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Quimica 1° · 2024
Libro de Química 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

59/210

Reto: elementos químicos en la formación de estrellas y enlaces

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

1.a Hidrógeno (Z=1, H₂, un electrón de valencia) y helio (Z=2, gas noble, capa completa). 1.b Respiración y fotosíntesis (C, H, O); oxidación del hierro (Fe, O); rocas ígneas (Si, O, Fe, Al). 2 Enlace iónico: transferencia Na→Cl en NaCl; covalente: compartición de pares en H₂/HCl. 3 Retroalimentación que valida transferencia vs. compartición de electrones. Metacognición: respuestas individuales sobre el aprendizaje.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 8 min lectura

Solución — Página 59

Quimica 1° · 2024

1
Ejercicio 1

Leo el texto de Stephen Hawking (La teoría del todo) sobre la formación de estrellas y desarrollo las actividades a y b.

a
Parte 1.a

Describo las características de los elementos químicos a los que se refiere el texto (hidrógeno y helio).

Elemento químico Características
Hidrógeno (\text{H}) Elemento químico más ligero y abundante del universo; símbolo \text{H}, número atómico Z = 1; posee 1 protón y 1 electrón; en condiciones normales es un gas diatómico (\text{H}_{2}), incoloro, inodoro e inflamable; presenta un solo electrón en su capa de valencia, por lo que tiende a ganar o compartir 1 electrón.
Helio (\text{He}) Elemento químico noble (gas nobles); símbolo \text{He}, número atómico Z = 2; posee 2 protones y 2 electrones; es un gas monoatómico, incoloro, inodoro, no tóxico y muy poco reactivo, ya que tiene su capa de valencia completa (2 electrones); es el segundo más abundante del universo.
  1. Identifico en el texto los dos elementos nombrados: hidrógeno (que colapsa) y helio (producto de la fusión).
  2. Para cada uno, consulto su símbolo, número atómico y configuración de la capa de valencia.
  3. El hidrógeno tiene 1 electrón de valencia, por eso reacciona con facilidad; el helio tiene 2 electrones (capa completa), por eso es poco reactivo.
  4. Ambos son gases a temperatura y presión ordinarias y se encuentran en gran abundancia en el cosmos.
Respuesta

Hidrógeno (Z=1, gas diatómico \text{H}_{2}, un electrón de valencia, muy reactivo) y helio (Z=2, gas noble monoatómico, capa completa, prácticamente inerte).

b
Parte 1.b

Indago otros ejemplos de fenómenos físicos y/o químicos en los que participe algún elemento químico y completo el esquema.

Fenómeno que ocurre en la naturaleza Elementos químicos que participan
Respiración de los seres vivos: \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6} + 6\text{O}_{2} \rightarrow 6\text{CO}_{2} + 6\text{H}_{2}\text{O} + \text{energía} Carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O)
Formación de rocas ígneas (fusión y enfriamiento del magma) Silicio (Si), oxígeno (O), hierro (Fe), aluminio (Al)
Oxidación ( herrumbre) del hierro: 4\text{Fe} + 3\text{O}_{2} \rightarrow 2\text{Fe}_{2}\text{O}_{3} Hierro (Fe), oxígeno (O)
Photosíntesis: 6\text{CO}_{2} + 6\text{H}_{2}\text{O} \xrightarrow{luz} \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6} + 6\text{O}_{2} Carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O)
  1. Selecciono fenómenos naturales donde claramente intervienen sustancias definidas.
  2. Escribo la reacción (cuando corresponde) identificando los elementos de cada reactivo y producto.
  3. Verifico que cada fenómeno esté asociado a elementos químicos concretos, no a compuestos sin especificar.
Respuesta

Se completan las filas con respiración (C, H, O), formación de rocas ígneas (Si, O, Fe, Al), oxidación del hierro (Fe, O) y fotosíntesis (C, H, O).

2
Ejercicio 2

Me reúno en equipos y elaboro dos esquemas: uno del enlace iónico y otro del enlace covalente, usando materiales del entorno para representar electrones, cationes y aniones.

a
Parte 2.a

— Enlace iónico

  1. Selecciono un metal alcalino (Na) y un no metal halógeno (Cl): el sodio tiene 1 electrón de valencia y el cloro 7.
  2. El sodio pierde su electrón de valencia: \text{Na} \rightarrow \text{Na}^{+} + e^{-}; se convierte en el cation sodio, positivo.
  3. El cloro gana ese electrón: \text{Cl} + e^{-} \rightarrow \text{Cl}^{-}; se convierte en el anión cloruro, negativo.
  4. Se forma el ion positivo (catión) y el ion negativo (anión) y la fuerza de atracción electrostática entre cargas opuestas mantiene unidos los iones en la red cristalina \text{NaCl}.
  5. En el esquema: círculo grande etiquetado \text{Na}^{+} (catión) y círculo grande etiquetado \text{Cl}^{-} (anión), con fichas de colores (electrones) transferidas del metal al no metal.
Respuesta

Enlace iónico = transferencia de electrones de un metal a un no metal, formando catión y anión unidos por atracción electrostática (ej. \text{NaCl}).

b
Parte 2.b

— Enlace covalente

  1. Selecciono dos no metales con iguales necesidades electrónicas: hidrógeno (H) y otro hidrógeno, o bien H y Cl.
  2. Ninguno cede electrones fácilmente: ambos comparten pares de electrones.
  3. En \text{H}_{2} cada áto aporta 1 electrón; los dos quedan con 2 electrones (dúplete estable).
  4. En \text{HCl} el hidrógeno comparte 1 electrón y el cloro aporta 1; cada uno alcanza una configuración estable.
  5. En el esquema: dos círculos solapados con 2 fichas (electrones) en la zona de solapamiento, rotulada "par de electrones compartidos" o "nube electrónica".

Cuadro comparativo:

Aspecto Enlace iónico Enlace covalente
Átomos que participan Metal + no metal No metal + no metal
Tipo de intercambio Transferencia de electrones Compartición de pares de electrones
Partículas formadas Catión (+) y anión (−) Moléculas con pares compartidos
Fuerza de unión Atracción electrostática entre iones Atracción entre núcleos y pares compartidos
Ejemplo \text{NaCl} \text{H}_{2}\text{O}
Respuesta

Enlace covalente = compartición de pares de electrones entre no metales, logrando estabilidad electrónica (ej. \text{H}_{2}, \text{HCl}, \text{H}_{2}\text{O}).

3
Ejercicio 3

Compartimos los esquemas en el aula y retroalimentamos los productos de otros equipos.

  1. Cada equipo explica su esquema señalando qué representa cada material (fichas = electrones, círculos grandes = iones o átomos).
  2. El equipo receptor verifica: ¿se muestra transferencia o compartición de electrones? ¿se rotulan catión y anión? ¿los no metales comparten pares?
  3. Se anotan observaciones constructivas: correcciones de rótulos, de número de electrones y de signos de carga.
  4. Cada equipo mejora su esquema con la retroalimentación recibida.

Respuesta orientativa: La retroalimentación debe confirmar que los esquemas distingan correctamente la transferencia de electrones (iónico) de la compartición (covalente) y que identifiquen catión, anión y pares compartidos.

Metacognición

Respondo individualmente las cuatro preguntas y luego las comparto en plenaria.

¿Qué he aprendido?

Respuesta orientativa: Aprendí que los elementos químicos se identifican por su símbolo, número atómico y configuración de valencia, que participan en fenómenos naturales como la formación de estrellas, la respiración y la fotosíntesis, y que los átomos se unen mediante enlace iónico (transferencia de electrones) o covalente (compartición de electrones).

¿Cómo lo he aprendido?

Respuesta orientativa: Lo aprendí leyendo el texto de Hawking, completando tablas comparativas, elaborando con materiales concretos los esquemas de los enlaces y dialogando con mis compañeros en la plenaria.

¿Para qué me ha servido?

Respuesta orientativa: Me sirve para interpretar por qué brillan las estrellas, comprender reacciones y fenómenos cotidianos, y para ubicar correctamente los electrones al representar compuestos y reacciones químicas.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respuesta orientativa: Puedo usarlo al estudiar la tabla periódica, los estados de materia, las sales y minerales, la combustión, la corrosión de metales y cualquier contenido donde deba justificar cómo se enlazan los átomos.

Contenido de la página

RETO

1. Leo el siguiente texto y desarrollo las actividades propuestas:

Stephen Hawking en su libro La teoría del todo comparte lo siguiente: "Una estrella se forma cuando una gran cantidad de gas, fundamentalmente hidrógeno, empieza a colapsar sobre sí mismo debido a su atracción gravitatoria". Cuando el hidrógeno se contrae, los átomos colisionan entre sí con mayor frecuencia y con mayor velocidad, provocando que el gas se caliente a altas temperaturas y que los átomos de hidrógeno se fusionen para formar helio, por lo tanto, el brillo de las estrellas que observamos corresponde al calor liberado debido a esta reacción.

Fuente: Universidad Autónoma de Madrid, tomado el 15 de enero de 2024 de https://n9.cl/cjkiy

a. Describo las características de los elementos químicos a los que se refiere el texto.

Elemento químico Características

b. Indago otros ejemplos de fenómenos físicos y/o químicos en los que se evidencie la participación de los elementos químicos. Completo el esquema:

Fenómeno que ocurre en la naturaleza Elementos químicos que participan

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

2. Me reúno en equipos de trabajo y elaboramos dos esquemas que representen cómo se produce el enlace iónico y el enlace covalente (Consideren utilizar materiales del entorno para representar a los electrones, a los iones metálicos positivos llamados catión, a los iones metálicos negativos llamados anión y otros elementos que estimen convenientes exponerlos).

3. Compartimos nuestros esquemas en el aula de clase y retroalimentamos los productos elaborados por otros equipos.

METACOGNICIÓN

  • ¿Qué he aprendido?
  • ¿Cómo lo he aprendido?
  • ¿Para qué me ha servido?
  • ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en la sección.

Ejemplos resueltos

Identificar los elementos químicos mencionados en el texto de Hawking y describirlos.

El texto menciona hidrógeno (\text{H}, Z=1, gas diatómico \text{H}_{2}, un electrón de valencia, muy abundante) y helio (\text{He}, Z=2, gas noble monoatómico, capa completa de 2 electrones, muy poco reactivo).

Representar con materiales el enlace iónico en \text{NaCl}.

El sodio pierde 1 electrón (\text{Na} \rightarrow \text{Na}^{+} + e^{-}) formando el catión; el cloro lo gana (\text{Cl} + e^{-} \rightarrow \text{Cl}^{-}) formando el anión; ambos se unen por atracción electrostática.

Tablas (3)

Elemento químico Características
Hidrógeno (H) Z=1, gas diatómico H₂, 1 electrón de valencia, reactivo, abundante en el universo
Helio (He) Z=2, gas noble monoatómico, capa completa (2 e⁻), prácticamente inerte
Fenómeno que ocurre en la naturaleza Elementos químicos que participan
Respiración celular C, H, O
Fotosíntesis C, H, O
Oxidación del hierro (herrumbre) Fe, O
Formación de rocas ígneas Si, O, Al, Fe
Aspecto Enlace iónico Enlace covalente
Átomos Metal + no metal No metal + no metal
Electrones Transferencia Compartición de pares
Partículas Catión y anión Moléculas
Ejemplo NaCl H₂O, HCl

Fórmulas y ecuaciones

Enlace iónico: metal + no metal → catión + anión (transferencia de electrones)

Enlace covalente: no metal + no metal → par de electrones compartido

4\text{H} \rightarrow \text{He} + \text{energía} (fusión estelar)

\text{Na} \rightarrow \text{Na}^{+} + e^{-}

\text{Cl} + e^{-} \rightarrow \text{Cl}^{-}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}@@MATH_2@@_{2} \rightarrow 6\text{CO}@@MATH_3@@_{2}\text{O}

4\text{Fe} + 3\text{O}@@MATH_0@@_{2}@@MATH_1@@_{3}

6\text{CO}@@MATH_0@@_{2}@@MATH_1@@_{6}@@MATH_2@@_{12}@@MATH_3@@_{6} + 6\text{O}_{2}

Glosario (6)

Catión
Ion con carga positiva, formado cuando un átomo (generalmente un metal) pierde uno o más electrones.
Anión
Ion con carga negativa, formado cuando un átomo gana uno o más electrones.
Enlace iónico
Unión resultante de la transferencia de electrones de un metal a un no metal, unida por atracción electrostática.
Enlace covalente
Unión resultante de la compartición de pares de electrones entre átomos no metales.
Electrón de valencia
Electrón ubicado en la capa más externa del átomo, responsable del comportamiento químico.
Fusión de hidrógeno
Reacción nuclear en la que núcleos de hidrógeno se unen formando helio, liberando gran cantidad de energía.

Preguntas para practicar

Compartimos nuestros esquemas en el aula de clase y retroalimentamos los productos elaborados por otros equipos. ¿Cómo debe ser una retroalimentación útil?

Una retroalimentación útil es específica y constructiva: indica si el esquema muestra correctamente la transferencia o compartición de electrones, si los rótulos de catión y anión están bien, y sugiere mejoras concretas, evitando juicios personales; el equipo receptor aplica las observaciones para mejorar su producto.

¿Qué he aprendido?

Aprendí a identificar elementos químicos por su número atómico y configuración de valencia, a relacionarlos con fenómenos naturales como la formación de estrellas y la fotosíntesis, y a diferenciar el enlace iónico (transferencia de electrones) del enlace covalente (compartición de pares).

¿Cómo lo he aprendido?

Lo aprendí mediante la lectura comprensiva del texto de Hawking, la elaboración de tablas comparativas, la construcción de esquemas con materiales del entorno y el diálogo en plenaria con mis compañeros.

¿Para qué me ha servido?

Me sirve para explicar por qué brillan las estrellas, interpretar reacciones cotidianas como la combustión o la corrosión, y representar correctamente la distribución de electrones al formar compuestos químicos.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Puedo usarlo al estudiar la tabla periódica, los estados de materia, las sales y minerales, la escritura de fórmulas químicas y cualquier contenido donde deba justificar cómo se unen los átomos.

Temas y conceptos clave

Elementos químicos mencionados en un textoFenómenos naturales y elementos que participanEnlace iónicoEnlace covalenteMetacogniciónhidrógenoheliocatiónanióntransferencia de electronescompartición de pares de electronesretroalimentación entre pares

Fuentes y referencias

  • Universidad Autónoma de Madrid — La teoría del todo (Stephen Hawking), https://n9.cl/cjkiy
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  • • Estructura del átomo: protones, electrones y capa de valencia
  • • Número atómico y símbolo de los elementos
  • • Diferencia entre metales y no metales
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Formulación y nomenclatura de compuestos iónicos y covalentes
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E/ RETO )

  1. Leo el siguiente texto y desarrollo las actividades propuestas:

Stephen Hawking en su libro La teoría del todo comparte lo siguiente: “Una estrella se forma cuando una gran cantidad de gas, fundamentalmente hidrógeno, empieza a colapsar sobre sí mismo debido a su atracción gravitatoria”. Cuando el hidrógeno se contrae, los átomos colisionan entre sí con mayor frecuencia y con mayor velocidad, provocando que el gas se caliente a altas temperaturas y que los átomos de hidrógeno se fusionen para formar helio, por lo tanto, el brillo de las estrellas que observamos corresponde al calor liberado debido a esta reacción.

Fuente: Universidad Autónoma de Madrid, tomado el 15 de enero de 2024 de https://n9.cl/cjkiy

a. Describo las características de los elementos químicos a los que se refiere en el texto.

Elemento químico Características

b. Indago otros ejemplos de fenómenos físicos y/o químicos en los que se evidencie la participación de los elementos químicos. Completo el esquema:

Fenómeno que ocurre en la naturaleza Elementos químicos que participan

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  1. Me reúno en equipos de trabajo y elaboramos dos esquemas que representen cómo se produce el enlace iónico y el enlace covalente (Consideren utilizar materiales del entorno para representar a los electrones, a los iones metálicos positivos llamados catión, a los iones metálicos negativos llamados anión y otros elementos que estimen convenientes exponerlos).

  2. Compartimos nuestros esquemas en el aula de clase y retroalimentamos los productos elaborados por otros equipos.

METACOGNICION } ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una

¿Para qué me ha servido? plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en ¿Cómo lo he aprendido? la sección.

¿Qué he aprendido?

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