Proyecto Académico 21: Son como un sistema solar, pero en miniatura

El estudio del átomo permitió clasificar los elementos químicos de mejor manera y saber cómo se relacionan entre sí y con los átomos de otros elementos químicos.

Etapa 1. ¿Qué haremos?

Elaborar un díptico comparativo de los modelos atómicos de Bohr y los diagramas de Lewis con el empleo de las relaciones entre volumen de pirámides, esferas, conos y cilindros. Con ello se identificará la distribución de electrones, neutrones y protones de los elementos químicos, con énfasis en los electrones de valencia.

Respuesta orientativa:

1. En la cara izquierda del díptico, dibuja el modelo de Bohr: núcleo (protones y neutrones) y electrones en niveles o capas concéntricas (n = 1, 2, 3, \ldots). Cada nivel puede asociarse a una esfera de radio creciente.
2. En la cara derecha, dibuja el diagrama de Lewis: solo se representan los electrones de valencia alrededor del símbolo del elemento (por ejemplo, \;\mathrm{Na} \cdot, \;\!\!\!\!:\!\!\!\!\ddot{\mathrm{O}}{:}).
3. Relaciona cada figura con su volumen:
   • Esfera: V = \dfrac{4}{3}\pi r^{3} (niveles del modelo de Bohr).
   • Cilindro: V = \pi r^{2} h (orbitales tipo p).
   • Cono: V = \dfrac{1}{3}\pi r^{2} h (núcleo compacto).
   • Pirámide: V = \dfrac{1}{3} B h (distribución por capas).
4. Identifica para un elemento de tu elección, por ejemplo el oxígeno (Z = 8): 8 protones, 8 neutrones y 8 electrones, de los cuales 6 son de valencia; en el diagrama de Lewis se dibujan 3 pares y 2 electrones impares alrededor del \mathrm{O}.
5. Compara ambos modelos: Bohr muestra toda la distribución electrónica en capas; Lewis destaca únicamente los electrones de valencia, que son los que participan en los enlaces.

Respuesta: Díptico elaborado: Bohr (esferas/capas concéntricas con toda la distribución electrónica) vs. Lewis (solo electrones de valencia), vinculados a las fórmulas de volumen de esfera, cilindro, cono y pirámide.

Etapa 2. ¡Ese es el problema!

Se pide identificar y abordar una situación problemática antes de alcanzar el producto final. Se presentan dos opciones:

Respuesta orientativa:

1. Lee las dos situaciones y elige la que describa mejor el contexto de tu comunidad; si ninguna coincide, escribe en tu cuaderno una tercera situación que se ajuste a tus necesidades.
2. Justifica tu elección: por ejemplo, si la comunidad entiende mejor la química que la geometría, conviene elegir la Situación 2.
3. Redacta en tu cuaderno la situación elegida y las acciones preventivas que tomarás antes de elaborar el díptico (revisar glosario, consultar fuentes, practicar el cálculo de volúmenes).

Respuesta: Situación elegida (por ejemplo, la Situación 2) y escrita en el cuaderno junto con sus acciones preventivas.

Etapa 3. ¡Una propuesta de solución!

Con la situación problemática identificada, hay que definir el horizonte de expectativas del proyecto: leer las propuestas, analizarlas y seleccionar, en comunidad, la que mejor se adecúe; de ser necesario, adaptarla o proponer una nueva.

Respuesta orientativa:

1. Reúnanse en comunidad y lean cada propuesta de solución.
2. Analícenlas comparando: ¿resuelve la situación elegida? ¿es viable con los materiales disponibles? ¿considera tanto la química (modelos atómicos) como la geometría (volúmenes)?
3. Seleccionen la más adecuada o, si ninguna cumple, adapten una o propongan una nueva y anótenla en el cuaderno.

Respuesta: Propuesta de solución seleccionada (o nueva propuesta adaptada) que orientará el desarrollo del producto final del proyecto.