Institución Educativa Escuela Normal Superior Del Bajo Cauca Núcleo de Ciencia y Tecnología. Caucasia – Antioquia. 2008. Plan de clase GEOMETRÍA DE LAS MOLÉCULAS 1. IDENTIFICACIÓN INTEGRANTES DEL EQUIPO DE TRABAJO1: Arlinton Galeano; Institución Educativa Santo Domingo, Ciencias Naturales y Ed. Ambiental. René de Oro; Institución educativa Divino Niño; Ciencias Naturales y Ed. Ambiental. Evaristo Rivas Díaz. Institución Educativa Escuela Normal Superior del Bajo Cauca. Ciencias Naturales y Ed. Ambiental. PROFESOR QUE ORIENTA LA CLASE: Evaristo Rivas Díaz. GRADO: 10º A NO. HOMBRES: 12 NO. MUJERES: 18 TOTAL ESTUDIANTES: 30 FECHA: Octubre 03 de 2008. HORA: 9:00AM 1 Miembros de la Mesa Municipal de Ciencias Naturales y Educación ambiental del Municipio de Caucasia-Antioquia. 2. ESTÁNDARES DE COMPETENCIA ESTÁNDAR: Relaciono la estructura de las moléculas orgánicas e inorgánicas con sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de cambio químico. ACCIONES DE PENSAMIENTO Y DE PRODUCCIÓN: Formulo hipótesis con base en el conocimiento cotidiano, teorías y modelos científicos. Propongo y sustento respuestas a mis preguntas y las comparo con las de otros y con las de teorías científicas. Propongo modelos para predecir los resultados de mis experimentos y simulaciones. Explico la relación entre la estructura de los átomos y los enlaces que realiza. Escucho activamente a mis compañeros y compañeras, reconozco otros puntos de vista, los comparo con los míos y puedo modificar lo que pienso ante argumentos más sólidos. Reconozco y acepto el escepticismo de mis compañeros y compañeras ante la información que presento. Uso la tabla periódica para determinar propiedades físicas y químicas de los elementos.. 3. EJE TEMÁTICO La geometría molecular como apoyo para la visualización de la unión molecular, los tipos de enlaces y la polaridad de las moléculas. Enlaces químicos Polaridad de las moléculas Geometría molecular 4. PROPÓSITO Proponer un diseño geométrico para moléculas inorgánicas teniendo en cuenta el modelo de la Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia y de esta manera brindar una herramienta para predecir el tipo de polaridad de moléculas covalentes. 5. PUNTOS IMPORTANTES SOBRE LA ENSEÑANZA A partir de una situación, los estudiantes buscaran la estructura de Lewis para moléculas inorgánicas. De acuerdo con ella, establecerán los tipos de enlaces presentes, indicaran los pares electrones de enlace y los pares de electrones de no enlace. Una vez establecida esta estructura se pretende que elaboren, con ayuda de palillos y bolitas de icopor, los modelos geométricos de las moléculas teniendo en cuenta los enlaces que se pueden formar, los electrones de valencia y la repulsión de los electrones de la capa de valencia. Teniendo el modelo molecular, los estudiantes analizarán y discutirán sobre los tipos de enlaces presentes y la posible polaridad de la molécula. Este conocimiento les será útil para tópicos que se manejan en temáticas posteriores, lo que permitirá que el estudiante comprenda de manera fácil temas como solubilidad, punto de fusión, punto de ebullición, fuerza intermolecular, etc. 6. CONOCIMIENTOS PREVIOS, COMPETENCIAS Y CAPACIDADES NECESARIAS. Se hace necesario que el estudiante tenga las siguientes capacidades: • Habilidad para ubicar un elemento en la tabla periódica. • Habilidad para reconocer elementos metálicos y no metálicos en la tabla periódica (incluyendo el Hidrógeno (H), que aunque en la tabla periódica está en el “lado” de los metales es un no metal) • Identificar los electrones de valencia de los átomos comprometidos en una molécula. • Realizar estructuras de Lewis para una molécula. • Identificar los tipos de enlace en una molécula. • Manejar la tabla periódica para localizar en ella valores de electronegatividad y de electrones de valencia de los elementos químicos. • Identificación, a través de ejercicios de lápiz y papel, la polaridad y los tipos de enlace en una molécula. 7. DESARROLLO DE LA CLASE FASES ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE REACCIÓN QUE SE ESPERA DE LOS ESTUDIANTES ENSEÑANZA Y ORIENTACIÓN DEL PROFESOR /ENSEÑANZA PERSONALIZADA TIEMPO MATERIALES DIDÁCTICOS RECURSOS 1. Inicio. Actividades de rutina. Explicación del propósito de la clase y ejercicios de lápiz y papel sobre la estructura de Lewis. 1. Evaluación de conocimientos previos individualmente. 2. Reunidos en grupos, los estudiantes inicialmente intercambian sus respuestas y llegan a consensos sobre los tipos de enlaces y la polaridad de las moléculas dadas. Entretanto, el docente distribuye a cada grupo bolas de icopor de diferentes tamaños (en lo posible también de diferentes colores), palillos y una lectura sobre Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia. Aun en grupo, se les explica a los estudiantes el objetivo de la clase, los materiales que tienen en sus equipos de trabajo y el uso que se va a hacer de ellos. 1. Buscar en la tabla periódica el grupo en que se encuentra cada átomo, determinando los electrones de valencia, la electronegatividad. Con ello, deben determinar los PE y PNC, predecir la estructura de Lewis e indicar los tipos de enlaces en cada molécula. Además deben intentar explicar la polaridad de las moléculas. 2. Discusión en torno a las estructuras que cada uno planteó y aclaración de dudas con el docente Presentación de la situación problema de inicio para evaluar conocimientos previos estableciendo nexos entre lo conocido y lo nuevo por conocer. Escuchar y responder las inquietudes de los estudiantes. Distribución del curso por subgrupos de trabajo. Orientaciones y verificación de aprendizajes de los estudiantes o grupos a través de preguntas dirigidas, en especial a la revisión de sus estructuras de Lewis y a la verificación de los enlaces y electrones de valencia. Revisión de las actividades que desarrollan los estudiantes. Atención diferenciada a las necesidades y potencialidades individuales de los estudiantes. 10 Minutos. Tabla periódica, bolas de icopor de diferentes tamaños (en lo posible también de diferentes colores), palillos y una lectura sobre Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia Guía de trabajo, marcadores. Material alterno para estudiantes con dificultades Situación planteada: Para las siguientes moléculas CO2 y SO2 Determinar la estructura de Lewis. Indicar que tipos de enlace están presentes y la polaridad en cada una de ellas. 2. Búsqueda y verificación. Construcción de modelos moleculares y análisis de su polaridad. . 1. Por grupos, los estudiantes realizan la lectura del documento Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia. Se hace el análisis y discusión de la lectura al interior de cada grupo, guiados por las preguntas: ¿Por qué es importante este modelo? Y ¿Qué se necesita saber para establecer la geometría de las moléculas? 2. Luego, a los estudiantes se les pide que, por medio de las bolas de icopor y los palillos representen las siguientes moléculas: CO2, CH4 , SO2 y H2S. Con los modelos formados se les da tiempo a los estudiantes para que discutan en torno a las preguntas: ¿Cuál es la geometría de las moléculas anteriores? ¿Qué tipo de polaridad tiene cada molécula? ¿Cuál es la relación entre la polaridad de la molécula y su estructura geométrica? 1. Lectura activa del documento y participación en la discusión del grupo de trabajo 2. -Sustentar lo comprendido de la situación por cada subgrupo. -Presentar ideas al interior de cada subgrupo para darle solución a la situación planteada. -El grupo acuerda un método para resolver /abordar la situación suministrada al inicio -Empleo de los recursos didácticos de manera correcta. -Argumentos para sustentar los resultados. -Compartir los resultados encontrados con todos los demás compañeros de clase -Solicitar asesoría al maestro o a otros grupos. 1. Motivación para la lectura activa del documento. 2. Escuchar con atención las opiniones de cada subgrupo. Estimulación permanente para establecer intercambio de saberes entre los estudiantes. Asesorar el trabajo en cada grupo según sus avances. Orientación para grupos que encuentran un método para resolver la situación. Establecer normas para que los grupos socialicen ideas o el método que emplearon para resolver la situación planteada, en especial que el grupo escoja el relator. Fijar la atención en ideas o métodos más efectivos. Dar pistas a los grupos que no lograron aplicar las reglas que del modelo de repulsión de la capa de electrones de valencia. . 25 minutos. Guía de trabajo: Modelo de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia. Tabla periódica, Bolas de icopor de diferentes tamaños (en lo posible también de diferentes colores) y palillos. Marcadores de diferentes colores. Pizarrón Video beam y PC, presentación de diapositivas. Software ChemSketth 3. Cierre /Finalización. Conclusiones en torno a la relación entre polaridad y geometría molecular. 1. Luego de un tiempo de discusión grupal, el relator de cada grupo socializa las conclusiones a las que han llegado los integrantes. En este momento se puede hacer uso del video beam para que el docente muestre las moléculas diseñadas correctamente y enfatice en las argumentaciones que van dando los chicos o refute a aquellos grupos que están muy confundidos con sus argumentaciones La idea es que los chicos, guiados por el docente, concluyan que estas moléculas se pueden clasificar en dos grupos: moléculas covalentes polares y moléculas covalentes apolares, además que esta clasificación depende en gran medida de la geometría molecular. Reflexión sobre lo aprendido y toma de apuntes 2. Trabajo individual para la casa. Aplicación de lo aprendido a nueva situación: De acuerdo a la geometría molecular, ¿Qué molécula es más polar la de metano o la fosfina (PH3)? ¿Qué forma geométrica y qué polaridad tendrán las moléculas de SO3, H2O, SO3 , CCI4? ¿Qué significa que una molécula sea polar o apolar? En la siguiente clase, se hace socialización sobre éstas preguntas. 1. Cada grupo redacta las conclusiones propias respecto a la situación resuelta y las socializa mostrando el modelo geométrico molecular para cada caso. 2. Aplica el método aprendido para otras moléculas como: H2O PH3 SO3 CCI4 Resolución de otras situaciones con mayor grado de dificultad 1. El docente orienta la redacción de conclusiones en torno a que las moléculas dadas, aunque todas tienen enlace covalente, unas son polares y otras apolares. Ello se puede observar por medio del modelo molecular realizado y la estructura geométrica de la molécula. Se hace uso del Video beam mostrando formas geométricas de moléculas. Además de mostrar la simulación de las moléculas mediante software ChemSketth Puesta en conocimiento del método empleado para resolver las situaciones. 2. El docente da orientaciones para resolver la nueva situación planteada. Puede que haga uso del Video beam. 25 minutos Situación problema de refuerzo. Situación problema adicional para resolver posteriormente