Actividades Ciencias Grado Séptimo

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Este archivo sugiere una serie de actividades para ser desarrolladas por los estudiantes del grado Séptimo.

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Actividades Ciencias Grado Séptimo

  1. 1. TABLA DE CONTENIDO PáginaHistoria de la Química 2-3La estructura de la materia y sus propiedades 4-5Los modelos atómicos y las leyes clásicas de la química 6-7Modelo actual del átomo 8-9La tabla periódica y las propiedades de los elementos químicos 10-11Propiedades periódicas de los elementos químicos 12-13Enlace químico 14-15Mezclas y soluciones 16-17Ecología y ecosistemas 18-21Contaminación y Conservación del aire, flora y fauna 22-23Tejidos Vegetales 24-25Tejidos Animales I. Tejidos con células poco diferenciadas 26-27Tejidos Animales II. Conformados por células altamente diferenciadas 28-29La reproducción. División celular por mitosis 30-31La reproducción. División celular por meiosis 32-33Reproducción en vegetales I 34-35Reproducción en vegetales II 36-37Reproducción en animales 38-39Reproducción humana. Reproducción en el hombre 40-41Reproducción humana. Reproducción en la mujer 42-43 1
  2. 2. 1. HISTORIA DE LA QUÍMICALa historia de la química está intensamente unida al desarrollo del hombre, ya que embarca desde todas lastransformaciones de materias y las teorías correspondientes. A menudo la historia de la química se relaciona íntimamentecon la historia de los químicos y -según la nacionalidad o tendencia política del autor- resalta en mayor o menor medida loslogros hechos en un determinado campo o por una determinada nación. La ciencia química surge antes del siglo XVII apartir de los estudios de alquimia populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los principiosbásicos de la química se recogen por primera vez en la obra del científico británico Robert Boyle: The Skeptical Chymist(1661). La química como tal comienza sus andares un siglo más tarde con los trabajos de Antoine Lavoisier que en conjuntocon Carl Wilhelm Scheele descubrieron el oxígeno, Lavoisier a su vez propuso la ley de conservación de masa y larefutación de la teoría del flogisto como teoría de la combustión.2 Primeros avances de la químicaEl principio del dominio de la química es el dominio del fuego. Hay indicios de que hace más de 500.000 años, en tiemposdel homo erectus, algunas tribus consiguieron este logro que aún hoy es una de las tecnologías más importantes. No sólodaba calor en las noches de frío, también ayudaba a protegerse contra los animales salvajes y permitía la preparación decomida cocida. Esta contenía menos microorganismos patógenos y era más fácilmente digerirla. Así bajaba la mortalidad yse mejoraban las condiciones generales de vida. Nuevamente, resultó imprescindible para el desarrollo de la metalurgia, lamadera, el carbón y la mayoría de los procesos químicos. Es así como la química es considerada una ciencia importantepara la explicación de fenómenos de la vida cotidiana.3 La metalurgiaLa metalurgia como uno de los principales procesos de transformación utilizados hasta 1991 comenzó con el descubrimientodel cobre, del oro y de la plata. Aunque existe en la naturaleza como elemento la mayor parte se halla en forma deminerales como la calcopirita, la azurita o la malaquita. Especialmente las últimas son fácilmente reducidas al metal. Sesupone que unas joyas fabricadas de alguno de estos minerales y caídas accidentalmente al fuego llevaron al desarrollo delos procesos correspondientes para obtener el metal.Luego por experimentación o como resultado de mezclas accidentales se descubrió que las propiedades mecánicas delcobre se podían mejorar en sus aleaciones. Especialmente tuvo éxito la aleación del cobre con el estaño y trozos de otroselementos como el arsénico conocido como bronce que se consiguió de forma aparentemente independiente en orientepróximo y en China desde dónde se extendió por casi todo el mundo y que dio el nombre a la edad de bronce. Unas de lasminas de estaño (como otro mineral esencial en la obtención de esta aleación) más importantes de la antigüedad sehallaban en las islas británicas. Originalmente el comercio fue dominado por los fenicios. Luego el control sobre este recursoimportante probablemente era la razón de la invasión romana en las Britania. Los hititas fueron unos de los primeros enobtener el hierro a partir de sus minerales. Este proceso es mucho más complicado ya que requiere temperaturas máselevadas y por lo tanto la construcción de hornos especiales. Sin embargo el metal obtenido así era de baja calidad con unelevado contenido en carbono y tenía que ser mejorado en diversos procesos de purificación y forjándolo. La humanidadtardó siglos en desarrollar los procesos actuales de obtención de acero, (generalmente por oxidación de las impurezasinsuflando oxígeno o aire en el metal fundido (proceso de Besmer). Su dominio era uno de los pilares de la revoluciónindustrial. Otro hito metalúrgico era la obtención del aluminio. Descubierto a principios del siglo XIX y en un principioobtenido por reducción de sus sales con metales alcalinos, destacó por su ligereza. Su precio superó el del oro y era tanapreciado que unos cubiertos regalados a la corte francesa se fabricaron de este metal. Con el descubrimiento de la síntesispor electrólisis y posteriormente el desarrollo de los generadores eléctricos su precio cayó abriéndose nuevos campos parasu uso.4. La cerámica Otro campo de desarrollo que ha acompañado al hombre desde la antigüedad hasta el laboratorio moderno es el del vidrioy de la cerámica. Sus orígenes datan de la prehistoria cuando el hombre descubrió que los recipientes hechos de arcilla,cambiaron sus características mecánicas e incrementaron su resistencia frente al agua si eran calentados en el fuego. Paracontrolar mejor el proceso se desarrollaron diferentes tipos de hornos. En Egipto se descubrió que recubriendo la superficiecon mezclas de determinados minerales (sobre todo mezclas basadas en feldespato y galena) esta se cubría con una capamuy dura y brillante, el esmalte, cuyo color se podía variar añadiendo pequeñas cantidades de otros minerales o lascondiciones de aireación en el horno. Estas tecnologías se difundieron rápidamente. En China se perfeccionaron lastecnologías de fabricación de las cerámicas hasta dar con la porcelana en el siglo VII. Durante siglos china mantenía elmonopolio en la fabricación de este producto. Tan sólo en el siglo XVIII Johann Friedrich Böttger reinventó el proceso enEuropa. Relacionado con el desarrollo de la cerámica es el desarrollo del vidrio a partir de cuarzo y carbonato sódico opotásico. Su desarrollo igualmente empezó en el Antiguo Egipto y fue perfeccionado por los romanos. Su producción masivaa finales del siglo XVIII instó al gobierno francés a promocionar un concurso para la obtención del carbonato sódico ya quela fuente habitual -las cenizas de madera- no se obtuvieron en cantidades suficientes como para cubrir la crecientedemanda. El ganador era Nicolas Leblanc aunque su proceso cayó en desuso debido al proceso de Solvay desarrolladomedio siglo más tarde dio un empujón fuerte al desarrollo de la industria química. Sobre todo las necesidades de la industriaóptica de vidrio de alta calidad llevaron al desarrollo de vidrios especiales con añadidos de boratos, aluminosilicatos,fosfatos etc. Así se consiguieron vidrios con constantes de expansión térmica especialmente bajas, índices de refracciónmuy elevados o muy pequeños etc. Este desarrollo empujó por ejemplo la química de los elementos de las tierras raras. Aúnhoy en día la cerámica y el vidrio son campos abiertos de investigación.5. La química como cienciaEl filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaban formadas por cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego.Paralelamente discurría otra corriente, el atomismo, que postulaba que la materia estaba formada de átomos, partículasindivisibles que se podían considerar la unidad mínima de materia. Esta teoría, propuesta, por el filósofo griego Leucipo deMileto y su discípulo Demócrito de Abdera no fue popular en la cultura occidental dado el peso de las obras de Aristóteles enEuropa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio) y la idea se quedó presente hasta el principio de la edadmoderna. Entre los siglos III a. C. y el siglo XVI d.C la química estaba dominada por la alquimia. El objetivo de investigaciónmás conocido de la alquimia era la búsqueda de la piedra filosofal, un método hipotético capaz de transformar los metalesen oro. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la separación deelementos químicos. De este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura químicaexperimental. La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En esta época se estudió elcomportamiento y propiedades de los gases estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose yrefinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que nopodía descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos decombustión. A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental. Sedesarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de lacombustión de la materia, descubriendo Lavoisier el oxígeno y sentando 2
  3. 3. finalmente los pilares fundamentales de la química moderna. El vitalismo y el comienzo de la química orgánicaDespués de que se comprendieran los principios de la combustión, otro debate de gran importancia se apoderó de laquímica: el vitalismo y la distinción esencial entre la materia orgánica e inorgánica. Esta teoría asumía que la materiaorgánica sólo puede ser producida por los seres vivos, atribuyendo este hecho a una vis vitalis inherente a la propia vida.Base de esta asunción era la dificultad de obtener materia orgánica a partir de precursores inorgánicos. Este debate fuerevolucionado cuando Friedrich Wöhler descubrió accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir decianato de amonio, mostrando que la materia orgánica podía crearse de manera química. Sin embargo, aún hoy en día semantiene la clasificación en química orgánica e inorgánica, ocupándose la primera esencialmente de los compuestos delcarbono y la segunda de los compuestos de los demás elementos.Los motores para el desarrollo de la química orgánica eran, en el principio, la curiosidad sobre los productos presentes enlos seres vivos (con probablemente la esperanza de encontrar nuevos fármacos) y la síntesis de los colorantes o tintes. Laúltima surgió tras el descubrimiento de la anilina por Runge y la primera síntesis de un colorante artificial por Perkin. Luegose añadieron los nuevos materiales como los plásticos, los adhesivos, los cristales líquidos, los fitosanitarios, etc.Hasta la Segunda Guerra Mundial la principal materia prima de la industria química orgánica era el carbón, dada la granimportancia de Europa en el desarrollo de esta parte de la ciencia y el hecho que en Europa no hay grandes yacimientos dealternativa, como el petróleo. Con el final de la Segunda Guerra Mundial y el creciente peso de los Estados Unidos en elsector químico, la química orgánica clásica se convierte cada vez más en la petroquímica que se conoce hoy. Una de lasprincipales razones es la mayor facilidad de transformación y la gran variedad de productos de partida encontradas en elpetróleo.6. La tabla periódica y el descubrimiento de los elementos químicosEn 1860 los científicos ya habían descubierto más de 60 elementos diferentes y habían determinado su masa atómica.Notaron que algunos elementos tenían propiedades químicas similares por lo cual le dieron un nombre a cada grupo deelementos parecidos. En 1829 el Imagen de Antoine Lavoissier, considerado como el fundador de la química químico J.W.Döbenreiner organizó un sistema de clasificación de elementos en el que éstos seagrupaban en grupos de tres denominados triadas. Las propiedades químicas de los elementos de una triada eran similaresy sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. Algo más tarde, el químico ruso DmitriIvanovich Mendeleyev desarrolló una tabla periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas.Colocó lo elementos en columnas verticales empezando por los más livianos, cuando llegaba a un elemento que teníapropiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra columna. Al poco tiempo Mendeleiev perfecciono su tablaacomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades deelementos no descubiertos hasta el momento. El gran parecido del germanio con el elemento previsto por Mendeleyevconsiguió finalmente la aceptación general de este sistema de ordenación que aún hoy se sigue aplicando.Sin embargo, la tabla de Mendeleiev no era del todo correcta. Después de que se descubrieron varios elementos nuevos yde que las masas atómicas podían determinarse con mayor exactitud, se hizo evidente que varios elementos no estaban enel orden correcto. La causa de este problema la determinó el químico inglés Henry Moseley quien descubrió que los átomosde cada elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de protones igual al númeroatómico del átomo. Al organizar Moseley los elementos en orden ascendente de número atómico y no en orden ascendentede masa atómica, como lo había hecho Mendeleiev, se solucionaron los problemas de ordenamiento de los elementos en latabla periódica. La organización que hizo Moseley de los elementos por número atómico generó un claro patrónperiódico de propiedades.7. Desarrollo de la teoría atómicaInicia con la teoría de Leucipo y Demócrito, antiguos filósofos griegos, quienes dieron la palabra átomo (a= sin;tomo=división) a todas aquellas partículas que forman parte de la materia. La teoría es retomada luego por John Dalton,quien postulaba que los átomos eran partículas indivisibles, a partir de lo cual estableció supuestos de la estequiometría,como la Ley de las Proporciones Fijas.A lo largo del siglo XIX la química estaba dividida entre los seguidores de la teoría atómica y aquellos que no como WilhelmOstwald y Ernst Mach. Los impulsores más decididos de la teoría atómica eran Amadeo Avogadro, Ludwig Boltzmann yotros que consiguieron grandes avances en la comprensión del comportamiento de los gases. La disputa fue finalizada conla explicación del efecto Browniano por Albert Einstein en 1905 y por los experimentos de Jean Perrin al respecto.Mucho antes de que la disputa hubiera sido resuelta muchos investigadores habían trabajado bajo la hipótesis atómica.Svante Arrhenius había investigado la estructura interna de los átomos proponiendo su teoría de la ionización. Su trabajo fueseguido por Ernest Rutherford quien abrió laspuertas al desarrollo de los primeros modelos de átomos que desembocarían en el modelo atómicode Niels Bohr. En la actualidad el estudio de la estructura del átomo se considera una rama de la física y no de laquímica.Tomado: www.wikipedia.org 3
  4. 4. COLEGIO GARCÉS NAVAS CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Jornada Tarde La estructura de la materia y sus propiedades1. ConceptoEn física, materia es un término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, se considera que es loque forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir materia es todo loexistente que puede ser detectable y medible.1.1 PROPIEDADES DE LA MATERIALas presentan los sistemas materiales básicos sin distinción y por tal motivo no permiten diferenciar una sustancia de otra.Algunas de las propiedades generales se les da el nombre de extensivas, pues su valor depende de la cantidad demateria, tal es el caso de la masa, el peso y el volumen. Otras, las que no dependen de la cantidad de materia sino de lasustancia de que se trate, se llaman intensivas.1.1.1 Propiedades extensivasSon las cualidades de la materia dependientes de la cantidad de que se trate. Son aditivas y de uso más restringido paracaracterizar a las clases de materia debido a que dependen de la masa o cantidad de materia. Puede decirse quecaracterizan a los cuerpos o los sistemas materiales.1.1.2 Propiedades intensivas y característicasSon las cualidades independientes de la cantidad de materia, es decir no dependen de la masa no son aditivas y, por logeneral, resultan de la combinación de dos propiedades extensivas. Son propiedades exclusivas de un tipo de sustancia, oejemplo el agua a nivel del mar hierve a 100 C . y el alcohol etílico a una temperatura diferente a la del agua.El ejemplo perfecto lo proporcionan la densidad (resultado de dividir la masa entre el volumen de una sustancia, densidad =masa/volumen), punto de fusión, el punto de ebullición, solubilidad, el índice de refracción, etc.1.2 Propiedades FísicasSon aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican. Laspropiedades físicas se manifiestan en los procesos físicos, como el cambio de estado, la deformación, el desplazamiento,etc. Ejemplo: la ruptura de un vidrio1.3 Propiedades químicasSon propiedades distintivas de las sustancias, se observa cuando éstas combinan con otras, las sustancias originales dejangeneralmente de existir, formándose con la misma materia otras nuevas. Las propiedades químicas se manifiestan en losprocesos químicos llamados reacciones químicas, donde se altera la composición de átomos y moléculas que conformanlas sustancias que se combinaron inicialmente o reaccionaron.Ejemplos de propiedades químicas: Oxidación de los metales, basicidad, acidez, reactividad. 2. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA: Mezclas y sustancias puras. Este tema trata sobre cómo se clasifican los materiales según su composición química. Las sustancias pueden ser: sustancias puras y mezclas . Se definen cada uno de los tipos de sustancias y se presentan diversos ejemplos. También se especifican las propiedades de cada uno de los tipos y se trabajan algunos ejercicios a manera de ejemplo. ¿Qué es una sustancia? Una sustancia es cualquier variedad de materia de composición definida y reconocible. Las sustancias se clasifican en sustancias puras y mezclas. ¿Qué es una sustancia pura? Una sustancia pura es un material homogéneo que siempre tiene la misma composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas. Algunas pueden descomponerse mediante procesos químicos en otras sustancias más simples; por ejemplo, el Cloruro de sodio (sal común) , el azúcar. 2.1 Clasificación de las sustancias puras Las sustancias puras se clasifican en dos tipos: elementos y compuestos; ambos son homogéneos ya que mantienen sus propiedades características. 2.1.1 Los elementos Son también denominados sustancias simples elementales que constituyen la materia. Son agregados de átomos iguales. Se combinan para formar los compuestos. Clasificados en la tabla periódica de elementos químicos. 2.1.2 Los compuestos Son denominados también Sustancias Compuestas; están formados por moléculas (dos o más elementos químicos combinados en proporciones fijas de masa) del mismo tipo. Se representan mediante fórmulas químicas: H2O (agua), C2H5OH (alcohol etílico), C6H12O6 (glucosa, azúcar común), etc. Los compuestos son muy abundantes en la naturaleza, pero también son sintetizados en el laboratorio. Éstos pueden descomponerse en sus elementos constitutivos o sustancias simples empleando técnicas específicas de separación. 4
  5. 5. 2.1.3 Las mezclas Una mezcla es un material formado por la unión de dos o más sustancias en proporciones variables y que cumple con las siguientes condiciones; las sustancias componentes: • conservan sus propiedades • son separables por medios físicos o mecánicos. • pueden intervenir en cualquier proporción. • no presentan manifestaciones energéticas o cambios químicos. 2.2 Tipos de mezclas 2.2.1 Mezclas homogéneas: Son las que tienen partículas indistinguibles a simple vista o con el microscopio; por ejemplo: Los coloides: son partículas con un tamaño que oscila -7 -5 entre 10 y 10 cm. Estas mezclas tienen una fase dispersante (disolvente) y una fase dispersa (soluto); ejemplo: cremas dentales, gelatina, gel para el cabello, etc. Las soluciones: tienen un tamaño de partícula menor -8 de 10 cm (Å=Angstron equivale a 0.00000001 cm.) y sus componentes son soluto y solvente. El soluto se disuelve en el solvente y se encuentra, generalmente, en menor proporción que éste.; ejemplo: agua de mar, limonada, te, refrescos, alcohol, etc. 2.2.2 Mezclas heterogéneas: son aquellas en las cuales pueden reconocerse sus diversos componentes debido a la diferencia de sus propiedades. Hay dos tipos de mezclas heterogéneas: mezclas groseras y suspensiones. Mezclas groseras: Son aquellas que tienen componentes diferenciables por su gran tamaño. Por ejemplo: granito, mica, cuarzo y feldespato. Suspensiones: Son las que tienen partículas finas suspendidas en agua u otro líquido por un tiempo y luego se sedimentan; por ejemplo: tierra y agua.3. ACTIVIDADES DE REPASO Y COMPLEMENTARIAS. Presente un trabajo escrito dando respuesta a cada uno delos siguientes numerales.3.1 Consultar los estados de la materia (sólido, líquido, gaseoso, coloidal y plasma)3.2 Consultar la definición de los siguientes conceptos: masa, peso, volumen, punto de fusión, punto de ebullición, densidady solubilidad.3.3 Explique la diferencia entre propiedades extensivas e intensivas, propiedad física y propiedad química.3.4 Consulte en diferentes textos y escriba 5 ejemplos de propiedades físicas y 5 de propiedades químicas.3.5 Consultar cuál es la densidad de los siguientes elementos químicos y sustancias: hierro, cobre, zinc, aluminio, madera,vidrio, bronce.3.6 Copiar la tabla periódica de los elementos químicos.3.7 Consultar la fórmula química de 20 compuestos.3.8 Redacte una definición para cada los siguientes conceptos: átomo, elemento, compuesto, mezcla homogénea y mezclaheterogénea.3.9 Escriba 3 ejemplos para cada uno de los tipos de mezclas expuestos en esta guía.Elaboró: Esp. DIEGO LEÓN POLO BURITICÁ 5
  6. 6. COLEGIO GARCÉS NAVAS ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL Los modelos atómicos y las leyes clásicas de la químicaDesde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimaspartículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griegoquiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época yhubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo enconsideración.1. LEYES CLÁSICAS DE LA QUÍMICAPuede decirse que la química nace como ciencia a finales del siglo XVIII y principios del XIX, con la formulación porLavoisier, Proust y el propio Dalton, tras la experimentación cuantitativa de numerosos procesos químicos, de lasllamadas leyes clásicas de la química:1.1 En el siglo XVIII, Antoine Lavoisier, considerado el padre de la química moderna, estableció la ley de laconservación de la masa, formulada en su libro "Elementos químicos" (1789). En ella se dice que no se produce uncambio apreciable de la masa en las reacciones químicas. Científico Descubrimientos experimentales Modelo atómico La imagen del átomo expuesta por Durante el s.XVIII y principios del XIX Dalton en su teoría atómica, para algunos científicos habían explicar estas leyes, es la de minúsculas investigado distintos aspectos de las partículas esféricas, indivisibles e1808 reacciones químicas, obteniendo las inmutables, llamadas leyes clásicas de la iguales entre sí en Química. cada elemento John Dalton químico. De este descubrimiento dedujo que el Demostró que dentro de los átomos átomo debía de ser una esfera de hay unas partículas diminutas, con materia cargada positivamente, en cuyo carga eléctrica negativa, a las que se interior estaban incrustados los1897 llamó electrones. electrones. (Modelo atómico de Thomson.) J.J. Thomson Demostró que los átomos no eran Dedujo que el átomo debía estar macizos, como se creía, sino que formado por una corteza con los están vacíos en su mayor parte y en electrones girando alrededor de un1911 su centro hay un diminuto núcleo. núcleo central cargado positivamente. (Modelo atómico de Rutherford.) E. Rutherford Espectros atómicos discontinuos Propuso un nuevo modelo atómico, originados por la radiación emitida según el cual los electrones giran por los átomos excitados de los alrededor del núcleo en unos niveles elementos en estado gaseoso. bien definidos.1913 (Modelo atómico de Bohr.) Niels Bohr1.2 La ley de la composición definida o constante. Esta ley, establecida en 1801 por el químico francés JosephProust, nos dice que un compuesto contiene siempre los mismos elementos en la misma proporción de masas. Oexpresada de otra manera, cuando dos elementos se combinan para dar un determinado compuesto lo hacen siempreen la misma relación de masas. 6
  7. 7. 1.3 La ley de las proporciones múltiples. Formulada por el propio Dalton, se aplica a dos elementos que forman más de un compuesto: Establece que las masas del primer elemento que se combinan con una masa fija del segundo elemento, están en una relación de números enteros sencillos.1.4 ACTIVIDADES DE REPASORelaciona las siguientes conclusiones experimentales con el modelo atómico a que dieron lugar:1.4.1 El átomo no es indivisible ya que al aplicar un fuerte voltaje a los átomos de un elemento en estado gaseoso, éstosemiten partículas con carga negativa _______________________.1.4.2 Al reaccionar 2 elementos químicos para formar un compuesto lo hacen siempre en la misma proporción demasas_____________________________.1.4.3 Los átomos de los elementos en estado gaseoso producen, al ser excitados, espectros discontinuoscaracterísticos que deben reflejar su estructura electrónica_______________________.1.4.4 Al bombardear los átomos de una lámina delgada con partículas cargadas positivamente, algunas rebotan en unpequeño núcleo situado en el centro del átomo__________________________.1.4.5 Relaciona los conceptos basándose en las leyes clásicas de la química. Escriba dentro del paréntesis la letracorrespondiente al concepto expresado en la derecha.a. Oxígeno 8/9 de M ( ) Es decir 11.1% de la masa de aguab. Ley de la conservación de la ( ) Un determinado compuesto lo hacen siempre en la mismamasa. relación de masas.c. Proust, Dalton y Lavoisier ( ) Es decir 36.4% de la masa de FeSd. Hierro 7/11 de M ( ) Las masas del primer elemento que se combinan con una masa fija del segundo elemento, están en una relación de números enteros sencillos.e. Siglos XVIII y XIX ( ) Leyes clásicas de la química.f. La ley de la composición definida o ( ) “Elementos químicos”constanteg. Libro escrito por Lavoisier ( ) Es decir 63.6% de la masa de FeSh. Ley de las proporciones múltiples ( ) Es decir 88.9% de la masa de agua.i. Hidrógeno 1/9 de M ( ) No se produce un cambio apreciable de la masa en las reacciones químicas.j. Azufre 4/11 de M ( ) Nace la química como ciencia.1.4.6 Consultar en la página web dada a continuación para profundizar más en el tema: Webgrafía:http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/estructura.htmRecopiló y adaptó: Diego León Polo Buriticá 7
  8. 8. COLEGIO GARCÉS NAVAS ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL Modelo actual del átomo1. INTRODUCCIÓN. Después del modelo atómico de Bohr, otros científicos como Arnold Sommerfeld (1868-1951) yErwin Schrödinger (1887-1961) aportaron a la comprensión de la estructura atómica. El primero descubrió que existíanorbitas elípticas además de las circulares del modelo de Bohr, lo cual suponía la existencia de subniveles de energía; elsegundo afirmó que existían zonas dentro del átomo donde había mayor probabilidad de encontrar electrones a las quellamó orbitales los cuales se podían describir mediante números cúanticos.2. LOS NÚMEROS CUÁNTICOSPara describir las características de un electrón situado en un determinado orbital, se necesitan cuatro números cuánticos,que se representan mediante las letras n, l, m y ms.2.1 Número cuántico principal (n). Define una capa o nivel de energía en la periferia del núcleo de! átomo. Los que puedetomar n son los números 1,2, 3, …hasta 7. Entre mayor sea el valor de n, la distancia entre un electrón presente allí y elnúcleo atómico, será mayor. Así mismo la energía que esta panícula poseerá también será mayor.2.2 Número cuántico secundario (l). Determina la forma del orbital, es decir, la región donde el electrón se mueve.Los posibles valores, de l dependen de n, de modo que, para cada valor de n, l puede tomar todos valores comprendidosentre 0 y (n - 1). Por ejemplo, sí n=4, el número l puede tomar los valores 0, 1, 2 3. Se acostumbra simbolizar con letras losvalores numéricos que tomar el número cuántico l: Número cuántico secundario (l) Símbolo del orbital 0 s 1 p 2 d 3 f2.3 Número cuántico magnético (ml). Define la orientación que pueden presentar los orbitales de un mismo subnivel enrelación con un magnético externo. Para cada valor de l, ml puede tomar todos los valores enteros comprendidos entre -l y+l. Así, si l = 2, los valores posibles de ml serán: -2, -1, 0, +1 y +2.2.4 Número cuántico de (ms). Un orbital puede albergar como máximo dos electrones éstos se diferencian entre sí por el sentido de giro sobre su eje. Cuando dos electrones ocupan el mismo orbital, sus sentidos de giro son opuestos. Como sólo son dos sentidos de giro o spín, el número cuántico ms puede tomar solamente dos valores, que son +1/2 y -1/2, también se simbolizan con flechas encontradas (↑↓).2.5 Interpretación de los números cuánticos Nivel de energía Subnivel de En. ml orbital ms Capacidad Capacidad Número máximo l = (0, n – 1) (-l, 0, +l) spín o giro electrónica del electrónica de electrones = subnivel del nivel + ,− 1 1 2 2n 2 (2l +2) 2 2 + ,− 1 1 1 (K) 0 (s) 0 2 2 2 2 + ,− 1 1 0 (s) 0 2 2 2 2 (L) 8 1 (p) -1 0 +1 para 6 + ,− 1 1 cada valor de ml 2 2 0 (s) 0 2 + ,− 1 1 2 2 3 (M) 1 (p) -1 0 +1 para 6 18 + ,− 1 1 2 (d) -2 -1 0 +1 +2 cada valor de ml 2 2 para + ,− 1 1 cada valor de ml 10 2 2 + ,− 1 1 0 (s) 0 2 2 2 1 (p) -1 0 +1 para 6 + ,− 1 1 cada valor de ml 2 2 4 (N) 2 (d) para 32 -2 -1 0 +1 +2 cada valor de ml 10 + ,− 1 1 3 (f) 2 2 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 para 14 cada valor de mlEn un orbital ml puede haber máximo dos electrones, girando en sentidos contrarios. Observe que la suma total de loselectrones de cada subnivel iguala al nivel. Los orbitales s,p d y f presentan diferentes formas. (Ver página siguiente) 8
  9. 9. 3. LOS ORBITALES ATÓMICOS4. LA ESTRUCTURA DEL ÁTOMO Un átomo de un elemento químico X, posee un número atómico, es decir un número de protones y electrones iguales; e- = p+. El número de neutrones = A – Z, es decir # n0 = A – Z. El elemento químico Fe (hierro) tiene una masa atómica de 55.85 uma y un número atómico de 26. Su número de protones y electrones entonces será de 26. # n0 = A – Z reemplazando por los valores numéricos # n0 = 56 -26 = 30, entonces un átomo de hierro tendrá 30 neutrones. Isótopos: son átomos del mismo elemento, que tienen diferente número de neutrones por lo tanto diferente masa. Los isótopos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones y electrones. Ejemplo: el elemento hierro 54 56 57 58 tiene cuatro isótopos: Fe, Fe, Fe y Fe. El número atómico será de 26, es decir éstos mantienen 26 protones y electrones en su estructura.5. ACTIVIDADES DE REPASO5.1 Un átomo tiene 12 protones, 13 neutrones y 12 electrones. ¿Cuál es su número atómico?1. 122. 133. 244. 255.2 Los isótopos oxígeno-16, oxígeno-17 y oxígeno-18, se diferencian en:1. El número de protones2. El número atómico3. El número de neutrones4. El número de electrones5.3 Un átomo de volframio (W) tiene 74 protones y 108 neutrones. ¿Cuál es su representación adecuada? 1. 2. 3. 4.5.4 Señala las afirmaciones correctas:1. El número másico de un átomo es la suma del número de protones, neutrones y electrones2. Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de neutrones3. Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número atómico4. Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número másico + - 05.5 Halle los p , e y n para los átomos de: Rh, Ac, Rb, V, Sn, Ni, Cu, Zn, Ag, I. Consulte los datos en la tabla periódica.Recopiló y diseño: Lic. Diego León Polo B. 9
  10. 10. COLEGIO GARCÉS NAVAS CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Jornada Tarde La tabla periódica y las propiedades de los elementos químicosEl Sistema periódico o Tabla periódica es un esquema de todos los elementos químicos dispuestos por orden denúmero atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados ensiete hileras horizontales (1-7), llamadas periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. El primer periodo, quecontiene dos elementos, el hidrógeno y el helio, y los dos periodos siguientes, cada uno con ocho elementos, se llamanperiodos cortos. Los periodos restantes, llamados periodos largos, contienen 18 elementos en el caso de los periodos 4 y 5,o 32 elementos en el del periodo 6. El periodo largo 7 incluye el grupo de los actínidos, que ha sido completado sintetizandonúcleos radiactivos más allá del elemento 92, el uranio.Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica fueron clasificados tradicionalmente de izquierda a derecha utilizandonúmeros romanos seguidos de las letras A o B, en donde la B se refiere a los elementos de transición. Actualmenteestá ganando popularidad otro sistema de clasificación, que ha sido adoptado por la Unión Internacional de Química Pura yAplicada (IUPAC). Este nuevo sistema enumera los grupos consecutivamente del 1 al 18 a través del sistema periódico. 10
  11. 11. 1. Ley periódicaEsta ley es la base de la tabla periódica y establece que “las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden arepetirse de forma sistemática conforme aumenta el número atómico”.Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y, por lo general, difieren de los elementos de los demásgrupos. Por ejemplo, los elementos del grupo 1 (o IA), a excepción del hidrógeno, son metales con valencia química +1;mientras que los del grupo 17 (o VIIA), exceptuando el astato, son no metales, que normalmente forman compuestos convalencia -1.2. Distribución electrónica dentro de un átomoLos electrones dentro de un átomo se distribuyen en capas o niveles, según lo indica el número de periodos de la tablaperiódica, éstos son 7. Es decir un átomo de un elemento químico no podrá tener mas de siete niveles ocupados conelectrones (niveles, n =1,2,3,4,5,6,7). Los átomos de los elementos correspondientes al segundo periodo de la tablaperiódica tienen 2 niveles ocupados y así sucesivamente. La tabla de la izquierda muestra como deben empezar a llenarse los niveles y subniveles (son cuatro s,p,d,f) en orden de energía y siguiendo la flecha en zig-zag. Cada subnivel tiene un número máximo de electrones - - - - permitido. s(2 e ), p (6 e ), d (10 e ) y f (14 e ). La base para esta distribución siempre es el número atómico y los electrones se ubican según el orden de los subniveles mostrados en la tabla de la izquierda. Ejemplo # 1: para saber la distribución electrónica o configuración electrónica para un átomo de Cobalto cuyo símbolo es Co, su número atómico es 27. Se debe ubicar los electrones dentro de los niveles y subniveles así: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d7 El número que acompaña la letra es el nivel o capa, es un número de 1 a 7. Las letras s,p,d,f son los subniveles y el superíndice (número ubicado en la esquina superior derecha) representa los electrones; note que la suma de estos números es 27 que corresponde al número atómico del Cobalto. - o Ejemplo # 2: Escriba el número de e , p+ y n para el elemento químico Galio (Ga). Realice la distribución electrónica porniveles o subniveles o configuración electrónica para un átomo de dicho elemento. Solución: El número atómico indica el número de protones y electrones. El número de neutrones= masa atómica - # atómico Entonces: - Electrones (e ) = 31 + Protones (p ) = 31 0 Neutrones (n ) = 70(masa atómica) - 31= 39. Su configuración electrónica es: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p1 Un átomo de Galio tiene 4 niveles ocupados y 8 subniveles ocupados. En la tabla periódica se ubica en el 4 periodo y el grupo III A o 13.4. ACTIVIDADES. Entregar un trabajo escrito con el siguiente contenido.4.1 Consultar acerca del desarrollo histórico de la tabla periódica.4.2 Consultar el concepto de cada una de las siguientes propiedades periódicas de los elementos químicos: Tamañoatómico, potencial de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad.4.3 Consultar las propiedades físicas y químicas de 10 elementos químicos de la tabla periódica. - o4.4 Escriba el número de e , p+ y n para los átomos de los elementos químicos dados a continuación. Realice ladistribución electrónica por niveles y subniveles o configuración electrónica para los átomos de: As, Ge, Sn, Cd, Bi, Zr,Al, Mn, Hg, Sb, Pb, At, Nb, Y, Ag.Elaboró: Esp. DIEGO LEÓN POLO BURITICÁ 11
  12. 12. COLEGIO GARCÉS NAVAS ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL Propiedades Periódicas de los Elementos Químicos1. DEFINICIÓN: Son propiedades que presentan los elementos químicos y que se repiten secuencialmente en latabla periódica. Por la colocación en la misma de un elemento, podemos deducir que valores presentan dichaspropiedades así como su comportamiento químico.2. RADIO ATÓMICO Aumenta cuando descendemos en un grupo de la tabla periódica, debido a que aumenta el número de niveles de energía y disminuye cuando de izquierda a derecha de la tabla periódica en un período, debido a que aumenta la carga en el núcleo del átomo y se ejerce mayor atracción sobre los electrones de la periferia.2.1 Radio Iónico: Un ión se define como un átomo que ha ganado o perdido electrones; cuando los iones gananelectrones se llaman aniones y cuando pierden electrones se llaman cationes. Varía de la misma manera que elradio atómico como se puede apreciar en el gráfico anterior.3. AFINIDAD ELECTRÓNICAEs la energía liberada cuando un átomo gaseoso neutro atrapa un electrón a. El proceso se representa: En los períodos, la afinidad electrónica aumenta de izquierda a derecha al aumentar el número atómico y en los grupos, los valores no varían notablemente, sin embargo, disminuye de arriba hacia abajo, cuando aumenta el número atómico. (Ver página siguiente).4. ENERGÍA DE IONIZACIÓNEs la mínima energía necesaria para sacar el electrón más externo y más débilmente unido de un átomo gaseoso ensu estado neutro: 12
  13. 13. En un periodo, la energía de ionización aumenta de izquierda a derecha al aumentar el número atómico, alcanzando valores máximos en los gases nobles. En un grupo o familia, la energía de ionización disminuye de arriba hacia abajo al aumentar el número atómico.5. ELECTRONEGATIVIDADLa electronegatividad mide la tendencia de un átomo a atraer electrones, cuando se forma un enlace químico. Esdecir, mide la capacidad de un elemento para atraer hacia sí los electrones que lo enlazan con otro elemento. La electronegatividad aumenta al desplazamos hacia la derecha en la tabla periódica. Dentro de un mismo grupo disminuye a medida que aumenta el número atómico. Los átomos presentan una menor electronegatividad a medida que aumenta su tamaño.6. CARÁCTER METÁLICO El carácter metálico aumenta hacia la derecha de la tabla periódica en los periodos; y aumenta de arriba hacia abajo en los grupos. Si observamos por ejemplo el segundo período de la tabla periódica, veremos que se produce un cambio gradual en las propiedades de los elementos, desde el litio, típicamente metálico, hasta el flúor, cuyas propiedades son típicamente no metálicas.7. ACTIVIDADES DE REPASO7.1 Ingrese a la página web: http://www.ptable.com/, escoja la pestaña Wikipedia, redacte un resumen en elcuaderno teniendo en cuenta el contenido acerca de de los siguientes elementos químicos: Bromo, mercurio, silicio,cobalto, potasio, azufre, magnesio, cloro, oro, plata.Recopiló y Redactó: Lic. DIEGO LEÓN POLO BURITICÁ 13
  14. 14. COLEGIO GARCÉS NAVAS ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Jornada Tarde Enlace químico y sus clases1. Definición: Un enlace químico es el proceso físico-químico responsable de las interacciones atractivasentre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. Engeneral, el enlace químico está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomosparticipantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos o sea la mayor parte del ambiente físico que nosrodea está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia.1.1 TIPOS DE ENLACES: Las propiedades de las sustancias dependen en gran medida de la naturalezade los enlaces que unen sus átomos.Existen tres tipos principales de enlaces químicos: enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico. Estosenlaces, al condicionar las propiedades de las sustancias que los presentan, permiten clasificarlas en: iónicas,covalentes y metálicas o metales.2. EL ENLACE IÓNICO: es una unión que resulta de la presencia de fuerza de atracción electrostática entrelos iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otrofuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomoscapta electrones del otro. Ejemplo: el enlace del fluoruro de Litio LiF, una sal parecida a la sal común.3. ENLACE COVALENTE: A diferencia del iónico, que se forma por atracción electrostática, el enlacecovalente se forma por compartición de electrones entre los átomos que forman la molécula. La diferenciade electronegatividad entre los átomos varía desde cero hasta valores que en ningún caso permiten latransferencia completa de los electrones. Cada átomo tiende a adquirir la configuración electrónica de gasnoble, es decir a completar ocho electrones en su último nivel de energía (regla del octeto).En 1916, Lewis resaltó que los gases nobles eran muy poco reactivos debido a que su configuraciónelectrónica era muy estable, y sugirió que los átomos pueden adquirir estabilidad compartiendo electrones conotros átomos, formando enlaces mediante pares de electrones.Los electrones del último nivel se pueden representar mediante puntos o cruces (x o ●). De esta manerapodemos visualizar los enlaces covalentes así: 14
  15. 15. Tal vez el caso más sencillo de enlace covalente puro es el de la molécula biatómica de H2, en el cual cada 1hidrógeno contribuye con su electrón 1s para formar el enlace:En una forma semejante a la del hidrógeno, se pueden dar las estructuras de las moléculas de los halógenosF2, Cl2, Brz, I2. A continuación, se ilustra el caso del flúor:3.1 Enlaces covalentes múltiples: Pueden formarse por compartición de 2 ó 3 pares de electrones. Algunosejemplos son los siguientes: eteno, etino y dióxido de carbono:3.1 Enlace covalente coordinado dativo: El enlace coordinado es un tipo de enlace covalente. En este tipo deenlaces, a diferencia de los anteriores (iónico y covalente) un solo átomo es el que aporta el par deelectrones necesarios para formar el enlace. Este se representa con una flecha (→), ejemplo la molécula de H2SO4 (ácido sulfúrico), presenta dos enlaces dativos, el átomo central S posee 6 electrones en su último nivel, está enlazado a cuatro átomos de oxígeno y éstos a su vez con dos de hidrógeno.4. ENLACE METÁLICO: La mayoría de los metales son sólidos cristalinos en los cuales se presentan iones cargados positivamente y una nube de electrones que se mueven con facilidad. Las fuerzas electrostáticas de atracción entre los átomos cargados positivamente y la nube de electrones se conocen con el nombre de enlace metálico.5. ACTIVIDADES DE REPASO5.1 Para encontrar conceptos básicos del enlace químico, entrar a la página web:http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/enlaces1.htm5.2 Dada la fórmula molecular, consultar los tipos de enlaces que poseen las siguientes sustancias:N2O3, CCl4, P2O5, K2S, KNO3, H3PO4, CaF2, C3H8, C2H2, HNO3.Recopilación y revisión: Esp. Diego León Polo Buriticá 15
  16. 16. COLEGIO GARCÉS NAVAS CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Jornada Tarde Mezclas y soluciones1. MEZCLASA diferencia de los compuestos, una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables yque no se encuentran químicamente combinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedadesúnicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.Las mezclas están compuestas por una sustancia, que es el medio, en el que se encuentran una o mássustancias en menor proporción. Se llama fase dispersante al medio y fase dispersa a las sustancias queestán en él.De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las mezclas pueden ser homogéneas oheterogéneas.1.1 CLASES DE MEZCLAS1.1.1 Mezclas heterogéneas: son aquellas cuyos componentes se pueden distinguir a simple vista,apreciándose más de una fase física.Ejemplo: Agua con piedra, agua con aceite. • Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. El diámetro de las partículas de la fase dispersa es aproximadamente ≤0.005 mm. Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa. • Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Las partículas dispersas son relativamente grandes. Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento. • Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a 0 través de un ultramicroscopio, el tamaño de las partículas del sistema disperso está entre 10 y 1000 A . Según la afinidad de los coloides por la fase dispersante se denominan: Liófilos si tienen afinidad y Liofobos si no la tienen. Cuando el medio dispersante es el agua se llaman Hidrófilos o Hidrófobos respectivamente.La fase dispersa está constituida por partículas llamadas micelas, las cuales se hallan en continuo movimiento,siguiendo trayectorias de zig-zag, a este fenómeno se le denomina Movimiento Browniano. Una propiedadóptica de los coloides consiste en la difracción de los rayos de luz que pasan a través de una disolución coloidal(Efecto Tyndall). Esto no ocurre si el rayo de luz atraviesa una solución verdadera.1.1.2 Mezclas homogéneas: Son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, seaprecia una sola fase física.Ejemplo: El agua potable es una mezcla homogénea de agua (fase dispersante) y varias sales minerales (fasedispersa). Sin embargo, no vemos las sales que están disueltas; sólo observamos la fase líquida. Entre lasmezclas homogéneas se distingue una de gran interés: la solución o disolución química.2. LAS SOLUCIONESEn química, una disolución (del latín disolutio), también llamada solución, es una mezcla homogénea a nivelmolecular o iónico de dos o más sustancias que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran enproporción que varía entre ciertos límites. 16
  17. 17. Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disueltos en agua.2.1 COMPONENTES DE UNA SOLUCIÓNLas soluciones son mezclas homogéneas de dos o más compuestos que se unen para formar una sustancia.Los componentes de una solución son el soluto y el solvente, el soluto se encuentra en menor proporción queel solvente.2.2 CLASIFICACION DE LAS SOLUCIONES SEGÚN LA CANTIDAD DE SOLUTO Y EL SOLVENTEEstán las soluciones empíricas y valoradas. Las soluciones empíricas son soluciones cuyo contenido desoluto y solventes son hechos al azar. Estas soluciones se dividen en:Diluidas: se tiene muy poco soluto y mucho solvente.Concentradas: se tiene más soluto que en la diluida pero con el mismo solvente.Saturadas: existe un equilibrio entre soluto y solvente.Sobresaturadas: hay un exceso de soluto agotando la propiedad del solvente de disolver soluto.En las soluciones valoradas se miden cantidades exactas de soluto solvente. Estas Soluciones se clasificanen Físicas y Químicas.2.3 SOLUBILIDADLa solubilidad es una medida de la capacidad de disolverse una determinada sustancia (soluto) en undeterminado medio (solvente); implícitamente se corresponde con la máxima cantidad de soluto disuelto enuna dada cantidad de solvente a una temperatura fija y en dicho caso se establece que la solución estásaturada.3. ACTIVIDADES DE REPASO3.1 Escriba con sus propias palabras una definición para cada uno de los siguientes conceptos: mezcla,solución, homogénea, heterogénea, emulsión, suspensión, coloide, diluido, concentrado, saturado.3.2 En la siguiente página web los siguientes métodos de separación de fases:http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todos_de_separaci%C3%B3n_de_fasesDecantación, filtración, extracción, lixiviación selectiva, imantación o separación por magnetismo, tamizajeflotación, evaporación, destilación, cromatografía y centrifugado.Recopiló y Diseño: Esp. DIEGO LEÓN POLO BURITICÁ 17
  18. 18. COLEGIO GARCÉS NAVAS CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Jornada Tarde Ecosistemas y Ecología Logro: Identificar los factores bióticos y abióticos para analizar las relaciones intraespecíficas e interespecíficas en los ecosistemas.1. INTRODUCCIÓNUn ecosistema es el conjunto formado por los seres vivos que habitan en un lugar, en el medio que los rodea y lasrelaciones que se establecen entre ellos. La ecología es la rama de la biología que estudia los seres vivos, su medioambiente y sus relaciones.Se da el nombre de hábitat al sitio especial en donde una población encuentra las condiciones necesarias para susupervivencia. Una población es el conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado. Variaspoblaciones pueden vivir e interactuar en el mismo lugar y constituyen una comunidad (o biocenosis). Nicho ecológico,se usa para describir el estilo de vida de un organismo dentro de un hábitat. Agua Luz Aire Abióticos Temperatura Presión Factores de un Suelo ecosistema Plantas: Seres Autótrofos o Productores. Animales: Heterótrofos o consumidores. Bióticos Móneras: Unicelulares procariotas. (Células sin núcleo diferenciado). Protistos: Más evolucionados que los mónera. (Células eucarióticas). Hongos: Organismos eucarióticos sin clorofila y heterótrofos.2. TIPOS DE ECOSISTEMAS. Teniendo en cuenta la energía y la intervención del hombre, se pueden distinguir tres tipos de ecosistemas.2.1 Ecosistemas Naturales: su energía proviene del Sol, por ejemplo: un bosque, una pradera, un río, el océano. Seconsideran el sostén de la vida sobre la Tierra pues purifican el aire y el agua y controlan el clima del planeta.2.2 Ecosistemas seminaturales: son los que dependen de la energía solar y del hombre, por ejemplo: los campos de cultivo y los criaderos de animales. Además de la energía del Sol fluyen otras formas de energía provenientes de máquinas artefactos tecnológicos creados por el hombre.2.3 Ecosistemas artificiales: son creados y controlados por el hombre, por ejemplo: las ciudades y las zonas industriales. Estos ecosistemas consumen grandes cantidades de energía, la cual, se obtiene de combustibles, la electricidad y en menor escala la desintegración atómica, mejor conocida como energía nuclear. Los ecosistemas varían constantemente. Cualquier cambio en el medio físico, determina cambios en los seres vivos y, a su vez, la acción de los seres vivos transforma continuamente el medio inerte.3. CADENAS Y REDES TRÓFICAS. Ningún ser vivo en la naturaleza está aislado. Todos se relacionan entre sí de una manera u otra y algunos están unidos como los eslabones de una cadena: cada organismo es un eslabón que sostiene a otro ser vivo y si se rompe la cadena, se desequilibra todo el ecosistema. Cuando hay transferencia de energía de un individuo a otro, se habla de una cadena alimentaria o cadena trófica. Por ejemplo: los ratones comen maíz y los búhos comen ratones, entonces, el maíz los ratones y los buhos constituyen una cadena trófica y cada población de estos organismos es el eslabón de dicha cadena.Dos o más cadenas alimentarias pueden entrelazarse caso en el cual se forma una red alimentaria o trófica, denominadatambién trama alimentaria.3.1 Pirámides de energía: nos proporcionan una visión sobre la cantidad de energía que existe en cada nivel trófico y laque se transfiere al nivel siguiente. Esta pirámide nunca puede ser invertida, porque la energía que posee un nivel inferiorpara poder soportar a uno superior es siempre mayor.3.1.1 Regla del diezmo ecológico: en cada paso de un nivel trófico a otro hay una pérdida de energía, que obedece alhecho de que parte de la energía es atrapada en forma que no resulta utilizable por parte de los individuos del nivelinmediatamente superior. Otra razón de dicha pérdida es la transformación incompleta de energía y su disipación en formade calor.Se considera que en óptimas condiciones, de un nivel a otro se transfiere a lo sumo un 10% de la energía acumulada. Esteprincipio se conoce como regla del diezmo ecológico o ley del 10%. Esto significa que en un ecosistema la energíadisponible disminuye a medida que se sube de nivel trófico. Así, se explica por qué pocas veces una pirámide puede tenermás de cuatro niveles. También podría servir para entender por qué los niveles superiores poseen menor cantidad deindividuos. 18
  19. 19. 4. RELACIONES ENTRE LOS SERES VIVOS DE UN ECOSISTEMA. Para comprender las relaciones entre los seres vivos de un ecosistema, se pueden clasificar en intraespecíficas e interespecíficas.4.1 Relaciones intraespecíficas: son las relaciones entre los seres vivos de la misma especie. Pueden ser:4.1.1 Colonias: Organismos unidos anatómicamente. La separación de uno implica la destrucción de la estructura. Ejemplo: algas, corales, hidras, esponjas.4.1.2 Asociaciones: reunión de organismos para defenderse y protegerse. Ejemplo: rebaños y manadas.4.1.3 Sociedades: grupos de organismos entre los cuales hay división de trabajo. Ejemplo: las abejas y las hormigas.4.2 Relaciones interespecíficas: son relaciones entre los seres vivos de diferente especie. Algunas relaciones entre dos especies resultan benéficas para ambas, otras son dañinas para las dos especies y otras tienen efectos mixtos. La siguiente tabla muestra algunos tipos de interacciones que pueden presentarse entre poblaciones de dos especies. El signo (+) indica beneficio para una especie, el signo (-) indica perjuicio o daño para una especie o población y (0) la relación es indiferente. Tipo de interacción Efectos inmediatos Concepto Población 1 / población 2 1. Cooperación +/+ Ambas poblaciones se benefician; la relación es opcional para las dos especies. 2. Mutualismo +/+ Las dos poblaciones se benefician; la relación es necesaria para la supervivencia y el crecimiento de cada una de las especies. 3. Comensalismo +/0 Una de las especies se beneficia; la otra no se afecta. 4. Amensalismo -/0 Una de las especies se inhibe, la otra no se afecta. 5. Competencia -/- Una población elimina a otra; en el proceso ambas se afectan. 6. Depredación +/- Una de las poblaciones se beneficia; la relación es necesaria para la supervivencia del depredador. 7. Parasitismo +/- Una de las poblaciones se beneficia; la relación es necesaria para la supervivencia del parásito.5. EQUILIBRIO ECOLÓGICO. Hace más de un millón de años el hombre obtenía lo que necesitaba de la misma naturaleza, sin alterar el medio ambiente. Era la etapa del hombre recolector. Desde hace diez mil años, con el establecimiento de la agricultura y la ganadería, el hombre empieza a alterar la naturaleza y en los últimos dos siglos, el hombre tecnológico ha arrasado con un tercio de los ecosistemas naturales. En estos, el número de individuos de las distintas poblaciones se mantiene casi constante y esto es lo que se conoce como equilibrio ecológico.El equilibrio de la naturaleza puede verse perturbado por diversas causas, tales como un cataclismo geológico, que alterelas condiciones del ambiente, inundaciones, terremotos, volcanes, etc., fenómenos que no son muy frecuentes. Hoy endía existe un peligro de perturbación mayor por la acción continua del hombre y su poder destructivo al explotarirracionalmente los bosques, contaminar el aire, el suelo y el agua.6. RECURSOS NATURALES. Son los recursos que la naturaleza brinda al hombre para su subsistencia. dichos recursos pueden ser:6.1 Renovables: son aquellos que pueden ser reemplazados durante un periodo de tiempo relativamente corto o bien están disponibles en cantidades tan grandes que no se agotan: el suelo, el agua, la flora, la fauna, el aire.6.2 No renovables: son aquellos cuya explotación tiende a agotarlos, sin posibilidad de reposición. Entre estos recursos tenemos: el petróleo, el hierro, el carbón, los metales preciosos y en general todos los minerales útiles al hombre. 19
  20. 20. 7. ACTIVIDADES DE REPASO7.1 Clasifique los seres bióticos y abióticos del ecosistema que se ilustra a continuación:7.1.1 Identifique todas las cadenas alimentarias o tróficas presentes en la ilustración. Ejemplo: los seres vivos productores como las algas, alimentan las hidras presentes en el agua del humedal, las cuales a su vez alimentan los insectos que son devorados por el topillo (insectívoro).7.1.2 Dibuje una pirámide de energía ubicando los diversos seres del ecosistema en su respectivo nivel trófico.7.2 Analicemos una red trófica. (Red conformada por varias cadenas alimenticias). En el gráfico siguiente se presenta una red trófica hipotética (no real). Los nombres de los organismos que se han reemplazado por las letras A y B son productores. Analice el esquema y responda las preguntas que se formulan a continuación:7.2.1 ¿Qué organismos ocupan el primer nivel trófico?7.2.2 ¿Qué organismos son consumidores primarios?7.2.3 ¿Cuáles son consumidores secundarios?7.2.4 ¿Qué organismos ocupan el cuarto nivel trófico?7.2.5 ¿Cuántos niveles tróficos existen?7.2.6 ¿Qué organismos ocupan el segundo nivel trófico?7.2.7 ¿Qué organismos ocupan únicamente el tercer nivel trófico?7.2.8 ¿Qué organismos sólo pertenecen al cuarto nivel trófico?7.2.9 ¿Qué organismos ocupan más de un nivel trófico?7.2.10 ¿Cuántas y cuáles cadenas sencillas puedes identificar?7.3 Mediante el dibujo del ecosistema acuático (numeral 7.1), deduzca las posibles relaciones intraespecíficas e interespecíficas presentes.7.4 Las flechas indican la dirección en la cual se transfiere la energía de un nivel trófico a otro en una trama o red trófica. Observe el dibujo, continúe la trama, trazando correctamente las flechas que correspondan e identifique las cadenas alimentarias posibles. Ejemplo:7.4.1 Con los datos del dibujo, construya una pirámide energética ubicando cada ser vivo en el nivel trófico correspondiente. 20
  21. 21. Red Trófica o Trama (alimentaria)7.5 Encuentre los siguientes conceptos ecológicos en la sopa de letras. Cadena Alimenticia, hábitat, aerosol, nicho, colonia, núcleos, ozono, biótico, oocito, consumidor, abiótico, átomo, vida, topo, sol, hombre, mono, iguana, aire, ecología, comunidad, contaminante, suelo, luna, invernadero, carnívoro, bios. C A D E N A A L I M E N T I C I A Z L O X L E C O N S U M I D O R A T T O M L T A E C O L O G I A T L N R M X Z I O G G A U T S A T E C O M U N I D A D N L U N A Y N I C H O P B C I B C H A I G U A N A B C S O L O D L V I D A H A E F A G H A B I T A T H E O J K L O P A R E L S O I B K E Y Z O R C D L M S A I R E R S O T U V M X S O Z O N O U T U O O C I T O I B A A R S M P L T E X M S N D E I N V E R N A D E R O A L S T O U C V C O N T A M I N A N T E O X Z L A W H O M B R E B E F C H G D7.6 Elabore un mapa conceptual con los términos encontrados en la sopa de letras y redacte un párrafo relacionando los mismos.Elaboró: Esp. Diego León Polo Buriticá 21
  22. 22. INSTITUCIÓN EDUCATIVA DISTRITAL GARCÉS NAVAS CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL. Jornada Tarde Contaminación y Conservación del aire, flora y fauna1. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA La contaminación atmosférica es uno de los problemas medioambientales que se extiende con mayor rapidez ya que las corrientes atmosféricas pueden transportar el aire contaminado a todos los rincones del globo. La mayor parte de la contaminación atmosférica procede de las emisiones de automóviles y de las centrales térmicas que queman carbón y petróleo con el fin de generar energía para uso industrial y doméstico. El anhídrido carbónico (CO) y otros gases que se liberan en la atmósfera producen efectos nocivos sobre los patrones atmosféricos y afectan a la salud de las personas, animales y plantas.La lluvia ácida, una seria amenaza en todo el mundo, se produce cuando las emisiones de dióxido de sulfuro y óxido denitrógeno procedentes de la combustión de automóviles e industrias que emplean combustibles fósiles vuelven a caersobre la tierra en forma de precipitación ácida. La lluvia ácida (de composición química corrosiva, destructora de tejidosvivos), ha provocado la contaminación de numerosas fuentes de agua y causado daños irreparables en muchas reservasforestales.1.1 Calentamiento global de la atmósferaEl calentamiento global de la atmósfera es otro efecto nocivo de la contaminación atmosférica y aunque existe un debatesobre las raíces del problema, la mayoría de los científicos reconoce que la Tierra se está calentando. Una de las causasprincipales se atribuye a la alta concentración atmosférica de gases como el anhídrido carbónico y el metano. Éstos y otrosafines son los causantes del efecto invernadero ya que el calor de la Tierra queda atrapado en la atmósfera en lugar deirradiar al espacio, con lo que se produce una elevación de la temperatura atmosférica. Este ha provocado el deshielo de laszonas polares.Otro grave problema relacionado con la contaminación atmosférica es la disminución de la capa de ozono de la atmósferaque bloquea los peligrosos rayos ultravioleta (UV). Se observaron agujeros en la capa de ozono por primera vez en laAntártida durante los años ochenta, y desde entonces se han detectado encima de zonas de América del Norte y en otraspartes del mundo. Los agujeros de ozono se deben a la destrucción de las moléculas de ozono por losclorofluorocarbonos (CFCs), productos químicos que se emplean en refrigerantes y aerosoles y que pueden dispersarseen la atmósfera superior si no se contienen de forma adecuada. Este daño atmosférico aumenta el riesgo de adquirir cánceren la piel.2. EXTINCIÓN DE FLORA Y FAUNAExtinción, en biología, desaparición de poblaciones de seres vivos, como consecuencia de la pérdida de hábitats,depredación e incapacidad para adaptarse a entornos cambiantes. Este término también se aplica a la desaparición degrupos taxonómicos superiores, como familias y órdenes.Las extinciones masivas tienen un gran interés general, ya que la destrucción actual de hábitats (terrestres y acuáticos),puede estar generando hoy en día una nueva extinción masiva. El número de hábitats desaparecidos es más elevado en laszonas tropicales donde la diversidad de especies es también mayor. La cantidad de especies amenazadas está creciendocon rapidez en casi todas las partes del mundo, y el ritmo de extinción es probable que se eleve de forma importante, almismo tiempo que aumenta la población humana.La flora es el conjunto de especies vegetales de una zona determinada o de un país. Dentro de la flora merecen especialmención las plantas de consumo humano, las que contienen principios medicinales y los bosques. Mientras la fauna son losanimales silvestres que viven libremente en un área o región determinada. Todas las especies animales, aún las queparecen peligrosas, desempeñan un papel en la naturaleza, contribuyen a mantener el equilibrio ecológico.3. MEDIDAS PARA LA PROTECCIÓN DEL AIRE  Colocar la basura en recipientes adecuados y tratarla con sistemas modernos para evitar la contaminación del aire.  Obligar a las industrias que producen gases tóxicos, a colocar dispositivos especiales para retenerlos en lugar de arrojarlos a la atmósfera.  Obligar a los propietarios de vehículos automotores a mantenerlos en buen estado para evitar la contaminación.  Evitar los incendios forestales y las quemas de todo tipo, su combustión se hace a costa del oxígeno presente en la atmósfera, con lo que disminuye la cantidad disponible para los seres vivos y aumenta la cantidad de CO y CO2.  Incrementar la siembra de árboles nativos y la creación de parques para contrarrestar en lo posible la contaminación provocada por la actividad industrial y el tránsito vehicular, especialmente en las grandes ciudades.  Evitar el uso de aerosoles, plaguicidas e insecticidas. 4. MEDIDAS DE PROTECCIÓN DE FLORA Y FAUNA  Establecer medidas para evitar los incendios forestales. Estas medidas comprenden: vigilancia por personal especializado para cumplir funciones específicas y educación ambiental al público.  Trazado contrafuegos, para en caso de incendios evitar su propagación a otras áreas. Evitar las quemas para limpieza de terrenos en época seca.  Disponer de personal entrenado, equipos de combate y control de incendios forestales, para reducir al mínimo los daños una vez desatados.  Hacer cumplir las leyes de caza y pesca a fin de impedir los abusos, evitando que se utilicen sistemas de caza prohibidos o artes de pesca no adecuados.  Denunciar el tráfico de especies animales y evitar la tenencia de mascotas de ambiente selvático en los hogares. Ejemplo: Tortugas, tigrillos, monos, loros, papagayos, guacamayas y otras aves, etc.  Protección y vigilancia en las reservas forestales, Parques Nacionales y de otras áreas destinadas para desarrollar programas de conservación y aprovechamiento de la fauna. 22
  23. 23.  Fomentar el estudio y conocimiento de la fauna terrestre y acuática, para conocer con precisión la época de cría, ecología y distribución de especies, sus ciclos biológicos, etc., para así manejar racionalmente los recursos.5. ACTIVIDADES DE REPASO Y REFUERZO5.1 Ubicar cada respuesta al inicio de cada número, siguiendo la dirección de las flechas hasta llegar al final delCARACOL AMBIENTAL. PISTAS 1. Se produce cuando las emisiones de dióxido 6. Es el conjunto de especies vegetales de una de sulfuro y óxido de nitrógeno reaccionan con el zona determinada. agua de la atmósfera. 2. Este fenómeno climático, se atribuye a la alta 7. Evitar la tenencia de… de ambiente selvático concentración atmosférica de gases como el en los hogares. anhídrido carbónico y el metano, provocando un aumento en la temperatura del planeta. 3. Los agujeros de ozono se deben a la 8. Animales silvestres que viven libremente en un destrucción de las moléculas de ozono por los… área o región determinada. 4. Este fenómeno ambiental se presenta cuando 9. Se deteriora todos los días con la emisión de el calor de la Tierra queda atrapado en la todo tipo de gases. atmósfera en lugar de irradiar al espacio. 5. Desaparición de poblaciones de seres vivos, 10. Es la principal fuente de energía de un como consecuencia de la pérdida de hábitats. ecosistema terrestre.5.2 Relacionar cada uno de los logotipos con algunos de los problemas ambientales mencionados:Elaboró y recopiló: Esp. DIEGO LEÓN POLO BURITICÁ 23
  24. 24. COLEGIO GARCÉS NAVAS ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL Tejidos vegetales 1. Definición: En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto organizado de células, con sus respectivos organoides iguales o de unos pocas diferencias entre células , ordenadas regularmente, con un comportamiento fisiológico coordinado y un origen embrionario común. Se llama histología al estudio de estos tejidos orgánicos. 2.1.2 CLASES DE TEJIDOS VEGETALES 1.2.1 Meristemos o formadores. Responsables del crecimiento de la planta en longitud y en grosor. Sus células son totipotentes, es decir su multiplicación es activa, conservando su capacidad para diferenciarse. Durante toda la vida de la planta. Son pequeñas de forma regular. Pared celular fina, núcleo grande y vacuolas pequeñas. 1.2.2 Meristemos primarios Proceden de células embrionarias. En el extremo de la raíz, tallo y yemas. Permiten el crecimiento en longitud. 1.2.3 Meristemos secundarios Proceden de otras células, adultas, que recuperan su capacidad de división, sólo a partir del primer año de vida de la planta. Permiten el crecimiento en grosor.1.2.3.1 CambiumMeristemo secundario más interno. Permiten el crecimiento en grosor de la raíz y tallo. Forma nuevos vasos conductores.1.2.3.2 FelógenoMeristemo secundario más externo. Forma la capa externa protectora hacia el exterior. Súber o corcho. Y hacia el interior elparénquima o felodermis.1.2.4 TEJIDOS ADULTOSSe forman a partir de meristemos. Las células pierden la capacidad de multiplicación. Se clasifican según su función. 1.2.4.1. TEJIDOS FUNDAMENTALES O PARÉNQUIMAS: Células con bajo nivel de diferenciación. • Parénquima clorofílico Células con muchos cloroplastos. Realizan la fotosíntesis. En partes verdes de la planta. Se distinguen dos tipos: Lagunar Posee huecos entre las células que son redondeadas. En empalizada Sus células son prismáticas y se encuentran muy juntas. • Parénquima de reserva Las células almacenan sustancias de reserva (almidón, grasas, proteínas...) no posee cloroplastos. Se encuentran en raíz, semillas y tallos. • Parénquima acuífero Almacenan agua. En plantas xerófitas (Cactus). • Parénquima aerífero Las células se encuentran muy separadas, almacenan aire, y se permite su circulación. Función de flotación en plantas acuáticas. 1.2.5 TEJIDOS DE SOSTÉN Proporcionan consistencia y rigidez. Las células son alargadas y tienen las paredes muy engrosadas (refuerzos de celulosas), a veces refuerzos de lignina. 1.2.5.1 Colénquima Células vivas con paredes engrosadas (refuerzos de celulosa). Son resistentes y extensibles. Es el tejido de sostén de los órganos en crecimiento. Se localiza por debajo de la epidermis en tallos herbáceos.1.2.5.2 EsclerénquimaCon células muertas, pues las paredes están engrosadas y lignificadas. Posee varios tipos de células:Fibras.- Células alargadas, con extremos agudos, se pueden encontrar • Dispersas o formando grupos, en raíces, tallos, hojas y frutos. • Dispuestas en hileras en tallos leñosos, constituyendo parte del tejido conductor (Fibras del Xilema). 24

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