Modelo corpuscular elemental de la materia

Transcripción

1 Modelo corpuscular elemental de la materia Todo lo que es materia sean sólidos, líquidos o gases, está constituida por átomos y moléculas. Sin embargo el diferente aspecto que observamos de una misma sustancia, entre estos tres estados físicos, se debe a que sus átomos y moléculas se comportan de diferentes maneras. El cobre es un elemento químico que en la naturaleza lo encontramos en estado sólido, pero si lo derretimos o fundimos para transformarlo en líquido su aspecto cambiará, aun cuando sigue formado por sus átomos constituyentes. En qué radica la diferencia? Observemos: MATERIA CONTENIDOS puede ser Sólido Líquido Gaseoso que se diferencian en la Energía cinética Distrancia Fuerza de cohesión de Átomos Moléculas La materia Materia es todo lo que tiene masa, volumen y peso. La materia está formada por unidades llamadas átomos y moléculas. La materia se puede encontrar en tres estados físicos. Estado sólido El estado sólido es uno de los tres estados físicos de la materia. Se caracteriza porque la energía cinética de sus átomos o moléculas es muy reducida, la distancia entre ellos es muy pequeña y la fuerza de cohesión es muy alta. Estado líquido El estado líquido es uno de los tres estados físicos de la materia. Se caracteriza porque la energía cinética de sus átomos o moléculas y la distancia entre ellos es mayor que en los sólidos, y la fuerza de cohesión es más baja que estos últimos. Estado gaseoso El estado gaseoso es uno de los tres estados físicos de la materia. Se caracteriza porque la energía cinética de sus átomos o moléculas es muy alta, la distancia entre ellos es muy grande y la fuerza de cohesión es muy baja.

2 Energía cinética La energía cinética expresa el grado de movilidad de los cuerpos, en este caso, de los átomos y moléculas. Energía cinética es sinónimo de movimiento. A mayor energía cinética, mayor distancia y menor fuerza de cohesión entre los átomos y moléculas. Distancia intramolecular La distancia es la separación que existe entre una molécula y otra, o entre un átomo y otro. A mayor distancia intraatómica o intramolecular mayor energía cinética y menor fuerza de cohesión y al contrario, a menor distancia entre átomos y moléculas, menor energía cinética y mayor fuerza de cohesión. CONTENIDOS Fuerza de cohesión La fuerza de cohesión es el grado de unión que se verifica entre átomos o moléculas. A mayor fuerza de cohesión menor energía cinética y menor distancia entre los átomos y moléculas. Átomo El átomo es la unidad básica de la materia. Un átomo (a excepción del átomo de Hidrógeno) está formado por tres tipos de partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones. Molécula Una molécula es una estructura que resulta de la unión de dos o más átomos, iguales o diferentes. Ejemplo: La molécula de oxígeno O 2 está formada por 2 átomos de oxígeno. Una molécula de agua H 2 O está formada por 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno.

3 Visión biónica: observando el modelo corpuscular de la materia en el cobre En esta actividad observarás que ocurre con los átomos del cobre cuando éste se encuentra en sus tres estados físicos como sólido, como líquido y como gas. Materiales (lo que necesitas) Tres cajas de zapatos o de tamaño similar sin tapa. Bolitas de plumavit o de otro material. Lápiz. Papel. Pegamento. Procedimiento (lo que debes hacer) 1. Identifica cada caja con los siguientes nombres: APLICACIÓN PRÁCTICA cobre en estado sólido cobre en estado líquido cobre en estado gaseoso 2. En la caja que dice cobre en estado sólido, mete las bolitas de plumavit de tal manera el fondo de la caja quede completamente cubierto. 3. En la caja que dice cobre en estado líquido, mete las bolitas de plumavit de tal manera que el fondo de la caja quede parcialmente cubierto. 4. En la caja que dice cobre en estado gaseoso, mete sólo 5 a 10 bolitas de plumavit. 5. Ahora, mueve suavemente cada una de las tres cajas y observa cómo se mueven las bolitas de plumavit en el interior. Reflexión y discusión (debes pensar y responder) 1. Utilizando los conceptos aprendidos responde: Qué representan las bolitas que usaste en esta experiencia? Por qué? 2. Completa la tabla usando los siguientes conceptos: poca/poco regular mucha/mucho Característica de las bolitas Estado Sólido Estado Líquido Estado Gas Distancia entre ellas Movimiento de ellas Fuerza de cohesión

4 3. Describe qué es lo que observas cuando mueves muy fuerte la caja que dice cobre en estado sólido y cobre en estado líquido. Cobre en estado sólido Cobre en estado liquido 4. Lo que has observado ocurre en ciertos fenómenos muy comunes en la naturaleza. Averigua en diferentes fuentes de información el nombre de los fenómenos que estás simulando en ambos cajas y explica en que consisten. APLICACIÓN PRÁCTICA 5. Cómo podrías explicar la poca fluidez de la materia sólida con respecto a los líquidos y los gases? 6. Por qué los sólidos no adoptan la forma del recipiente donde uno los mete a diferencia de los líquidos y gases? 7. Cuál de los tres estados físicos de la materia consideras que tiene mayor número de aplicaciones tecnológicas en la construcción de objetos de uso domestico e industrial? Por qué? 8. Averigua el valor del punto de ebullición del cobre y sus posibles usos.

5 Sector: Ciencia. Subsector: Estudio y Comprensión de la Naturaleza. Nivel: Sexto Año Básico (NB4). Descripción general La información entregada en el texto Modelo corpuscular elemental de la materia se refiere a las diferencias de los distintos estados físicos de la materia, fundamentada en el comportamiento de los átomos y moléculas que la forman. A su vez se relaciona el concepto de teoría cinética y modelo corpuscular de la materia al momento de tratar el contenido de La Materia y sus Propiedades. Asimismo es la temática introductoria para la unidad de cambios físicos del programa de estudio de este nivel. Este contenido se relaciona con el proceso de reparación y fabricación de piezas y desgastes de maquinarias, que se realiza en la División Talleres ya que se necesita conocer los estados físicos del metal y otros materiales para utilizarlo. Se ofrece una actividad práctica en la que los estudiantes pueden aplicar el concepto de modelo corpuscular de la materia, y explicar el diferente comportamiento de los tres estados físicos. PARA EL DOCENTE Objetivos fundamentales Objetivos transversales Contenidos Conceptos claves Comprender las propiedades básicas de la materia y manejar magnitudes que permiten cuantificar su estudio. Conocer y utilizar procedimientos propios del quehacer científico, en especial formular preguntas, utilizar variadas fuentes de información, observar sistemáticamente, realizar mediciones y comunicar resultados. Exponer ideas, opiniones, convicciones, sentimientos y experiencias de manera coherente y fundamentada. Resolver problemas a través del uso de herramientas y procedimientos basados en una actitud reflexiva y metódica. Analizar, interpretar y sintetizar información y conocimientos. Modelo corpuscular elemental de la materia. Átomo. Molécula. Sólido. Líquido. Gas. Distancia intramolecular e intramolecular. Fuerza de cohesión. Energía cinética. Aprendizajes posibles Reconocer los diferentes estados físicos de la materia y sus características. Describir el modelo corpuscular elemental de la materia de acuerdo a la representación de átomos y moléculas. Definir operacionalmente los conceptos de fuerza de cohesión, energía cinética y distancia intramolecular e intraatómica. Comparar materia sólida, líquida y gaseosa desde la perspectiva corpuscular. Explicar el comportamiento de los estados físicos desde la perspectiva corpuscular. Concluir la capacidad de fluidez de los líquidos y gases con respecto a los sólidos.

6 Otras oportunidades de aprendizaje Desarrollar la habilidad de observar y describir fenómenos con precisión. Extraer conclusiones a partir de resultados experimentales. Buscar, sintetizar y comunicar ideas e información. Comunicar verbalmente ideas y saberes. Desarrollar procedimientos experimentales sencillos, siguiendo el orden establecido. Trabajar en equipo y organizar y distribuir tareas. Criterios de evaluación Reconoce los diferentes estados físicos de la materia. Describe el modelo corpuscular elemental de la materia. Define fuerza de cohesión, energía cinética y distancia intramolecular e intraatómica. Compara materia sólida, líquida y gaseosa desde la perspectiva corpuscular. Explica el comportamiento de los cuerpos en estado físico desde la perspectiva corpuscular. Concluye la capacidad de fluidez de los líquidos y gases con respecto a los sólidos. PARA EL DOCENTE

7 Evaluación Formativa Nombre: Curso: Fecha: 1. Utiliza el modelo corpuscular elemental para caracterizar el estado sólido, líquido y gas. PARA EL DOCENTE 2. Señala cuál esquema corresponde al estado sólido, líquido y gas. En qué te fijaste para reconocerlos? 3. Si aumentamos la energía cinética de las moléculas del agua líquida, qué ocurrirá con la distancia intramolecular y la fuerza de cohesión de ellas? Por qué? 4. Por qué habrá que fundir el cobre (convertirlo de sólido a líquido) para hacer adornos de diferentes formas con este material?

8 Propiedades de los Estados Físicos Criterio de diferenciación Sólido Líquido Gaseoso Movilidad de las partículas Baja Media Alta Solo vibraciones Se desplazan Desplazamiento en todas direcciones Fuerza de unión (cohesión) Alta Media Baja de las partículas Propiedades Sólidos Líquidos Gases Forma Definida La del recipiente La del recipiente Volumen que ocupa una masa definida Pequeño Pequeño Grande Temperatura relativa a la que existe Varía de acuerdo Más alta que la del Más alta que la del mayoritariamente en el estado físico a la sustancia sólido respectivo líquido respectivo. Dureza Variable Ausente Ausente Capacidad de fluir Casi nula Grande Muy grande Número relativo de aplicaciones Muchas Pocas Pocas tecnológicas MATERIAL COMPLEMENTARIO