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Saberes y pensamiento científico: modelo corpuscular y química

📄 teoria quimica 🎓 otro · 3° TELESECUNDARIA México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Página 92 de Colección Nanahuatzin. Nuestro libro de Proyectos.  Tomo II.  Libro de Educación Telesecundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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Modelo corpuscular explica estados por arreglo de partículas; propiedades periódicas siguen funciones periódicas; iónicos vs. moleculares por tipo de partícula; E = 455 kcal; masa react = masa prod; H₂O angular 104.5° y NaCl red cúbica.

📚 theory quimica ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 92

Colección Nanahuatzin. Nuestro libro de Proyectos. Tomo II. Libro de Educación Telesecundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

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Ejercicio 1

(Comprensión de los saberes)

Explica qué estudia el modelo corpuscular de la materia y cómo se aplica a los estados sólido, líquido y gaseoso.

  1. El modelo corpuscular plantea que toda la materia está formada por partículas diminutas (átomos, iones o moléculas) en continuo movimiento.
  2. En los sólidos, las partículas están ordenadas y muy próximas, con vibración en torno a posiciones fijas: por eso el sólido tiene forma y volumen definidos.
  3. En los líquidos, las partículas se deslizan unas sobre otras, cercanas pero sin orden fijo: adoptan la forma del recipiente pero conservan su volumen.
  4. En los gases, las partículas están muy separadas, en movimiento rápido y aleatorio: ocupan todo el volumen disponible y su densidad es baja.
  5. Al construir y medir modelos (esferas de distinto tamaño), se visualizan las mezclas (combinación física de sustancias sin reacción) y los compuestos (unión química de elementos en proporción fija).
Respuesta

El modelo corpuscular explica los estados de la materia por el arreglo, separación y movimiento de sus partículas, permitiendo representar mezclas, compuestos y elementos.

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Ejercicio 2

(Comprensión de los saberes)

¿Qué son las propiedades periódicas y cómo se representan gráficamente?

  1. Las propiedades periódicas son aquellas que varían de forma regular y predecible al aumentar el número atómico al leer la tabla periódica.
  2. Electronegatividad: capacidad de un átomo de atraer los electrones de un enlace; aumenta hacia la derecha de un periodo y hacia arriba dentro de un grupo.
  3. Energía de ionización: energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo gaseoso; aumenta hacia la derecha del periodo y hacia arriba del grupo (mayor energía para el grupo de los nobles).
  4. Radio atómico: distancia del núcleo al electrón más externo; disminuye hacia la derecha del periodo y aumenta hacia abajo del grupo.
  5. Usando funciones matemáticas f(x) (tendencias crecientes o decrecientes), se grafica cada propiedad en función del número atómico Z, obteniendo curvas periódicas con máximos en los gases nobles y mínimos en los metales alcalinos.
Respuesta

Las propiedades periódicas (electronegatividad, energía de ionización y radio atómico) presentan tendencias regulares que se representan con funciones y curvas periódicas al variar el número atómico Z.

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Ejercicio 3

(Comprensión de los saberes)

Diferencia los compuestos iónicos de los moleculares y señala la utilidad de las medidas de tendencia central y dispersión.

  1. Compuestos iónicos: formados por cationes y aniones unidos por fuerzas electrostáticas (ej. \text{NaCl}); presentan alta fusión y conducen la corriente en disolución o estado fundido.
  2. Compuestos moleculares: formados por átomos unidos por enlaces covalentes en moléculas discretas (ej. \text{H}_2\text{O}); presentan bajas temperaturas de fusión y no conducen electricidad en general.
  3. Representación en 2D: fórmulas y estructuras planas (Lewis). Representación en 3D: modelos de barritas y bolas o maquetas con ángulos y distancias de enlace.
  4. Medidas de tendencia central (media, mediana, moda): resumen el valor típico de propiedades como longitudes de enlace o masas atómicas de una muestra de compuestos.
  5. Medidas de dispersión (rango, desviación estándar): indican cuánto varían esos valores, mostrando homogeneidad o heterogeneidad de un grupo de compuestos.
Respuesta

Los iónicos se forman por iones y los moleculares por moléculas covalentes; la media, mediana y desviación estándar cuantifican su valor típico y su variación.

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Ejercicio 4

(Comprensión de los saberes)

¿Por qué se aplica la probabilidad y la estadística al estudio de los alimentos como fuente de energía química?

  1. Los macronutrientes aportan energía medible en kilocalorías o kilojulios: carbohidratos ​\approx 4\ \text{kcal/g}, proteínas \approx 4\ \text{kcal/g} y lípidos \approx 9\ \text{kcal/g}.
  2. Al analizar un menú o una dieta, la probabilidad estima la frecuencia con que se consumen ciertos alimentos; la estadística calcula el aporte energético promedio y la dispersión entre comidas.
  3. Ejemplo: si un plato contiene 60\ \text{g} de carbohidratos, 20\ \text{g} de proteínas y 15\ \text{g} de lípidos, la energía total es E = 60 \times 4 + 20 \times 4 + 15 \times 9 = 240 + 80 + 135 = 455\ \text{kcal}.
  4. La media y la desviación estándar del consumo semanal permiten comparar la dieta con las recomendaciones nutricionales.
Respuesta

La estadística permite cuantificar la energía aportada por los macronutrientes y comparar el consumo real con las recomendaciones; la probabilidad, prever la frecuencia de consumo.

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Ejercicio 5

(Comprensión de los saberes)

¿Cómo se usan la ley de conservación de la materia y la tabulación del calor en las reacciones químicas?

  1. La ley de conservación de la materia establece que la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos: \sum m_{\text{reactivos}} = \sum m_{\text{productos}}.
  2. Para predecir productos, primero se identifican los elementos implicados y sus estados de oxidación; luego se balancea la ecuación por el método de tanteo o redox.
  3. Ejemplo: \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}; masa de reactivos = 16 + 2(32) = 80\ \text{g}; masa de productos = 44 + 2(18) = 80\ \text{g}: se conserva.
  4. Las reacciones pueden absorber calor (endotérmicas, \Delta H > 0) o desprenderlo (exotérmicas, \Delta H < 0); se tabula el calor con q = m \cdot c \cdot \Delta T usando la tabla de capacidades caloríficas.
  5. Al organizar en una tabla los valores de q, el signo de \Delta H y las masas, se verifica la conservación de masa y energía en cada reacción.
Respuesta

La masa de reactivos iguala la de productos y, mediante q = mc\Delta T, se tabula la energía absorbida o liberada para predecir el comportamiento térmico de la reacción.

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Ejercicio 6

(Aplicación guiada)

Construye un modelo 3D de una molécula de agua (\text{H}_2\text{O}) y un modelo de una unidad de red iónica de \text{NaCl}, identificando partículas, distancias y ángulos.

  1. Para \text{H}_2\text{O}: coloca una esfera grande de oxígeno y dos esferas pequeñas de hidrógeno; los enlaces forman un ángulo de 104.5^\circ por las dos pares libres del oxígeno.
  2. Para \text{NaCl}: alterna esferas de \text{Na}^+ y \text{Cl}^- en un patrón cúbico; cada ion está rodeado por 6 del contrario (número de coordinación 6).
  3. Mide con regla la longitud de enlace O-H (\approx 0.096\ \text{nm}) y la distancia interiónica Na-Cl (\approx 0.282\ \text{nm}).
  4. Compara: en el molecular las partículas son moléculas discretas; en el iónico no existen moléculas, sino una red extendida.
Respuesta

El modelo de \text{H}_2\text{O} muestra una geometría angular (104.5^\circ) y el de \text{NaCl} una red cúbica con coordinación 6, evidenciando la diferencia entre compuestos moleculares e iónicos.

Contenido de la página

Saberes y pensamiento científico

  • Construcción, medición y cálculo de cuerpos para representar las mezclas, los compuestos y los elementos con el modelo corpuscular de la materia en sólidos, líquidos y gases.
  • Interpretación de las propiedades periódicas de los elementos químicos (electronegatividad, energía de ionización y radio atómico) con el uso de funciones, y la representación gráfica del cambio de estas propiedades.
  • Representación de compuestos iónicos y moleculares: propiedades en modelos en 2D y 3D; uso de las medidas de tendencia central y de dispersión para ejemplificar su importancia.
  • Aplicación de la probabilidad y estadística para la comprensión de los alimentos como fuente de energía química: carbohidratos, proteínas y lípidos.
  • Representación, cálculo y predicción de las propiedades y los productos de las reacciones químicas con base en la ley de conservación de la materia, y la tabulación de la absorción o desprendimiento de energía en forma de calor.

Ejemplos resueltos

Calcula la energía aportada por un alimento con 60\ \text{g} de carbohidratos, 20\ \text{g} de proteínas y 15\ \text{g} de lípidos.

  1. Multiplica cada masa por su valor energético: E = (60 \times 4) + (20 \times 4) + (15 \times 9).
  2. Suma: 240 + 80 + 135 = 455\ \text{kcal}. Respuesta: 455\ \text{kcal}.

Verifica la conservación de la masa en \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}.

  1. Masas de reactivos: 16 + 2(32) = 80\ \text{g}.
  2. Masas de productos: 44 + 2(18) = 80\ \text{g}.
  3. 80 = 80, se cumple la ley. Respuesta: La masa se conserva: 80\ \text{g} a ambos lados.

Tablas (2)

Macronutriente Energía aproximada
Carbohidratos 4\ \text{kcal/g}
Proteínas 4\ \text{kcal/g}
Lípidos 9\ \text{kcal/g}
Propiedad periódica Tendencia en el periodo (→) Tendencia en el grupo (↓)
Electronegatividad Aumenta Disminuye
Energía de ionización Aumenta Disminuye
Radio atómico Disminuye Aumenta

Fórmulas y ecuaciones

Conservación de masa: \sum m_{\text{reactivos}} = \sum m_{\text{productos}}

Calor: q = m \cdot c \cdot \Delta T

Valor energético aproximado: carbohidratos y proteínas \approx 4\ \text{kcal/g}, lípidos \approx 9\ \text{kcal/g}

\sum m_{@@MATH_0@@\text{productos}}

q = m \cdot c \cdot \Delta T

E = m_{@@MATH_0@@\text{prot}} \cdot 4 + m_{\text{lip}} \cdot 9 \quad (\text{kcal})

\Delta H < 0 \, (\text{exotérmica}); \; \Delta H > 0 \, (\text{endotérmica})

Glosario (10)

Modelo corpuscular
Teoría que describe la materia como compuesta de partículas diminutas en movimiento, cuyo arreglo explica los estados sólido, líquido y gaseoso.
Electronegatividad
Capacidad de un átomo de atraer hacia sí los electrones de un enlace químico.
Energía de ionización
Energía mínima necesaria para arrancar un electrón a un átomo gaseoso en su estado fundamental.
Radio atómico
Distancia entre el núcleo del átomo y su capa de electrones más externa.
Compuesto iónico
Sustancia formada por cationes y aniones unidos por fuerzas electrostáticas.
Compuesto molecular
Sustancia formada por moléculas discretas con enlaces covalentes.
Medidas de tendencia central
Media, mediana y moda: valores que resumen el dato típico de una distribución.
Medidas de dispersión
Rango, varianza y desviación estándar: cuantifican la variación de los datos.
Ley de conservación de la materia
En una reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.
Reacción exotérmica
Reacción que desprende energía en forma de calor al ambiente ($\Delta H < 0$).

Preguntas para practicar

¿Qué saberes del pensamiento científico se relacionan con los alimentos como fuente de energía?

Se relacionan la probabilidad y la estadística: permiten calcular el aporte energético promedio de una dieta mediante el contenido de carbohidratos, proteínas y lípidos, y compararlo con las recomendaciones nutricionales.

¿Por qué es importante la ley de conservación de la materia en la predicción de productos?

Porque obliga a que cada elemento presente en los reactivos reaparezca en los productos en la misma cantidad en masa, lo que permite balancear ecuaciones químicas y predecir los productos y propiedades de una reacción de forma confiable.

Temas y conceptos clave

Modelo corpuscular de la materiaPropiedades periódicasCompuestos iónicos y molecularesEstadística y nutriciónConservación de la materia y calor en reaccionesmodelo corpuscularelectronegatividadenergía de ionizaciónradio atómicocompuesto iónicocompuesto moleculartendencia centraldispersiónmacronutrientesley de conservación de la materiareacción endotérmica y exotérmica
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es el modelo corpuscular de la materia y cómo se aplica a los tres estados?
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¿Cómo varían la electronegatividad, la energía de ionización y el radio atómico en la tabla periódica?
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¿Qué diferencia hay entre compuestos iónicos y moleculares con ejemplos?
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📌 Antes de leer esto
  • • Estados de la materia y partículas de átomos, iones y moléculas
  • • Lectura de la tabla periódica y número atómico
  • • Diferencia entre elementos, mezclas y compuestos
  • • Conceptos básicos de media y desviación estándar
  • • Nociones de energía, calor y reacciones químicas
Siguiente tema sugerido
Actividades de construcción de modelos corpuscular y estructuras 2D/3D de compuestos, con cálculos de propiedades periódicas y balance de ecuaciones químicas.
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Saberes y pensamiento cientifico

Construcción, medición y cálculo de cuerpos para representar las mezclas, los compuestos y los elementos con el modelo corpuscular de la materia en sólidos, liquidos y gases.

。Interpretación de las propiedades periódicas de los elementos químicos (electronegatividad, energía de ionización y radio atómico) con el uso de funciones, y la representación gráfica del cambio de estas propiedades.

Representación de compuestos iónicos y moleculares:propiedades en modelos en 2D y 3D; uso de las medidas de tendencia central y de dispersión para ejemplificar su importancia.

O Aplicación de la probabilidad y estadistica para la comprensión de los alimentos como fuente de energia química: carbohidratos,proteinas y lipidos.

0Representación, cálculo y predicción de las propiedades y los productos de las reacciones químicas con base en la ley de conservación de la materia, y la tabulación de la absorción o desprendimiento de energia en forma de calor.

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