Química I

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR DIRECCIÓN GENERAL ACADÉMICA

REFORMA CURRICULAR BACHILLERATO GENERAL ESTATAL PLAN DE ESTUDIOS 2006

COMPONENTE DE FORMACIÓN BÁSICA

QUÍMICA I Programa de estudio de 1° semestre

LUIS MALDONADO VENEGAS Secretario de Educación Pública del Estado de Puebla JORGE B. CRUZ BERMÚDEZ Subsecretario de Educación Media Superior JOSÉ LUIS BALMASEDA BECERRA Director General Académico GISELA DUEÑAS FERNÁNDEZ, MARÍA EDITH BÁEZ REYES, BEATRIZ PIMENTEL LÓPEZ, SARAHÍ GAXIOLA JARQUÍN, OSVALDO CUAUTLE REYES, MARÍA DE LOS ÁNGELES ALEJANDRA BADILLO MÁRQUEZ, LUIS RENATO LEÓN GARCÍA, MARCOS JARA MARTINEZ, EMILIO MIGUEL SOTO GARCÍA. Coordinación del Proyecto: Colegiado Académico PROGRAMA DE ESTUDIOS Química I Equipo de Diseño Curricular Laura Alicia Barroso Yáñez, Cleotilde Corona Oliva, Augusto Galicia López, Eduardo González Tlacuilo, Marcos Jara Martínez, Rebeca Angélica López Nava, Carlos Roberto Martínez Peláez, Hilda Rosenda Méndez Aranda, Gloria Ortega Vite, Luz María Ortiz Cortés, Teresa Romero Herrera, José Antonio Ureña Castillo Revisión Metodológica María Angélica Álvarez Ramos, Gerardo Ángel Chilaca, Verónica Ángel Chilaca, Faustino Javier Cortés López, Margarita Concepción Flores Wong, Jorge Fernando Flores Serrano, Juan Manuel García Zárate, Genaro Juárez Balderas, Sotero Martínez Juárez, María Teresa Notario González, Irma Ivonne Ruiz Jiménez, Juan Jesús Vargas Figueroa, Emilia Vázquez Pacheco Estilo Leonardo Mauricio Ávila Vázquez, Alejandro Enrique Ortiz Méndez, Cristina Herrera Osorio, Concepción Torres Rojas, Rafael Carrasco Pedraza

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Formato Osvaldo Cuautle Reyes, Liliana Sánchez Tobón, Emilio Miguel Soto García.

PROGRAMA ACADÉMICO: SEMESTRE: CAMPO DISCIPLINAR: COMPONENTE DE FORMACIÓN: NÚMERO DE HORAS: CRÉDITOS:

QUÍMICA I PRIMERO CIENCIAS EXPERIMENTALES BÁSICA 80 10

IMPORTANCIA DEL CURSO El curso de Química I adentrará al estudiante en la composición de la materia y su estructura atómica, lo que facilitará su comprensión de los diversos compuestos inorgánicos, sus propiedades, reacciones y usos, así como la forma de nombrarlos y representarlos para incursionar en el curso de Química II, en el que realizará cálculos basados en ecuaciones químicas, de concentración de soluciones y pH, e iniciará el estudio de los compuestos del carbono.

Esta asignatura comparte con Física I y II el estudio y la explicación de los fenómenos de la materia y la energía; con Biología I, II y III establece la base para la comprensión de los procesos vitales. Se relaciona con Ecología al estudiar el ambiente y proponer posibles soluciones a los problemas que lo afectan, además de contribuir a la creación de una cultura ecológica en los estudiantes, fomentando hábitos de reciclaje de materiales que contribuyen a la conservación de los recursos naturales y al equilibrio de la naturaleza.

Química I se apoya en Álgebra como herramienta básica para la resolución de problemas que involucren cálculos de masa, partículas subatómicas o relaciones entre átomos. Junto con Taller de Lectura y Redacción I desarrollará en el estudiante la comprensión y elaboración de textos relacionados con la ciencia, así como el fomento en el uso del lenguaje para la expresión de ideas y conceptos relacionados con Química.

Con Ciencias Sociales, el estudiante relacionará a Química con la satisfacción de las necesidades de la sociedad a través del desarrollo y la producción de bienes y servicios, además de influir en la economía mundial al permitir la generación de empleos. Todavía en su relación con Ciencias Sociales, llevará al estudiante a la reflexión sobre el desarrollo social sustentable. Junto con Ética y Valores I desarrollará en el estudiante la necesidad de asumir con consciencia sus valores de respeto a sí mismo, a los demás y a la naturaleza; además lo llevará a hacer buen uso del conocimiento científico. Junto con Metodología y Taller de la Investigación, acercará al estudiante al conocimiento científico por medio de procedimientos sistemáticos de investigación. Su intervención en Educación Artística radica en la aportación de materiales para actividades como la pintura, el dibujo, o las artes plásticas.

Además, Química I contribuye a que el estudiante construya las competencias genéricas que forman parte del perfil del egresado de Educación Media Superior.

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El contenido del programa de Química I está estructurado en las siguientes unidades: Unidad I:

La materia y su estructura atómica.

El estudiante encontrará argumentos para identificar y analizar a la materia, sus propiedades, los cambios que sufre al interactuar con la energía, los cuales se determinan por su naturaleza corpuscular, misma que puede explicarse desde el punto de vista atómico.

Unidad II:

Tabla Periódica y Tipos de Enlace.

En ésta unidad el estudiante comprenderá la validez y utilidad de la tabla periódica; encontrará conceptos que sustentan las explicaciones de la estructura de la materia, tales como enlace químico, valencia y número de oxidación.

Unidad III: Funciones químicas inorgánicas, su nomenclatura y sus reacciones.

En esta parte el estudiante conocerá las reglas de nomenclatura para poder nombrar a las diferentes sustancias químicas inorgánicas, conocerá los tipos de reacciones químicas y los parámetros necesarios para llevarlas a cabo, así como la importancia de la aplicación de la Ley de la Conservación de la Materia.

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COMPETENCIAS El presente programa contribuye particularmente al desarrollo de las siguientes competencias: GENÉRICAS Elige y practica estilos de vida saludables.

• Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo.

• Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes lo rodean.

Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

• Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

• Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue.

• Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas.

• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

• Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

• Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.

• Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.

• Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.

• Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formula nuevas preguntas.

• Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.

Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

• Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

• Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias • Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.

• Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

• Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

• Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

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• Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

• Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

• Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional.

• Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente.

• Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

DISCIPLINARES BÁSICAS • Emite juicios de valor sobre la contribución y alcances de la ciencia como proceso colaborativo e interdisciplinario en la construcción social del conocimiento.

• Sustenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana asumiendo consideraciones éticas.

• Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

• Obtiene registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

• Contrasta los resultados con hipótesis previas y comunica las conclusiones a través de los medios que tenga a su alcance.

• Rectifica preconcepciones personales ó comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.

• Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.

• Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades experimentales.

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RESULTADOS DE APRENDIZAJE DEL CURSO Los alumnos: En el nivel Atender: • Identificarán el objeto de estudio de la disciplina, los conceptos básicos y a la tabla periódica como una herramienta indispensable en la sistematización de los conocimientos sobre la materia.

En el nivel Entender: • Comprenderán la naturaleza y los cambios que experimenta la materia.

• Explicarán los diversos procesos de la vida cotidiana donde se presenten procesos de cambio de la materia.

En el nivel Juzgar: • Analizarán la estructura de la materia para explicar los cambios que ocurren en ella.

• Demostrarán la certeza de sus explicaciones acerca de las consecuencias de los cambios de la materia.

En el nivel Valorar: • Actuarán de manera responsable al aplicar los conocimientos de la química y serán competentes en la resolución de los problemas de carácter científico o tecnológico que se presenten en su vida.

• Describirán las diversas relaciones entre los conceptos químicos y la vida cotidiana.

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UNIDAD I.

LA MATERIA Y SU ESTRUCTURA ATÓMICA

Resultados de aprendizaje En el nivel Atender, el alumno: • Identificará el concepto y el objeto de estudio de la química, las expresiones químicas en textos cotidianos, el concepto de materia, su clasificación y sus propiedades, sus estados de agregación y su relación con la energía, la estructura atómica de la materia, las partículas constitutivas del átomo y el modelo atómico actual.

En el nivel Entender, el alumno: • Relacionará significados cotidianos con significados químicos.

• Definirá los conceptos de número atómico, masa, isótopo, radiactividad y la configuración electrónica de los átomos.

En el nivel Juzgar, el alumno: • Reflexionará sobre la utilidad del estudio de la química.

• Comprobará la veracidad de las propiedades de la materia y la utilidad de su clasificación y representación.

• Reflexionará sobre las formas de comprobación de la existencia de las partículas subatómicas, así como del modelo atómico En el nivel Valorar, el alumno: • Valorará la importancia de la química en la explicación de los procesos de cambio de la materia de uso cotidiano.

• Deliberará sobre la importancia de la Ley de la Conservación de la materia en los cambios físicos y químicos, tanto en la materia inerte como en la materia viva.

Horizonte de Búsqueda

CONCEPTUALIZACIÓN DE LA QUÍMICA Su importancia y relación con otras ciencias

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Niveles de Operación de la Actividad Consciente Intencional Preguntas Para la inteligencia Para la reflexión Para la deliberación

¿Qué es la Química? ¿Cuál es la relación de la Química con otras ciencias?

¿Cómo se demuestra la relación de la Química con la materia utilizada en la vida cotidiana?

¿Por qué es importante el conocimiento de la Química y cuáles son sus aplicaciones prácticas? ¿Cuáles son las ventajas y los riesgos de la aplicación de la Química en la vida cotidiana?

Actividades específicas de aprendizaje Que el alumno: En equipos, recolecte etiquetas de los productos que consuma, por ejemplo, de ropa, productos de limpieza, cosméticos, artículos de construcción (cemento), medicamentos, alimentos, e identifique en ellas expresiones químicas y elabore una lista con ellas y reconozca, los compuestos encontrados.

En equipos de tres a cinco integrantes, realice una búsqueda en fuentes fidedignas acerca del concepto de Química y su relación con otras ciencias; reporte en su libreta.

En la lista anterior, agregue los diferentes usos en la vida diaria que tienen los compuestos químicos identificados en los diferentes productos. En equipos, recolecte etiquetas de los productos que consuma, por ejemplo, de ropa, productos de limpieza,

MATERIA Clasificación de la materia, propiedades y estados de agregación Ley de la conservación de la materia y energía

¿Qué es la materia, cómo se clasifica y cuáles son sus propiedades físicas (extensivas e intensivas) y químicas?

¿Por qué los métodos de separación de mezclas son específicos?

¿Qué métodos de separación de mezclas existen y en qué consisten?

¿Por qué existen los estados de agregación de la materia?

¿Qué es un estado de agregación y cuáles son?

¿Por qué la materia y la energía se conservan?

¿Qué es un cambio físico y químico?

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¿Cómo impactan los cambios de la materia en el entorno natural?

cosméticos, artículos de construcción (cemento), medicamentos, alimentos, e identifique en ellas expresiones químicas. Agregue los compuestos a la lista inicial Analice, en equipos de tres a cinco integrantes, los diferentes ámbitos en donde se utilizan los productos y las necesidades humanas que se pueden satisfacer con ellos. Igualmente, considere las ventajas y riesgos de la utilización de la Química en la vida diaria.

En equipo, se provea de diferentes materiales como una campana, un pedazo de tela, tela de alambre, clavos metálicos, aerosol insecticida, globo inflado con aire, agua, perfume, manzana, cloro casero, alcohol.

A través de los sentidos los describa, registrándolo por escrito.

Investigue en distintas fuentes el concepto de materia, su clasificación, formas de agregación en la naturaleza, las características que identifican y diferencian a un compuesto de una mezcla y los métodos de separación específicos, su comportamiento por medio de sus propiedades físicas y químicas que demuestren su conservación en un cambio químico. Organice la información en un mapa conceptual.

En equipo, clasifique los materiales de acuerdo a la información recabada. Compare con otros equipos.

Utilice la información sobre los métodos se separación de mezclas, seleccione, proponga y explique el método a utilizar para la separación de detergente en polvo, de semillas de frijol, petróleo del agua del mar, las semillas del puré de tomate, la mugre de las manos, la basura del suelo de las semillas cosechadas, la crema de la leche, el café molido del sabor a café líquido para tomar, el agua del drenaje del agua potable, arena de agua.

En equipo realice las siguientes actividades experimentales:

1. Con un termómetro, un recipiente para calentar, una fuente de calentamiento, uno o varios cubos de hielo, coloque los cubos de hielo en el recipiente, registre la temperatura del hielo, empiece a calentar el recipiente lentamente, registrando los cambios de temperatura del agua cada dos minutos.

Observe los cambios que sufre el hielo por el calentamiento y nuevamente registre en su cuaderno.

Cuando casi toda el agua se haya evaporado, tome la última lectura de temperatura y finalice el calentamiento. Elabore un reporte experimental y registre los datos obtenidos mediante una gráfica cartesiana, colocando la temperatura en el eje de las ordenadas y el tiempo en el eje de las abscisas.

Identifique la temperatura de fusión y ebullición del agua.

2. Exhale sobre vidrio. Argumente razones para que se empañe. Establezca relación entre el fenómeno de la respiración y los cambios de la materia.

Elabore una conclusión por escrito sobre los cambios en el estado de agregación de la materia que se producen por acción de la energía relacionando con los conceptos de cambio físico y químico encontrados en su investigación anterior marcando los tipos de energía que los originan. Reporte en su libreta.

3. Con un trozo de alambre delgado de acero o cobre, pinzas para manipular el alambre, recipiente con agua fría, fuente de calentamiento, vinagre (o jugo de limón), carbonato de sodio y recipiente para mezclar ambas sustancias, realice lo siguiente: Con las pinzas doble repetidamente el alambre hasta romperlo.

Caliente el agua contenida en el recipiente.

Mezcle el vinagre con el carbonato.

Discuta con sus compañeros de equipo e identifique el tipo de cambio generado en cada caso. Elabore un reporte del experimento registrando no sólo el tipo de

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cambio que sucede sino también los argumentos que sostengan cada explicación.

4. Coloque en un recipiente tapado agua líquida, aplique calor hasta evaporar, impidiendo en lo posible la salida de éste y deje enfriar. Observe que la cantidad de agua se mantiene.

5. Elabore palomitas en microondas. Pese la bolsa antes y después. Conteste: ¿El peso inicial y el final son iguales?

Si observa alguna diferencia, proponga las causas que lo originan. Explique ¿Cómo se demostró que la materia se conserva?

En plenaria exponga los resultados obtenidos en cada actividad. Comente las ventajas de conocer estos fenómenos en la elaboración de objetos útiles al ser humano.

Elabore conclusiones escritas sobre la importancia de la separación de mezclas en los seres vivos y en la industria.

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS El electrón y el modelo atómico de Thomson.

El protón y el experimento de Rutherford El neutrón y el experimento de Chadwick Número atómico, número de masa y masa atómica

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¿Qué son y cómo se determinan el número atómico, el número de masa y la masa atómica? ¿Qué son los isótopos? ¿Qué es la radiactividad?

¿Por qué son importantes las partículas subatómicas? ¿Cómo influyó el descubrimiento de la radiactividad en la comprensión de la estructura atómica?

¿Qué usos y precauciones deben tomarse con los átomos radiactivos?

Rompa lo más que se pueda una hoja de papel ó una hoja de árbol. ¿Obtendrá a la parte más pequeña de la materia?

Comente en equipo sus observaciones y registre en su libreta las conclusiones.

En equipo, localice información sobre los experimentos realizados por Thomson, Rutherford y Chadwick que condujeron al descubrimiento de las partículas subatómicas. Elabore en su libreta un esquema que represente la ubicación de cada partícula en el átomo, la carga eléctrica que tiene y la masa de cada partícula.

Complete el siguiente mapa conceptual, y a partir de él explique las relaciones entre el átomo y sus

partículas.

Lea información sobre número atómico, número de masa y masa atómica. Elabore sus propias definiciones.

Resuelva ejercicios como el siguiente:

Átomo

Símbolo

Cobre

Z

63 Na

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A

+

-

n

29 11

12

Azufre

32

16

Cl

17

Calcio

20

18 20

Comente en plenaria la relación que hay entre el número atómico, la masa atómica y los elementos.

Observe y describa las características de una radiografía. Argumente la razón por las que supone que es posible obtenerla.

Localice información sobre el concepto de isótopo, de desintegración nuclear y radiactividad, así como sus aplicaciones prácticas. Localice los isótopos de diferentes elementos (hidrógeno en agua pesada, por ejemplo). Anote en su libreta.

Comente grupalmente sobre la utilidad de las partículas subatómicas en la radiactividad en los ámbitos científicos, investigación de la salud por resonancia, entre otros. Elabore un resumen.

Resuelva diferentes problemas de aplicación como: Calcule la masa atómica promedio de un elemento a partir de la masa de sus isótopos.

Complemente el siguiente cuadro: Elemento

Símbolo

A

Z

Hidrógeno

H

1

1

Deuterio

D

2

1

Tritio

T

3

1

+

-

n

Indague los isótopos que producen el “agua pesada”.

Participe en un debate acerca de los riesgos, beneficios y aplicaciones de los isótopos sobre todo si

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éstos son radiactivos. Registre sus conclusiones.

¿En qué consistió el modelo de Rutherford?

MODELO ATÓMICO ACTUAL

¿Cuál es la principal característica del modelo atómico Bohr y en qué lo basó? ¿Qué son los números cuánticos y cuáles son sus características? ¿En qué consiste la configuración electrónica?

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¿Cuál fue la influencia del modelo de Rutherford en los demás modelos atómicos? ¿Cuál es la principal repercusión del modelo de Bohr?

¿Por qué son necesarios los números cuánticos? ¿Para qué sirve la configuración electrónica?

Relate, utilizando una línea del tiempo, el surgimiento de los diferentes modelos atómicos revisados.

Localice información sobre acerca de los modelos atómicos propuestos por Rutherford, Bohr, y Sommerfield. Por equipo, elabore una maqueta para cada modelo atómico, con material reciclable o comestible.

Establezca por escrito las diferencias que encuentra.

Consiga recipientes de plástico de diferentes tamaños e introdúzcalos uno dentro de otro. Argumente cómo se pueden explicar los diferentes niveles de energía en que se encuentran los electrones, utilizando los recipientes. Reporte por escrito sus conclusiones.

Busque información acerca de los números cuánticos, y sus características. Defina el significado de la configuración electrónica y los principios que la sustentan (de exclusión de Pauli, máxima multiplicidad, Aufbau). Reporte en su libreta.

En equipo, elabore la representación de los orbitales atómicos con globos.

En equipos, resuelva ejercicios de configuraciones electrónicas de diversos elementos como: Na, Ca, N, O, Cl, Ne, Fe, Cu, Al. Comente las ventajas de utilizar la configuración cuántica para simplificar la representación de electrones en el átomo. Reporte por escrito sus conclusiones.

EVALUACIÓN CONOCIMIENTOS El alumno demuestre la apropiación de lo siguiente: • • • •

Conceptualización de la Química.

Materia y sus propiedades.

Las partículas subatómicas.

Modelo atómico actual.

PROCESOS Y PRODUCTOS El alumno evidencie los procesos y la obtención de los siguientes productos: • • • • • • •

•

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Reportes de lectura.

Mapas conceptuales.

Mapa mental.

Reportes de actividades experimentales.

Gráfica de relación temperatura-tiempo.

Línea del tiempo.

Maquetas de modelos atómicos (con globos, material reciclado, gomitas ó bombones).

Ejercicios resueltos de configuraciones electrónicas

DESEMPEÑO ACTITUDINAL CONSCIENTE El alumno manifieste los siguientes valores y actitudes: • • • • • • •

•

Participación en las actividades.

Responsabilidad y compromiso con el trabajo personal y de conjunto.

Socialización de conceptos y juicios.

Pulcritud de los productos.

Puntualidad en la entrega de productos.

Respeto a los demás.

Solidaridad en el trabajo efectuado.

Tolerancia a las opiniones y trabajo de los demás.

UNIDAD II.

TABLA PERIÓDICA Y TIPOS DE ENLACE

Resultados de aprendizaje En el nivel Atender, el alumno: • Identificará los grupos y periodos, los bloques de elementos s, p, d y f, la ubicación de los metales, no metales y metaloides, así como las propiedades periódicas de los elementos en la tabla periódica.

• Comentará los contenidos referentes a la regla del octeto, la estructura de Lewis, la valencia y el número de oxidación.

En el nivel Entender, el alumno: • Comprenderá la relación entre la estructura de la tabla periódica y las propiedades de los elementos, así como las razones de la ubicación y clasificación de los elementos en metales, no metales y metaloides.

En el nivel Juzgar, el alumno: • Comprobarán la coherencia de la estructura de la tabla periódica.

• Relacionará los tipos de enlaces químicos con la configuración electrónica de los elementos y así se explicarán los conceptos de valencia y número de oxidación.

En el nivel Valorar, el alumno: • Deliberará sobre la importancia de explicar la estructura de la materia a través de conceptos aparentemente complejos.

• Ejercitará valores de convivencia a través del trabajo colaborativo Niveles de Operación de la Actividad Consciente Intencional Actividades específicas de aprendizaje Preguntas Que el alumno: Horizonte de Búsqueda Para la inteligencia Para la reflexión Para la deliberación En equipos localice información para identificar los ¿Cómo se representan símbolos que representan a cada uno de los elementos. a los elementos Relacione a los símbolos con su número atómico y su químicos en la tabla masa atómica. periódica? ¿Qué relación existe ¿Por qué es En cuadros de cartulina de 10 por 10 cm anote la entre los períodos, los importante clasificar a información encontrada para cada elemento. En ¿Qué representan los bloques s. p. d. f y la los elementos en plenaria ubique a los elementos en un esqueleto de la períodos, bloques, configuración metales, no metales y tabla periódica ordenados por su número atómico. grupos y familias en la electrónica? metaloides?

TABLA PERIÓDICA En fuentes fidedignas, indague los conceptos: periodo, tabla periódica? clase o bloque, grupo y familia y su ubicación en la tabla ¿Por qué surgen las ¿Qué utilidad tiene el periódica. Averigüe las características para clasificar a ¿Qué características propiedades estudio de las los elementos en metales, no metales y metaloides. De presentan los periódicas de los propiedades la misma forma, investigue el significado de las elementos para elementos? periódicas? propiedades periódicas como radio atómico, afinidad clasificarse como electrónica, energía de ionización, electronegatividad. metales, no metales ó Reporte en su libreta. metaloides?

En equipos, realice diferentes configuraciones

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ENLACE QUÍMICO Tipos de enlace químico y electronegatividad Representación esquemática de los tipos de enlace

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¿Qué une a los átomos para formar moléculas? ¿En qué consiste la regla del octeto? ¿Cómo influye la electronegatividad sobre el tipo de enlace entre átomos y entre moléculas?

¿Cómo se relacionan la regla del octeto y la estructura de puntos de Lewis? ¿Por qué los enlaces químicos modifican las características físicas y químicas de la materia?

¿Cuál es la importancia de la presencia de enlaces químicos en las sustancias de uso común?

electrónicas (o retome las hechas anteriormente); ubique y subraye el último nivel de energía para identificar al periodo. Con marcatextos, señale la última forma de orbital para registrar la clase, determine al grupo al que pertenece cada elemento y ubíquelo en la tabla periódica. Infiera las propiedades químicas que tiene el elemento al ser ubicado en la familia.

Realizada la actividad anterior justifique la ubicación de los elementos en la estructura de la tabla periódica.

Prediga las propiedades físicas y el comportamiento químico debido a las propiedades periódicas de los elementos al tenerlos ubicados en la tabla y conocer la clasificación de metales, no metales y metaloides.

Reporte por escrito en su libreta.

En equipo, indague los usos cotidianos de los elementos (cada equipo investigue un número de elementos determinado de manera que al unir la información, todo el grupo posea la de todos los elementos).

Comente la importancia de la clasificación de los elementos, tomando como referencia las diferentes características según su ubicación. Emita sus conclusiones en plenaria. Reporte por escrito.

Junte hilos de diferentes colores a través de distintos tipos de nudos. Observe que al estirarlos no todos se pueden romper.

Anote sus observaciones.

Realice una búsqueda en fuente fidedigna de enlace y sus tipos y elabore una tabla comparativa de los diferentes tipos de enlace entre los átomos. Identifique para cada enlace los valores de electronegatividad que los determinan. De igual modo, busque la regla del octeto y las reglas que determinan la estructura de Lewis. Indague, además, los tipos de enlace entre moléculas. Reporte por escrito sus hallazgos.

Realice, en equipo, las configuraciones electrónicas del cloro, sodio, neón, argón subrayando el último nivel de energía y marcando la última forma de orbital.

VALENCIA Y NÚMERO DE OXIDACIÓN

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¿Qué son la valencia y el número de oxidación de los elementos?

¿Cómo influyen estos conceptos en la escritura de fórmulas químicas?

¿Cuál es la importancia de la valencia y el número de oxidación en la formación de diversas

Retomando la regla del octeto, determine si se pueden enlazar el cloro y el sodio, si lo hacen establezca a través de la electronegatividad, el tipo de enlace que los une. Escriba el esquema de Lewis de la molécula para visualizar el enlace que se establece.

Analice la configuración electrónica del sodio y del cloro, señale el último nivel de energía y determine la afinidad entre ellos para formar un enlace, determine y escriba para cada elemento el esquema de Lewis, correspondiente.

Establezca el tipo de enlace a través de la diferencia de electronegatividades entre los elementos.

En equipo, consulte una fuente relevante que informe acerca de las propiedades físicas y químicas del sodio y cloro y de la molécula formada cloruro de sodio. Elabore una tabla comparativa con sus características e identifique como se modifican las propiedades físicas y químicas de los elementos separados que al unirse manifiestan otras propiedades.

Comente la importancia, en los sistemas vivos, del enlace entre moléculas que se establece entre el cloruro de sodio y el agua para formar el cloruro de sodio hidratado.

Indague en fuente relevante la importancia que tiene en la salud de personas hipertensas la eliminación de su dieta del cloruro de sodio. Reporte en su libreta sus reflexiones.

En equipo, comente la manera en que la presencia de enlaces químicos en la materia modifica las características de ésta haciendo que elementos peligrosos se hagan inicuos para el humano, como es el caso del cloruro de sodio.

A uno de los miembros del equipo se le pedirá que inmovilice uno de sus brazos, después estrechara la mano de otro compañero que no tenga inmovilizado el brazo, a este alumno le “sobrará una mano que deberá estrechar con otro compañero que también tenga

¿Cómo se obtienen la valencia y el número de oxidación?

substancias?

¿Qué diferencia existe entre valencia y número de oxidación?

inmovilizado el brazo. Elabore un esquema.

Localice información sobre valencia y oxidación de elementos. Elabore sus propios conceptos. Comente la relación entre la información y la actividad inicial.

Elabore fichas de dominó o cartas con ranuras que le permitan relacionar el concepto de valencia con los esquemas de Lewis de elementos como el sodio, el cloro, el nitrógeno, el magnesio, hidrógeno y oxígeno.

Establezca el enlace entre los elementos retomando los conceptos de regla del octeto, propiedades periódicas, valencia y estado de oxidación.

Integre con las fichas la molécula del agua. Escriba su fórmula, identificando la relación entre número de oxidación con los índices y subíndices.

Escriba las fórmulas de otros compuestos químicos formados con las fichas.

Comente la importancia de la valencia y el número de oxidación en el comportamiento de diversas substancias de uso cotidiano, como la sal común (Na Cl) o el bicarbonato de sodio (Na H CO3).

EVALUACIÓN CONOCIMIENTOS El alumno demuestre la apropiación de lo siguiente: • • •

Tabla Periódica Enlace químico Valencia y número de oxidación.

PROCESOS Y PRODUCTOS El alumno evidencie los procesos y la obtención de los siguientes productos: • • • • • •

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Rompecabezas de la tabla periódica Configuraciones electrónicas de diversos átomos.

Esquemas de Lewis.

Reporte de ejercicios de Identificación de tipos de enlace químico.

Reportes de investigaciones escritos.

Exposición de conceptos.

DESEMPEÑO ACTITUDINAL CONSCIENTE El alumno manifieste los siguientes valores y actitudes: • • • •

•

Responsabilidad y compromiso con el trabajo personal y de conjunto.

Socialización de conceptos y juicios.

Pulcritud de los productos.

Puntualidad en la entrega de productos.

Tolerancia a las opiniones y trabajo de los demás.

UNIDAD III.

FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS, SU NOMENCLATURA Y REACCIONES

Resultados de aprendizaje En el nivel Atender, el alumno: • Identificará las funciones químicas inorgánicas y sus reglas según IUPAC, los diferentes tipos de reacciones y cómo se balancean.

En el nivel Entender, el alumno: • Relacionará reglas de nomenclatura con ejercicios prácticos.

• Clasificará reacciones de acuerdo a su tipo y a la forma de interactuar con el calor.

En el nivel Juzgar, el alumno: • Reflexionará con respecto a la certeza de los enlaces químicos de los compuestos y su relación con el tipo de reacciones en que participan.

En el nivel Valorar, el alumno: • Asumirá las implicaciones éticas del uso y manejo de los compuestos químicos.

Función

Óxido Hidróxido

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IUPAC

¿Qué aplicación tienen las funciones químicas inorgánicas en la vida cotidiana?

Nomenclatura

¿Cuáles son las reglas establecidas por la IUPAC para nombrar a los diferentes compuestos químicos inorgánicos?

¿Cómo se comprueban los nombres de compuestos químicos a través de las funciones químicas inorgánicas?

Elabore el árbol genealógico de cada miembro de su equipo señalando los apellidos hasta llegar a la combinación de los apellidos del alumno. Elabore el esquema en su libreta.

Busque en una fuente fidedigna y elabore una tabla como la que sigue que muestre a las funciones inorgánicas y sus reglas de nomenclatura IUPAC y Stock, y la forma de obtención.

Stock

¿Cuáles son y cómo se identifican las diferentes funciones químicas inorgánicas?

Actividades específicas de aprendizaje Que el alumno:

Nomenclatura

NOMENCLATURA DE FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS Óxidos Anhídridos Bases Ácidos Sales Hidruros

Niveles de Operación de la Actividad Consciente Intencional Preguntas Para la inteligencia Para la reflexión Para la deliberación

Reacción

Horizonte de Búsqueda

Anhídrido Oxácido Oxisal Hidrácido Sal binaria Hidruro

REACCIÓN QUÍMICA

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¿Qué es una reacción química?

¿Cómo se demuestra que se ha efectuado

¿Qué aplicación tienen los diferentes tipos de

Relacione los nombres de los compuestos químicos inorgánicos comunes encontrados en las actividades anteriores, con las reglas leídas de la tabla previa.

Comente grupalmente la relación de la información con la actividad inicial.

Por medio de dinámicas de trabajo en equipo, ejecute ejercicios (como los de hacer tablas de correspondencia entre nombre y función), juegos (como el de elaborar un memorama cuyos contenidos sean las fórmulas de las funciones y los nombres químicos de los compuestos) y concursos que permitan favorecer la habilidad de asignar nombres y fórmulas de óxidos, anhídridos, ácidos, bases, sales e hidruros.

Busque en fuente veraz el nombre tradicional de algunos compuestos y compare con la nomenclatura IUPAC. Elabore un reporte con sus conclusiones sobre la utilidad de clasificar a las sustancias por medio de reglas de nomenclatura de los compuestos inorgánicos presentes en los productos de uso común. Por ejemplo: cal viva (Ca O), cal apagada (Ca (OH) 2), polvo para hornear (Na H CO3, ácido muriático (H Cl), etc.

Deje caer una tableta de Alka Seltzer en un vaso con agua y en otro vaso con agua, una piedra pequeña.

Ecuación Química Simbología Tipos de reacciones químicas

¿Qué características diferencian a una reacción de una ecuación química? ¿Qué distingue o caracteriza a una reacción de una síntesis, una descomposición, una sustitución simple y una sustitución doble?

una reacción química? ¿Por qué y cuándo se llevan a cabo las reacciones químicas? ¿Qué consecuencias o cambios se tienen al realizarse las reacciones químicas?

reacciones químicas?

Agregue jugo de limón. Registre los cambios que observa.

Localice en alguna fuente de información los conceptos de reacción química, su representación como lo es la ecuación química, sus partes y las características que denoten las condiciones de la reacción como son reactivos y productos, flechas indicadoras, estado físico de las sustancias, presión, temperatura, tipo de energía, catalizador, ↓se precipita, ↑ se evapora, etc. Registre en su libreta.

Comente grupalmente la relación entre la información y la actividad inicial.

En equipo, se provea de dos recipientes transparentes de plástico de aprox. Un litro de capacidad (los recipientes en que se venden los helados o yogures son adecuados), una jeringa de 10 ml ó un recipiente equivalente para medir cantidades de líquidos (probeta), una vela, cerillos o encendedor (¡PRECAUCIÓN!), el equivalente de una cucharada sopera de bicarbonato de sodio, y aprox. 30 ml de vinagre y agua.

En uno de los recipientes, prepare una disolución con el bicarbonato de sodio y aprox. 100 ml de agua. Fije la vela en el fondo del recipiente seco y agregue la disolución de bicarbonato, cuidadosamente, de manera de no mojar la vela. Encienda la vela y se asegure de que la llama se mantiene. En seguida, vierta de 4 a 5 ml de vinagre en la disolución de bicarbonato, nuevamente, cuidando de no mojar la vela encendida.

Registre en su cuaderno sus observaciones (la vela deberá apagarse después de la adición del vinagre al bicarbonato). Observe los cambios en la vela y registre en su cuaderno. Represente las reacciones mediante las fórmulas: CH3COOH+NaHCO3CO2+H2O+CH3COONa

CnH2n+2 + O2  CO2 + H2O

Química I 23

CAMBIOS DE ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS

BALANCEO DE ECUACIONES

Química I 24

¿Cómo se caracterizan y se realizan las reacciones endotérmicas y las exotérmicas?

¿Por qué son importantes las reacciones exotérmicas y las endotérmicas?

¿Qué importancia tiene saber conocer las precauciones que se deben observar en las reacciones endotérmicas y exotérmicas?

¿Qué es el balanceo de ecuaciones?

¿Por qué es necesario balancear a las ecuaciones químicas?

¿Cuál es la importancia de balancear ecuaciones

En equipo, realice una búsqueda en fuentes confiables acerca de los tipos de reacciones químicas. Obtenga de la búsqueda al menos un ejemplo de cada tipo de reacción y elabore una tabla descriptiva en hoja bond para exponer al grupo.

Realice ejercicios con los diversos tipos de reacciones químicas que le permitan sistematizar sus habilidades de identificación y clasificación, elabore un reporte en su libreta.

Examine, en equipo, las ecuaciones químicas de los procesos de fotosíntesis y respiración, identificando los tipos de reacción.

En equipo, fría un huevo y observe antes y después de haber aplicado el calor. Reporte en su libreta las observaciones realizadas.

En equipo, consulte fuente relevante para registrar la información en una tabla comparativa acerca de los dos tipos básicos de manifestación de la energía calorífica en las reacciones químicas. Analice las condiciones en que se efectúa una reacción exotérmica (p. ej. Una combustión) y una reacción endotérmica (p. ej.la fotosíntesis). Posteriormente generalice que atributos caracterizan a cada tipo de reacción. Obtenga ejemplos de reacciones endotérmicas y exotérmicas que se efectúan en la vida diaria.

En equipo, determine el tipo de reacción ocurrida en la acción de freír el huevo.

En equipo, analice la importancia de los dos tipos de reacciones químicas. Como el procedimiento de seguridad de “agregar siempre el ácido sulfúrico al agua lentamente y resbalándolo por las paredes del recipiente” que está relacionado con una reacción altamente exotérmica y muy peligrosa.

Elabore un agua de limón modificando las cantidades de los ingredientes, por ejemplo: un vaso de azúcar, una cucharada de agua y tres limones. Comente sus

QUÍMICAS

químicas en la vida diaria?

conclusiones.

Indague información sobre el balanceo de ecuaciones y la ley de la conservación de la materia. De la misma forma, identifique los métodos para balancear ecuaciones y anótelos en una tabla comparativa.

Comente la relación entre la información y la actividad inicial.

Determine en equipo, el balanceo de diferentes ecuaciones por cualquiera de los métodos. Reporte por escrito sus ejercicios.

En equipo, investigue las reacciones químicas que se realizan en la respiración humana y conteste la siguiente pregunta ¿Cómo influye en el proceso de la respiración la falta de nutrientes? Puede utilizar la siguiente fórmula para argumentar: C6H12O6 + O2

Química I 25

CO2 + H2O + ATP

EVALUACIÓN CONOCIMIENTOS El alumno demuestre la apropiación de lo siguiente: • • • • •

Nomenclatura de funciones químicas inorgánicas.

Reacción química.

Tipos de reacciones químicas.

Cambios de energía en las reacciones químicas.

Balanceo de ecuaciones químicas.

Química I 26

PROCESOS Y PRODUCTOS

DESEMPEÑO ACTITUDINAL CONSCIENTE

El alumno evidencie los procesos y la obtención de los siguientes productos: • • • • •

Reportes de lectura.

Tabla comparativa.

Listas de ejemplos.

Exposiciones al equipo o grupo.

Ejercicios personales y de resueltos en clase.

El alumno manifieste los siguientes valores y actitudes: •

equipo,

• • • • •

Responsabilidad y compromiso con el trabajo personal y de conjunto.

Socialización de conceptos y juicios.

Pulcritud de los productos.

Puntualidad en la entrega de productos.

Solidaridad en el trabajo efectuado.

Tolerancia a las opiniones y trabajo de los demás.

METODOLOGÍA Si consideramos al método como: El conjunto de operaciones recurrentes e interrelacionadas que producen resultados acumulativos y progresivos, se plantea, desde una perspectiva humanista, una metodología que dirija la práctica docente en los cuatro niveles de consciencia del Método Trascendental a la activación de los procesos de enseñanza y de aprendizaje.

Para lograr esa activación, el profesor debe conducir en todo momento el aprendizaje hacia la autoapropiación del proceso por medio de la actividad consciente del alumno. El papel conductor del maestro consiste en la selección y ordenamiento correcto de los contenidos de enseñanza, en la aplicación de métodos apropiados, en la adecuada organización e implementación de las actividades, y en la evaluación sistemática durante los procesos de enseñanza y aprendizaje. Precisamente por eso, la metodología más que exponer y sistematizar métodos, se esfuerza en proporcionar al profesor los criterios que le permiten justificar y construir el método que responda a las expectativas educativas que cada situación didáctica le plantea.

En los programas, la metodología debe adecuarse a los cuatro niveles de conciencia del Método Trascendental: Atenta. Que promueva la recuperación de datos conocimientos previos.

Inteligente. Que promueva la generación y manejo de datos y conceptos.

Crítica. Que promueva la generación de juicios de hechos y la participación crítica y reflexiva.

Libre-responsable. Que promueva la generación de juicios de valor, toma de decisiones.

Criterios generales para convertir la práctica docente en:

Atenta

Inteligente

Química I 27

El docente: • Identifica el contexto social en que está inmersa la comunidad educativa.

• Considera el horizonte actual de cada alumno: (conocimiento, contexto, habilidades, etc.)

• Observa la diversidad cultural de los alumnos.

• Detecta las necesidades educativas de la comunidad y de los actores que forman parte de ella.

• Revisa los planes y programas de estudios.

• Ubica el curso en relación con el plan de estudios, la organización de la institución (aspectos operativos), y las características y expectativas del grupo.

• Reconoce las propias competencias.

El docente: • Propone los resultados de aprendizaje del curso con base en el análisis del entorno (horizonte global).

• Planea cada sesión o secuencia didáctica (las actividades) para hacer eficiente el proceso educativo, fortaleciéndolas con investigación o consultas a diversas fuentes de información que le permiten afianzar el manejo de contenidos y facilitan las actividades del aula.

• Diseña técnicas grupales que propician el trabajo colaborativo.

• • • • •

Crítica

Libre - Responsable

Química I 28

Motiva al alumno, a través de estrategias que logran despertar su interés.

Selecciona previamente los materiales (lecturas, copias u otros) para el trabajo de cada sesión.

Promueve la interdisciplinariedad.

Guía los procesos en forma contingente.

Entiende la función docente como guía, orientación, acompañamiento.

El docente: • Establece relaciones interpersonales adecuadas, que estimulan la apropiación de conceptos, significados y valores.

• Ejerce su papel de mediador, orientador, facilitador y guía.

• Fortalece las habilidades, destrezas y actitudes de los estudiantes logrando su autonomía.

• Analiza las situaciones que obstaculizan o impiden el logro de los objetivos.

• Evalúa en forma continua los conocimientos procesos, productos y el desempeño actitudinal consciente (alumno_ docente) con instrumentos apropiados que le permiten tomar decisiones oportunas.

El docente: • Autoevalúa periódicamente su práctica docente.

• Delibera sobre los resultados del proceso educativo asumiendo su responsabilidad.

• Se reconoce como sujeto de aprendizaje y propone innovaciones a los procesos de enseñanza y aprendizaje.

• Valora la importancia de los procesos de enseñanza y aprendizaje como medios para favorecer el crecimiento y desarrollo del ser humano.

EVALUACIÓN Como parte del proceso de aprendizaje, la evaluación se realiza antes de iniciar la implementación del programa de estudios. La Evaluación Diagnóstica tiene la finalidad de detectar las necesidades específicas de los estudiantes, de acuerdo al contexto y además, señala pautas para la adecuada planeación didáctica por parte del docente. El resultado de esta evaluación no se traduce en una calificación para el alumno, sino en fortalezas y oportunidades de aprendizaje, asimismo, se realiza al inicio de cada semestre de manera obligatoria.

En las secuencias didácticas que se presentan como modelo para cada horizonte de búsqueda, hay sugerencias implícitas o explicitas para realizar la Coevaluación y la Autoevaluación que permiten desarrollar las competencias de los estudiantes y al mismo tiempo, arrojan datos sobre la calidad y cantidad de los resultados de aprendizaje que se van alcanzando, es decir, se aplican los fundamentos de la Evaluación Formadora.

La heteroevaluación continua aporta información importante tanto para el docente como para el estudiante, permite la retroalimentación y por ello incide tanto en el proceso de enseñanza como en el de aprendizaje.

El Modelo de Evaluación para Bachillerato General Estatal (MOEVA) establece que la evaluación se realizará en tres ejes: a) Conocimientos, que se refiere a la dominación y apropiación de hechos, definiciones, conceptos, principios, ideas, datos, situaciones, teorías, postulados. b) Procesos y Productos, evalúa la calidad de los procesos en la autoconstrucción del aprendizaje, evidenciando los mismos en productos concretos. c) Desempeño Actitudinal Consciente, evalúa las actividades racionales que realiza el estudiante de manera intencional en las que están presentes las actitudes que permiten la asunción de valores y la personalización de las normas hacia una progresiva y auténtica humanización del hombre.

Cada eje tiene precisados, como puede verse en cada columna del apartado de evaluación de cada unidad, los elementos que pueden evaluarse, para que de manera integral se dé lugar a la Evaluación Sumativa.

Instrumentos sugeridos: Los siguientes instrumentos pueden utilizarse dependiendo del énfasis que pretenda darse a cada eje de evaluación. Para mayor referencia se recomienda acudir al Manual del MOEVA. Conocimientos

Uno o varios de los siguientes instrumentos: Escala valorativa ordinal, Escalas valorativa numérica, Prueba objetiva, Exposición oral, Resolución de problemas, Mapa mental, Mapa conceptual, Lista de palabras, Tabla lógica.

Procesos y productos

Uno o varios de los siguientes instrumentos: V Heurística, Método de casos, Proyecto parcial de unidad, Diario de asignatura, Portafolios de productos, Lista de cotejo de productos, Reportes escritos, Cuadernos de trabajo, Periódicos murales, Rejillas de conceptos, Cuadros de doble entrada, Cuadros sinópticos, Fichas de trabajo (síntesis y/o resumen), Estudios de campo, Dibujos y/o collages.

Desempeño Actitudinal Consciente

Uno o varios de los siguientes instrumentos: Guía de observación, Entrevista dirigida semiestructurada, Encuestas, Registro acumulativo, Lista de control, Escala de Likert, Escala de Thurstone, Escala de producción, Rúbrica.

Química I 29

LISTA DE REFERENCIA Bibliografía Básica • Ortiz, Luz María. Lembrino Imelda. Peralta Sergio. 2006. Química I. México. Thomson Learning.

• Recio del Bosque, Francisco. 2003. Química Inorgánica. México, McGraw-Hill • Garritz Andoni, Chamizo José Antonio. 1998. Química. México, Pearson Education.

Bibliografía Complementaria • Galicia, Augusto, Lembrino Imelda. Peralta Sergio. 2007. Química II. México. Thomson Learning • Friedl, Alfred. 2000. Enseñara ciencias a los niños. Barcelona. Gedisa.

• Sherman, Alan. Sherman, Sharon y Rusikoff, Leonel. 2001. Conceptos Básicos de Química. México, Grupo Patria Cultural.

• Brown Theodore y LeMay, Eugene. 1998. Química. La ciencia central. México, Prentice Hall.

• Chang, Raymond. 2002. Química. México, Mc Graw Hill.

Recursos Web • http://intercentres.cult.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/fisica.htm (Página con actividades y sugerencias para la enseñanza de la física y la química) Última visita 25 de Octubre del 2009 • http://www.aula21.net/primera/paginaspersonales.htm (Página con actividades y sugerencias para la enseñanza de la química) Última visita 25 de Octubre del 2009

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