temperaturas más elevadas pertenecen a la última década.” a) ¿Por qué crees que está aumentando la temperatura global del planeta? ¿Qué nombre recibe dicho fenómeno? ¿En qué consiste? b) ¿Qué consecuencias tiene para el medio ambiente? ¿Qué podemos hacer para paliar la situación? a) b)

A3.3 Dadas las energías de combustión del metano, propano y butano en kJ/mol. Calcular: a) quien desprende mayor energía por gramo de hidrocarburo quemado poder energético (kJ/g). d) Escribe la reacción de combustión. e) Deduce quién contribuye menos al aumento de efecto invernadero mayor cantidad de energía producida por cada g de CO2 desprendido. f) Deduce quién contribuye más al aumento de efecto invernadero mayor cantidad de g de CO2 desprendido por cada kilo de hidrocarburo quemado.

Energía de b) Poder c) Poder contaminante d) Reacción química de e) g CO2/kg Hidrocarburos combustión (kJ/mol)

Metano (CH4) Propano (C3H8) Butano (C4H10) Octano (C8H18) Etileno (C2H4) Acetileno(C2H2)

energético (kJ/g)

(kJ/g CO2)

combustión ajustada

1. 022 kJ/mol 2.218 kJ/mol 2.876 kJ/mol 5.457 kJ/mol

1.386,1 kJ/mol 1.299,6 kJ/mol.

A3.4 Supón que vas a ir de excursión varios días, por lo que alquilas una tienda, te llevas tu mochila y tu saco de

dormir; en la mochila entre otras cosas quieres llevar combustible para cocinar. En el mercado encuentras dos tipos de bombonas con las siguientes características:

Combustible Butano Propano

Fórmula C4H10 C3H8

Masa (kg) 4 4

Volumen (L) 2 2

Precio (€) 3,5 3,5

∆H comb(kJ/mol) - 2876 - 2218

A la vista de lo anterior y, teniendo en cuenta que no hace mucha gracia llevar mucho peso inútil en la mochila ni gastar dinero inútilmente, y que te interesa sacar el máximo de energía de las bombonas, a) ¿por cuál de ellas te decidirías? ¿Por qué? b) ¿Con cuál de ellas se contribuye más al efecto invernadero? a) b)

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Tarea: Formando moléculas de hidrocarburos con nuestros cuerpos y manos El docente invita al a salir al patio o de pie en la parte delantera de la clase, pide que se separen 10 estudiantes, entre hombres y mujeres, quienes representarán átomos de carbono, el resto de los estudiantes representarán átomos de hidrógeno. Les informa que a cada carbono sólo se le pueden unir 4 átomos, iguales o diferentes. El profesor los invita a una palmada a que se muevan y se acomoden de tal manera que a cada carbono se le unan 4 hidrógenos, y que encuentren la distribución espacial que les permita estar lo más separados posible.

Una vez que se acomoda cada equipo, el docente les pregunta a qué molécula de hidrocarburo representa cada equipo. Enseguida les pide que se separen y se vuelvan a mover. A una palmada les pide que se unan dos carbonos cada uno con sus respectivos hidrógenos. y así sucesivamente el docente, va solicitando de 3, 4, 5, 6, 7 y 8 carbonos. Se puede intentar uniendo las dos manos formar dobles o triples enlaces carbono-carbono. Formar eteno, propeno, 1-buteno, etc…

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Sesión 4 4. ¿Cómo se representan las distintas formulas de los diferentes hidrocarburos con modelos moleculares físicos y virtuales?

T4. Explica la diferencia entre formula empírica y formula molecular. Formula semidesarrollada y desarrollada Ten en cuenta que: …

La fórmula de una sustancia proporciona información sobre su composición, tanto cualitativa (elementos químicos que están presentes) como cuantitativa (proporción en que se encuentran los átomos de esos elementos).  A diferencia de los compuestos inorgánicos, una misma fórmula molecular puede representar a compuestos orgánicos muy diferentes.

Por esta razón, hay que concretar con más detalle la disposición de los átomos en un compuesto orgánico. Así, distinguiremos entre: a) La fórmula empírica, indica la relación más sencilla entre los átomos constituyentes de una molécula. b) La fórmula molecular informa del número real de átomos que constituye la molécula. c) La fórmula semidesarrollada indica los enlaces entre los átomos de carbono de una molécula. d) La fórmula desarrollada especifica todos los enlaces entre los diferentes átomos de una molécula.

Ejemplo: Eteno a) Fórmula empírica

b) Fórmula molecular

c) Fórmula semidesarrollada

CH2

C2H4

CH2=CH2

c) Fórmula desarrollada

H

C

C H

Formula estructural

H H

A4.1 Escribe la fórmula semidesarrollada de un compuesto de carbono e hidrógeno formado por dos átomos de carbono unidos entre sí por un enlace simple.

Fórmula empírica

Fórmula molecular

CH3

C2H6

Fórmula semidesarrollada

Fórmula desarrollada H

H

H

C

C

H

H

Formula estructural

H

A4.2 Construye las posibles fórmulas desarrolladas de los compuestos C4H10 (Butano) y C2H2 (Etino) teniendo en cuenta que se trata de compuestos estables en los que se cumple la regla del octeto.

Fórmula empírica Formula molecular Fórmula semidesarrollada Formula desarrollada Formula estructural C2H5

C4H10

CH3-CH2-CH2-CH3

CH

C2H2

CHCH

A4.3 Utilizando tres átomos de carbono, uno de oxígeno y los de hidrógeno necesarios, se escriben las fórmulas semidesarrolladas de todos los posibles compuestos distintos constituidos por estos tres elementos. Escribe la formula semidesarrollada, empírica y molecular del etano.l O O OH Fórmula CH3CH2OCH3 CH3CH2CH2OH etoximetano semidesarrollada propanol 1CH3CCH3 CH3CH2CH CH3CHCH3 etanol propanona 2-propanol propanal Fórmula molecular C3H8O C3H8O C3H8O C3H6O C3H6O Formula empírica C3H8O C3H8O C3H8O C3H6O C3H6O Isomeros Isomeros A4.4 a) ¿Pueden coincidir la fórmula empírica y la fórmula molecular? ¿Cuándo? Pon algunos ejemplos. b) ¿Tiene sentido hablar de fórmula empírica de una sustancia iónica? ¿Y de fórmula molecular? c) Escribe la fórmula empírica, molecular, semidesarrollada y desarrollada de un compuesto de carbono e hidrógeno formado por dos átomos de carbono unidos entre sí por un enlace simple. a) c1) fórmula empírica c2) fórmula molecular c4) Formula desarrollada b)

c3) formula semidesarrollada

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A4.5 Determinación de fórmulas empíricas y moleculares. a) Escribe la fórmula molecular de un compuesto cuya fórmula empírica es C 3H3 y su masa molar aproximada es de 78 g. ¿De qué compuesto se trata? Datos: M.a. C=12, H=1 b) Sabemos que un compuesto orgánico tiene de fórmula empírica C2H5N y su masa molar aproximada es de 130 g/mol.

Escribe cuál será su fórmula molecular. [Datos: M.atom: C=12, N=14, H=1] a) b)

A.4.6 Una muestra de 4,83 g de cierto hidrocarburo gaseoso contiene 0,69 g de hidrógeno. Calcula su fórmula empírica y molecular sabiendo que dicha muestra ocupa 2,81 L a 18 ºC y 740 mm de Hg. [Datos: M.atom: C=12, N=14, H=1] Formula empírica

Formula molecular

A 4.7 Escribe la fórmula molecular y semidesarrollada de un hidrocarburo saturado si su masa molar aproximada es de a) 72 g/mol. b) 114 g/mol ¿De qué compuesto se trata? Datos: M.a. C=12, H=1 Masa molar (g/mol) Formula molecular Formula semidesarrollada Hidrocarburo saturado 1 72 Hidrocarburo saturado 2

114

A 4.8 Escribe la fórmula empírica y molecular y las posibles formulas semidesarrollada y sus nombres de sustancias con un grupo funcional de alcohol si su masa molar aproximada es de 74 g/mol a) 72 g/mol. b) 114 g/mol ¿De qué compuesto se trata? Datos: M.a. C=12, H=1 Masa molar Formula empírica molecular Formula semidesarrollada Nombre (g/mol) Alcoholes 74 R-OH

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Opcional de ampliación A.4.9. Interpreta el siguiente esquema de obtención de formulas empíricas y moleculares y realiza tres de los ejercicios propuestos

a) El lindano, que se usa como insecticida, tiene una composición másica del 24,78% de C, 2,08% de H y 73,14% de Cl, y una masa molar de 290,85 g·mol-1. ¿Cuál es la fórmula empírica y la formula molecular del lindano? Resuelto en ficha de trabajo b) La nicotina tiene una composición másica de 74,03% de C, 8,70% de H y 17,27% de N, y una masa molar de 162,23 g·mol -1.

Determina la fórmula molecular de la nicotina. c) La cafeína, estimulante primordial del café y el té, tiene una masa molar de 194,19 g·mol-1 y una composición en masa del 49,48% de C, 5,19% de H, 28,85% de N y 16,48% de O. ¿Cuál es la fórmula molecular de la cafeína? d) El porcentaje de hidrógeno de un hidrocarburo gaseoso es del 14,28%. Si la densidad del hidrocarburo en condiciones normales es 2,5 g/L, determina la fórmula molecular del hidrocarburo. e) Una sustancia orgánica tiene una composición centesimal de 37,2% de carbono, 7,8% de hidrógeno y 55% de cloro. Además, 2,8 g de dicho compuesto en estado gaseoso encerrados en un recipiente de 1,15 L a 27 ºC y 706 mm de Hg. Determina su fórmula empírica y su fórmula molecular. f) Al quemarse 6,25 g de un hidrocarburo se recogen 18,3 g de CO 2 y 11,3 g de H2O. Determina su fórmula empírica. Si su densidad en c.n. es de 1,34 g/L, determina su fórmula molecular.

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Ejemplificación: Ficha Resolución de Problemas de FyQ – Resuelto [Comprender-Pensar-Ejecutar-Responder] . [COPER] ENUNCIADO DEL PROBLEMA: “Determinar formulas empíricas y moleculares” “El lindano, que se usa como insecticida, tiene una composición másica del 24,78% de C, 2,08% de H y 73,14% de Cl, y una masa molar de 290,85 g·mol -1. ¿Cuál es la fórmula empírica y la formula molecular del lindano?”

Explicar cómo habéis encontrado vuestras respuestas.

Paso 1: Comprender Datos ¿Qué me dan? La composición centesimal. El porcentaje de C, H y Cl o sea los g de C, H y Cl en 100 g de compuesto C xHyClZ La masa molar del lindano: Mm=290,85 g·mol-1 Objetivos ¿Qué me piden?  La formula empírica o la relación más sencilla posible entre los átomos. La formula molecular o verdadera del lindano.

Relaciones ¿Qué relación hay entre lo que me dan y lo que me piden?

La formula empírica la podemos sacar de la composición centesimal. Hallando el nº de moles de C, H y Cl que hay en un mol de compuesto. (nº de moles de átomos = g/Mat) De la formula empírica obtenida y de la masa molecular, obtenemos la formula molecular, Representación gráfica del problema: %C %H Formula empírica: CxHyClz %Cl Formula molecular (CxHyClz )n = Mm CtHuClv Mm(CxHyClz)

Paso 2: PENSAR: ELEGIR LA ESTRATEGIA (Elaborar un plan) Básicas: □ Modelización: *□ Ensayo-Error: □ Organización de la Información (tablas, partes-todo): *□ Específicas: □ Buscar Patrones: □ Conceptualización: X□

Paso 3: EJECUTAR Aplica la estrategia elegida. Si es necesario, realiza las operaciones hasta obtener la solución o soluciones. Si llegas a un punto muerto, vuelve a empezar desde el principio, con otra estrategia que te lleve a la solución.

Calculo de la formula empírica: Para ello calcularemos los moles de átomos de C, H y Cl que hay en un mol de compuesto, para lo que dividimos la masa en g de cada uno de ellos por su masa atómica: %C moles C=g/Mat =x; x= 24,78/12=2,06 %H moles H= g/Mat=y; y=2,08/1= 2,08 %Cl moles Cl=g/Mat =z; z= 73,14/35,5=2,06 Mm(CxHyClz)= 290,85 g·mol-1

Dividiendo por el mas pequeño

x=1 y=1 z=1

Formula empírica

CHCl

Calculo de la formula molecular: Para ello usaremos la formula empírica hallada y la masa molecular: (CHCl)n=Mm; (12+1+35,5)n=Mm; (48,5)·n=290,85

n=290,85/48,5 = 6

Solución: Formula molecular= (CHCl)·6 = C6H6Cl6

Paso 4: Responder Comprueba la coherencia de la solución: ¿tiene lógica?, ¿responde a la pregunta planteada?

La Formula empírica o más sencilla es: CHCl De acuerdo con su masa molecular, la formula molecular es 6 veces la empírica: C6H6Cl6 Podría corresponder al (Hexacloro ciclohexano) o alguno de sus isómeros del (Hexacloro hexahexeno) RESPUESTA: Formula empírica: CHCl Formula molecular: C6H6Cl6

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Ficha Resolución de Problemas de FyQ [Comprender-Pensar-Ejecutar-Responder] ENUNCIADO DEL PROBLEMA: “………………………………………………………………………………………………………….” “ “

Explica cómo habéis encontrado vuestras respuestas.

Paso 1: Comprender Datos ¿Qué me dan?

Objetivos ¿Qué me piden?

Relaciones ¿Qué relación hay entre lo que me dan y lo que me piden?

Representación gráfica del problema:

Paso 2: PENSAR: ELEGIR LA ESTRATEGIA (Elaborar un plan) Básicas: □ Modelización: □ Ensayo-Error: □ Organización de la Información (tablas, partes-todo): □ Específicas: □Buscar Patrones: □ Eliminar: □ Ir hacia Atrás: □ Conceptualización □

Paso 3: EJECUTAR Aplica la estrategia elegida. Si es necesario, realiza las operaciones hasta obtener la solución o soluciones. Si llegas a un punto muerto, vuelve a empezar desde el principio, con otra estrategia que te lleve a la solución.

Solución/soluciones:

Paso 4: Responder Comprueba la coherencia de la solución: ¿tiene lógica?, ¿responde a la pregunta planteada?, ¿se puede resolver el problema de un modo diferente? Recorre los pasos que has seguido para resolver el problema con objeto de detectar algún error. Redacta la respuesta en forma de oración.

RESPUESTA:

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Sesión 5 5. ¿Cuáles son las aplicaciones de los principales hidrocarburos y otros compuestos orgánicos?

T5. Comentario de texto. Lee el siguiente texto y contesta a las actividades Las propiedades específicas de algunas sustancias orgánicas (es decir, sustancias presentes en los organismos, en la materia de la que están hechos todos los seres vivos, como son las plantas o los animales) son conocidas desde muy antiguo y han sido utilizados como alimentos o como medicamentos o para fabricar objetos. A título de ejemplo, podemos mencionar el alcohol presente en el jugo de uva fermentado, el ácido acético en vino agriado, la sacarosa de la remolacha o caña de azúcar, algunos colorantes naturales extraídos de plantas o animales, etc. Posteriormente, durante el siglo XVIII, se aislaron también otras sustancias como el alcohol de madera (metílico), la glucosa, la lactosa, la urea (presente en la orina de los animales), el ácido úrico, etc. Todas estas nuevas sustancias siempre se obtenían en el laboratorio a partir de muestras procedentes de seres vivos y nunca a partir de sustancias inorgánicas. Los principales hidrocarburos obtenidos de la destilación fraccionada del petróleo, fueron utilizados inicialmente como combustibles.

Todos los ejemplos anteriores podrían tener en común estar formados por compuestos de carbono. De hecho, desde que a mediados del siglo XIX comenzaron a sintetizarse en el laboratorio compuestos orgánicos, se han elaborado ya millones de compuestos de carbono. Muchos de ellos existen en la naturaleza donde son producidos por seres vivos (como por ejemplo vitaminas, acetona, colorantes, caucho, penicilina, etc.) pero se sintetizan en el laboratorio por diversas razones, entre otras, por ejemplo, que puede ser más barato que extraerlos de su fuente natural. Otros, sin embargo, no existen como tales en la naturaleza pero tienen propiedades que los hacen muy interesantes. Este es el caso, por ejemplo, de los plásticos, obtenidos del petróleo, con los que podemos fabricar objetos que permanecen inalterables durante mucho tiempo, son ligeros, etc., o de las fibras sintéticas con las que se fabrican muchas prendas de ropa que no precisan plancharse, etc. En el año 2011 se conocían ya unos 10 millones de compuestos de carbono, frente al poco más de medio millón de compuestos de todos los demás elementos. Y cada año se sintetizan miles de nuevos compuestos, con las más diversas aplicaciones, desde unas botas impermeables a base de goretex hasta píldoras anticonceptivas y nuevos fármacos antitumorales, antidepresivos, antibióticos, reguladores de la presión sanguínea, etc. …, extraidos de productos naturales u obtenidos artificialmente en el laboratorio, capaces de curar numerosas enfermedades.

De acuerdo con lo anterior, una característica fundamental del átomo de carbono, que lo hace tan especial, frente a los restantes, es su extraordinaria capacidad para combinarse y formar nuevos compuestos. Cabe plantearse, pues, a qué se debe de dicha capacidad.

A5.1 Haz un resumen del texto indicando las principales aplicaciones de los hidrocarburos y de otros compuestos del carbono

A5.2 ¿Qué importancia tiene la industria de los compuestos del carbono?

A5.3. ¿A qué crees que se debe la extraordinaria capacidad del átomo carbono de combinarse y dar lugar a tan enorme número de compuestos?

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“¡Aprendamos a soñar!” El descubrimiento del benceno Friedrich August Kekulé Friedrich August Kekule (1829-1896) nace y muere en Alemania.

Es uno de los más importantes químicos orgánicos europeos, especialmente en el campo teórico, y uno de los principales fundadores de la Teoría de la Estructura Química. Estudio en la Universidad de Giessen arquitectura, cambiándose luego por Química, estudiando con Justus von Liebing, que llegará a ser un gran químico orgánico. En Londres, fue influenciado de forma definitiva por Alexander Williamson. En 1852 obtuvo su doctorado. En 1856, Kekulé se convirtió en aspirante a profesor universitario en la Universidad de Heidelberg.

En 1858, fue profesor en la Universidad de Gante, y en 1867 recibió una oferta de la Universidad de Bonn, permaneciendo allí el resto de su carrera.

Basando sus ideas en las de sus predecesores como Williamson, Edward Frankland, William Odling, Charles Adolphe Wurtz y otros, Kekulé fue el principal impulsor de la teoría de la estructura química del carbono, de su tetravalencia. Esta teoría procede de la idea de la valencia atómica, especialmente la tetra valencia del carbono y de la capacidad de los átomos de carbono para enlazarse entre sí, para la determinación del orden del enlace de todos entre todos los átomos de una molécula.

El trabajo más conocido de Kekulé se centró en la estructura del benceno.

El benceno fue descubierto en 1825 por el científico inglés Michael Faraday.

En 1865, el químico alemán Friederich Kekulé, a través de una pesadilla o sueño, en el que aparecía una serpiente que se mordía la cola, descubrió la estructura de anillo hexagonal del benceno. Por aquella época ya se sabía que el benceno estaba formado por seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno (C6H6), pero no se tenía ninguna pista clara sobre su estructura.

Kekulé asegura que la inspiración para localizar la estructura de la molécula del benceno, un hidrocarburo aromático, surgió a raíz de una ensoñación en la que aparecía una serpiente que se mordía la cola lo que le llevó a plantearse la posibilidad de que la molécula del benceno tuviera forma de anillo. La hipótesis era, por supuesto, que el benceno era una molécula cíclica, donde los seis átomos de carbono forman un hexágono, con tres enlaces dobles, en el anillo, con un hidrogeno unido al carbono en cada vértice.

Actividades 1. Se puede considerar la determinación de la estructura del benceno por Kekule en 1865, un hecho casual, o un sueño, llamado “Serendipia”. Conoces otros descubrimientos “casuales” en Ciencias.

2. Explica la frase de Tomas Alba Edison: “La inspiración existe pero tiene que encontrarte trabajando” y relaciónala con lo que le sucedió a Kekulé.

3. ¿Cuáles fueron las principales aportaciones de Kekulé?

4. ¿Cómo es posible que a partir del átomo de carbono se forme tal enorme cantidad y variedad de compuestos?

5. Elige dos de los científicos que aparecen en el texto y busca información para completar sus aspectos biográficos y principales aportaciones, utilizando la ficha y los documentos de apoyo entregados por el profesorado.

6. Nombra y formulas algunos compuestos aromáticos, derivados del benceno e implica sus principales propiedades y aplicaciones.

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Sesión 6 6. ¿Cómo reconocer el grupo funcional a través de la formula de hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas?

T6. Analiza La siguiente tabla que muestra las principales funciones orgánicas: NOMBRE DE LA FAMILIA

GRUPO FUNCIONAL

EL NOMBRE TERMINA EN

EJEMPLO

NOMBRE

Etano

Alcanos

-ano

Alquenos

-eno

2-Buteno

Alquinos

-ino

Etino o acetileno

Hidrocarburos aromáticos

nombres no sistemáticos acabados en -eno

Benceno

Alcoholes

-ol

Etanol

Éteres

éter

Dimetil-éter

Aldehídos

-al

Cetonas

-ona

Ácidos carboxílicos

-ico, -oico

Ésteres

-ato de ...-ilo

Aminas

-amina

Amidas

-amida

Nitrilos o cianuros

-nitrilo (o cianuro de ...-ilo)

Derivados halogenados

haluro de ...-ilo

Propanal

1-fenil-etanona Ácido etanoico

Etanoato de metilo

Etil amina Etil-metil-amida

Etanonitrilo Tetracloruro de carbono (Tetraclorometano)

A6.1 Para su estudio los compuestos orgánicos se suelen agrupar en familias de compuestos que presentas grupos funcionales similares. Por un ejemplo de cada uno: Hidrocarburos: Alcanos, alquenos, alquinos, hidrocarburos aromáticos, etc.

Compuestos oxigenados: Alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, etc.

Compuestos nitrogenados: Aminas, amidas, nitrilos, etc.

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A6.2 Completa la tabla indicando el grupo funcional Formula

Grupo Funcional

CH3-CH2-CH3

Alcanos

Representación

CH3-CH=CH2 CH3-CHCH2 C6H5-CH3

Alquinos

CH3-CH2-CH2OH CH3-O-CH3 CH3-CH2-CHO

Alcohol

Nombre

Formula

Propano

CH3-CH2-COOH

Propeno

CH3-COOCH3

Propino

CH3-CH2-NH2 CH3-CH2-CH2Cl

metilBenceno

Aldehído

CH3-CO-CH3

1-Propanol Dimetil-éter Propanal

CH3-CHOH-CH3 CH3CH2COCH3 CH3CH2CH2CH2OH

Propanona

CH3- COOH

Grupo Funcional Ácidos carboxílicos

Representación

Nombre Ácido propanoico Etanoato de metilo

Aminas

Etilamina Cloropropano 2-Propanol

A6.3 Ejemplos Nombrar los compuestos CH3-CH2- CH2-CH3 CH3-CH2-CH=CH2

Grupo Funcional/ Nombres

CH3-CH2- CHOH-CH3 CH3-CH2- CH2-COOH CH3-CH2- CO-CH3 CH3-CH2- CH2-CHO CH3-CH2-COO-CH2-CH3 CH3--CH2- CH2-COO-CH2-CH3

Formular los compuestos Pentano 2-Buteno 1-Butino 2-Pentanol Etanoato de etilo Pentanal Ácido pentanoico 2-Pentanona

Grupo Funcional/Formulas

A6.4 Indica el grupo funcional a partir del nombre o formula de los siguientes compuestos a) Nombre de Compuestos Hexano 2-metilheptano 2-Buteno 1-Pentino ciclobutano ciclohexeno 2-Butanol etanal Butanona Ácido butanoico Propanoato de etilo Etil-amina

Grupo funcional

b) Formula de compuestos CH3-CH2-CH3 CH3-CH= CH-CH3

Grupo funcional

CH2CH3

CH3-CH2-CC-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2OH CH3-CH2-COOH CH2OH-CHOH-CH2OH CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2 CH3-CH2-CH2-COO-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2-CO-CH3 CH3-CH2-CH2-CHO CH3-CH2-CH2-COOH

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¿Cómo se formulan y nombran los compuestos orgánicos? ¿Cuáles son los principales grupos funcionales?

Funciones Nitrogenadas

Funciones oxigenadas

Funciones hidrogenadas

Las sustancias orgánicas se clasifican en bloques que se caracterizan por tener un átomo o grupo atómico definido (grupo funcional) que le confiere a la molécula las mismas propiedades características. Al conjunto de sustancias que tienen el mismo grupo funcional se le llama función química:  Funciones hidrogenadas. Sólo existen en la molécula C e H. Son los hidrocarburos.  Funciones oxigenadas. En la molécula existen átomos de C, H, y O. Son alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, éteres y ésteres.  Funciones nitrogenadas. Las moléculas están constituidas por C, H, N y a veces O. Son amidas, aminas y nitrilos.

A veces sucede que en un mismo compuesto participan a la vez varias funciones: son sustancias polifuncionales.  Una serie homóloga es el conjunto de compuestos orgánicos que tienen el mismo grupo funcional.



NOMBRE DE LA FUNCIÓN Hidrocarburo saturado (Alcano) Hidrocarburo etilénico (Alqueno) Hidrocarburo acetilénico (Alquino) Hidrocarburos aromáticos (derivados del Benceno)

FÓRMULA REPRESENTATIVA CnH2n + 2

Alcohol

R-OH

Aldehído (siempre va al final) Cetona

R-CHO R-CO-R'

Ácido carboxílico (siempre va al final)

R-COOH

Ésteres

R-COOR'

Éteres

R-O-R'

Aminas

R-NH2

Amidas

R-CONH2

Nitrilos

R-CN

CnH 2n CnH 2n - 2

CÓMO SE NOMBRA Se nombra la cadena hidrocarbonada terminado en ANO. Los cicloalcanos se nombran igual, con el prefijo ciclo.

Se nombra la cadena hidrocarbonada terminado en ENO. Los cicloalquenos se nombran igual, con el prefijo ciclo.

Se nombra la cadena hidrocarbonada terminado en INO Si el benceno lleva un radical se nombra éste seguido de benceno.

R

Si son dos radicales, se indica su posición relativa con 1,2; 1,3 ó 1,4, siendo el 1 el más importante (también: orto, meta o para).

Si el benceno es el radical se usa el nombre fenil o fenilo.

Se nombra la cadena hidrocarbonada terminado en OL (diol, triol..) con el localizador más pequeño.

(Cuando no es la función principal se nombra con el prefijo HIDROXI) Idem terminado en AL (Cuando no es la función principal se nombra con el prefijo FORMIL) Idem terminado en ONA (Cuando no es la función principal se nombra con el prefijo OXO) Idem terminado en OICO Se antepone la palabra ácido Se nombra la cadena hidrocarbonada terminado en ATO, seguido del nombre de R' acabado en ILO Se nombran por orden alfabético R y R' y se añade la palabra ÉTER. Se nombra el radical más corto, se pone OXI y se termina con el hidrocarburo más largo.

Pueden tener más R unidos al N. Se nombran los grupos hidrocarbonados y se termina con AMINA. (Cuando no es la función principal se nombra con el prefijo AMINO) Se nombra la cadena hidrocarbonada y se termina en AMIDA. (Cuando no es la función principal se nombra con el prefijo CARBAMOIL) Se nombra la cadena hidrocarbonada y se termina en NITRILO. (Cuando no es la función principal se nombra con el prefijo CIANO)

Los compuestos orgánicos se nombran y formulan con las siguientes reglas de la IUPAC: La cadena principal es la más larga que contiene al grupo funcional más importante. El número de carbonos de la cadena se indica con los siguientes prefijos: Nº de carbonos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Prefijo MetEtPropButPentHexHeptOctNonDecUndec- DodecEl sentido de la numeración será aquél que otorgue el localizador más bajo a dicho grupo funcional. Las cadenas laterales se nombran antes que la cadena principal, precedidas de su correspondiente número de localizador y con la terminación “il” o “ilo” para indicar que son radicales. Se indicará los sustituyentes por orden alfabético, incluyendo la terminación característica del grupo funcional más importante a continuación del prefijo indicativo del número de carbonos que contiene la cadena principal. Cuando haya más de un grupo funcional, el sufijo de la cadena principal es el correspondiente al del grupo funcional principal, que se elige atendiendo al siguiente orden de preferencia: Ácidos > ésteres > amidas = sales> nitrilos > aldehídos > cetonas > alcoholes > aminas >éteres > insaturaciones (= > ) e hidrocarburos saturados.

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Sesión 7 T7. Formular o nombrar los siguientes compuestos A7.1 Nombrar los compuestos CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CHCH2 CH3CC-CH2-CH3 CH3–CO-CH3 CH3OH CH3-COO-Na CH3 CH=CHCH2CH3 CH3-CHOH-CH2-CH3 CH3NH2 CH3-CH2-COO-CH2-CH3 CH3-CHOH-CHOH-CH3 CH3-CH2-COOH CH2CH-CO-CH2-CH3 CH3CHOHCH2CH3 CH3CH2COOH CH3CH2NH2 CH3-CHOH-CH3 H-CHO CH3CH2CH2COCH2 CH3NH2 CH3CH2CHO CH2CH2 CH3CH2COCH3 CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH3 CH3CH2COOCH3 CHOCH2CH2CHO CH3CH2OH CH3CH2CH2CH2COOH CH3CH=CHCH2CHOHCH3 CH3CHOHCH2CH2CH2COOH CH3CH2CH2CH=C=CHCH3 CH3CH2CH2CH2NH2 CH3-NH-CH3 CH3CH2CH2NHCH3 CH3CH2COOCH3 CH3 NH- -NH-CH2-CH3 H3C-CH=CH-CH2-CH2CH3 H3C-CH=CH-COOH H2C=CH-CH2-COOH H3C-CH=CH-CH2–CH2CH2OH H3C-CH2-CH2-COO-CH2-CH3 H3C-CH2-CH2-NH-CH3 H3C-CH2CH2-CH2–NH2

Grupo Funcional/ Nombres

A7.2 Formular los compuestos Propano Propino 1,3-Pentadieno 2-Penteno Butanona Ácido butanoico 1-Propanol Ácido hexanoico 2-Pentanona 3-Aminoheptanal 2-Hidroxipentanal 3,5-Octadieno 3-Aminohexanal 2,3-Dimetilhexanal 1,3-Pentanodiol.

Etanoato de metilo 1,3 Dicloropentano Propanoato de etilo Ácido etanodioico 2-Bromopropano 1,3-Butanodiol Etanoato de etilo Ácido hexanoico 1,2-Pentadieno 2-Pentanona 2-Pentanoamina Propanodial 3-Pentanona 3-Pentanoamina Butanodial Ácido 2-hidroxipentanoico 2,4-Dimetilhexanal Metilamina (Aminometano) Butanoato de metilo 3- Metil hexano Propeno 2-3-Dimetilpentanal 1-Penten-3-ino Propanona Propanal Propanol 1-3-Butanodiol Etilamina (Aminoetano) Ácido 2-hidroxi-hexanoico

Grupo Funcional/ Nombres

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Sesión 8 8. ¿Cuáles son los problemas sociambientales causados por la combustión de combustibles fósiles? ¿Qué importancia tendría la utilización masiva de las energías renovables en Canarias y en el mundo?

T8.

Problemas sociambientales del uso de combustibles fósiles

Importancia del uso masivo de energías renovables

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Sesión 9 T9. Tarea Final o de síntesis Respuesta V F

A9.1.Preguntas V/F 1. El carbono se encuentra ubicado en la tabla periódica en el grupo 14.

2. La configuración electrónica del carbono es 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2 3. El carbono es un elemento importante y esencial para los seres vivos, forma parte de la molécula de ADN, de carbohidratos, lípidos y proteínas.

4. Todos los materiales que contienen carbono son combustibles.

5. El átomo de carbono tiene cuatro electrones de valencia que utiliza para unirse asimismo y con otros átomos diferentes para formar una diversidad de compuestos.

6. La alotropía es una propiedad que poseen algunos elementos químicos, como el carbono, de presentarse en la naturaleza bajo estructuras químicas diferentes.

7. El grafito y el diamante son las únicas formas alótropicas del carbono.

8. El átomo de carbono se representa con el color negro porque sus átomos son de ese color.

9. El tipo de enlace característico en los compuestos del carbono es el iónico.

10. El término hibridación en química, se utiliza para representar o describir la mezcla de orbitales atómicos.

11. Un hidrocarburo de formula empírica CH 2 y de masa molecular 56 u tiene por formula molecular C4H8.

12. Un ácido orgánico de formula empírica C2H4O y de masa molecular 88 u tiene de formula molecular C4H8O. 13. El compuesto orgánico: CH3-CH2-CHO es un alcohol por tener como grupo funcional R-OH 14. La quema de combustibles fósiles como los hidrocarburos es la responsable de la erosión o agujero de la capa de ozono.

15. La química y otras disciplinas junto con la educación en general deben contribuir a conseguir un presente más sostenible.

16. Los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) (2015-2030) son 10.

17. Los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) (2015-2030) no se pueden alcanzar en las fechas previstas.

A9.2.1. Relaciona la formula con el grupo funcional y escribe el nombre de las sustancias Formula Grupo funcional Nombre 1. CH3-CH2- CH2-CH=CH2 2. CH3- CHOH-CH3 3. CH3-C  CH 4. CH3-CH2- CH2-CHO 5. CH3-CH2- CH2-CO-CH3 6. CH3-CH2-COOH

A. B. C. D. E. F.

7. CH3-CH2- CH2-NH2

G. H.

8.

9. CH3- CH2-CH2OH

I.

(Alcohol)

1-Penteno (penten-1-eno)

(Cetona) (Alqueno) (Eter) (Alquino)

Propino 2- Pentanona (pentan-2-ona)

(Aldehído) (Alcano) Aromático o Bencénico (Aminas)

Propil amina

1.Propanol (Propan-1-ol)

10. CH3-CH=CH2-CH3 J.

(Ácido)

11. CH3- CH2-CH2Br

1-Bromo-propano K.

11. CH3-CH2-COO-CH3

L.

(Ester) (Derivado halogenado)

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MAPA CONCEPTUAL: Introducción a la química del carbono.

A9.2.2 A modo de síntesis: Analiza explica y escribe un texto en el que se recojan las principales ideas que aparecen en el siguiente mapa conceptual.

LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

muchos se usan en

todos tienen

existe

La industria generan

Gran variedad de compuestos

Átomos de carbono (tetravalente)

Problemas ambientales

Hidrocarburos (C e H) pueden formar Compuestos nitrogenados

Compuestos oxigenados

alcanos

Enlaces simples

Compuestos biológicos Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

alquenos

Enlaces dobles

Se obtienen sustituyendo cadenas carbonadas por

Enlaces triples

alquinos

Grupos funcionales que pueden ser

Cadenas carbonadas

Hidroxilo (alcoholes y ésteres)

Cadenas abiertas

Cadenas cerradas

Se representan

Amina

Carbonilo (aldehídos y cetonas)

Amida

cíclicos Carboxilo  

(ácidos carboxílicos y ésteres

Fórmula empírica Fórmula molecular

Alifáticos

Alicíclicos

Nitrilo

Aromáticos

Una misma fórmula puede tener distintas

Provienen fundamentalmente del

Estructuras moleculares Propiedades físicas y/o química constituyendo los

Petróleo Isómeros

por lo que se hacen necesarias

  

Fórmulas semidesarrollada Fórmulas desarrolladas Fórmulas espaciales

Tipos de isomería Importante fuente de energía Espacial o estereoisómera

Cis-Trans

Estructural o plana

Óptica

De cadena

De posición

De función

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A9.2.3 Completa el siguiente mapa conceptual en los pequeños grupos de trabajo cooperativo y después de una puesta en común termina de corregirlo. Con el mapa conceptual completo elabora un texto descriptivo.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

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A9.3. Vuelve a realizar el KPSI de la actividad inicial. Inventario de Conocimientos Previos Cuestionario KPSI: Lo que crees saber sobre la química del carbono y compara la evolución de tus conocimientos Señalar en el cuestionario de la tabla, la intensidad con que percibes conocer y poseer las habilidades necesarias para desarrollar los siguientes temas.

1 2 3 4 5 No sé nada Sé un Lo conozco Lo conozco Lo domino y lo puedo poco suficiente bien explicar a otros 1. ¿Por qué hay una enorme cantidad de compuestos del carbono?

2. ¿Cuáles son las propiedades generales de las sustancias orgánicas?

5. ¿Cuáles son las formas alotrópicas del carbono?

4. ¿Cuál es la estructura y las propiedades de las formas alotrópicas del átomo de carbono?

5. ¿Cuál es la importancia de los hidrocarburos como combustibles o recursos energéticos?

6. ¿Cuáles son las causas, los efectos y las soluciones posibles del aumento de efecto invernadero y del cambio climático global?

7. ¿Cómo se representan las distintas formulas de los diferentes hidrocarburos con modelos moleculares físicos y virtuales?

8. ¿Cuáles son las aplicaciones de los principales hidrocarburos?

9. ¿Reconoces el grupo funcional a través de la formula de alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres y aminas?

10. ¿Conoces cuáles son los problemas sociambientales causados por la combustión de combustibles fósiles?

11. ¿Qué importancia tendría la utilización masiva de las energías renovables en Canarias y en el mundo?

12. ¿Cómo contribuir a los ODS (2015-2030)?

A9.4. Repite también el cuestionario de opción múltiple y Verdadero/Falso. y compara la evolución de tus conocimientos 1. El hecho de que exista un elevadísimo número de moléculas orgánicas diferentes se debe fundamentalmente a que: e) Los átomos de carbono pueden formar cadenas muy largas. f) Dentro de una mima molécula, los átomos de carbono pueden adquirir distintas hibridaciones. g) Los átomos de carbono, además de forma enlaces sencillos entre sí, pueden formar enlaces múltiples (dobles o triples). h) Distintas sustancias pueden tener la misma fórmula molecular.

2 . El grupo funcional de un compuesto orgánico: b) Es responsable del comportamiento químico del compuesto. b) Permite diferenciarlo de otros isómeros. c) Da nombre a la cadena carbonada. d) No influye en las propiedades físicas del compuesto.

3 . L o s a l c a n os : a) Son muy reactivos. b ) D an r e a c c i o n e s d e s us t i t u c i ó n . b ) P r e s e n t a n e n l a c e s p o r p u e n t e s d e h i d r ó g e no . c ) S ó l o d an r e a c c i o n e s d e c o m bu s t i ó n pa ra f o rm a r C O 2 y H 2 O .

4 . L o s a l q u e n os : d ) S o n m e n o s r e a c t i v o s q u e l o s a l c an o s . e ) P u e d e n s u f r i r r e a c c i on e s d e a d i c i ó n y d e o xi d a c i ó n ( c om b us t i ó n ) . f ) P r e s e n t a n c a rb o no s c o n h i b r i d a c i ón s p . d) Tienen de fórmu la general CnH2n-2 EJERCICIOS DE VERDADERO-FALSO V 1. Dos compuestos orgánicos que tienen la misma fórmula empírica y diferente formula desarrollada son isómeros.

2. Cuanto más larga es la cadena carbonada de un alcohol, menos soluble en agua es.

3. Un alcano es más reactivo que un alqueno.

4. La fórmula general de un alqueno con una sola insaturación es C nH2n 5. Un compuesto de fórmula general R-CHO pertenece a la serie homóloga de los alcoholes 6. La fórmula general de los alcoholes es R-CHO 7. El punto de fusión y ebullición de los hidrocarburos disminuye al aumentar su masa molecular

F

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A9.5. Autoevaluación final de aprendizajes de la UD5: Introducción a la química del carbono Descriptores de evaluación Indicadores de evaluación No adquirido En proceso de Adquirido Adquirido con (Estándares de aprendizaje) (1/2)

adquirirlo/ (3/4)

(5/7)

excelencia (8/10)

EA1. Explico las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono.

EA2. Reconozco y describo las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono sus estructuras y propiedades.

EA3. Reconozco y represento hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas.

EA4. Indico las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial.

EA5. Valoro el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

EA6. Describo, analizo y valoro la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030), presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles.

A9.6. Revisa lo aprendido

¿Qué he aprendido?

¿Qué me queda por aprender? ¿Qué voy a hacer para aprenderlo?

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A9.7 ¿Cómo contribuir a los ODS (2015-2030)?

A.9.7 Selecciona uno de los objetivos de desarrollo sostenible de la Agenda 2030 visiona el video relativo al mismo y realiza un informe con las diferentes medidas o soluciones posibles para cumplir dicho objetivo https://www.youtube.com/watch?v=345IxGgjF9s

http://los17ods.org/

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Sesión 10

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Tareas de refuerzo y ampliación.

Otra nueva ocasión de dar una respuesta educativa a la diversidad

T10 Refuerzo: Intentamos de nuevo adquirir aspectos básicos, mínimos y comunes [Nota: Una vez terminadas las actividades de refuerzo asignadas, puede de forma opcional realizar y entregar las actividades de ampliación que desee) A10-1- R1: Completa el siguiente texto: Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que solo contienen carbono e ………………………… . Se clasifican según el tipo de enlace en: Alcanos si todos los enlaces entre átomos de carbono son ……………………., también se llaman hidrocarburos …………………… ya que no admiten más átomos de ………………………. El más sencillo de los alcanos es el ……………………., de formula ………………….

Alquenos si contienen algún enlace …………………………... entre dos átomos de carbono. También se les llama hidrocarburos …………………………… El más sencillo de los alquenos es el ……………………………., de formula ……………………

Alquinos si contienen algún enlace ……………………….. entre dos átomos de carbono. El más sencillo de los alquinos es el ……………………………., de formula …………………… .

Los alquenos y alquinos se llaman hidrocarburos ……………………………………… ya que podrían aumentar la proporción de hidrógeno mediante reacciones de adición.

A10-2- R2:

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T10 Ampliación: Para saber más. Intentando aumentar nuestros conocimientos A-10.1 - A1 Cálculos para la obtención de jabones Los jabones son sales de ácidos grasos de cadena larga. Se pueden obtener mediante la reacción de los ácidos de cadena larga como el ácido palmítico: C15H31-COOH [CH3-(CH2)14-COOH], con la sosa caustica NaOH, mediante la reacción: CH3-(CH2)14-COOH + NaOH → CH3-(CH2)14-COONa + H2O Ácido palmítico + hidróxido de sodio → Palmitato de sodio (Jabón) + agua ¿Qué cantidad de sosa es necesaria para obtener 50 g de jabón por reacción con él ácido palmítico necesario?

[Datos de Mat: C=12; O=16; H=1; Na=23] A.10.2. A2 FABRICANDO JABÓN Nota: Se puede hacer en casa como un experimento casero de forma opcional (Entregarle el jabón formado al profesor para su evaluación) MATERIAL NECESARIO:  5 ml de ácido oleico (aceite de oliva)  16 ml de un disolución de NaOH 0,1 M  Un vaso sucio.  Detergente habitual.

PROCEDIMIENTO A SEGUIR: En el vaso a limpiar, fabricamos el jabón. Se vierte en el vaso el ácido oleico y el hidróxido de sodio y se remueve la mezcla, al baño de María durante 15 a 30 minutos. El jabón es el oleato de sodio formado. Se puede añadir un poquito de detergente comercial o un poco de jabón a la mezcla para anticipar la formación del jabón. Si se quiere separar el jabón se añade a una disolución saturada de sal donde es el jabón insoluble y se corta, se separa, se seca, se añade esencias o perfumes y se pone a secar en moldes (pequeñas cajitas). a) Describe e interpreta los cambios observados. ¿Qué es un jabón? b) ¿Cómo se obtiene el ácido oleico? ¿Cuál es su formula? Escribe la reacción de formación del jabón c) Señala las diferencia que existen entre jabón y detergente.

A.10.3. A3 Aspectos CTSA: La combustión de hidrocarburos y los problemas socioambientales que genera.

Cálculos estequiométricos Muchos de los combustibles de uso cotidiano: El metano, etano, propano y butano… son hidrocarburos saturados, los cuatro anteriores gaseosos en las condiciones ambientales. Su combustión produce siempre agua y dióxido de carbono, uno de los gases que hacen aumentar el efecto invernadero y, en consecuencia aumentar la temperatura media del planeta y responsable del cambio climático global que debemos frenar.

Si suponemos que la gasolina es solo isooctano (2,2,4-trimetilpentano) al 100 % a) Escribe la reacción ajustada de la combustión del isooctano(reacción con el oxigeno). b) ¿Qué volumen de dióxido de carbono, medido a 25 ºC y a la presión de 1 atm, se produce por cada litro de gasolina consumida por el vehículo? ¿Y por cada millón de litros de gasolina consumida?

[Datos: dgasolina=0,73 kg/L; R=0,082 atm·L·mol-1·K-1; Mat: C=12; H=1] c) Indica soluciones posibles a los motores de combustión de los coches y a las centrales termoeléctricas como productoras de electricidad (Clasifica las posibles medidas en tecno-científicas, educativas y políticas). d) Explica los acuerdos alcanzados en el COP 25 y COP 26 y en qué consisten los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030)

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ANEXO I: Trabajos Prácticos INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DEL CARBONO (1) I. Diferenciación de alcanos y alquenos Material: Dos tubos de ensayo, gradilla para tubos de ensayo, cuentagotas, disolución de permanganato de potasio acidificado, agua de bromo, muestras de alcanos y alquenos (por ejemplo: ciclohexano y ciclohexeno).

Procedimiento: 3 Experiencia 1: Se ponen 2 cm de disolución de permanganato de potasio acidificado, con unas gotas de ácido clorhídrico. Añadir tres gotas de alcano a una y tres de alqueno al otro tubo de ensayo y agitar.

Observad como en el segundo tubo el color desaparece, ya que los alquenos son oxidados por el permanganato a alcoholes y él se decolora, desapareciendo su color violeta.

Experiencia 2: Repetir la reacción anterior pero utilizando agua de bromo, en lugar de permanganato de potasio, los alquenos también reaccionan con el bromo decolorando la disolución y formando un derivado dihalogenado, mediante una reacción de adición ACTIVIDADES: A1. Realiza un informe con el trabajo realizado, los resultados obtenidos y las conclusiones.

A2. Escribe las reacciones que tienen lugar en las dos experiencias anteriores.

II. OBTENCIÓN Y COMBUSTIÓN DEL ACETILENO MATERIAL: Un matraz kitasato, carburo de calcio, agua, una cerilla DESCRIPCIÓN: Hazte con unos pocos gramos de carburo de calcio CaC 2. Échalos en un matraz Kitasato que contenga unos 50 cc. de agua, tapa el kitasato con un tapón y pon una cerilla en la salida del tubo lateral como se muestra en la figura.

La reacción del carburo de calcio con el agua, libera un gas, que arde con llama amarilla, humeante. Si colocas un matraz de vidrio frío, sobre la llama, se deposita en las paredes hollín, producto de la combustión incompleta del gas.

ACTIVIDADES: ¿Qué gas se desprende en esta experiencia? Escribe la reacción química de su obtención y la combustión de dicho gas con oxígeno.

III. OXIDACIÓN DEL ETANOL A ETANAL CON EL ÓXIDO DE COBRE MATERIAL: Vaso de precipitados, pinzas, mechero, lámina de cobre, etanol.

DESCRIPCIÓN: Toma una lámina de cobre y caliéntala en la llama de un mechero. La lámina se recubre rápidamente de una cepa negra de óxido de cobre (II) (CuO). Una vez que el cobre se ha recubierto de óxido, sumérgelo en el vaso de precipitado con etanol. El etanol, se oxida rápidamente a etanal, reduciéndose el óxido de cobre, nuevamente, a cobre metálico, con lo que la lámina adquiere nuevamente su color y brillo ACTIVIDADES: A.1 Explica los cambios ocurridos e interprétalos. Escribe cuando te sea posible las ecuaciones químicas correspondientes.

A.2 Diseña una pequeña experiencia que te permita reconocer el etanal formado.

IV. CARÁCTER REDUCTOR DE LOS ALDEHÍDOS MATERIAL: Pinza y soporte, tubo de ensayo, mechero, lana de vidrio, papel indicador. PRODUCTOS: Etanal y óxido de cobre (II) DESCRIPCIÓN:  Echa en el tubo de ensayo unos 5 cc de etanal. En la parte superior del tubo, coloca un poco de lana de vidrio, a modo de tapón .  Sobre la lana de vidrio colocas unos gramos de óxido de cobre (II). En la salida del tubo, pon un trozo de papel indicador.  Utilizando un mechero, calienta suavemente el óxido de cobre (II) ACTIVIDADES: A.1 En que sustancia se transforma el etanal.

A.2 Escribe la reacción señalando el oxidante y el reductor.

A.3 ¿Qué cambio de color ocurre en el papel indicador? ¿A qué es debido?

V. FABRICANDO ESPEJOS DE PLATA MATERIAL: Vaso de precipitados, cuentagotas, disoluciones de nitrato de plata, amoniaco y aldehído.

DESCRIPCIÓN: Los aldehídos mediante su oxidación son capaces de reducir los iones Ag + a plata metálica. Por eso se hace reaccionar una disolución de nitrato de plata amoniacal (formada con 5cc nitrato de plata al 2 % a la que se le añade disolución de amoniaco 0,5 N hasta redisolver el precipitado inicial) con el aldehído que se añade lentamente, calentando al baño María.

ACTIVIDADES: Describe e interpreta los cambios ocurridos.

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INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DEL CARBONO (2) I. DESHIDRATACIÓN DEL AZÚCAR CON EL ÁCIDO SULFÚRICO. MATERIAL: Un vaso de precipitado, unos 30 g de azúcar, 10 cm3 de ácido sulfúrico concentrado.

DESCRIPCIÓN: Se ponen unos 30 g de azúcar en un vaso de precipitado y se le añaden con cuidado el ácido sulfúrico concentrado con una pipeta o gotero.

A.1 Describe e interpreta los cambios observados. ¿Por qué se transforma el azúcar en carbón?

A.2 ¿Cuál es el papel del ácido sulfúrico?

II. ACCIÓN DEL YODO / YODURO SOBRE EL ALMIDÓN MATERIAL: Disolución de yodo con yoduro de potasio, harina.

DESCRIPCIÓN: El yodo es poco soluble en agua pura, pero se disuelve fácilmente en una disolución de yoduro de potasio. el almidón reacciona con dicha disolución formando un complejo de adsorción intensamente coloreado de azul, que se disuelve al calentar y reaparece al volver a enfriar.

Hazte con un poco de disolución de yodo/yoduro (se hace disolviendo un g de yodo y 0,5 g de yoduro de potasio en 100 cc de agua destilada). Coloca un poco de harina en un vaso y añade agua. Vierte luego unas gotas de la disolución de yodo/yoduro.

A.1 ¿Observas algún cambio? ¿Qué conclusión sacas sobre la composición de la harina? Ensaya el contenido en almidón de diversos alimentos y recoge los resultados en una tabla.

III. FABRICANDO JABÓN MATERIAL:  5 ml de ácido oleico (aceite de oliva) en un tubo de ensayo  16 ml de un disolución de NaOH 0,1 M  Un vaso sucio.  Detergente habitual.

DESCRIPCIÓN: En el vaso a limpiar, fabricamos el jabón.

Se vierte en el vaso el ácido oleico y el hidróxido de sodio y se remueve la mezcla, al baño de María durante 15 a 30 minutos. El jabón es el oleato de sodio formado. Se puede añadir un poquito de detergente comercial o un poco de jabón a la mezcla para anticipar la formación del jabón. Si se quiere separar el jabón se añade a una disolución saturada de sal donde es el jabón insoluble y se corta, se separa, se seca, se añade esencias o perfumes y se pone a secar en moldes.

A.1 Describe e interpreta los cambios observados. ¿Qué es un jabón?

A.2 ¿Cómo se obtiene el ácido oleico?

A.3 Señala las diferencia que existen entre jabón y detergente.

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FABRICACIÓN CASERA DE JABÓN ¿Cómo se obtiene el jabón?

ACTIVIDADES INICIALES (previas a la realización de la experiencia): A.1. ¿Qué tipo de sustancias son los jabones?

A.2. Busca en la bibliografía a tu alcance, con las orientaciones del profesor, procedimientos para obtener los jabones. Realiza un diseño experimental basado en la información encontrada y compáralo con la descripción del proceso suministrado por el profesor.

A.3. Lee detenidamente la descripción del proceso, realizando un esquema del diseño experimental expuesto en el mismo, señalando el material necesario, los reactivos que necesitas y el procedimiento esquemático paso a paso.

A.4. Tras el visto bueno del profesor realiza la experiencia.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Se prepara una disolución de NaOH añadiéndole a unos 50 ml de agua se le añaden unos 15 g de sosa y un poquito de jabón en polvo (opcional). Se agita hasta disolución completa.

En una olla o vaso grande de precipitados se vierte alrededor de unos 60 ml de aceite. Se le añade la disolución de sosa poco a poco y agitando, y se calienta a ebullición durante una media hora, lo mejor es calentar al baño María, continuando con la agitación (adicionar de vez en cuando un poco de agua para reponer a la que hierve).

Por último se vierte la mezcla reactiva en un recipiente con agua salada, formada al disolver 200 g de sal en 1/2 l de agua. Mientras que el NaOH en exceso y la glicerina se disuelven, el jabón precipita, se corta, apareciendo en grumos que flotan. Se procede a recogerlo y secarlo, separando el jabón del líquido, sifonando el líquido inferior, se colocan en un vaso de precipitados o cápsula de porcelana los grumos de jabón y se calienta suavemente, añadiendo 1 ml de esencia de lavanda, de limón, de mirvana, azahar, etc. para perfumar el jabón y colorantes como azafrán.

Se vierte en moldes adecuados y se deja enfriar, con lo que se obtienen pastillas de jabón perfumado.

ACTIVIDADES FINALES (Posteriores a la realización de la experiencia): A.5. ¿Por qué se añade NaOH al aceite? ¿Qué tipo de transformación ocurre? ¿Es un cambio físico o químico? ¿Qué alcohol se obtiene junto con el jabón?

A.6. Escribe la reacción que ha tenido lugar entre el aceite y la sosa cáustica (NaOH).

A.7 ¿Por qué se añade la mezcla reactiva de aceite y sosa en otro vaso con agua salada? ¿Qué tipo de transformación ocurre? ¿Es un cambio físico o químico?

A.8. ¿Qué propiedades tienen los jabones? ¿Por qué los jabones disuelven la grasa? Diseña alguna experiencia que ponga de manifiesto las propiedades de los jabones.

A.9. Realiza un informe de síntesis o memoria de investigación en el que recojas el trabajo realizado desde el análisis del problema planteado al análisis de resultados y elaboración de conclusiones.

A.10. Nuevos problemas: Hagámonos jaboneros investigando los resultados de distintas grasas o mezclas de grasas en distintas proporciones, por ejemplo las más empleadas: manteca de cerdo, sebo, aceite de coco, de palma y de oliva.

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TEST DEL ALMIDÓN ¿CÓMO RECONOCER AL ALMIDÓN? El almidón muy abundante en la naturaleza: el trigo tiene aproximadamente un 50 % del mismo, el arroz un 75 %, las papas un 20 % etc. El almidón es pues una base de nuestra alimentación, pero para que lo asimile nuestro organismo tiene que transformarse previamente en azucares más sencillos en el aparato digestivo.

I. INVESTIGACIÓN DEL ALMIDÓN EN LOS ALIMENTOS ACTIVIDADES INICIALES (previas a la realización de las experiencias): A.1. Obtén información, buscando en la bibliografía adecuada, con las orientaciones del profesor, la presencia del almidón en los alimentos y la forma de como poder detectar su presencia en los mismos. Realiza un resumen esquemático de la misma y compara la información obtenida con la descrita a continuación La harina es un alimento que contiene almidón.

Para probarlo se vierte sobre un poco de harina, (mejor sobre una pasta formada en el mortero con un poco de harina, unos dos gramos, y muy poca agua) unas gotas de tintura de yodo de las farmacias, previamente diluidas con un volumen igual de agua (se puede obtener, agitando en un tubo de ensayo, un cristalito de yodo con agua.

Como el yodo cambia su color de pardo marrón a azul oscuro en frío, en presencia de almidón, queda probada su existencia en la harina. El color azul intenso del almidón yodado desaparece en caliente, para volver a aparecer al enfriar.

A.2 Emite una hipótesis sobre la presencia de almidón en los siguientes alimentos: patata, manzana, mantequilla, arroz, queso, pan, y carne A.3. Diseña una experiencia para determinar la presencia de almidón en los siguientes alimentos: patata, manzana, mantequilla, arroz, queso, pan, y carne. Diseñando sendas experiencias basadas en el test del almidón con la tintura de yodo.

II. ¿Qué le ocurre al almidón cuando comemos alimentos que lo contienen?

A.4. Emite una hipótesis sobre las sustancias en que se transforma el almidón en la boca y en el estomago.

A.5. Diseña una experiencia que pueda poner de manifiesto dichas transformaciones. Compara tu experiencia con la descrita a continuación.

Descripción de una experiencia para estudiar la transformación del almidón.

Se vierte en una taza una cucharada de harina y se añade un poco de agua, removiendo hasta obtener una masa pastosa. Se llena la taza con agua caliente y se sigue removiendo. Una vez que se ha enfriado, se vierten dos dedos de esta solución en un tubo.

Se toma una gota de ella y se le hace el test del almidón. Se pone saliva en el tubo, se agita vigorosamente y se deja sobre el radiador. Cada media hora se toma una gota y se le hace el test del almidón. Al cabo de varias horas el yodo prácticamente no cambia de color. Ensáyese ahora la reacción de Benedict. Anota todos los cambios que observes.

A.6. Proponer una explicación a que al cabo del tiempo el yodo no cambie de color ¿Qué le ha ocurrido al almidón? ¿En qué se ha transformado?

A.7. Diseña sendas experiencias que nos permitan estudiar el desdoblamiento del almidón en glucosa por la ptilamina de la saliva y por el ácido clorhídrico del jugo gástrico. Formula dicha reacción.

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ANÁLISIS DE LA LECHE ¿CÓMO RECONOCER LOS DIFERENTES COMPONENTES DE LA LECHE?

FUNDAMENTACIÓN: En los animales mamíferos el alimento exclusivo en un periodo más o menos largo de su vida postnatal es la leche, a través de la lactancia materna o artificial, y corresponde a ese periodo el mayor desarrollo corporal relativo y de incremento de peso. Todo ello nos indica que la leche es un alimento completo y por tanto debe contener en una proporción adecuada los principios inmediatos (proteínas, glúcidos y grasas) así como agua, sales minerales, oligoelementos y vitaminas .

A.1. ¿Cómo detectar la presencia de los principios inmediatos en la leche y en otros alimentos?

I. DETERMINACIÓN DE GLÚCIDOS O HIDRATOS DE CARBONO Poner en un tubo de ensayo 3 ml de Fehling A y 3 ml de Fehling B y añadir 1 ml de leche, o una punta de espátula si fuera en polvo. Se calienta y se deja enfriar. Compruébese la presencia del grupo aldehído característico de los glúcidos, por el cambio de color azulado del reactivo por el rojo teja, como consecuencia de la reducción del Cu (II) a Cu (I). Esto confirma la presencia de azucares reductores en la leche. Se trata de la lactosa.

II. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS Se puede comprobar por cualquiera de los siguientes procedimientos:  a) Poner 3 ml de leche o un poco de leche en polvo diluida en agua y añadir unas gotas del reactivo de biuret (unas gotas de sosa caustica al 40 % y unas gotitas de CuSO 4 muy diluido). Se deja reposar y bajo la capa azul de la disolución de Cu (II) se aprecia la presencia de un anillo malva que indica la presencia de proteínas.  b) Tomar 1 ml de muestra de leche o una punta de espátula de leche en polvo y mezclarla bien en un mortero con dos lentejas de NaOH e igual cantidad de CaO. Introducir la mezcla en un tubo de ensayo y calentar. Acercar un papel indicador humedecido en agua destilada y comprobar como este se vuelve azul por el desprendimiento de nitrógeno proteico en forma de amoniaco.  c) Utilizar el reactivo ninhidrina. Añadir en un tubo de ensayo 3 ml de leche y 1 ml de ninhidrina 0,02 M. Hervir durante unos minutos y aparecerá una coloración azulado - violácea confirmando la existencia de grupos aminos libres procedentes de los grupos proteicos.

III. DETERMINACIÓN DE GRASAS Extraer la grasa de unos ml de leche, en un pequeño matraz de extracción., o en un tubo de ensayo al agitar con éter o acetona. Tomar de la fracción orgánica extraída unas gotas y verter sobre un papel satinado habiendo puesto una gota de aceite como contraste.

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IV. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN AGUA Realizar una destilación de unos 100 ml de leche a unos 105 º. El producto destilado recogido es el agua contenida en la leche. El volumen es el “% en volumen” de agua en la leche.

V. DETERMINACIÓN DE LA ÁCIDEZ Se puede valorar la acidez sobre 100 ml de leche usando Na OH y fenolftaleína. El grado de acidez se determina a partir de los ml de hidróxidos consumidos.

Sugerimos realizar una separación fraccionada en la muestra de leche, antes de iniciar los ensayos. Para ello calentar al baño María unos 50 ml de leche y añadirle unos 5 cm 3 de ácido acético agitando continuamente. Se forma un precipitado que contiene la caseína y la grasa.

Precipitado de caseína y grasa

éter

HNO3 (reacción xantopróteica) amarillo Biuret (violeta)

Precipitado con caseína

Ninhidrina

LECHE

Mancha en papel Sudan III

Disolución etérea grasa

Agitar en una botella, con una canica y se espesa

HAc

(mantequilla)

Disolución o suero

 Glúcidos (lactosa)

 Benedict  Fehling

 Proteínas solubles

 HNO3  Biuret  Ninhidrina

 Iones inorgánicos ( Cl-, Ca2+)

 Cl-

Ag NO3 (Ptdo blanco)

 Ca2+

Oxalato amónico (Ptdo blanco)

ACTIVIDADES A.1. Al hervir la leche desnatada se forma una película que la cubre. ¿Cómo lo analizarías para comprobar de qué está constituido?

A.2. ¿Cómo hallarías la densidad de la leche?

A.3. ¿Cómo hallarías el contenido en agua?

A.4. ¿Cómo separar el suero de las proteínas y las grasas?

A.5. ¿Cómo separar las proteínas de las grasas y reconocerlas posteriormente?

A.6. ¿Cómo reconocer los glúcidos o hidratos de carbono en la leche?

A.7. ¿Cómo reconocer las sales inorgánicas en el suero de la leche, en especial Cl- y Ca2+?

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LA EXTRACCIÓN DE LA CLOROFILA ¿Cómo extraer la clorofila de las plantas?

La clorofila es la sustancia, presente en las partes verdes de los vegetales, que permite la fotosíntesis. a) Coge unas hojas de espinacas y machácalas en un mortero con un poco de etanol. b) Filtra el líquido verde que obtienes. c) Colócalo en un tubo de ensayo y añádele un poco de benceno, agítalo y deja el tubo en reposo. d) Al cabo de un tiempo aparecerá en la parte superior del tubo una capa de color verde intenso, rica en clorofila. e) Separa la clorofila usando un embudo de decantación. f) Analiza los componentes el extracto realizando una cromatografía de papel e) Realiza un informe en el que expliques el procedimiento seguido.

LA CROMATOGRAFÍA Y SUS APLICACIONES La cromatografía es un potente método de análisis y de separación y purificación de sustancias muy utilizada en la Química de los productos naturales. Se basa en la diferente velocidad con que se mueve cada uno de los componentes de una mezcla, a través de un medio poroso (fase estacionaria), cuando la mezcla es arrastrada por un fluido (líquido o gas) (fase móvil), que se mueve en el seno de la fase estacionaria. Su nombre, cromatografía: «escribir en color», se debe a que originalmente las sustancias que se separaban por medio de esta técnica eran coloreadas.

Tres son los métodos cromatográficos más habituales: en columna, sobre papel, y en capa fina. En el primero, la fase estacionaria (alúmina, gel de sílice, etc.) se encuentra en el interior de una columna de vidrio, cuyas dimensiones dependen de la cantidad de muestra que se va a tratar. Se denomina cromatografía en columna.

En el segundo se utiliza papel de filtro como fase estacionaria. Es uno de los métodos cromatográficos más sencillos de llevar a cabo, por la facilidad para conseguir los materiales necesarios para realizarlo.

Consiste en utilizar papel de filtro como soporte y se denomina cromatografía sobre papel.

La cromatografía en capa fina consiste en utilizar como soporte unas placas de vidrio o poliéster, sobre las que se ha extendido el medio estacionario (gel de sílice, alúmina, etc.) formando una capa fina de espesor variable según los casos, sobre el que debe moverse la fase móvil (etanol, éter de petróleo, etc.). El desarrollo del cromatograma se lleva a cabo en una cubeta cerrada. En ocasiones es necesario el revelado de las sustancias y, para ello, se utiliza una disolución denominada oleum.

Análisis de las espinacas mediante cromatografía en papel Materiales: mortero, papel de filtro, capilares, clip sujetapapeles, frasco de vidrio con tapa Sustancias: espinacas, etanol.

Procedimiento: machacamos las hojas de espinaca en un mortero con alcohol. Obtenemos un líquido de color verde. Lo separamos en un vaso de precipitados. Mediante un capilar colocar unas gotas del líquido verde procurando que la mancha sea lo más pequeña posible, en un papel de filtro adecuadamente cortado. Se cuelga en el frasco cerrado en el que antes se ha colocado un poco de alcohol. Se deja que se desarrolle el cromatograma. Se retira cuando el disolvente se aproxime al extremo superior.

Cuestiones ductoras 1. ¿Qué se observa según va el disolvente ascendiendo por el papel?

2. ¿Cuántas sustancias coloreadas se separan? ¿Qué colores presentan?

3. Prueba a utilizar diferentes eluyentes. ¿Se nota alguna diferencia?

Esas tres sustancias coloreadas corresponden, por orden de salida, a las xantofilas, a los carotenos y a las clorofilas, que son las últimas en salir.

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Anexo II: Historia de la QUÍMICA ORGÁNICA. Biografías de científicos FISCHER, Emil Herman (1852 - 1919) Químico alemán. Fue ayudante de Bäyer (premio Nobel de química en 1905). Profesor de química en Estrasburgo (1872-78), Erlangen (1882), en Würzburgo (1885) y Berlín (1892). Es uno de los fundadores de la bioquímica. Demostró la acción específica de los fermentos sobre los hidratos de carbono. Sintetizó la fructosa, la ribosa (1901), la glucosa y otros azucares.

Determino la composición química de numerosos compuestas derivados de la anilina. Obtuvo el primer barbitúrico el Veronal, al que le dio este nombre porque se encontraba en la ciudad de Verona. También investigó las proteínas en especial las albúminas, demostrando que estaban formadas por cadenas de aminoácidos. Se le concedió el premio Nobel de Química en 1902, por sus investigaciones sobre los azucares y las purinas. Recibió también la medalla Davy de la Royal Society de Londres (1890), de la que fue elegido miembro extranjero en 1899.

Berzelius, Jöns Jacob (1779 - 1848) Químico sueco. Estudio en la Universidad de Upsala y fue profesor de medicina y de farmacia en la de Estocolmo y en el Instituto Karolinska. Fue presidente y secretario perpetuo de la Academia de Ciencias de Suecia. Es uno de los padres de la química moderna, pues introdujo los símbolos químicos actuales y la notación de las fórmulas, y el cálculo de los pesos atómicos de unos cuarenta elementos, utilizando el oxígeno como referencia o patrón. Descubrió tres elementos químicos nuevos: el cerio (1803), hallado simultáneamente por Klaproth y Hisinger; el selenio (1817) y el torio (1828). Además aisló por primera vez otros dos: el silicio (1824), propuesto por Davy en 1800; y el zirconio (1824), descubierto por Klaproth en 1789. También obtuvo el calcio en forma de amalgama, abriendo el paso a su purificación por Davy.

Fue uno de los primeros químicos atomistas que utilizo y defendió la teoría atómica de Dalton. Defendía que los compuestos orgánicos solo podían obtenerse en el interior de los organismos vivientes al estar controlados por una “fuerza vital”. Fue maestro de Wöhler.

Wöhler, Friedrich (1800-1882), Químico alemán. Mientras estudiaba medicina en Heidelberg se interesó por la química y se trasladó a Estocolmo para estudiar con el químico sueco Berzelius.

Fue profesor en Berlín en 1825 y en 1836 fue profesor de química en la Universidad de Gotinga.

Precursor en el campo de la química orgánica, Wöhler es famoso por su síntesis del compuesto orgánico denominado urea (1828), a partir del calentamiento del cianato amónico. Mediante su contribución se demostró, en contra del pensamiento científico de la época, que un producto de los procesos vitales se podía obtener en el laboratorio a partir de materia inorgánica.

Ayudo así sin quererlo a echar por tierra una de las teorías de su maestro y amigo Berzelius.

También obtuvo ácido oxálico a partir de cianógeno y acetileno a partir del carburo de calcio. Aisló además dos elementos químicos: el aluminio y el berilio. Descubrió el carburo de calcio y a partir de éste obtuvo el acetileno. También desarrolló el método para preparar el fósforo que se sigue utilizando hoy. Escribió varios libros de texto de química orgánica e inorgánica.

LIEBIG, Justus, barón von (1803-1873) Químico alemán, conocido por su habilidad en el campo de la experimentación. en 1852 se convirtió en profesor de química en la Universidad de Munich. Es el iniciador del gran desarrollo de la química orgánica en Alemania.

Fueron alumnos suyos Hoffman y Kekule.

Durante la primera parte de su carrera, concentró sus esfuerzos en la química orgánica e introdujo nuevos métodos de análisis de gran importancia. En 1830 invento un método cuantitativo para determinar el contenido de carbono e hidrógeno en los compuestos orgánicos, a partir de la medida de los gases CO2 y H2O desprendidos en su combustión.

Liebig es considerado el fundador de la química agrícola. Sugirió que las plantas transforman la materia inorgánica de la tierra y de la atmósfera en materia orgánica, y experimentó en el ámbito de los fertilizantes artificiales con éxito.

Entre sus obras destaca La química orgánica aplicada a la agricultura y a la fisiología (1840). Manual de química orgánica (1843) y Enciclopedia de química pura y aplicada (1837 - 1864) en nueve volúmenes en colaboración con Wöhler.

GUÍA DE LECTURA 1. Lee el siguiente documento biográfico y realiza un esquema que recoja las ideas fundamentales del mismo.

2. Después de leer el documento biográfico elige uno de los científicos que aparecen y busca la información necesaria y completa sus aspectos biográficos utilizando la ficha y los documentos de apoyo entregados por el profesorado

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

ACTIVIDAD: Después de leer la biografía del científico, completa la siguiente ficha Busca la información necesaria y utiliza los documentos de apoyo entregados por el profesorado FICHA: BIOGRAFÍA DEL CIENTÍFICO: (________ - _______) 1. PERFIL BIOGRÁFICO (Cronología que recoja los principales aspectos de su vida y de su obra. Principales aportaciones realizadas. Hechos más destacados)

2. FORMACIÓN CIENTÍFICA Principales influencias que recibió. Ideas dominantes de la Ciencia en la que se formo.

Cuáles fueron sus maestros y marcos teóricos que existían en su época y que influyeron en su formación. Estado en que se encontraban los problemas que más tarde abordó 3. LA CIENCIA Y LA SOCIEDAD DE SU ÉPOCA Contexto social y político que se vivía.

Influencia de la sociedad de su época en los desarrollos científicos.

Principales acontecimientos, ideas sociales y políticas de la sociedad de su época.

4. APORTACIONES A LA CIENCIA. Descubrimientos realizados y teorías elaboradas. Principales obras escritas por orden cronológico.

5. RELACIONES CON SUS CONTEMPORANEOS Otros científicos o personas relevantes de la sociedad de su época.

6.

APLICACIONES TECNOLÓGICAS E IMPLICACIONES SOCIALES DE LOS DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS Establecer un paralelismo cronológico que señale las interrelaciones entre la Ciencia, la Tecnología y la Sociedad.

7. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA Libros o artículos de revistas utilizados, materiales o documentos de apoyo entregados por el profesorado y utilizados.

Reseñar en la forma: APELLIDO, Nombre (año): Título del libro o artículo. Ciudad, Editorial o nombre número y páginas de la revista. Pagina Web , etc.

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Física y Química 4º. UD4: Introducción a la Química del Carbono

Francisco Martínez Navarro – Rafael Millán Gómez

HISTORIA DE LA CIENCIA EL DESCUBRIMIENTO DE LA UREA El químico Lemery en su “Cours de Chymie” (1675) una de las obras clave en el desarrollo de la Química, dividió las sustancias en tres grupos: minerales, vegetales y animales. Esta clasificación fue generalmente aceptada hasta que Lavoisier hizo notar que todos los compuestos vegetales y animales tenían carbono e hidrógeno, y algunas veces otros pocos elementos. Esto dio pie a que se modificase la primitiva clasificación de Lemery, basada en el origen del compuesto, ya que además se demostró que muchos de éstos podían obtenerse indistintamente de animales o vegetales. Se hizo entonces una nueva clasificación en dos grupos: las sustancias producidas por los organismos vivos o sustancias orgánicas y las que no procedían de tales, o inorgánicas.

En 1807 Berzelius designo por primera vez con el nombre de compuestos orgánicos al conjunto de sustancias que se obtienen de los organismos vivientes. Berzelius y la mayoría de los químicos de su tiempo, pensaban que los productos de la materia viva estaban regidos por una particular fuerza vital.

En aquella época se consideraba la vida como un fenómeno especial que no tenía que obedecer las leyes físico - químicas que gobiernan a los objetos inanimados. Esta creencia de profundas raíces filosóficas, se llama vitalismo. Ya había sido defendida un siglo antes por Stahl, el creador de la teoría del flogisto. Según el vitalismo era necesario el concurso de la fuerza vital para producir los compuestos orgánicos. Por tanto esto sólo podía ocurrir en los organismos vivos. No podía esperarse sintetizarse en el laboratorio a partir de productos inorgánicos.

Sin embargo la teoría de la fuerza vital comenzó a declinar a medida que la aportación creciente de datos analíticos evidenció que las leyes químicas usuales que también eran válidas para las sustancias orgánicas. El mismo Berzelius, como resultado de sus análisis, reconoció hacia 1814, que los compuestos orgánicos obedecían a la ley de las proporciones definidas.

Pero el mayor golpe dado a la teoría de la fuerza vital vino cuando en 1828, el químico alemán Wöhler obtuvo en el laboratorio un producto típico del organismo animal, la urea, a partir de cianato amónico, un compuesto inorgánico.

Wöhler llegó a su descubrimiento cuando se encontraba estudiando las propiedades de los cianatos e intentaba sintetizar el cianato amónico.

Para ello trató cianato de plomo con hidróxido amónico.

Pb (CNO)2 + 2 NH4OH → 2 NH4CON + Pb(OH)2 Pero al evaporar la disolución , el cianato amónico se tautomerizaba a urea.: NH4CON → H2NCONH2 (Una reacción de tautomerización es aquella en la que se produce una reorganización de los átomos en la molécula, originándose una nueva estructura. Ambas sustancias responden a la misma fórmula molecular)

A pesar de todo el descubrimiento de Wöhler no fue definitivo. Enseguida se esgrimieron argumentos en el sentido de que el cianato amónico no era verdaderamente inorgánico. No obstante la influencia del vitalismo comenzó a resquebrajarse y los químicos se sintieron animados a intentar la síntesis de sustancias orgánicas.

De esta manera, las posiciones vitalistas fueron totalmente barridas por los trabajos de Kolbe, alumno de Wöhler, que en 1845 sintetizó ácido acético, sustancia típicamente orgánica y de Berthelot, que durante la década de 1850 sintetizó una serie de compuestos orgánicos como metano, benceno, alcohol etílico, etc.

Además al desarrollarse el principio de conservación de la energía a mediados de siglo, se vio claramente que no había sitio alguno para la llamada fuerza vital.

Hacia 1850 ya se había abandonado el principio del vitalismo y los químicos empezaron a convencerse de que los compuestos, producidos por vegetales y animales, también podían producirse en el laboratorio. A partir de entonces la química orgánica de síntesis se convirtió en un campo bien definido de investigación.

ACTIVIDADES 1. Resume el texto señalando las ideas principales.

2. ¿Qué es el vitalismo y que significo en esa época?

3. Citar un descubrimiento de los siguientes científicos que supuso un golpe para el vitalismo: Berzelius, Wöhler, Kolbe, Berthelot, Kekulé.

4. ¿Crees que todas las sustancias orgánicas podrían, teóricamente, ser sintetizadas en el laboratorio o por el contrario, hay algunas que sólo pueden ser sintetizadas por los seres vivos?

5. Señala otras ideas dominantes como el vitalismo que han intentado frenar el desarrollo científico.

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Preparador: Paco Martínez

“¡Aprendamos a soñar!” El descubrimiento del benceno Friedrich August Kekulé Friedrich August Kekule (1829-1896) nace y muere en Alemania.

Es uno de los más importantes químicos orgánicos europeos, especialmente en el campo teórico, y uno de los principales fundadores de la Teoría de la Estructura Química. Estudio en la Universidad de Giessen arquitectura, cambiándose luego por Química, estudiando con Justus von Liebing, que llegará a ser un gran químico orgánico. En Londres, fue influenciado de forma definitiva por Alexander Williamson. En 1852 obtuvo su doctorado. En 1856, Kekulé se convirtió en aspirante a profesor universitario en la Universidad de Heidelberg.

En 1858, fue profesor en la Universidad de Gante, y en 1867 recibió una oferta de la Universidad de Bonn, permaneciendo allí el resto de su carrera.

Basando sus ideas en las de sus predecesores como Williamson, Edward Frankland, William Odling, Charles Adolphe Wurtz y otros, Kekulé fue el principal impulsor de la teoría de la estructura química del carbono, de su tetravalencia. Esta teoría procede de la idea de la valencia atómica, especialmente la tetra valencia del carbono y de la capacidad de los átomos de carbono para enlazarse entre sí, para la determinación del orden del enlace de todos entre todos los átomos de una molécula.

El trabajo más conocido de Kekulé se centró en la estructura del benceno.

El benceno fue descubierto en 1825 por el científico inglés Michael Faraday. En 1865, el químico alemán Friederich Kekulé, a través de una pesadilla o sueño, en el que aparecía una serpiente que se mordía la cola, descubrió la estructura de anillo hexagonal del benceno. Por aquella época ya se sabía que el benceno estaba formado por seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno (C 6H6), pero no se tenía ninguna pista clara sobre su estructura.

Kekulé asegura que la inspiración para localizar la estructura de la molécula del benceno, un hidrocarburo aromático, surgió a raíz de una ensoñación en la que aparecía una serpiente que se mordía la cola lo que le llevó a plantearse la posibilidad de que la molécula del benceno tuviera forma de anillo. La hipótesis era, por supuesto, que el benceno era una molécula cíclica, donde los seis átomos de carbono forman un hexágono, con tres enlaces dobles, en el anillo, con un hidrogeno unido al carbono en cada vértice.

Actividades 1. Se puede considerar la determinación de la estructura del benceno por Kekule en 1865, un hecho casual, o un sueño, llamado “Serendipia”. Conoces otros descubrimientos “casuales” en Ciencias.

2. Explica la frase de Tomas Alba Edison: “La inspiración existe pero tiene que encontrarte trabajando” y relaciónala con lo que le sucedió a Kekulé.

3. ¿Cuáles fueron las principales aportaciones de Kekulé?

4. ¿Cómo es posible que a partir del átomo de carbono se forme tal enorme cantidad y variedad de compuestos?

5. Elige dos de los científicos que aparecen en el texto y busca información para completar sus aspectos biográficos y principales aportaciones, utilizando la ficha y los documentos de apoyo entregados por el profesorado.

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Oposiciones Física y Química Educación Secundaria.

Preparador: Paco Martínez

Antonio González González "El químico que descubrió los principios farmacológicos de la flora canaria"

Antonio González (19172002)

IUBO – AG (La Laguna)

Rotavapor a vacio

Antonio González González Es el químico canario y español más importante del Siglo XX. (Nace en Realejo Alto, Tenerife, el 27 de octubre de 1917 – y muere en La Laguna el 11 de octubre de 2002).

Realiza el doctorado en la Universidad Central de Madrid, con Lora Tamayo investigando sobre la síntesis de moléculas orgánicas. Con 29 años, obtiene la Cátedra de Química Orgánica y Bioquímica de La Universidad de La Laguna. Antonio González fue el primer catedrático canario que ocupó plaza en la Universidad de La Laguna. En 1950 se traslada a la Universidad de Cambridge, para trabajar con Alexander R. Todd, que poco después recibiría el Premio Nobel de Química por sus investigaciones en la estructura y síntesis de nucleótidos, nucleósidos y coenzimas nucleótidicos. Allí trabaja sobre la síntesis de la vitamina B12, cuya estructura desentrañaría Todd poco tiempo después. Sin embargo, su principal trabajo se centró en el estudio de los nuevos triterpenos que llevó de La Laguna, extraídos de plantas endémicas canarias, utilizando para ello el instrumental que Todd puso a su disposición. Al regresar de Cambridge, el trabajo que realiza Antonio González y su grupo de investigadores de Química Orgánica en los años cincuenta y sesenta, viene caracterizado por tres líneas de investigación: el estudio de los triterpenos del látex de Euphorbias, Tabaibas y Cardones canarios, de los alcaloides de plantas canarias y de los glicósidos de las Isoplexis, aislando moléculas, como el lanosterol, que resultarán decisivas en la construcción de la vía biosintética que relacionaba el triterpeno escualeno con el colesterol.

Investiga junto con los Hospitales Universitarios de La Candelaria y Negrin fármacos antitumorales y anticancerigenos, extraídos de plantas endémicas canarias. Después de la extracción de plantas, en diversos disolventes, se separan y analizan por cromatografía en columna y capa fina y se determina su estructura por diversas técnicas espectroscópicas.

Los resultados de sus trabajos se publican, primero en los Anales de la Real Sociedad de Física y Química y luego en revistas tan prestigiosas internacionalmente como Journal Chemical Education, Tetrahedron Letters, Chem. Industry, Nature y Liebigs Ann. Chem.

Con cientos de trabajos de investigación, poco a poco, el grupo de investigación dirigido por Antonio González va ganando una merecida reputación en los principales centros de investigación de productos naturales de Europa y América.

Don Antonio fue nombrado Rector de la Universidad de La Laguna en 1963, hasta el año 1968, en que dimite. Fundador del hoy Instituto Universitario de Bio-Orgánica “Antonio González” (lUBO-AG), creando una Escuela de Formadores, al que acuden estudiantes y posgraduados de todo el mundo. Premio Canarias de Investigación en 1984 y Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 1986.

Fue nominado tres veces para el Premio Nobel de Química.

Actividades 1. Visita la Web del “Instituto Universitario de Biorgánica Antonio González” (IUBO-AG) y visiona el video de Youtube “50 años del IUBO-AG (2014)” y realiza un informe sobre la importancia y las líneas de investigación del mismo.

2. Busca la información necesaria y completa los aspectos biográficos de Antonio González utilizando la ficha y los documentos de apoyo entregados por el profesorado. Libro AG. Video YouTube AGG Hombre de Ciencia y conciencia Centenario de su Nacimiento- BCC. Biografía de AG- Guía de recursos -BCC- Ciencias para el mudo Contemporáneo – Anexos.

3. Explica para qué y cómo se usa el rota vapor, la cromatografía en columna y la cromatografía en capa fina.

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Preparador: Paco Martínez

Tarea: Las Mujeres científicas en la Química del carbono Anna Jane Harrison, química orgánica https://mujeresconciencia.com/2014/12/23/anna-jane-harrison-quimica-organica/

Anna Jane Harrison, química orgánica La química orgánica Anna Jane Harrison (1912-1998) Trabajó en el estudio del humo tóxico durante la segunda guerra mundial y contribuyó a la investigación sobre la luz ultravioleta y suinteracción con la materia orgánica. Recibió su Ph.D. en química física de la Universidad de Missouri en 1940. La carrera de Harrison en educación química comenzó en el Sophie Newcomb College, Universidad de Tulane en 1940. Mientras estaba de permiso en 1942, Harrison realizó una investigación de defensa confidencial en la Universidad de Missouri.

Recibió numerosos premios y honores durante su carrera, siendo la primera mujer en presidir la American Chemical Society Fue reconocida por su actividad docente y fue además una activa defensora de la participación de las mujeres en la ciencia.

La investigación de Harrison se centró en la estructura de los compuestos orgánicos y su interacción con la luz, particularmente en las bandas ultravioleta y ultravioleta lejana. Recibió una subvención de la Junta Asesora del Fondo de Investigación del Petróleo de la American Chemical Society para "un estudio experimental de los espectros de absorción ultravioleta lejana y los productos de fotodecomposición de compuestos orgánicos seleccionados".

Anna Jane Harrison (1912-1998 )

Stephanie Louise Kwolek. Química Orgánica Química orgánica estadounidense conocida por inventar Kevlar . Ella era de herencia polaca y su carrera en la compañía DuPont abarcó más de 40 años. Ella descubrió el primero de una familia de fibras sintéticas de excepcional resistencia y rigidez inventora del poliparafenileno tereftalamida conocido como Kevlar, una fibra de alta resistencia, color amarillo, que puede ser hasta cinco veces más resistente que el acero y que en la actualidad es utilizada en la elaboración de chalecos antibalas.

El Kevlar se utiliza como material en más de 200 aplicaciones, incluidas raquetas de tenis, esquís, líneas de paracaídas, barcos, aviones, cuerdas, cables y chalecos antibalas . [1] Se ha utilizado para neumáticos de automóviles, botas de bomberos, palos de hockey, guantes resistentes a cortes y automóviles blindados. También se ha utilizado para proteger materiales de construcción como materiales a prueba de bombas, salas a prueba de huracanes y refuerzos de puentes. [23] Durante la semana de la muerte de Kwolek, se vendió el millonésimo chaleco antibalas hecho con Kevlar. [24] Kevlar también se utiliza para construir teléfonos celulares; Motorola 's Droid RAZR tiene un monocasco de Kevlar Por su descubrimiento, Kwolek recibió la Medalla Lavoisier de la compañía DuPont por sus logros técnicos sobresalientes. A partir de febrero de 2015, fue la única investigadora que recibió ese honor. En 1995 se convirtió en la cuarta mujer en ser agregada al Salón de la Fama de los Inventores Nacionales . Kwolek ganó numerosos premios por su trabajo en química de polímeros , incluyendo la Medalla Nacional de Tecnología , el Premio al Logro IRI y la Medalla Perkin

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Stephanie Louise Kwolek (1923-2014)

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Preparador: Paco Martínez

Madeleine M. Joullié, química orgánica Fue la primera mujer en entrar en la Facultad de Química de la Universidad de Pensilvania (EE. UU.).

Activa investigadora en química orgánica, ha publicado tres libros de texto sobre este tema y más de trescientos artículos científicos.

Su trabajo en síntesis de compuestos orgánicos como la tilorona, la furanomicina y diferentes ciclopéptidos ha llevado al desarrollo de antibióticos y medicamentos antivirales.

Ha recibido numerosos galardones, entre ellos la Medalla Garvan en 1978 de la American Chemical Society en reconocimiento a sus logros en enseñanza e investigación.

Química Orgánica, Química de Productos Naturales, Química Heterocíclica Las investigaciones realizadas por Joullié abarcan una amplia gama de intereses en la química orgánica sintética, incluida la química heterocíclica y medicinal. Señalamos las principales líneas de investigación: (1) síntesis y química de heterociclos de cinco miembros y productos naturales que contienen tales unidades; (2) síntesis y química de metabolitos fúngicos; (3) síntesis y química de alcaloides ciclopeptídicos; (4) síntesis de depsipéptidos biológicamente importantes; (5) síntesis de nuevas ninhidrinas; (6) síntesis de agentes antiangiogénicos.

La utilización de D-ribonolactona y otros azúcares como precursores en la síntesis de varias moléculas estructuralmente desafiantes.

La síntesis de metabolitos fúngicos naturales que contienen un anillo aromático sustituido con hexas común pero diferentes cadenas laterales como la coletoclorina D, la ascofuranona y la ascoclorina han sidon otra área de interés. Las actividades biológicas de esos productos naturales varían desde una alta acción hipolipidémica hasta la actividad anticancerígena y antiprotozoaria.

Los alcaloides ciclopeptídicos son productos naturales que se encuentran en muchas familias de plantas. Un amplio programa destinado a desarrollar una metodología para la síntesis de los alcaloides ciclopeptídicos de anillo de trece y catorce miembros más comúnmente encontrados está actualmente en curso. Sanjoin, utilizado en la medicina popular china, es uno de nuestros objetivos. También se están investigando otros péptidos cíclicos antitumorales procedentes de plantas, las astinas.

Se están sintetizando nuevas ninhidrinas como reactivos para la detección de aminoácidos.

Hemos encontrado que la beta-ciclodextrina sulfatada imitaba la heparina ventajosamente. Este eficaz producto sintético es de suma importancia en el control de la angiogénesis y tiene otras aplicaciones importantes en medicina. Este descubrimiento reciente revela una nueva clase de agentes antiangiogénicos, que consiste en un vehículo hidrofílico y un angiostato hidrófobo, y ofrece una oportunidad única para el desarrollo de tecnologías químicas que tendrán importantes aplicaciones en las ciencias biológicas y médicas. Por lo tanto, continuamos estos estudios con varios objetivos en mente. Estamos investigando portadores nuevos y más efectivos, estamos diseñando especies individuales que contienen tanto el angiostato como el portador, y estamos buscando angiostatos nuevos y más efectivos.

Tarea Busca la información necesaria y completa los aspectos biográficos, indicando las principales aportaciones de las tres químicas orgánicas anteriores (Anna Harrison, Stephanie Kwolek y Madeleine Jollié) utilizando la ficha y los documentos de apoyo entregados por el profesorado

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Preparador: Paco Martínez

Mildred Dresselhaus (Estados Unidos, 11 de noviembre de 1930 – 20 de febrero de 2017) Física y nanotecnóloga estadounidense conocida como la “reina de la ciencia del carbono”, fue la primera catedrática y catedrática emérita de Física e Ingeniería Eléctrica del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

Primera catedrática del MIT, y luchadora incansable para no ser la última, Mildred Dresselhaus, Millie, era conocida como la reina del carbono por sus investigaciones sobre las propiedades fundamentales de este elemento, uno de los grandes ignorados en su época y gran protagonista a día de hoy por materiales como el grafeno.

Además de ser la primera mujer en ser nombrada catedrática por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) en 1968, también fue la primera catedrática emérita de Física e Ingeniería eléctrica de la institución.

En una época en la que las mujeres suponían el 2% del total de estudiantes de física, sus investigaciones le valieron numerosos premios, entre otros, la medalla de Honor del IEEE en 2015, la primera mujer en la historia en recibirla; también fue la primera persona en recibir el premio Kavli en solitario en 2012, y sus estudios sentaron las bases para dos investigaciones galardonadas con sendos premios Nobel (sobre fulerenos en 1996 y nanotubos de carbón en 2010).

A pesar de iniciar su carrera científica investigando la superconductividad, abandonó este campo para centrarse en el carbono cuando entró a trabajar en el Laboratorio Lincoln en el MIT.

(1930-2017)

De origen extremadamente humilde, hasta el punto de que su familia vivió en ocasiones de ayudas públicas, Mildred Spiewak, después Dresselhaus, hija de emigrantes polacos en Estados Unidos, creció en el conflictivo Bronx.

Tal y como ella misma explicaba en una entrevista en el New York Times, en aquella época únicamente había tres tipos de trabajos a los que podía aspirar Video de la Reina del carbono una mujer: maestra, enfermera y secretaria. De manera que ingresó en el Hunter College con la idea de convertirse en maestra. Hasta que asistió a una clase de física nuclear elemental impartida por Rosalyn Yalow. La que en aquel entonces era futura premio Nobel instó a Mildred Dresselhaus a continuar por el camino de la ciencia y procedió a escribir cartas de recomendación para facilitar su ingreso en alguna de las principales universidades. Además de ser un referente, Rosalyn Yalow se convirtió en su mentora y fue una presencia constante en la vida de Mildred Dresselhaus.

No fue hasta 1960 cuando fue contratada por el MIT y Mildred Dresselhaus cambió su campo de investigación hacia el carbono. Cuando empezó a trabajar en el Laboratorio Lincoln del MIT era una de las dos mujeres entre los mil empleados de la institución. Durante sus siete años de trabajo en el Laboratorio Lincoln investigó la estructura electrónica de los semimetales, el grafito y el grupo 5 de semimetales. Resultó ser un campo muy productivo, y su trabajo sentó las bases de la física de la materia condensada en estos semimetales.

En 1967 pasó a ser profesora visitante en MIT, y en 1968 consiguió plaza como profesora titular de ingeniería eléctrica en la misma institución. En 1983 fue nombrada catedrática en física y en 1985 fue la primera mujer catedrática de instituto del MIT, el mayor rango de profesorado en la institución.

Durante los 57 años que trabajó en el MIT realizó influyentes trabajos en nanomateriales como el grafeno, fue la primera persona en sacar partido del efecto termoeléctrico a nanoescala, estudió el grafito e hizo grandes aportaciones al conocimiento del fulereno. En total publicó unos 1700 artículos de investigación y fue coautora de ocho libros Mildred Dresselhaus fue una activa defensora de la integración de las mujeres en la ciencia. En 1971 organizó junto a una compañera el primer Women’s Forum en el MIT, para explorar el papel de la mujer en ciencia Tarea Busca la información necesaria y completa los aspectos biográficos, indicando las principales aportaciones de Mildred Dresselhaus utilizando la ficha y los documentos de apoyo entregados por el profesorado 52

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Preparador: Paco Martínez

Antonio González y el IUBO AG

A8.4 Texto a Comentar […] Después de asistir a algunas conferencias, una de las cuales versó sobre el «Destino de las Colonias Portuguesas», de dar una charla sobre «Investigación de los componentes orgánicos de las plantas y su aplicación a la medicina» y de disfrutar de la exuberante naturaleza de Bahía, marchó a Río de Janeiro. Fue en esta ciudad donde, por fin, se aclaró el motivo de la invitación, cuando el Ministro de Educación brasileño le dijo: «Quise aprovechar el Congreso de Filología Románica porque entre los asistentes había muchos españoles exiliados, aclimatados a vivir en países latinoamericanos y quería que usted los tratara y cambiara impresiones con ellos, en libertad, sin nada que les presionara. Al mismo tiempo deseaba que conociera lo más posible Brasil, porque nuestro Gobierno desea que usted se haga cargo de la dirección de un Centro recién construido en Recife para estudiar los productos naturales de la flora brasileña. El presupuesto del Centro y sus emolumentos serán los que usted establezca, con la seguridad de que el Gobierno los aprobará». Posteriormente visitaron el nuevo Centro y tuvieron ocasión de conocer al profesorado universitario de aquella inmensa ciudad. «Estaba dotado del material más moderno, y se hallaba ubicado en medio de un bosquecillo tropical, junto al mar; era fabuloso». Regresaron a Madrid. Después de pensarlo, llamó al Ministro brasileño para agradecerle la confianza que había depositado en él, y decirle que no podía aceptar su generosa oferta, porque las obligaciones contraídas en Canarias no se lo permitían. «Mi esposa y yo regresábamos a Tenerife deprimidos, pensando en lo que dejamos y lo que íbamos a encontrar. Nos hallábamos próximos a Tenerife, Maruxa miró un momento por la ventanilla del avión y se volvió sonriente hacia mí e insistió en que yo mirara; lo hice y pude ver el Teide en todo su esplendor, enmarcado por un cielo azul tan limpio e intenso como solo se ve en pocos lugares del mundo. Nos daba la bienvenida. Me volví y nos sonreímos. En aquel instante supimos que habíamos adquirido una obligación para toda la vida con Canarias, pero también un compromiso moral con Iberoamérica». Álvaro Díaz Torres Biografías de Científicos Canarios ANTONIO GONZÁLEZ GONZÁLEZ Coordinadores de la Colección: Francisco Martínez Navarro Emigdia Repetto Jiménez Oficina de Ciencia, tecnología e Innovación del Gobierno de Canarias ISBN 8497728769

Actividades sobre el texto A1. ¿Qué le propuso el Ministro de Educación Brasileño Brasileño a Antonio González en su Visita a Río de Janeiro?

A2. Por qué Antonio Glez no podía aceptar la generosa oferta que le hicieron.

A3. A qué se refiere Don Antonio con: “Hemos adquirido una obligación para toda la vida con Canarias, pero también un compromiso moral con Iberoamérica”.

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Preparador: Paco Martínez

Rubrica: Introducción a la química del carbono Descriptor núcleo del Criterio de evaluación 5

Explica las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono. Reconoce y describe las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono sus estructuras y propiedades. Reconoce y representa hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas. Indica las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial. Valora el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

Indicadores de evaluación (Estándares de aprendizaje)

Descriptores de evaluación Competencias

INSUFICIENTE (1/4)

SUFICIENTE/ BIEN (5/6)

NOTABLE (7/8)

SOBRESALIENTE (9/10)

1. Explica con falta de claridad y superficialmente las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono.

2. Reconoce y describe de forma confusa las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono, sus estructuras y propiedades.

1. Explica con relativa claridad y estructura sencilla las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono.

2. Reconoce y describe básicamente las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono, sus estructuras y propiedades.

1. Explica de forma estructurada y clara las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono.

1. Explica con claridad y profundidad las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono.

CMCT; CL

2. Reconoce y describe con precisión las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono, sus estructuras y propiedades.

CMCT; AA CD

EA3. Reconoce y representa hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas.

3. Reconoce y representa siguiendo instrucciones y con imprecisión hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas.

3. Reconoce y representa con ayuda y sin imprecisiones importantes hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas.

3. Reconoce y representa de manera totalmente autónoma y con precisión hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas.

CMCT CD CSC AA

EA4. Indica las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial.

4. Indica con incorrecciones importantes las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial.

4. Indica con pequeñas incorrecciones las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial.

2. Reconoce y describe de forma adecuada las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono, sus estructuras y propiedades.

3. Reconoce y representa con autonomía y bastante precisión hidrocarburos sencillos de interés en la vida cotidiana, mediante fórmulas y modelos moleculares reales o virtuales generadas por ordenador y el grupo funcional a partir de la fórmula de algunas sustancias orgánicas 4. Indica correctamente las aplicaciones más importantes de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial.

4. Indica correctamente las aplicaciones de hidrocarburos sencillos de especial interés biológico e industrial.

CMCT CSC AA CD

EA5. Valora el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

5. Valora sin fundamento ni criterio el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

5. Valora de manera general el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

5. Valora de manera fundamentada el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

5. Valora de manera fundamentada y con criterio propio el agotamiento de los combustibles fósiles, los problemas socioambientales de su utilización, la necesidad de tomar medidas para evitarlos y acabar con la dependencia energética de Canarias de los combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero e implantar el uso creciente de las energías renovables, que pongan fin al cambio climático e inicien un presente más sostenible.

CMCT CL CSC CD SIEE

EA6. Analiza y Valora la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030), presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles.

6.

Analiza y Valora superficialmente y con errores importantes la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030, presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles.

6.

Analiza y Valora superficialmente pero sin errores la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030) presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles..

6. Analiza y Valora con corrección la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030) presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles..

6. Analiza y valora de forma brillante y exhaustiva la importancia de los Objetivos de desarrollo sostenible ODS (2015-2030) presentando informes escritos y audiovisuales con soluciones posibles.

CMCT AA CD CSC SIEE

EA1.

Explica las enormes posibilidades de combinación que presenta el átomo de carbono.

EA2. Reconoce y describe las distintas formas alotrópicas del átomo de carbono sus estructuras y propiedades

[Leyenda: Competencias: CL=Comunicación lingüística; CMCT= Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología; CD=Competencia Digital; AA= Aprender a aprender; CSC= Competencias sociales y cívicas; SIEE= Sentido de iniciativa y espíritu emprendedor; CEC= Conciencia y expresiones culturales]

54

Oposiciones Física y Química Educación Secundaria.

Preparador: Paco Martínez

Unidades Didácticas Criterios de Evaluación FyQ 4º ESO BYG 4º ESO Unidades Didácticas “Título”

Temporalización en semanas/ sesiones/ trimestre

Criterios de evaluación C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8 Competencias

1º Trimestre

UD 0: “------------” UD 1: “------------” UD 2: “------------” UD3: “------------” CMCT CL AA CD CSC SIEE

2º Trimestre

UD 4: “Introducción a la Química del carbono”

UD 5: “------------”

UD 6: “------------”

3º Trimestre

UD 7: “------------”

UD 8: “------------”

Grado en que se aborda y desarrolla el criterio de evaluación

X

Completo Parcial

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X

X

X

X

X

X

X