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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

59/210

Reto: elementos químicos en las estrellas y tipos de enlace

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

1.a: Hidrógeno (Z=1, no metal, más ligero) y helio (Z=2, gas noble inerte). 1.b: Combustión (C, O), fotosíntesis (C, H, O), herrumbre (Fe, O). 2: Enlace iónico por transferencia (NaCl); covalente por compartición (H₂O). 3 y metacognición: respuestas orientativas en la resolución.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 59

Quimica 3° · 2024

1
Ejercicio 1

Leo el texto de Stephen Hawking (La teoría del todo): una estrella se forma cuando una gran cantidad de gas, fundamentalmente hidrógeno, colapsa por su atracción gravitatoria; los átomos colisionan con mayor frecuencia y velocidad, el gas se calienta y los átomos de hidrógeno se fusionan para formar helio, liberando el calor que produce el brillo de las estrellas.

a
Parte 1.a

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

  1. Hidrógeno (H): símbolo H, número atómico Z = 1, tiene 1 protón y 1 electrón; es el elemento más ligero de la tabla periódica.
  2. Es un no metal, gaseoso a temperatura ambiente, incoloro, inodoro e inflamable.
  3. En condiciones normales forma moléculas diatómicas \text{H}_2; posee 1 electrón de valencia, por lo que tiende a ganar o compartir 1 electrón.
  4. Helio (He): símbolo He, Z = 2, tiene 2 protones y 2 electrones.
  5. Es un gas noble (grupo 18), monoatómico, incoloro, inodoro e inerte, ya que su capa de valencia está completa con 2 electrones (2e^-), lo que le confiere gran estabilidad.
  6. Su masa atómica es de aproximadamente 4,00 \, \text{u} y no reacciona fácilmente con otros elementos.
Elemento químico Características
Hidrógeno (H) Z = 1; no metal, gas diatómico \text{H}_2, el más ligero, 1 electrón de valencia, inflamable
Helio (He) Z = 2; gas noble, monoatómico, inerte, capa de valencia completa con 2 electrones
Respuesta

El texto se refiere al hidrógeno (Z=1, no metal, el más ligero) y al helio (Z=2, gas noble inerte de octeto completo).

b
Parte 1.b

Indago otros ejemplos de fenómenos físicos y/o químicos en los que participen elementos químicos:

  1. Selecciono fenómenos naturales conocidos.
  2. Identifico los compuestos o elementos que intervienen en cada uno.
  3. Los clasifico como fenómenos físicos (sin cambio de sustancia) o químicos (se forman sustancias nuevas).
Fenómeno que ocurre en la naturaleza Elementos químicos que participan
Combustión de la madera (fenómeno químico) Carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H)
Formación de estrellas / fusión nuclear (fenómeno químico-físico) Hidrógeno (H), helio (He)
Oxidación del hierro o herrumbre (fenómeno químico) Hierro (Fe), oxígeno (O), agua (H, O)
Fotosíntesis de las plantas (fenómeno químico) Carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P)
Respiración celular (fenómeno químico) Glucosa (\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6), oxígeno (O)
Cambio de estado del agua al evaporarse (fenómeno físico) Hidrógeno (H), oxígeno (O)
Respuesta

Fenómenos como la combustión (C, O), la fotosíntesis (C, H, O, N), la herrumbre (Fe, O) y la evaporación del agua (H, O) evidencian la participación de elementos químicos.

2
Ejercicio 2

Elaboro en equipo dos esquemas que representen cómo se produce el enlace iónico y el enlace covalente.

a
Parte 2.a

Enlace iónico

  1. Parto de un metal alcalino (Na, Z = 11) con configuración 2\text{-}8\text{-}1 y un no metal halógeno (Cl, Z = 17) con 2\text{-}8\text{-}7.
  2. El sodio cede su único electrón de valencia al cloro: Na pierde 1 electrón y se convierte en el catión \text{Na}^+; Cl gana 1 electrón y se convierte en el anión \text{Cl}^-.
  3. Se forma la atracción electrostática entre iones de signo opuesto: \text{Na}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{NaCl}.
  4. En el esquema con materiales: Na^+ = bola azul con signo +; Cl^- = bola roja con signo -; electrón = cuentas pequeñas transferidas.
b
Parte 2.b

Enlace covalente

  1. Parto de dos no metales, por ejemplo H (1e^- de valencia) y O (6e^- de valencia) en el agua.
  2. Los átomos comparten pares de electrones para completar sus capas de valencia: cada H aporta 1 electrón y O aporta 2.
  3. Se forman enlaces O–H por pares compartidos: \text{H}_2\text{O}.
  4. En el esquema: los electrones compartidos se representan entre ambos átomos, unidos con un lazo o círculo común.
Respuesta

El enlace iónico se produce por transferencia de electrones del metal al no metal (catión y anión unidos por atracción electrostática, ej. NaCl); el enlace covalente se produce por compartición de pares de electrones entre no metales (ej. H₂O).

3
Ejercicio 3

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

  1. Presento el esquema explicando qué átomos participan, cuántos electrones se transfieren o comparten y qué iones o moléculas se forman.
  2. Escucho la presentación de otro equipo y verifico: ¿se distinguen catión y anión?, ¿se indican los electrones compartidos?, ¿la fórmula corresponde al compuesto?
  3. Registro al menos dos sugerencias de mejora y una idea que aprendí del otro equipo.

Respuesta orientativa: La retroalimentación debe señalar la correcta identificación de cationes, aniones y pares de electrones compartidos, además de proponer ajustes en las fórmulas o en la representación visual.

Metacognición

Respondo individualmente las cuatro preguntas de la escalera y las comparto en plenaria:

  1. ¿Qué he aprendido?: Aprendí a distinguir un fenómeno físico de uno químico, a describir elementos como el hidrógeno y el helio, y a diferenciar el enlace iónico (transferencia de electrones) del enlace covalente (compartición de electrones).
  2. ¿Cómo lo he aprendido?: Analizando el texto de Hawking, completando tablas y elaborando esquemas con materiales del entorno en equipo.
  3. ¿Para qué me ha servido?: Para comprender cómo se forman los compuestos químicos y por qué ocurren fenómenos naturales como el brillo de las estrellas o la herrumbre.
  4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?: En laboratorio al predecir reacciones, en química orgánica para interpretar fórmulas y en la vida cotidiana al leer etiquetas de productos o explicar combustiones.

Respuesta orientativa: Las respuestas deben evidenciar los tipos de enlace, las características de los elementos estudiados y su aplicabilidad a nuevos contextos.

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 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

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.

Página 58 — Texto de Química

Ejemplos resueltos

Representar la formación del enlace iónico en el cloruro de sodio (NaCl).

  1. Na (2-8-1) cede su electrón de valencia: \text{Na} \rightarrow \text{Na}^{+} + e^{-}.
  2. Cl (2-8-7) capta ese electrón: \text{Cl} + e^{-} \rightarrow \text{Cl}^{-}.
  3. Se atraen los iones opuestos: \text{Na}^{+} + \text{Cl}^{-} \rightarrow \text{NaCl}.

Representar el enlace covalente en el agua.

Cada átomo de H aporta 1 electrón y O aporta 2 electrones; se comparten dos pares de electrones formando dos enlaces O–H: \text{H}_{2}\text{O}.

Tablas (2)

Elemento químico Características
Hidrógeno (H) Z=1, no metal, gas diatómico H₂, el más ligero, 1 electrón de valencia
Helio (He) Z=2, gas noble monoatómico, inerte, capa de valencia con 2 electrones
Fenómeno que ocurre en la naturaleza Elementos químicos que participan
Combustión de la madera Carbono (C), oxígeno (O)
Formación de estrellas Hidrógeno (H), helio (He)
Oxidación del hierro (herrumbre) Hierro (Fe), oxígeno (O)
Fotosíntesis Carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N)

Fórmulas y ecuaciones

Enlace iónico: transferencia de electrones (NaCl)

Enlace covalente: compartición de pares de electrones (H₂O)

Configuración electrónica 2-8-1 (Na) y 2-8-7 (Cl)

Z_{\text{H}} = 1

Z_{\text{He}} = 2

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

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

\text{Na}@@MATH_0@@^{-} \rightarrow \text{NaCl}

4\text{H} + \text{O} \rightarrow 2\text{H}@@MATH_0@@\text{O}

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

Glosario (6)

Catión
Ion con carga positiva, formado cuando un átomо (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 entre un metal y un no metal, generando atracción electrostática entre iones opuestos.
Enlace covalente
Unión resultante de la compartición de pares de electrones entre dos no metales.
Gas noble
Elemento del grupo 18 con la capa de valencia completa, por lo que es químicamente inerte.
Fusión nuclear
Proceso en el que núcleos ligeros, como el hidrógeno, se unen formando núcleos más pesados como el helio, liberando gran cantidad de energía.

Preguntas para practicar

¿Qué he aprendido en esta sección?

Aprendí a describir elementos como el hidrógeno y el helio, a diferenciar fenómenos físicos de químicos según los elementos que participan, y a distinguir el enlace iónico (transferencia de electrones, NaCl) del enlace covalente (compartición de electrones, H₂O).

¿Cómo lo he aprendido?

Analizando el texto de Hawking sobre la formación de estrellas, completando tablas de características y ejemplos, y elaborando con mi equipo esquemas con materiales del entorno para representar los enlaces.

¿Para qué me ha servido?

Para comprender cómo se forman los compuestos químicos y explicar fenómenos cotidianos como la combustión, la herrumbre o el brillo de las estrellas.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Al interpretar fórmulas químicas en el laboratorio, al predecir reacciones entre metales y no metales y al leer etiquetas de productos de limpieza o combustibles.

Temas y conceptos clave

Elementos químicos en la naturalezaFormación de estrellas y fusión del hidrógenoEnlace iónico y enlace covalenteMetacogniciónhidrógenoheliogas noblecatiónanióntransferencia de electronescompartición de electronesfenómeno físicofenómeno químico

Fuentes y referencias

  • https://n9.cl/cjkiy
  • Universidad Autónoma de Madrid — La teoría del todo (Stephen Hawking), consultado el 15 de enero de 2024
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Cuáles son las características del hidrógeno y del helio?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué diferencia hay entre enlace iónico y enlace covalente?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué elementos químicos participan en la formación de las estrellas?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Configuración electrónica básica de átomos
  • • Diferencia entre metal y no metal
  • • Estados de la materia y fenómenos físicos y químicos
Siguiente tema sugerido
Propiedades de los compuestos iónicos y covalentes (punto de fusión, conducción eléctrica)
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1905 caracteres

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

‘@ activiwap PARA TRABAJO EN GRUPO )

  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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