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Guía de QuímicaPrimera evaluación: 2016

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International Baccalaureate, Baccalauréat International y Bachillerato Internacional son marcas registradas de la Organización del Bachillerato Internacional.

Programa del DiplomaGuía de Química

Versión en español del documento publicado en febrero de 2014 con el título Chemistry guide

Publicada en febrero de 2014Actualizada en febrero de 2015, noviembre de 2015, octubre de 2017 y agosto de 2018

Publicada en nombre de la Organización del Bachillerato Internacional, una fundación educativa sin fines de lucro con sede en 15 Route des Morillons, 1218 Le Grand-Saconnex, Ginebra (Suiza), por

International Baccalaureate Organization Ltd (Reino Unido)Peterson House, Malthouse Avenue, Cardiff Gate

Cardiff, Wales CF23 8GLReino Unido

Sitio web: www.ibo.org

© Organización del Bachillerato Internacional, 2014

La Organización del Bachillerato Internacional (conocida como IB) ofrece cuatro programas educativos exigentes y de calidad a una comunidad de colegios en todo el mundo, con el propósito de crear un mundo mejor y más pacífico. Esta publicación forma parte de una gama de materiales producidos con el fin de apoyar dichos programas.

El IB puede utilizar diversas fuentes en su trabajo y comprueba la información para verificar su exactitud y autoría original, en especial al hacer uso de fuentes de conocimiento comunitario, como Wikipedia. El IB respeta la propiedad intelectual, y hace denodados esfuerzos por identificar y obtener la debida autorización de los titulares de los derechos antes de la publicación de todo material protegido por derechos de autor utilizado. El IB agradece la autorización recibida para utilizar el material incluido en esta publicación y enmendará cualquier error u omisión lo antes posible.

El uso del género masculino en esta publicación no tiene un propósito discriminatorio y se justifica únicamente como medio para hacer el texto más fluido. Se pretende que el español utilizado sea comprensible para todos los hablantes de esta lengua y no refleje una variante particular o regional de la misma.

Todos los derechos reservados. Esta publicación no puede reproducirse, almacenarse o distribuirse de forma total o parcial, en manera alguna ni por ningún medio, sin la previa autorización por escrito del IB, sin perjuicio de lo estipulado expresamente por la ley o por la política y normativa de uso de la propiedad intelectual del IB. Véase la página http://www.ibo.org/es/copyright del sitio web público del IB para más información.

Los artículos promocionales y las publicaciones del IB pueden adquirirse en la tienda virtual del IB, disponible en http://store.ibo.org. Las consultas sobre pedidos deben dirigirse al departamento de marketing y ventas en Cardiff.

Correo electrónico: [email protected]

Declaración de principios del IBEl Bachillerato Internacional tiene como meta formar jóvenes solidarios, informados y ávidos de conocimiento, capaces de contribuir a crear un mundo mejor y más pacífico, en el marco del entendimiento mutuo y el respeto intercultural.

En pos de este objetivo, la organización colabora con establecimientos escolares, gobiernos y organizaciones internacionales para crear y desarrollar programas de educación internacional exigentes y métodos de evaluación rigurosos.

Estos programas alientan a estudiantes del mundo entero a adoptar una actitud activa de aprendizaje durante toda su vida, a ser compasivos y a entender que otras personas, con sus diferencias, también pueden estar en lo cierto.

© Organización del Bachillerato Internacional, 2013

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Índice

Introducción 1

Propósito de esta publicación 1

El Programa del Diploma 2

Naturaleza de la ciencia 6

Naturaleza de la química 14

Objetivos generales 19

Objetivos de evaluación 20

Programa de estudios 21

Resumen del programa de estudios 21

Enfoques de la enseñanza y el aprendizaje de Química 23

Contenido del programa de estudios 28

Evaluación 191

La evaluación en el Programa del Diploma 191

Resumen de la evaluación: NM 194

Resumen de la evaluación: NS 195

Evaluación externa 196

Evaluación interna 198

Proyecto del Grupo 4 212

Apéndices 217

Glosario de términos de instrucción 217

Bibliografía 220

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Introducción

Propósito de esta publicación

El propósito de esta publicación es servir de guía a los colegios en la planificación, la enseñanza y la evaluación de la asignatura. Si bien está dirigida principalmente a los profesores, se espera que estos la utilicen para informar sobre la asignatura a padres y alumnos.

Esta guía está disponible en la página de la asignatura en el Centro pedagógico en línea (http://occ.ibo.org), un sitio web del IB protegido por contraseña concebido para proporcionar apoyo a los profesores del IB. También puede adquirirse en la tienda virtual del IB (http://store.ibo.org).

Otros recursosEn el Centro pedagógico en línea (CPEL) pueden encontrarse también publicaciones tales como materiales de ayuda al profesor, informes de la asignatura, información adicional sobre la evaluación interna y descriptores de las calificaciones finales. En la tienda virtual del IB se pueden adquirir exámenes de convocatorias pasadas y esquemas de calificación.

Se anima a los profesores a que visiten el CPEL para ver materiales adicionales creados o utilizados por otros docentes. Se les invita también a aportar información sobre materiales que consideren útiles, por ejemplo: sitios web, libros, videos, publicaciones periódicas o ideas pedagógicas.

AgradecimientosEl Bachillerato Internacional (IB) agradece a los educadores y a sus respectivos colegios el tiempo y los recursos dedicados a la elaboración de la presente guía.

Primera evaluación: 2016

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Introducción

El Programa del Diploma

El Programa del Diploma es un programa preuniversitario exigente de dos años de duración para jóvenes de 16 a 19 años. Su currículo abarca una amplia gama de áreas de estudio y aspira a formar alumnos informados y con espíritu indagador, a la vez que solidarios y sensibles a las necesidades de los demás. Se da especial importancia a que los jóvenes desarrollen el entendimiento intercultural y una mentalidad abierta, así como las actitudes necesarias para respetar y evaluar distintos puntos de vista.

El modelo del Programa del DiplomaEl programa se representa mediante seis áreas académicas dispuestas en torno a un núcleo (véase la figura 1); esta estructura fomenta el estudio simultáneo de una amplia variedad de áreas académicas. Los alumnos estudian dos lenguas modernas (o una lengua moderna y una clásica), una asignatura de humanidades o ciencias sociales, una ciencia, una asignatura de matemáticas y una de artes. Esta variedad hace del Programa del Diploma un programa exigente y muy eficaz como preparación para el ingreso a la universidad. Además, en cada una de las áreas académicas los alumnos tienen flexibilidad para elegir las asignaturas en las que estén particularmente interesados y que quizás deseen continuar estudiando en la universidad.

Figura 1Modelo del Programa del Diploma


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La combinación adecuadaLos alumnos deben elegir una asignatura de cada una de las seis áreas académicas, aunque también pueden elegir dos asignaturas de otra área en lugar de una asignatura de Artes. Generalmente tres asignaturas (y no más de cuatro) deben cursarse en el Nivel Superior (NS) y las demás en el Nivel Medio (NM). El IB recomienda dedicar 240 horas lectivas a las asignaturas del NS y 150 a las del NM. Las asignaturas del NS se estudian con mayor amplitud y profundidad que las del NM.

En ambos niveles se desarrollan numerosas habilidades, en especial las de análisis y pensamiento crítico. Dichas habilidades se evalúan externamente al final del curso. En muchas asignaturas los alumnos realizan también trabajos que califica directamente el profesor en el colegio.

El núcleo del modelo del Programa del DiplomaTodos los alumnos del Programa del Diploma deben completar los tres elementos que conforman el núcleo del modelo.

El curso de Teoría del Conocimiento (TdC) se centra fundamentalmente en el pensamiento crítico y la indagación acerca del proceso de aprendizaje más que sobre la adquisición de un conjunto de conocimientos específicos. Además, examina la naturaleza del conocimiento y la manera en la que conocemos lo que afirmamos saber. Todo ello se consigue animando a los alumnos a analizar las afirmaciones de conocimiento y a explorar preguntas sobre la construcción del conocimiento. La tarea de TdC es poner énfasis en los vínculos entre las áreas de conocimiento compartido y relacionarlas con el conocimiento personal de manera que el alumno sea más consciente de sus perspectivas y cómo estas pueden diferir de las de otras personas.

Creatividad, Acción y Servicio (CAS) es una parte central del Programa del Diploma. El programa de CAS hace hincapié en contribuir a que los alumnos desarrollen su propia identidad, de acuerdo con los principios éticos expresados en la declaración de principios y el perfil de la comunidad de aprendizaje del IB. Creatividad, Acción y Servicio (CAS) hace participar a los alumnos en una variedad de actividades simultáneas al estudio de las disciplinas académicas del Programa del Diploma. Las tres áreas que lo componen son la Creatividad (artes y otras experiencias que implican pensamiento creativo), la Acción (actividades que implican un esfuerzo o desafío físico y que contribuyen a un estilo de vida sano) y el Servicio (un intercambio voluntario y no remunerado que significa un aprendizaje para el alumno). Posiblemente más que ningún otro componente del Programa del Diploma, CAS cumple el principio del IB de contribuir a crear un mundo mejor y más pacífico, en el marco del entendimiento mutuo y el respeto intercultural.

La Monografía, incluida la de Estudios del Mundo Contemporáneo, brinda a los alumnos del IB la oportunidad de investigar un tema que les interese especialmente, a través de un trabajo de investigación independiente de 4.000 palabras. El área de investigación estará relacionada con una de las asignaturas del Programa del Diploma, mientras que la monografía interdisciplinaria de Estudios del Mundo Contemporáneo estará relacionada con dos asignaturas. La Monografía familiariza a los alumnos con la investigación independiente y el tipo de redacción académica que se esperará de ellos en la universidad. El resultado es un trabajo escrito estructurado cuya presentación formal se ajusta a pautas predeterminadas, y en el cual las ideas y los resultados se comunican de modo razonado y coherente, acorde a la asignatura o a las asignaturas elegidas. Su objetivo es fomentar unas habilidades de investigación y redacción de alto nivel, así como el descubrimiento intelectual y la creatividad. Como una experiencia de aprendizaje auténtico, la Monografía brinda a los alumnos la oportunidad de realizar una investigación personal acerca de un tema de su elección con la orientación de un supervisor.


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Enfoques de la enseñanza y enfoques del aprendizajeEl término “enfoques de la enseñanza y el aprendizaje” en el Programa del Diploma se refiere a las estrategias, habilidades y actitudes deliberadas que permean el entorno de enseñanza y aprendizaje. Estos enfoques y herramientas, que están intrínsecamente relacionados con los atributos del perfil de la comunidad de aprendizaje del IB, potencian el aprendizaje de los alumnos y los ayudan a prepararse para la evaluación del Programa del Diploma y mucho más. Los objetivos generales de los enfoques de la enseñanza y el aprendizaje en el Programa del Diploma son los siguientes:

• Facultar a los docentes no solo para impartir conocimientos, sino también para infundir en los alumnos una actitud activa de aprendizaje

• Facultar a los docentes para crear estrategias más claras que les permitan ofrecer a los alumnos experiencias de aprendizaje significativas en las que tengan que utilizar una indagación estructurada y un mayor pensamiento crítico y creativo

• Promover los objetivos generales de cada asignatura para que sean algo más que las aspiraciones del curso y establecer conexiones entre conocimientos hasta ahora aislados (simultaneidad del aprendizaje)

• Animar a los alumnos a desarrollar una variedad definida de habilidades que les permitan continuar aprendiendo activamente después de dejar el colegio, y ayudarlos no solo a acceder a la universidad por tener mejores calificaciones sino también a prepararse para continuar con éxito la educación superior y la vida posterior

• Potenciar aún más la coherencia y pertinencia de la experiencia del Programa del Diploma que reciben los alumnos

• Permitir a los colegios reconocer el carácter distintivo de la educación del Programa del Diploma del IB, con su mezcla de idealismo y sentido práctico

Los cinco enfoques del aprendizaje (desarrollar habilidades de pensamiento, habilidades sociales, habilidades de comunicación, habilidades de autogestión y habilidades de investigación) junto con los seis enfoques de la enseñanza (enseñanza basada en la indagación, centrada en conceptos, contextualizada, colaborativa, diferenciada y guiada por la evaluación) abarcan los principales valores en los que se basa la pedagogía del IB.

La declaración de principios del IB y el perfil de la comunidad de aprendizaje del IBEl Programa del Diploma se propone desarrollar en los alumnos los conocimientos, las habilidades y las actitudes que necesitarán para alcanzar las metas del IB, tal como aparecen expresadas en su declaración de principios y en el perfil de la comunidad de aprendizaje del IB. La enseñanza y el aprendizaje en el Programa del Diploma representan la puesta en práctica de la filosofía educativa del IB.

Probidad académica En el Programa del Diploma, la probidad académica constituye un conjunto de valores y conductas basadas en el perfil de la comunidad de aprendizaje del IB. En la enseñanza, el aprendizaje y la evaluación, la probidad académica sirve para promover la integridad personal, generar respeto por la integridad y el trabajo de los demás, y garantizar que todos los alumnos tengan igualdad de oportunidades para demostrar los conocimientos y las habilidades que han adquirido durante sus estudios.


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Todos los trabajos de clase —incluidos los que se presentan para evaluación— deben ser originales y estar basados en las ideas propias del alumno a la vez que se cita debidamente la autoría de las ideas y el trabajo de otras personas. Las tareas de evaluación que requieren que el profesor oriente a los alumnos o que los alumnos trabajen juntos deben llevarse a cabo respetando por completo las directrices detalladas que proporciona el IB para las asignaturas correspondientes.

Para obtener más información sobre la probidad académica en el IB y el Programa del Diploma, sírvase consultar las siguientes publicaciones del IB: Probidad académica (2011), El Programa del Diploma: de los principios a la práctica (2009) y el Reglamento general del Programa del Diploma (2011). En esta guía puede encontrar información específica sobre la probidad académica en lo que respecta a los componentes de evaluación externa e interna de esta asignatura del Programa del Diploma.

Cita de las ideas o el trabajo de otras personasSe recuerda a los coordinadores y profesores que los alumnos deben citar todas las fuentes que usen en los trabajos que envían para su evaluación. A continuación se ofrece una aclaración de este requisito.

Los alumnos del Programa del Diploma envían trabajos para evaluación en diversos formatos, como pueden ser material audiovisual, texto, gráficos, imágenes o datos publicados en medios impresos o electrónicos. Si un alumno utiliza el trabajo o las ideas de otra persona, debe citar la fuente usando un formato de referencia estándar de forma coherente. Si no se citan todas las fuentes, el IB investigará esta falta de citación como una posible infracción del reglamento que puede conllevar una penalización impuesta por el Comité de la evaluación final del IB.

El IB no prescribe el formato de referencia bibliográfica o citación que deben emplear los alumnos, esta elección se deja a discreción de los miembros pertinentes del profesorado o personal del colegio. Debido a la amplia variedad de asignaturas, las tres lenguas posibles de respuesta y la diversidad de formatos de referencia existentes sería restrictivo y poco práctico insistir en el empleo de un determinado formato. En la práctica, ciertos formatos son de uso más común que otros, pero los colegios pueden escoger libremente el más apropiado para la asignatura en cuestión y para la lengua en la que se redacte el trabajo del alumno. Independientemente del formato de referencia adoptado por el colegio para una asignatura, se espera que la información incluya, como mínimo, el nombre del autor, la fecha de publicación, el título de la fuente y los números de página en caso necesario.

Se espera que los alumnos empleen un formato estándar y que lo usen de forma coherente para citar todas las fuentes utilizadas, incluidas las fuentes de contenido parafraseado o resumido. Al redactar, el alumno debe diferenciar claramente sus propias palabras de las de otros utilizando comillas (u otros métodos, como el sangrado) seguidas de una cita que indique una entrada en la bibliografía. Si se cita una fuente electrónica es necesario indicar la fecha de consulta. No se espera que los alumnos sean expertos en materia de referencias, pero sí que demuestren que todas las fuentes han sido citadas. Es necesario recordar a los alumnos que todo el material audiovisual, texto, gráficos e imágenes o datos publicados en medios impresos o electrónicos que no sea de su autoría debe ser citado. Como se ha mencionado anteriormente, es necesario emplear un formato de referencia bibliográfica apropiado.

La diversidad en el aprendizaje y requisitos de apoyo para el aprendizajeLos colegios deben garantizar que los alumnos con necesidades de apoyo para el aprendizaje cuenten con un acceso equitativo y las disposiciones razonables correspondientes según los documentos del IB titulados Alumnos con necesidades específicas de acceso a la evaluación y La diversidad en el aprendizaje y las necesidades educativas especiales en los programas del Bachillerato Internacional.

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Introducción

Naturaleza de la ciencia

La “naturaleza de la ciencia” es un tema dominante en los cursos de Biología, Química y Física. La sección “Naturaleza de la ciencia” se incluye en las guías de Biología, Química y Física para ayudar a los profesores a comprender el significado de la naturaleza de la ciencia. Esta sección proporciona una explicación completa sobre la naturaleza de la ciencia en el siglo XXI. No será posible cubrir en este documento detalladamente todos los aspectos relacionados con su enseñanza y evaluación en los tres cursos de ciencias.

La sección “Naturaleza de la ciencia” está estructurada en párrafos (1.1, 1.2, etc.) para vincular los puntos significativos del programa (páginas horizontales) que se refieren a la naturaleza de la ciencia. Los apartados que se refieren a la naturaleza de la ciencia que figurarán en las secciones de la guía específicas de la asignatura son ejemplos de comprensiones concretas. Dichos enunciados, que preceden a cada subtema, resumen cómo ejemplificar uno o más temas de la naturaleza de la ciencia por medio de la comprensión y las aplicaciones y habilidades de ese subtema. Estas secciones no constituyen una repetición de los enunciados de la naturaleza de la ciencia que se dan a continuación, sino una elaboración de estos enunciados en un contexto específico. Véase la sección “Formato del programa de estudios”.

Tecnología

Aunque esta sección trata acerca de la naturaleza de la ciencia, la interpretación del término “tecnología” es importante, y hay que aclarar tanto el papel de la tecnología que se ha creado gracias a las ciencias como la contribución de la tecnología a las ciencias. En el mundo contemporáneo, los términos “ciencia” y “tecnología” se utilizan a menudo como sinónimos, pero esto no siempre ha sido así. La tecnología surgió antes que la ciencia, y el uso de materiales para producir objetos útiles y decorativos es muy anterior a la comprensión de por qué los materiales tenían distintas propiedades que permitían emplearlos para distintas finalidades. En la actualidad sucede lo contrario: comprender la ciencia subyacente es la base de los desarrollos tecnológicos. Estos desarrollos tecnológicos, a su vez, sirven para impulsar desarrollos científicos.

A pesar de su interdependencia, la ciencia y la tecnología se basan en principios distintos: la ciencia en las pruebas, la racionalidad y la búsqueda de una comprensión más profunda; la tecnología, por su parte, en lo práctico, lo adecuado y lo útil, con un creciente énfasis en la sustentabilidad.

1. Las ciencias y la actividad científica1.1. Las ciencias parten de la premisa de que el universo tiene una realidad externa e independiente que

está al alcance de los sentidos y del razonamiento humanos.

1. 2. Las ciencias puras procuran alcanzar una comprensión común de este universo externo, mientras que las ciencias aplicadas y las ingenierías desarrollan tecnologías que dan como resultado nuevos procesos y productos. Sin embargo, los límites entre estos campos son difusos.

1. 3. Los científicos utilizan una amplia variedad de metodologías que, en conjunto, constituyen el proceso de la ciencia. No existe un único “método científico”. Los científicos han utilizado y utilizan diferentes métodos en distintos momentos para construir su conocimiento y sus ideas, pero tienen una percepción común acerca de lo que los hacen científicamente válidos.


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1. 4. La ciencia es una aventura emocionante que plantea desafíos e implica una gran dosis de creatividad e imaginación, así como rigor y detalle tanto en el pensamiento como en las aplicaciones prácticas. Además, los científicos deben estar preparados para encontrarse con descubrimientos sorprendentes, accidentales y no planificados. La historia de las ciencias muestra que esto sucede a menudo.

1. 5. Muchos descubrimientos científicos han implicado destellos de intuición y una buena cantidad de ellos han procedido de especulaciones o simple curiosidad acerca de determinados fenómenos.

1. 6. Los científicos emplean una terminología compartida y un proceso de razonamiento común que implica el uso de la lógica deductiva e inductiva mediante analogías y generalizaciones. Comparten las matemáticas, la lengua de la ciencia, como un instrumento eficaz. De hecho, algunas explicaciones científicas existen solo en forma matemática.

1. 7. Los científicos deben adoptar una actitud escéptica ante las afirmaciones que se realizan. Esto no significa que no crean nada, sino que no emiten un juicio hasta que tienen una buena razón para creer que una afirmación es verdadera o falsa. Dichas razones se basan en pruebas y argumentos.

1. 8. La importancia de las pruebas es una comprensión común fundamental. Las pruebas pueden obtenerse mediante observación o experimentación por medio de los sentidos humanos, principalmente el de la vista; pero gran parte de las ciencias modernas emplean instrumentos y sensores que pueden recabar información a distancia y automáticamente en áreas que son demasiado pequeñas, que están demasiado alejadas, o que se encuentran más allá de la capacidad de percepción de los sentidos humanos. Con frecuencia, las nuevas tecnologías y las mejoras en los instrumentos han sido impulsoras de nuevos descubrimientos. Observaciones seguidas de análisis y deducciones dieron como resultado la teoría del Big Bang acerca del origen del universo, así como la teoría de la evolución por selección natural. En estos casos, no fue posible realizar experimentos controlados. Disciplinas como la geología y la astronomía se basan en gran medida en recabar datos sobre el terreno, pero todas las disciplinas utilizan, en mayor o menor medida, la observación para obtener pruebas. La experimentación en un entorno controlado, generalmente en laboratorios, es la otra forma de obtener pruebas en forma de datos, y hay muchas convenciones y líneas de pensamiento acerca de cómo recabar dichas pruebas.

1. 9. Las pruebas que se obtienen se utilizan para desarrollar teorías, hacer generalizaciones a partir de los datos para formular leyes y proponer hipótesis. Dichas teorías e hipótesis se emplean para hacer predicciones que puedan someterse a prueba. De este modo, las teorías pueden respaldarse o rechazarse y pueden modificarse o sustituirse por nuevas teorías.

1. 10. Para explicar procesos que no se pueden observar, se desarrollan modelos (algunos sencillos, otros muy complejos) basados en la comprensión teórica. Para elaborar predicciones que puedan someterse a prueba se utilizan modelos matemáticos realizados por computador. Esto puede ser especialmente útil cuando no es posible realizar experimentos. Los experimentos o los datos obtenidos a partir de observaciones pueden demostrar que un modelo no es adecuado; en estos casos pueden modificarse o sustituirse por nuevos modelos.

1. 11. Los resultados de los experimentos, los conocimientos obtenidos mediante los modelos y las observaciones del mundo natural pueden utilizarse para proporcionar más pruebas con respecto a una afirmación.

1. 12. El aumento de la capacidad de la informática ha hecho que el uso de modelos sea mucho más potente y eficaz. Los modelos, normalmente matemáticos, se utilizan en la actualidad para lograr nuevas comprensiones cuando no es posible realizar experimentos (y a veces cuando sí es posible). El desarrollo de modelos dinámicos de situaciones complejas que implican grandes cantidades de datos, numerosas variables, y cálculos largos y complejos solo es posible gracias al aumento de la potencia de los computadores. Por ejemplo, el uso de modelos del clima de la Tierra permite predecir futuras condiciones climáticas, o hacer una variedad de previsiones acerca de estas. En este campo se han desarrollado distintos modelos y los resultados obtenidos a partir de estos se han comparado para comprobar cuáles modelos son más exactos. Para poner a prueba los modelos, a veces se pueden emplear datos del pasado y utilizarlos para ver si son capaces de predecir la situación actual. Si un modelo supera este tipo de prueba, aumenta la confianza que se tiene en su precisión.


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1. 13. Tanto las ideas como los procesos de la ciencia solo pueden ocurrir en un contexto humano. La ciencia es llevada a la práctica por una comunidad de personas de una amplia variedad de trayectorias, procedencias y tradiciones, y esto ha influido claramente en el modo en que la ciencia se ha llevado a cabo en diferentes momentos. Sin embargo, es importante comprender que hacer ciencia implica participar en una comunidad de indagación con determinados conceptos, metodologías, procesos y principios en común.

2. La comprensión de las ciencias2.1. Teorías, leyes e hipótesis son conceptos que utilizan los científicos. Aunque dichos conceptos están

relacionados, no existe una progresión del uno al otro. Estos términos tienen un significado especial en las ciencias, y es importante distinguirlos del uso que se les da en la vida diaria.

2. 2. Las teorías son modelos completos e integrados de cómo funciona el universo o partes de este. Las teorías pueden incorporar datos y leyes, así como hipótesis comprobadas. A partir de las teorías se pueden realizar predicciones y se pueden comprobar mediante experimentos u observaciones cuidadosas. Algunos ejemplos son la teoría microbiana de la enfermedad y la teoría atómica.

2. 3. Por lo general, las teorías dan cabida a los supuestos y las premisas de otras teorías, con lo cual se crea una comprensión coherente en toda una variedad de fenómenos y disciplinas. Sin embargo, a veces una nueva teoría cambia radicalmente cómo se entienden o se formulan conceptos esenciales, lo cual afecta a otras teorías y causa lo que a veces se denomina un “cambio de paradigma” en las ciencias. Uno de los cambios de paradigma más conocidos sucedió con la teoría de la relatividad de Einstein, cuando nuestra idea de tiempo cambió de un marco absoluto de referencia a un marco de referencia dependiente del observador. La teoría de la evolución por selección natural, de Darwin, también cambió nuestra comprensión de la vida en la Tierra.

2. 4. Las leyes son enunciados descriptivos y normativos que se derivan de observar patrones regulares de conducta. En general tienen forma matemática y se pueden utilizar para calcular resultados y hacer predicciones. Como las teorías y las hipótesis, las leyes no se pueden demostrar. Las leyes científicas pueden tener excepciones, y pueden modificarse o rechazarse a partir de nuevas pruebas. Las leyes no necesariamente explican un fenómeno. Por ejemplo, la ley de gravitación universal de Newton nos dice que la fuerza entre dos masas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y nos permite calcular la fuerza entre masas sea cual sea la distancia entre ellas, pero no explica por qué las masas se atraen entre sí. Además, se debe tener en cuenta que el término “ley” se ha utilizado de diferentes maneras en la ciencia, y que si una idea en particular se denomina ley puede ser en parte a causa de la disciplina y del período histórico en los que se desarrolló.

2. 5. A veces los científicos formulan hipótesis, que son enunciados explicativos acerca del mundo que pueden ser verdaderos o falsos, y que a menudo sugieren una relación causal o una correlación entre factores. La validez de las hipótesis puede comprobarse mediante experimentos y observaciones del mundo natural, y pueden apoyarse o rechazarse.

2. 6. Para ser científica, una idea (por ejemplo, una teoría o una hipótesis) debe centrarse en el mundo natural, y las explicaciones naturales deben poder someterse a prueba. Los científicos procuran desarrollar hipótesis y teorías que sean compatibles con principios aceptados y que simplifiquen y unifiquen ideas existentes.

2. 7. El principio de la navaja de Occam se utiliza como guía para desarrollar una teoría. La teoría debe ser lo más sencilla posible y al mismo tiempo tener la máxima capacidad de explicación.

2. 8. Las ideas de correlación y causa son muy importantes en la ciencia. Una correlación es una asociación o vínculo estadístico entre una variable y otra. Las correlaciones pueden ser positivas o negativas, y se puede calcular un coeficiente de correlación que tenga un valor entre +1, 0 y -1. Una fuerte correlación (positiva o negativa) entre un factor y otro indica algún tipo de relación causal entre los dos factores


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pero normalmente hace falta obtener más pruebas para que los científicos acepten la idea de una relación causal. Para establecer una relación causal (es decir, que un factor causa otro), los científicos deben tener un mecanismo científico verosímil que vincule los factores. De esta manera se refuerza el argumento de que uno causa el otro, por ejemplo: fumar y el cáncer de pulmón. Este mecanismo puede someterse a prueba en experimentos.

2. 9. La situación ideal es investigar la relación entre un factor y otro mientras se controlan los factores restantes en un entorno experimental. Sin embargo, a menudo esto es imposible y los científicos, especialmente en biología y medicina, utilizan muestras, estudios de cohorte y estudios de casos y controles para reforzar su comprensión de la causalidad cuando no es posible realizar experimentos (como estudios a doble ciego y ensayos clínicos). En el terreno de la medicina, la epidemiología implica el análisis estadístico de datos para descubrir posibles correlaciones cuando no hay disponible mucho conocimiento científico establecido, o cuando es demasiado difícil controlar las circunstancias en su totalidad. En este caso, como en otros campos, el análisis matemático de probabilidades también desempeña un papel.

3. La objetividad de las ciencias3.1. Los datos son fundamentales para los científicos, y pueden ser cualitativos o cuantitativos. Los datos

pueden obtenerse a partir de observaciones o a partir de experimentos específicamente diseñados, mediante el uso de sensores electrónicos a distancia o mediante la toma de mediciones directas. Los mejores datos para realizar descripciones y predicciones exactas y precisas son a menudo cuantitativos y se prestan al análisis matemático. Los científicos analizan datos y buscan patrones, tendencias y discrepancias para intentar descubrir relaciones y establecer relaciones causales. Esto no siempre es posible: identificar y clasificar observaciones y objetos (p. ej., tipos de galaxias o fósiles) sigue siendo un aspecto importante del trabajo científico.

3. 2. Tomar varias mediciones y realizar una gran cantidad de lecturas puede mejorar la fiabilidad de la obtención de datos. Los datos pueden presentarse en varios formatos, como gráficos lineales y logarítmicos que se pueden analizar para, por ejemplo, averiguar la proporción directa o inversa, o para hallar relaciones de potencia.

3. 3. Los científicos deben ser conscientes de errores aleatorios y de errores sistemáticos, y utilizar técnicas como las barras de error y líneas de mejor ajuste en los gráficos para mostrar los datos de la forma más realista y precisa posible. Es necesario considerar si deben descartarse o no los valores atípicos de los puntos de datos.

3. 4. Los científicos deben comprender la diferencia entre errores e incertidumbres, exactitud y precisión; asimismo, deben comprender y utilizar las ideas matemáticas de media, promedio, mediana, moda, etc. A menudo se utilizan métodos estadísticos como la desviación típica y pruebas de chi-cuadrado. Es importante ser capaz de evaluar el nivel de precisión de un resultado. Una parte clave de la capacitación y la pericia de los científicos consiste en ser capaces de decidir qué técnica es adecuada en diferentes circunstancias.

3. 5. También es muy importante que los científicos sean conscientes de los sesgos cognitivos que pueden afectar al diseño y a la interpretación de experimentos. El sesgo de confirmación, por ejemplo, es un sesgo cognitivo bien documentado que nos incita a rechazar datos que son inesperados o que no se adaptan a nuestros deseos o expectativas, así como a aceptar datos que concuerdan con dichos deseos o expectativas. Los procesos y las metodologías de la ciencia están en gran medida diseñados para tener en cuenta estos sesgos. Sin embargo, siempre se debe procurar evitarlos.

3. 6. Aunque los científicos nunca pueden tener la certeza de que un resultado o un hallazgo sea correcto, sabemos que algunos resultados científicos se acercan mucho a la certidumbre. Al hablar de resultados, a menudo los científicos hablan de “niveles de confianza”. El descubrimiento de la existencia de un


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bosón de Higgs es un ejemplo de “nivel de confianza”. Puede que esta partícula nunca se pueda observar de manera directa, pero para establecer su “existencia”, los físicos de partículas tuvieron que regirse por la definición autoimpuesta de qué puede considerarse un descubrimiento: el “nivel de certeza” 5-sigma, o aproximadamente una probabilidad del 0,00003% de que el efecto no sea real sobre la base de pruebas experimentales.

3. 7. En las últimas décadas, el desarrollo de la potencia de los computadores, de la tecnología de sensores y de las redes han permitido a los científicos recabar grandes cantidades de datos. Continuamente se descargan caudales de datos procedentes de diversas fuentes, como satélites de teledetección y sondas espaciales, y se generan grandes cantidades de datos en máquinas de secuenciación de genes. Los experimentos que se realizan en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN producen con regularidad 23 petabytes de datos (lo cual equivale a 13,3 años de contenido de televisión de alta definición) por segundo.

3. 8. La investigación implica analizar grandes cantidades de estos datos, que están almacenados en bases de datos, para buscar patrones y sucesos extraordinarios. Esto debe realizarse mediante el uso de software que generalmente desarrollan los científicos implicados. Puede que los datos y el software no se publiquen con los resultados científicos, pero se puede poner a disposición de otros investigadores.

4. La faceta humana de la ciencia4.1. La ciencia es una actividad colaborativa, y la comunidad científica se compone de personas que

trabajan en la ciencia, la ingeniería y la tecnología. Es habitual trabajar en equipos multidisciplinarios de tal modo que distintas áreas de conocimiento y especialización puedan contribuir a un objetivo común que va más allá de un único campo científico. También se da el caso de que la forma de enfocar un problema dentro del paradigma de una disciplina puede limitar posibles soluciones, por lo cual puede ser muy útil enfocar los problemas mediante el uso de varias perspectivas en las que sean posibles nuevas soluciones.

4. 2. Este tipo de trabajo en equipo se da bajo la concepción común de que la ciencia deben ser de mentalidad abierta e independiente de religiones, culturas, políticas, nacionalidades, edades y sexos. La ciencia implican el libre intercambio de información e ideas a nivel mundial. Como seres humanos, los científicos pueden tener sus sesgos y prejuicios, pero las instituciones, las prácticas y las metodologías de la ciencia contribuyen a que la actividad científica en su conjunto sea ecuánime.

4. 3. Además de colaborar en el intercambio de resultados, los científicos trabajan diariamente en equipo tanto a pequeña como a gran escala. Dicho trabajo conjunto es tanto intradisciplinario como interdisciplinario y es frecuente que se dé entre distintos laboratorios, organizaciones y países. Las comunicaciones virtuales facilitan aún más esta colaboración. Algunos ejemplos de colaboración a gran escala son:

– El Proyecto Manhattan, cuyo objetivo fue construir y probar una bomba atómica. Con el tiempo, en dicho proyecto participaron más de 130.000 personas, que dio como resultado la creación de varios centros de producción e investigación que operaban en secreto y que culminó con el lanzamiento de dos bombas atómicas en Hiroshima y Nagasaki.

– El Proyecto Genoma Humano, que fue un proyecto de investigación internacional cuyo objetivo fue determinar el mapa del genoma humano. Este proyecto, en el que se invirtieron aproximadamente 3.000 millones de dólares estadounidenses, comenzó en 1990 y produjo una versión preliminar del genoma humano en el año 2000. La secuencia del ADN está almacenada en bases de datos disponibles libremente en Internet.

– El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), organizado bajo el auspicio de las Naciones Unidas, está compuesto oficialmente por 2.500 científicos que producen informes en los que se resume el trabajo de muchos más científicos de todo el mundo.


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– La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), una organización internacional fundada en 1954, es el laboratorio de física de partículas más grande del mundo. El laboratorio, situado en Ginebra, cuenta con aproximadamente 2.400 empleados y comparte resultados con 10.000 científicos e ingenieros de más de 100 nacionalidades y de más de 600 universidades y centros de investigación.

Todos estos ejemplos son controvertidos en cierta medida y han generado reacciones contrapuestas tanto entre los científicos como entre la población en general.

4.4. Los científicos emplean una considerable cantidad de tiempo leyendo los resultados publicados de otros científicos. Estos publican sus propios resultados en revistas científicas después de pasar por un proceso denominado “revisión por pares” (peer review). En este proceso varios científicos revisan de manera anónima e independiente el trabajo de un científico o, lo que es más habitual, de un equipo de científicos. Los revisores trabajan en el mismo campo que los autores y deciden si las metodologías de investigación son apropiadas y si el trabajo representa una nueva contribución al conocimiento en ese campo. Los científicos también acuden a conferencias para hacer presentaciones y mostrar pósteres de su trabajo. La publicación en Internet de revistas científicas con artículos revisados por pares ha aumentado la eficacia con la que se puede buscar y acceder a la literatura científica. Hay una gran cantidad de organizaciones nacionales e internacionales de científicos que trabajan en áreas especializadas dentro de determinadas disciplinas.

4.5. A menudo los científicos trabajan en áreas, o llegan a conclusiones, que tienen importantes implicaciones éticas y políticas. Algunas de dichas áreas son la clonación, la manipulación genética de alimentos y organismos, las células madre y las tecnologías reproductivas, la energía nuclear, el desarrollo de armas (nucleares, químicas y biológicas), el trasplante de tejidos y órganos, y áreas que implican realizar experimentos con animales (véase la Política del IB sobre la experimentación con animales). También hay cuestiones relacionadas con los derechos de propiedad intelectual y el libre intercambio de información que pueden afectar significativamente a una sociedad. La actividad científica se lleva a cabo en universidades, empresas comerciales, organizaciones gubernamentales, organismos de defensa y organizaciones internacionales. Las cuestiones relacionadas con patentes y derechos de propiedad intelectual surgen cuando el trabajo se realiza en un entorno protegido.

4.6. La integridad y la presentación fiel de los datos son fundamentales en las ciencias: los resultados no se deben arreglar, manipular ni alterar. Para contribuir a asegurar la probidad académica y evitar los plagios, se citan todas las fuentes y toda ayuda o apoyo recibidos. La revisión inter pares y el escrutinio y el escepticismo de la comunidad científica también ayudan a alcanzar esas metas.

4.7. Las ciencias necesitan financiarse, y la fuente de la financiación es crucial para las decisiones acerca del tipo de investigación que se va a realizar. La financiación por parte de gobiernos y fundaciones sin ánimo de lucro a veces no tiene otro objetivo aparente que la investigación en sí, mientras que la financiación por parte de empresas privadas a menudo se destina a investigaciones aplicadas destinadas a crear o desarrollar un producto o una tecnología en particular. Muchas veces hay factores políticos y económicos que determinan la naturaleza y la medida de la financiación. En numerosas ocasiones, los científicos deben emplear tiempo en solicitar financiación para sus proyectos de investigación y exponer los fundamentos de dichos proyectos.

4.8. La ciencia se han utilizado para resolver muchos problemas y mejorar la situación del ser humano, pero también se ha usado de manera moralmente cuestionable y de formas que han causado problemas accidentalmente. Los avances en saneamiento, suministro de agua limpia e higiene conllevaron un significativo descenso en el índice de mortalidad lo que, sumado a la falta de reducciones compensatorias en el índice de natalidad, trajo consigo grandes aumentos de población, con todos los problemas de recursos y suministro de alimentos y energía que esto implica. Las discusiones sobre aspectos éticos, los análisis de riesgos y beneficios, la evaluación de riesgos y el principio de precaución forman parte de la manera científica de abordar el bien común.


Guía de Química12

5. Alfabetización científica y la percepción de la ciencia por parte de la sociedad5.1. Comprender la naturaleza de la ciencia resulta fundamental cuando la sociedad debe tomar decisiones

que implican hallazgos y problemas de índole científica.¿Cómo juzga la población general? Tal vez no sea posible realizar juicios partiendo de la base de la comprensión directa de la población general sobre una ciencia, pero sí se pueden plantear preguntas importantes sobre si se siguen procesos científicos, y los científicos son los encargados de responder dichas preguntas.

5. 2. Como expertos en sus respectivos campos, los científicos se encuentran en una buena posición para explicar a la población sus problemas y sus hallazgos. Fuera de sus campos de especialización, es posible que no estén más capacitados que cualquier otro ciudadano común para aconsejar sobre cuestiones científicas, si bien su comprensión de los procesos científicos puede ayudarlos a tomar decisiones personales y a informar a terceras personas acerca de si determinadas afirmaciones son creíbles desde un punto de vista científico.

5. 3. Además de saber cómo trabajan y piensan los científicos, la alfabetización científica implica ser consciente de los razonamientos incorrectos. Las personas (incluidos los científicos) son susceptibles a caer en sesgos cognitivos o falacias de razonamiento, y esto debe corregirse siempre que sea posible. Algunos ejemplos son el sesgo de confirmación, generalizaciones precipitadas, post hoc ergo propter hoc (causalidad falsa), la falacia del hombre de paja, redefinición (cambiar las reglas del juego cuando ha comenzado la partida), apelar a la tradición, falsa autoridad y la acumulación de anécdotas que se consideran pruebas.

5. 4. Cuando dichos sesgos y falacias no se corrigen o se controlan debidamente, o cuando los procesos y las comprobaciones de las ciencias se pasan por alto o se aplican incorrectamente, el resultado son las pseudociencias. Pseudociencia es el término que se aplica a aquellas creencias y prácticas que dicen ser científicas pero que no cumplen o no siguen las normas de las metodologías científicas correctas. En otras palabras, les faltan pruebas o un marco teórico, no siempre se pueden someter a comprobaciones y por lo tanto son falsificables, se expresan de forma no rigurosa o poco clara y a menudo no cuentan con el respaldo de pruebas científicas.

5. 5. Otra cuestión clave es el uso de una terminología pertinente. Las palabras que los científicos acuerdan como términos científicos a menudo tienen un significado diferente en la vida cotidiana, y hay que tener esto en cuenta en el discurso científico dirigido a la sociedad en general. Por ejemplo, en su uso cotidiano, la palabra “teoría” significa “especulación”, pero en la ciencia una teoría aceptada es una idea científica que ha generado predicciones a las que se han puesto a prueba de manera rigurosa. Para la población general, “aerosol” es una lata con un dispositivo especial para pulverizar el líquido que contiene, pero en las ciencias es un gas con partículas sólidas o líquidas en suspensión.

5. 6. Independientemente del terreno científico (ya sea en investigación pura, investigación aplicada, o en trabajos de ingeniería para crear o desarrollar nuevas tecnologías) existen infinitas oportunidades para el pensamiento creativo e imaginativo. Las ciencias han alcanzado una gran cantidad de logros, pero hay muchísimas preguntas sin respuesta que esperan a los futuros científicos.



El diagrama de flujo que aparece a continuación muestra el proceso científico de la indagación en la práctica. Puede acceder a la versión interactiva de este diagrama en la página “How science works: The flowchart.” del sitio web Understanding Science. <http://undsci.berkeley.edu/article/scienceflowchart>. University of California Museum of Paleontology. [Consulta: 1 de febrero de 2013].

Cómo funciona la ciencia

Figura 2Rutas hacia el descubrimiento científico

www.understandingscience.org© 2008 The University of California Museum of Paleontology, Berkeley, and the Regents of the University of California

Como funciona la ciencia

EXPLORACIÓN YDESCUBRIMIENTO

Tecnología nueva

Problema práctico

Curiosidad

Observar Preguntar

Compartir resultados e ideas

Inspirar Analizar la literatura

Información personal

Descubrimientos fortuitosObservaciones sorprendentes

Recopilación de datos

Las hipótesis Observaciones previstas Resultados reales

Interpretación de datosResultados/datos que apoyan, son contradictorios, sorprendentes o inconcluso pueden …

… apoyar la hipótesis

… oponerse a la hipótesis

… inspirar nuevas o mejoradas hipótesis

… inspirar la revisión de suposiciones

BENEFICIOS Y RESULTADOS

Desarrollar tecnología

Trata asuntossociales

Desarrollar el conocimiento

Informa la política

Satisface lacuriosidad

Resolver problemas

diarios

Reacción y revisión de

colegasReplicar

Discusión con colegas Publicación

Identificar nuevas ideas/preguntas

Desarrollar nuevasteorías

ANÁLISIS Y RESPUESTA

COMUNITARIA

PROBARIDEAS

Guía de Química14

Introducción

Naturaleza de la química

La química es una ciencia experimental que combina el estudio académico con la adquisición de destrezas prácticas y de investigación. Se la conoce como “la ciencia fundamental”, porque los principios químicos son la base del medio físico en el que vivimos y de todos los sistemas biológicos. Además de ser una disciplina digna de ser estudiada en sí misma, constituye un requisito previo para otros cursos de educación universitaria como medicina, ciencias biológicas y ciencias ambientales, y también es útil como preparación para la vida laboral.

La tierra, el agua, el aire y el fuego son los cuatro elementos de la antigüedad clásica y guardan relación con el hinduismo y el budismo. El filósofo griego Platón fue el primero en denominar elementos a estas entidades. El estudio de la química ha cambiado drásticamente desde sus orígenes en la época de los alquimistas, que tenían como objetivo la transmutación de metales comunes en oro. Pese a que en la actualidad no se considera que los alquimistas fuesen auténticos científicos, las raíces de la química moderna se remontan al estudio de la alquimia. Los alquimistas fueron de los primeros en desarrollar estrictos procesos de experimentación y técnicas de laboratorio. Robert Boyle, a menudo considerado padre de la química moderna, comenzó en la alquimia sus experimentos.

A pesar del apasionante y extraordinario desarrollo de las ideas a lo largo de la evolución de la química, ciertas cosas han permanecido intactas. La observación sigue siendo un elemento esencial para la disciplina, y a veces se requiere decidir el objeto de la búsqueda. Los procesos científicos que siguieron los más eminentes científicos en el pasado son los mismos que utilizan los químicos contemporáneos y también, de manera crucial, pueden ser empleados por los alumnos en el colegio. El cuerpo de conocimientos científicos ha crecido en tamaño y complejidad, y las herramientas y habilidades tanto en la teoría como en el área experimental de la química se han especializado tanto que resulta difícil, si no imposible, mantener un nivel alto de competencia en ambas áreas. A la vez que ser conscientes de ello, los alumnos deberán saber también que los vínculos entre ambos campos se mantienen a través del libre y rápido intercambio de ideas teóricas y resultados experimentales, por medio de las publicaciones científicas.

El curso de Química del Programa del Diploma incluye los principios fundamentales de la disciplina y además, mediante la selección de una opción, ofrece a los profesores flexibilidad para diseñar sus cursos de acuerdo con las necesidades de sus alumnos. El curso se ofrece en el Nivel Medio (NM) y en el Nivel Superior (NS). Por consiguiente, está dirigido tanto a los alumnos que deseen estudiar química como su principal disciplina en la educación universitaria como a los que no.

En el nivel escolar, todos los alumnos deben abordar tanto la teoría como los experimentos. Estos deberían complementarse mutuamente con naturalidad, tal como ocurre en el conjunto de la comunidad científica. El curso de Química del Programa del Diploma permite que los alumnos adquieran habilidades y técnicas tradicionales, y que aumenten su competencia en el uso de las matemáticas, que es el lenguaje de las ciencias. También hace posible que desarrollen habilidades interpersonales y competencia en el uso de tecnologías digitales. Estas competencias son esenciales para desenvolverse en el ámbito científico del siglo XXI y constituyen en sí mismas importantes herramientas para mejorar la calidad de vida de las personas.



Enfoque de la enseñanzaLa enseñanza de la química se puede abordar de diversas maneras. Por su propia naturaleza, la química se presta a la aplicación de un método experimental y se espera que esto se refleje a lo largo del curso.

El orden que siguen los temas en el programa de estudios no es indicativo del orden en el que se deben impartir; queda a la elección de cada profesor la ordenación que mejor se adapte a sus circunstancias. Las secciones de las opciones se pueden impartir dentro de los temas troncales o de los temas adicionales del NS (TANS), y también se pueden impartir como una unidad aparte.

Las ciencias y la dimensión internacionalLa ciencia es una actividad internacional por naturaleza: el intercambio de información e ideas entre distintos países ha sido fundamental para su progreso. Este intercambio no es un fenómeno nuevo, pero se ha acelerado en los últimos tiempos con el desarrollo de las tecnologías de la información y las comunicaciones. La idea de que la ciencia es un invento occidental es un mito: muchas de las bases de la ciencia moderna fueron establecidas hace muchos siglos por las civilizaciones árabe, india y china, entre otras. Se alienta a los profesores a que destaquen esta contribución al impartir diversos temas, por ejemplo, mediante sitios web que muestren la evolución cronológica de los avances científicos. El método científico en su sentido más amplio, con su énfasis en la revisión por pares, la mentalidad abierta y la libertad de pensamiento, transciende la política, la religión, el sexo y la nacionalidad. Cuando corresponde en algunos temas, las secciones detalladas del programa de estudios de las guías del Grupo 4 contienen vínculos que ilustran los aspectos internacionales de la ciencia.

Actualmente existen numerosos organismos internacionales que fomentan la investigación científica. Las Naciones Unidas cuentan con conocidos organismos, como la UNESCO, el PNUMA y la OMM, en los que la ciencia desempeña una función prominente, pero existen, además de los mencionados, cientos de organismos internacionales que representan a todas las ramas de la ciencia. La infraestructura necesaria para la investigación a gran escala, como por ejemplo en los experimentos de física de partículas y el Proyecto Genoma Humano, es costosa y su financiación solo es posible mediante inversiones conjuntas de muchos países. Científicos de todo el mundo comparten los datos obtenidos en estas investigaciones. Se alienta a los profesores y a los alumnos del Grupo 4 a que accedan a los amplios sitios web y bases de datos de estos organismos científicos internacionales para que aprecien mejor la dimensión internacional.

Cada vez se reconoce más que numerosos problemas científicos son de naturaleza internacional, lo que ha impulsado la adopción de una perspectiva global en muchos ámbitos de investigación. Un ejemplo destacado son los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. En el terreno práctico, el proyecto del Grupo 4 (que deben realizar todos los alumnos de Ciencias Experimentales) se asemeja al trabajo realizado por científicos profesionales, al fomentar la colaboración entre colegios de regiones diferentes.

El conocimiento científico tiene una capacidad sin parangón para transformar las sociedades. Puede proporcionar grandes ventajas a la humanidad o reforzar las desigualdades y producir daños a las personas y al medio ambiente. En consonancia con la declaración de principios del IB, los alumnos que cursan las asignaturas del Grupo 4 deben ser conscientes de la responsabilidad moral que tienen los científicos de garantizar el acceso a los conocimientos y datos científicos de forma equitativa para todos los países y de que estos dispongan de los recursos para utilizar esta información en pos del desarrollo de sociedades sustentables.

Se debe pedir a los alumnos que dirijan su atención a las secciones del programa de estudios que tengan vínculos con la mentalidad internacional. En los subtemas del contenido del programa de estudios se dan ejemplos de cuestiones relacionadas con la mentalidad internacional. Los profesores también pueden utilizar los recursos que se encuentran en el sitio Compromiso global (http://globalengage.ibo.org/).


Guía de Química16

Diferencias entre el NM y el NSLos alumnos que estudian las asignaturas del Grupo 4 en el Nivel Medio (NM) y el Nivel Superior (NS) cursan un programa de estudios con temas troncales comunes, siguen un plan común de evaluación interna y estudian opciones que presentan algunos elementos en común. Se les ofrece un programa de estudios que fomenta el desarrollo de determinados atributos, habilidades y actitudes, según se describe en la sección “Objetivos de evaluación” de la presente guía.

Aunque las habilidades y actividades de las asignaturas del Grupo 4 (Ciencias) son comunes para los alumnos del NM y del NS, los alumnos del NS deben estudiar algunos temas en mayor profundidad en el material de temas adicionales del NS (TANS) y en las opciones comunes. El NM y el NS se diferencian en amplitud y en profundidad.

Conocimientos previosLa experiencia con las asignaturas del Grupo 4 ha demostrado que los alumnos sin estudios ni conocimientos previos sobre ciencias serán capaces de cursar con éxito estas asignaturas en el NM. En este sentido, lo importante será su actitud ante el aprendizaje, caracterizada por los atributos del perfil de la comunidad de aprendizaje del IB.

No obstante, si bien no se pretende restringir el acceso a las asignaturas del Grupo 4, los alumnos que se planteen cursar una asignatura del Grupo 4 en el NS deberán contar con cierta experiencia anterior en educación científica formal. No se especifican temas concretos, aunque los alumnos que hayan cursado el Programa de los Años Intermedios (PAI) o que hayan realizado estudios afines con orientación científica o un curso de ciencias en el colegio estarán suficientemente preparados para una asignatura del NS.

Vínculos con el Programa de los Años IntermediosLos alumnos que hayan realizado los cursos de Ciencias, Diseño y Matemáticas del PAI estarán bien preparados para cursar las asignaturas del Grupo 4. La coherencia entre Ciencias del PAI y los cursos del Grupo 4 del PD permite a los alumnos una transición sin complicaciones de un programa al otro. La planificación simultánea de los nuevos cursos del Grupo 4 y el proyecto “Programa de los Años Intermedios: el siguiente capítulo” (ambos lanzados en 2014) ha contribuido a una coherencia aún mayor entre el PAI y el PD.

La indagación científica es fundamental para el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias en el PAI. Capacita a los alumnos para desarrollar una manera de pensar y un conjunto de habilidades y procesos que, además de permitirles adquirir y utilizar conocimientos, los dota de las habilidades necesarias para abordar con confianza el componente de evaluación interna de las asignaturas del Grupo 4. Las asignaturas de Ciencias del PAI aspiran a contribuir al desarrollo de los alumnos como miembros de la comunidad de aprendizaje del siglo XXI. Un programa de ciencias con un enfoque holístico permite a los alumnos desarrollar y utilizar una combinación de habilidades cognitivas, destrezas sociales, motivación personal, conocimiento conceptual y competencias de resolución de problemas dentro de un entorno de aprendizaje basado en la indagación (Rhoton 2010). El objetivo de la indagación es servir de apoyo a la comprensión de los alumnos proporcionándoles oportunidades de explorar de manera independiente y colaborativa cuestiones pertinentes mediante la investigación y la experimentación. Esto forma una firme base de comprensión científica con profundas raíces conceptuales para los alumnos que van a estudiar los cursos del Grupo 4.

En el PAI, los profesores toman decisiones acerca del logro de los alumnos empleando su juicio profesional y con la orientación de criterios que son públicos, precisos y conocidos de antemano para garantizar así que la



evaluación sea transparente. Con este enfoque, el trabajo de los alumnos se evalúa en relación con niveles de logro determinados y no en relación con el trabajo de otros alumnos. Es importante hacer hincapié en que la finalidad más importante de la evaluación del PAI (coherente con el PEP y el PD) es apoyar los objetivos del currículo y fomentar un aprendizaje adecuado por parte de los alumnos. Las evaluaciones se basan en los objetivos generales y de evaluación del curso y, por tanto, una enseñanza eficaz dirigida a cumplir los requisitos del curso también asegurará que se cumplan los requisitos de evaluación formal. Los alumnos deben comprender qué son las normas, las aplicaciones concretas y las expectativas de evaluación; estos elementos deben presentarse de manera natural cuanto antes en la enseñanza, así como en las actividades de clase y en las tareas para hacer en el hogar. Tener experiencia en la evaluación por criterios ayuda en gran medida a que los alumnos que empiezan a estudiar asignaturas del Grupo 4 del PD comprendan los requisitos de evaluación interna.

El currículo de Ciencias del PAI, basado en conceptos, busca ayudar al alumno a construir significados mediante la mejora del pensamiento crítico y la transferencia de conocimientos. En el nivel más alto se encuentran los conceptos clave, que son ideas importantes, amplias y organizadoras que tienen pertinencia dentro del curso de Ciencias, pero que también lo trascienden y son pertinentes a otros grupos de asignaturas. Estos conceptos clave facilitan el aprendizaje disciplinario, el aprendizaje interdisciplinario y las conexiones con otras asignaturas. Mientras que los conceptos clave aportan amplitud, los conceptos relacionados de Ciencias del PAI añaden profundidad al programa. El concepto relacionado puede considerarse como la “gran idea” de la unidad que aporta orientación y profundidad y que dirige a los alumnos hacia la comprensión conceptual.

En el PAI hay 16 conceptos clave, y los tres que aparecen resaltados a continuación sirven de eje a Ciencias del PAI.

Conceptos clave en el currículo del PAI

Estética Cambio Comunicación Comunidades

Conexiones Creatividad Cultura Desarrollo

Forma Interacciones globales Identidad Lógica

Perspectiva Relaciones Sistemas Tiempo, lugar y espacio

Además, los alumnos del PAI pueden realizar una evaluación electrónica opcional y basada en conceptos como preparación adicional para los cursos de Ciencias del PD.

Ciencias y Teoría del ConocimientoEl curso de Teoría del Conocimiento (TdC), cuya primera evaluación se celebrará en 2015, anima a los alumnos a reflexionar sobre la naturaleza del conocimiento y la manera en la que conocemos lo que afirmamos saber. El curso identifica ocho formas de conocimiento: lenguaje, percepción sensorial, emoción, razón, imaginación, fe, intuición y memoria. Los alumnos exploran estos medios de producir conocimiento dentro del contexto de varias áreas de conocimiento: las ciencias naturales, las ciencias humanas, las artes, la ética, la historia, las matemáticas, los sistemas de conocimiento religiosos, y los sistemas de conocimiento indígenas. El curso también requiere que los alumnos comparen las distintas áreas de conocimiento y que reflexionen sobre cómo se alcanza el conocimiento en las distintas disciplinas, qué tienen en común las disciplinas, y las diferencias entre estas.


Guía de Química18

Las lecciones de TdC pueden ayudar a los alumnos en su estudio de las ciencias, así como el estudio de las ciencias puede ayudar a los alumnos en sus cursos de TdC. TdC proporciona a los alumnos un espacio en el que participar en discusiones amplias y estimulantes acerca de cuestiones como qué significa para una disciplina ser una ciencia, o si debería haber límites éticos en la búsqueda de conocimientos científicos. Además, permite a los alumnos reflexionar sobre las metodologías de las ciencias y compararlas con las de otras áreas de conocimiento. En la actualidad está ampliamente aceptado que no existe un único método científico, en el sentido estricto definido por Popper, sino que las ciencias emplean una variedad de enfoques para encontrar explicaciones sobre el funcionamiento de la naturaleza. Las distintas disciplinas científicas tienen en común el uso del razonamiento inductivo y deductivo, la importancia de las pruebas, etc. Se anima a los alumnos a comparar y contrastar estos métodos con los métodos que se encuentran en, por ejemplo, las artes o la historia.

De esta manera se dan amplias oportunidades para que los alumnos establezcan vínculos entre sus cursos de Ciencias y TdC. Una forma en que los profesores pueden ayudar a los alumnos a establecer dichos vínculos con TdC es llamar la atención de estos hacia preguntas de conocimiento que surjan del contenido de la asignatura. Las preguntas de conocimiento son preguntas abiertas y a continuación se dan algunos ejemplos:

• ¿Cómo se distingue la ciencia de la pseudociencia?

• Al realizar experimentos, ¿qué relación hay entre las expectativas del científico y su percepción?

• ¿Cómo progresa el conocimiento científico?

• ¿Qué papel desempeñan la imaginación y la intuición en las ciencias?

• ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias en los métodos de las ciencias naturales y las ciencias humanas?

En los subtemas del contenido del programa de estudios de esta guía se dan ejemplos de preguntas de conocimiento pertinentes. Además, los profesores pueden encontrar sugerencias de preguntas de conocimiento interesantes en las secciones “Áreas de conocimiento” y “El marco de conocimiento” de la Guía de Teoría del Conocimiento. Se debe animar a los alumnos a plantear y discutir tales preguntas de conocimiento tanto en las clases de Ciencias como en las de TdC.


Introducción

Objetivos generales

Objetivos generales del Grupo 4Mediante el estudio de la Biología, la Física o la Química, los alumnos deberán tomar conciencia de la forma en que los científicos trabajan y se comunican entre ellos. Si bien el método científico puede adoptar muy diversas formas, es el enfoque práctico, mediante trabajos experimentales, lo que caracteriza a estas asignaturas.

Mediante el tema dominante de naturaleza de la ciencia, los objetivos generales permiten a los alumnos:

1. Apreciar el estudio científico y la creatividad dentro de un contexto global mediante oportunidades que los estimulen y los desafíen intelectualmente

2. Adquirir un cuerpo de conocimientos, métodos y técnicas propios de la ciencia y la tecnología

3. Aplicar y utilizar un cuerpo de conocimientos, métodos y técnicas propios de la ciencia y la tecnología

4. Desarrollar la capacidad de analizar, evaluar y sintetizar la información científica

5. Desarrollar una toma de conciencia crítica sobre el valor y la necesidad de colaborar y comunicarse de manera eficaz en las actividades científicas

6. Desarrollar habilidades de experimentación y de investigación científicas, incluido el uso de tecnologías actuales

7. Desarrollar las habilidades de comunicación del siglo XXI para aplicarlas al estudio de la ciencia

8. Tomar conciencia crítica, como ciudadanos del mundo, de las implicaciones éticas del uso de la ciencia y la tecnología

9. Desarrollar la apreciación de las posibilidades y limitaciones de la ciencia y la tecnología

10. Desarrollar la comprensión de las relaciones entre las distintas disciplinas científicas y su influencia sobre otras áreas de conocimiento

Guía de Química20

Introducción

Objetivos de evaluación

Los objetivos de evaluación de Biología, Química y Física reflejan aquellos aspectos de los objetivos generales que deben evaluarse de manera formal interna o externamente. Dichas evaluaciones se centrarán en la naturaleza de la ciencia. El propósito de estos cursos es que los alumnos alcancen los siguientes objetivos de evaluación:

1. Demostrar conocimiento y comprensión de:

a. Hechos, conceptos y terminología

b. Metodologías y técnicas

c. Cómo comunicar la información científica

2. Aplicar:

a. Hechos, conceptos y terminología


c. Métodos de comunicar la información científica

3. Formular, analizar y evaluar:

a. Hipótesis, problemas de investigación y predicciones


c. Datos primarios y secundarios

d. Explicaciones científicas

4. Demostrar las aptitudes de investigación, experimentación y personales necesarias para llevar a cabo investigaciones perspicaces y éticas.


Programa de estudios

Resumen del programa de estudios

Componente del programa

Horas lectivas recomendadas

NM NS

Temas troncales1. Relaciones estequiométricas

2. Estructura atómica

3. Periodicidad

4. Enlace químico y estructura

5. Energía/termoquímica

6. Cinética química

7. Equilibrio

8. Ácidos y bases

9. Procesos rédox

10. Química orgánica

11. Medición y procesamiento de datos

9513,5

6

6

13,5

9

7

4,5

6,5

8

11

10

Temas adicionales del Nivel Superior (TANS)12. Estructura atómica

13. La tabla periódica: metales de transición

14. Enlace químico y estructura

15. Energía/termoquímica

16. Cinética química

17. Equilibrio

18. Ácidos y bases

19. Procesos rédox

20. Química orgánica

21. Medición y análisis

602

4

7

7

6

4

10

6

12

2

OpcionesA. Materiales

B. Bioquímica

C. Energía

D. Química medicinal

1515

15

15

15

2525

25

25

25

Resumen del programa de estudios

Guía de Química22

Componente del programa


NM NS

Plan de trabajos prácticosTrabajos prácticos

Investigación individual (evaluación interna)

Proyecto del Grupo 4

4020

10

10

6040

10

10

Total de horas lectivas 150 240

Se recomienda impartir 240 horas lectivas para completar los cursos de NS y 150 horas lectivas para completar los cursos de NM, tal como se indica en el documento titulado Reglamento general del Programa del Diploma, publicado en 2011 (página 4, artículo 8.2).



Enfoques de la enseñanza y el aprendizaje de Química

Formato del programa de estudiosEl formato de la sección del programa de estudios de las guías del Grupo 4 es el mismo para las asignaturas de Física, Química y Biología. Esta nueva estructura destaca y hace hincapié en los aspectos de enseñanza y aprendizaje.

Temas y opcionesLos temas están numerados y las opciones se identifican mediante una letra mayúscula (por ejemplo, “Tema 6: Cinética química”, u “Opción D: Química medicinal”).

SubtemasLos subtemas están numerados de la siguiente manera: “6.1 Teoría de las colisiones y velocidades de reacción”. El material de ayuda al profesor contiene más información y orientación acerca de la cantidad de horas lectivas.

Cada subtema comienza con una “idea fundamental”. La idea fundamental es una interpretación perdurable que se considera parte de la comprensión de las ciencias por parte de la población general. A esto le sigue la sección “Naturaleza de la ciencia”, en la que se dan ejemplos específicos en contexto en los que se ilustran algunos aspectos de la naturaleza de la ciencia. Dichos ejemplos están directamente vinculados con referencias específicas de la sección “Naturaleza de la ciencia” de la guía para ayudar a los profesores a comprender el tema general que se vaya a abordar.

Bajo el tema preponderante de “Naturaleza de la ciencia” se encuentran dos columnas. En la primera columna hay tres apartados: “Comprensión”, “Aplicaciones y habilidades” y “Orientación”. En el apartado “Comprensión” se plantean las principales ideas generales que se deben enseñar. En “Aplicaciones y habilidades” se resumen las aplicaciones y las habilidades específicas que se desarrollarán a partir de la comprensión. Por último, en “Orientación” se informa acerca de los límites y la profundidad de tratamiento que se requiere tanto a profesores como a examinadores. El contenido del apartado “Naturaleza de la ciencia” (que se encuentra encima de las dos columnas), y el de la primera columna son elementos que se pueden evaluar. Además, como en el curso anterior, a partir del contenido de la segunda columna se evaluará la mentalidad internacional en las ciencias.

Por su parte, la segunda columna cuenta con los apartados “Mentalidad internacional”, “Teoría del Conocimiento”, “Utilización” y “Objetivos generales”. En “Mentalidad internacional” se da a los profesores sugerencias de aspectos relacionados con la mentalidad internacional. En “Teoría del Conocimiento” se proporcionan ejemplos de preguntas de conocimiento de TdC (véase la Guía de Teoría del Conocimiento publicada en 2013) que se pueden utilizar para guiar a los alumnos en la preparación del ensayo de TdC. En el apartado “Utilización” se puede vincular el subtema con otras partes del programa de estudios de la asignatura, con otras guías de asignaturas del PD o con aplicaciones del mundo real. Finalmente, el apartado “Objetivos generales” indica cómo se abordan en el subtema determinados objetivos generales del Grupo 4.

Enfoques de la enseñanza de Química

Guía de Química24

Formato de la guíaTema 1: <Título>

Idea fundamental: Aquí se indica la idea fundamental de cada subtema.

1.1 Subtema

Naturaleza de la ciencia: Relaciona el subtema con el tema preponderante de naturaleza de la ciencia.

Comprensión:

• Esta sección proporciona información específica acerca de los requisitos de contenido para cada subtema.

Aplicaciones y habilidades:

• Esta sección da información sobre cómo los alumnos deben aplicar la comprensión. Por ejemplo, las aplicaciones podrían implicar demostrar cálculos matemáticos o habilidades prácticas.

Orientación:

• Esta sección proporciona información específica y límites acerca de los requisitos de comprensión y aplicaciones y habilidades.

• Esta sección también incluye vínculos con secciones específicas del cuadernillo de datos.

Mentalidad internacional:

• Ideas que los profesores pueden integrar fácilmente en sus clases.

Teoría del Conocimiento:

• Ejemplos de preguntas de conocimiento de TdC.

Utilización: (incluye vínculos con el resto del programa de estudios y con otras asignaturas del programa)

• Vínculos con otros temas de la Guía de Química, con varias aplicaciones del mundo real, y con otros cursos del Programa del Diploma.

Objetivos generales:

• Vínculos con los objetivos generales de las asignaturas del Grupo 4.

Técnicas experimentales del Grupo 4 “Lo que oigo, olvido. Lo que veo, recuerdo. Lo que hago, aprendo.”

Confucio

En cualquier curso del Grupo 4, la experiencia de los estudiantes en el aula, el laboratorio, o mediante el trabajo de campo constituye una parte fundamental de su aprendizaje. Las actividades prácticas permiten a los estudiantes interactuar con los fenómenos naturales y las fuentes secundarias de datos. Estas experiencias brindan a los estudiantes la oportunidad de diseñar sus investigaciones, recoger datos, adquirir técnicas de manipulación, analizar resultados, colaborar con colegas, y evaluar y comunicar sus hallazgos. Los experimentos se pueden usar para presentar un tema, investigar un fenómeno o permitir a los estudiantes considerar y examinar cuestiones y curiosidades.

La experimentación práctica proporciona a los estudiantes la oportunidad de recrear los mismos procesos que realizan los científicos. La experimentación ayuda a los alumnos a percibir la naturaleza del pensamiento científico y la investigación. Todas las teorías y leyes científicas comienzan con la observación.

Es importante que los alumnos participen en un programa práctico basado en la indagación que permita el desarrollo de la investigación científica. No es suficiente que los alumnos se limiten a seguir instrucciones y a reproducir un determinado procedimiento experimental, sino que se les deberá dar oportunidades de realizar una indagación genuina. Desarrollar habilidades de indagación científica dará a los alumnos



la capacidad de elaborar explicaciones basadas en pruebas fiables y en un razonamiento lógico. Una vez desarrolladas, estas habilidades de pensamiento de orden superior permitirán a los alumnos adoptar una actitud de aprendizaje durante toda su vida y conocer el mecanismo de las ciencias.

El plan de trabajos prácticos del colegio debe permitir a los alumnos experimentar toda la amplitud y profundidad del curso, incluidas las opciones. Dicho plan de trabajos prácticos también debe preparar a los alumnos para realizar la investigación individual que se requiere para la evaluación interna. El desarrollo de las técnicas de manipulación de los alumnos debe incluir que estos sean capaces de seguir instrucciones con exactitud y utilizar de forma segura, competente y metódica diversas técnicas y equipos.

La sección “Aplicaciones y habilidades” del programa de estudios enumera técnicas, experimentos y habilidades de laboratorio específicos que los alumnos deben aplicar en algún momento al estudiar las asignaturas del Grupo 4. En la sección “Objetivos generales” del programa de estudios se enumeran otras técnicas, experimentos y habilidades de laboratorio que se recomiendan. El objetivo general 6 de las asignaturas del Grupo 4 está directamente relacionado con el desarrollo de habilidades de experimentación e investigación.

Requisitos matemáticosTodos los alumnos de Química del Programa del Diploma deberán ser capaces de:

• Realizar las operaciones aritméticas básicas: suma, resta, multiplicación y división

• Realizar cálculos con medias, decimales, fracciones, porcentajes, proporciones, aproximaciones y recíprocas

• Utilizar la notación científica (por ejemplo, 3,6 × 106)

• Utilizar la proporción directa e inversa

• Resolver ecuaciones algebraicas sencillas

• Dibujar gráficos (con escalas y ejes adecuados) con dos variables que muestren relaciones lineales o no lineales

• Interpretar gráficos, incluido el significado de pendientes, variación de pendientes, intersecciones con los ejes y áreas

• Interpretar datos presentados en diversas formas (por ejemplo, gráficos de barras, histogramas y gráficos circulares)

Cuadernillo de datosEl cuadernillo de datos debe considerarse parte esencial del programa de Química. Deberá utilizarse a lo largo del curso, y no solo durante las evaluaciones externas. El cuadernillo de datos contiene ecuaciones, constantes, datos, fórmulas estructurales y tablas de información útiles. En el programa de estudios de la guía de la asignatura hay referencias directas a información del cuadernillo de datos que permitirá a los alumnos familiarizarse con su uso y contenido. Se recomienda utilizar el cuadernillo de datos tanto en las clases como en las evaluaciones que se realicen en el colegio.

En las evaluaciones externas tanto de NM como de NS, el cuadernillo de datos no se puede utilizar en la prueba 1, pero se proporciona a los alumnos una copia de la tabla periódica que aparece en la sección 6 del cuadernillo. Para las pruebas 2 y 3 se proporcionará a los alumnos copias del cuadernillo de datos sin ningún tipo de anotación.


Guía de Química26

Uso de las tecnologías de la información y las comunicacionesSe fomenta el uso de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) en todos los aspectos del curso, tanto en el programa práctico como en las actividades cotidianas de clase. Los profesores deben utilizar las páginas de TIC de los respectivos materiales de ayuda al profesor.

Planificación del cursoEl programa de estudios que se proporciona en la guía de la asignatura no pretende establecer un orden para la enseñanza, sino detallar lo que debe cubrirse antes del final del curso. Cada colegio debe desarrollar un plan de trabajo que resulte óptimo para sus alumnos. Por ejemplo, el plan de trabajo puede realizarse de tal modo que coincida con los recursos disponibles, que tenga en cuenta la experiencia y los conocimientos previos de los alumnos, o puede elaborarse teniendo en cuenta otros requisitos locales.

Los profesores de NS tienen la posibilidad de enseñar los temas troncales y los temas adicionales del NS (TANS) al mismo tiempo, o bien impartirlos en espiral, para lo cual enseñarían los temas troncales en el primer año del curso y los repasarían en el segundo año cuando impartiesen los TANS. El tema optativo puede enseñarse como un tema aparte o bien integrarse en la enseñanza de los temas troncales y/o de los TANS.

Sea como sea la planificación del curso, se debe proporcionar una cantidad adecuada de tiempo para repasar para el examen. También se debe conceder tiempo para que los alumnos reflexionen sobre su experiencia y su crecimiento como miembros de la comunidad de aprendizaje.

Perfil de la comunidad de aprendizaje del IBEl curso de Química contribuye al desarrollo de los atributos del perfil de la comunidad de aprendizaje del IB. Mediante el curso, los alumnos abordarán los atributos del perfil de la comunidad de aprendizaje del IB. Por ejemplo, los requisitos de la evaluación interna proporcionarán a los alumnos oportunidades para desarrollar cada uno de los aspectos del perfil. A continuación se proporcionan varias referencias de los cursos del Grupo 4 para cada uno de los atributos del perfil de la comunidad de aprendizaje.

Atributo del perfil de la comunidad de aprendizaje

Biología, Química y Física

Indagadores Objetivos generales 2 y 6

Actividades prácticas y evaluación interna

Informados e instruidos

Objetivos generales 1 y 10, vínculos con la mentalidad internacional


Pensadores Objetivos generales 3 y 4, vínculos con Teoría del Conocimiento




Atributo del perfil de la comunidad de aprendizaje

Biología, Química y Física

Buenos comunicadores

Objetivos generales 5 y 7, evaluación externa


Íntegros Objetivos generales 8 y 9

Actividades prácticas y evaluación interna. Conducta ética (póster Conducta ética en el Programa del Diploma, Política del IB sobre la experimentación con animales), probidad académica

De mentalidad abierta

Objetivos generales 8 y 9, vínculos con la mentalidad internacional

Actividades prácticas y evaluación interna, proyecto del Grupo 4

Solidarios Objetivos generales 8 y 9

Actividades prácticas y evaluación interna, proyecto del Grupo 4, conducta ética (póster Conducta ética en el Programa del Diploma, Política del IB sobre la experimentación con animales)

Audaces Objetivos generales 1 y 6


Equilibrados Objetivos generales 8 y 10

Actividades prácticas y evaluación interna, proyecto del Grupo 4 y trabajo de campo

Reflexivos Objetivos generales 5 y 9


Guía de Química28


Contenido del programa de estudios


Temas troncales 95 horas

Tema 1: Relaciones estequiométricas 13,5

1.1 Introducción a la naturaleza corpuscular de la materia y al cambio químico

1.2 El concepto de mol

1.3 Masas y volúmenes reaccionantes

Tema 2: Estructura atómica 6

2.1 El átomo nuclear

2.2 Configuración electrónica

Tema 3: Periodicidad 6

3.1 Tabla periódica

3.2 Tendencias periódicas

Tema 4: Enlace químico y estructura 13,5

4.1 Enlace iónico y estructura

4.2 Enlace covalente

4.3 Estructuras covalentes

4.4 Fuerzas intermoleculares

4.5 Enlace metálico

Tema 5: Energía/termoquímica 9

5.1 Medición de variaciones de energía

5.2 Ley de Hess

5.3 Entalpía de enlace

Tema 6: Cinética química 7

6.1 Teoría de las colisiones y velocidades de reacción

Tema 7: Equilibrio 4,5

7.1 Equilibrio




Tema 8: Ácidos y bases 6,5

8.1 Teorías de ácidos y bases

8.2 Propiedades de ácidos y bases

8.3 La escala de pH

8.4 Ácidos y bases fuertes y débiles

8.5 Deposición ácida

Tema 9: Procesos rédox 8

9.1 Oxidación y reducción

9.2 Celdas electroquímicas

Tema 10: Química orgánica 11

10.1 Fundamentos de química orgánica

10.2 Química de los grupos funcionales

Tema 11: Medición y procesamiento de datos 10

11.1 Incertidumbres y errores en la medición y los resultados

11.2 Técnicas gráficas

11.3 Identificación espectroscópica de compuestos orgánicos

Temas adicionales del Nivel Superior (TANS) 60 horas

Tema 12: Estructura atómica 2

12.1 Los electrones en los átomos

Tema 13: La tabla periódica : metales de transición 4

13.1 Elementos de la primera fila del bloque d

13.2 Complejos coloreados

Tema 14: Enlace químico y estructura 7

14.1 Enlace covalente, dominio electrónico y geometría molecular

14.2 Hibridación

Tema 15: Energía/termoquímica 7

15.1 Ciclos de energía

15.2 Entropía y espontaneidad


Guía de Química30


Tema 16: Cinética química 6

16.1 Expresión de velocidad y mecanismo de reacción

16.2 Energía de activación

Tema 17: Equilibrio 4

17.1 Ley de equilibrio

Tema 18: Ácidos y bases 10

18.1 Ácidos y bases de Lewis

18.2 Cálculos con ácidos y bases

18.3 Curvas de pH

Tema 19: Procesos rédox 6

19.1 Celdas electroquímicas

Tema 20: Química orgánica 12

20.1 Tipos de reacciones orgánicas

20.2 Rutas de síntesis

20.3 Estereoisomería

Tema 21: Medición y análisis 2

21.1 Identificación espectroscópica de compuestos orgánicos

Opciones 15 horas (NM)/ 25 horas (NS)A. MaterialesTemas troncalesA.1 Introducción a la ciencia de los materiales

A.2 Los metales y la espectroscopía con fuente de plasma de acoplamiento inductivo (ICP)

A.3 Catalizadores

A.4 Cristales líquidos

A.5 Polímeros

A.6 Nanotecnología

A.7 Impacto ambiental: plásticos



Temas adicionales del Nivel Superior (TANS)A.8 Metales superconductores y cristalografía de rayos X

A.9 Polímeros de condensación

A.10 Impacto ambiental: metales pesados

B. BioquímicaTemas troncalesB.1 Introducción a la bioquímica

B.2 Proteínas y enzimas

B.3 Lípidos

B.4 Hidratos de carbono

B.5 Vitaminas

B.6 Bioquímica y ambiente

Temas adicionales del Nivel Superior (TANS)B.7 Proteínas y enzimas

B.8 Ácidos nucleicos

B.9 Pigmentos biológicos

B.10 Estereoquímica en las biomoléculas

C. EnergíaTemas troncalesC.1 Fuentes de energía

C.2 Combustibles fósiles

C.3 Fusión y fisión nuclear

C.4 Energía solar

C.5 Impacto ambiental: calentamiento global

Temas adicionales del Nivel Superior (TANS)C.6 Electroquímica, baterías recargables y pilas de combustible

C.7 Fusión nuclear y fisión nuclear

C.8 Células fotovoltaicas y células solares sensibilizadas por colorante

D. Química medicinalTemas troncalesD.1 Acción de los productos farmacéuticos y las drogas

D.2 Aspirina y penicilina

D.3 Opiáceos

D.4 Regulación del pH del estómago


Guía de Química32

D.5 Medicamentos antivirales

D.6 Impacto ambiental de algunos medicamentos

Temas adicionales del Nivel Superior (TANS)D.7 Taxol: un estudio de caso de auxiliar quiral

D.8 Medicina nuclear

D.9 Detección y análisis de drogas

Tema 1: Relaciones estequiométricas


Tem

a 1:

Rel

acio

nes

este

quio

mét

ricas

13

,5 h

oras

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Las

prop

ieda

des

físic

as y

quí

mic

as d

epen

den

de la

form

a en

que

se

com

bine

n lo

s di

stin

tos

átom

os.

1.1

Intr

oduc

ción

a la

nat

ural

eza

corp

uscu

lar d

e la

mat

eria

y a

l cam

bio

quím

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Nat

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eza

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cie

ncia

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lizar

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icio

nes

cuan

titat

ivas

con

repe

ticio

nes

para

ase

gura

r la

fiabi

lidad

: pro

porc

ione

s de

finid

as y

múl

tiple

s. (3

.1)

Com

pren

sión

:

•Lo

s át

omos

de

dife

rent

es e

lem

ento

s se

com

bina

n en

pro

porc

ione

s fij

as p

ara

form

ar c

ompu

esto

s, q

ue ti

enen

pro

pied

ades

dis

tinta

s de

las

de lo

s el

emen

tos

que

los

com

pone

n.

•La

s m

ezcl

as c

ontie

nen

más

de

un e

lem

ento

y/o

com

pues

to q

ue n

o es

tán

unid

os q

uím

icam

ente

y p

or e

so m

antie

nen

sus

prop

ieda

des

indi

vidu

ales

.

•La

s m

ezcl

as s

on h

omog

énea

s o

hete

rogé

neas

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

ecua

cion

es q

uím

icas

dad

os lo

s re

activ

os y

los

prod

ucto

s.

•Ap

licac

ión

de lo

s sí

mbo

los

de e

stad

o (s

), (l)

, (g)

y (a

q) e

n ec

uaci

ones

.

•Ex

plic

ació

n de

los

cam

bios

obs

erva

bles

de

las

prop

ieda

des

físic

as y

la

tem

pera

tura

dur

ante

los

cam

bios

de

esta

do.

Orie

ntac

ión:

•El

aju

ste

de e

cuac

ione

s de

be in

clui

r dife

rent

es ti

pos

de re

acci

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.

•D

eben

est

udia

r los

nom

bres

de

los

cam

bios

de

esta

do: f

usió

n, c

onge

laci

ón,

vapo

rizac

ión

(eva

pora

ción

y e

bullic

ión)

, con

dens

ació

n, s

ublim

ació

n y

depo

sici

ón.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Lo

s sí

mbo

los

quím

icos

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uaci

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son

inte

rnac

iona

les;

est

o pe

rmite

la

com

unic

ació

n ef

ectiv

a en

tre lo

s ci

entíf

icos

sin

nec

esid

ad d

e tra

ducc

ión.

•La

aut

orid

ad m

undi

al q

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esar

rolla

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stan

dariz

a la

nom

encl

atur

a de

los

com

pues

tos

orgá

nico

s e

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gáni

cos

es la

IUPA

C o

Inte

rnat

iona

l Uni

on o

f Pur

e an

d Ap

plie

d C

hem

istry

(Uni

ón In

tern

acio

nal d

e Q

uím

ica

Pura

y A

plic

ada)

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

s ec

uaci

ones

quí

mic

as s

on e

l “le

ngua

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e la

quí

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a. ¿

De

qué

form

a el

us

o de

leng

uaje

s un

iver

sale

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uda

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ficul

ta la

bús

qued

a de

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ocim

ient

o?

•El

des

cubr

imie

nto

del o

xíge

no, q

ue in

valid

ó la

teor

ía d

el fl

ogis

to d

e la

co

mbu

stió

n, e

s un

eje

mpl

o de

cam

bio

de p

arad

igm

a. ¿

Cóm

o av

anza

el

cono

cim

ient

o ci

entíf

ico?

Util

izac

ión:

•R

efrig

erac

ión

y su

rela

ción

con

los

cam

bios

de

esta

do

•Ef

icie

ncia

ató

mic

a

•Se

cado

por

con

gela

ción

de

alim

ento

s


Guía de Química34

1.1

Intr

oduc

ción

a la

nat

ural

eza

corp

uscu

lar d

e la

mat

eria

y a

l cam

bio

quím

ico

•N

o se

requ

iere

el u

so d

el té

rmin

o “c

alor

late

nte”

.

•En

la s

ecci

ón 5

del

cua

dern

illo d

e da

tos

está

n lo

s no

mbr

es y

sím

bolo

s de

los

elem

ento

s.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

1: D

educ

ción

de

fórm

ulas

de

com

pues

tos

ióni

cos

Tem

a 5.

1: C

iclo

ent

álpi

co d

e un

a re

acci

ón; e

stad

o es

tánd

ar d

e un

ele

men

to o

co

mpu

esto

Tem

a 6.

1: T

eoría

cin

étic

aTe

ma

8.2:

Rea

ccio

nes

de n

eutra

lizac

ión

Tem

a 10

.2: R

eacc

ione

s de

com

bust

ion

Opc

ión

A.4:

Cris

tale

s líq

uido

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

8:Lo

s si

stem

as d

e re

frige

raci

ón y

aire

aco

ndic

iona

do in

fluye

n ne

gativ

amen

te s

obre

el a

mbi

ente

. El u

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FC c

omo

refri

gera

ntes

ha

sido

uno

de

los

prin

cipa

les

cont

ribuy

ente

s a

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esap

aric

ión

de la

cap

a de

oz

ono.



Idea

fund

amen

tal:

El m

ol p

erm

ite re

laci

onar

el n

úmer

o de

par

tícul

as c

on la

mas

a qu

e se

pue

de m

edir.

1.2

El c

once

pto

de m

ol

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Con

cept

os: E

l con

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o de

mol

se

desa

rrolló

a p

artir

del

con

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o de

“pes

oeq

uiva

lent

e” a

prin

cipi

os d

el s

iglo

XIX

. (2.

3)

Com

pren

sión

:

•El

mol

es

un n

úmer

o fij

o de

par

tícul

as y

se

refie

re a

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antid

ad, n

, de

sust

anci

a.

•La

s m

asas

de

los

átom

os s

e co

mpa

ran

en u

na e

scal

a re

lativ

a al

12C

y s

e ex

pres

an c

omo

mas

a at

ómic

a re

lativ

a (A

r) y

mas

a fó

rmul

a/m

olec

ular

rela

tiva

(Mr).

•La

s un

idad

es d

e m

asa

mol

ar (M

) son

g m

ol-1

.

•La

fórm

ula

empí

rica

y la

fórm

ula

mol

ecul

ar d

e un

com

pues

to d

an la

pro

porc

ión

más

sim

ple

y el

núm

ero

real

de

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os p

rese

ntes

en

una

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écul

a,

resp

ectiv

amen

te.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

álcu

lo d

e m

asas

mol

ares

de

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os, i

ones

, mol

écul

as y

uni

dade

s fó

rmul

a.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as q

ue in

cluy

an re

laci

ones

ent

re e

l núm

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de

partí

cula

s, la

can

tidad

de

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anci

a en

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es y

la m

asa

en g

ram

os.

•In

terc

onve

rsió

n en

tre c

ompo

sici

ón p

orce

ntua

l en

mas

a y

fórm

ula

empí

rica.

•D

eter

min

ació

n de

la fó

rmul

a m

olec

ular

de

un c

ompu

esto

a p

artir

de

su fó

rmul

a em

píric

a y

su m

asa

mol

ar.

•O

bten

ción

y u

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e da

tos

expe

rimen

tale

s pa

ra d

educ

ir fó

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mpí

ricas

a

parti

r de

reac

cion

es q

ue im

pliq

uen

cam

bios

de

mas

a.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

sis

tem

a SI

(Sis

tem

a In

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e U

nida

des)

se

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re a

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a m

étric

o de

med

ició

n, b

asad

o en

sie

te u

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des

fund

amen

tale

s.

•La

Ofic

ina

Inte

rnac

iona

l de

Pesa

s y

Med

idas

(BIP

M p

or s

us s

igla

s en

fran

cés)

es

una

org

aniz

ació

n in

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acio

nal d

e es

tánd

ares

, cuy

o ob

jetiv

o es

ase

gura

r la

unifo

rmid

ad d

e ap

licac

ión

de la

s un

idad

es d

el S

I en

todo

el m

undo

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

mag

nitu

d de

la c

onst

ante

de

Avog

adro

exc

ede

la e

scal

a de

nue

stra

ex

perie

ncia

cot

idia

na. ¿

De

qué

form

a nu

estra

exp

erie

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cot

idia

na li

mita

nu

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intu

ició

n?

Util

izac

ión:

•Lo

s cá

lcul

os e

steq

uiom

étric

os s

on fu

ndam

enta

les

para

los

proc

esos

quí

mic

os

de in

vest

igac

ión

e in

dust

riale

s, p

or e

jem

plo,

en

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dust

ria a

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ticia

, méd

ica,

fa

rmac

éutic

a y

man

ufac

ture

ra.

•El

vol

umen

mol

ar d

e só

lidos

cris

talin

os s

e de

term

ina

por m

edio

de

la té

cnic

a de

cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 2.

1: L

a es

cala

de

los

átom

os y

las

partí

cula

s qu

elo

s co

mpo

nen

Tem

as 4

.1, 4

.3 y

4.5

: Est

ruct

ura

retic

ular

de

los

com

pues

tos

ióni

cos,

est

ruct

ura

mol

ecul

ar d

e lo

s co

mpu

esto

s co

vale

ntes

y re

d m

etál

ica


Guía de Química36

1.2

El c

once

pto

de m

ol

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 2

del

cua

dern

illo d

e da

tos

está

el v

alor

de

la c

onst

ante

de

Avog

adro

(Lo

NA) y

par

a la

s pr

egun

tas

de la

pru

eba

1 se

dar

á co

mo

dato

.

•La

uni

dad

de m

asa

mol

ar q

ue s

e us

a ge

nera

lmen

te (g

mol

-1)e

s un

a un

idad

de

rivad

a de

l SI.

Tem

as 5

.1 y

15.

2: L

a en

talp

ía e

stán

dar y

las

varia

cion

es d

e en

tropí

a se

def

inen

por

m

olTe

ma

19.1

: Rel

acio

nes

mol

ares

de

los

prod

ucto

s en

la e

lect

rólis

is

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r el p

orce

ntaj

een

mas

a de

hi

drat

os, c

ombu

stió

n de

mag

nesi

o o

cálc

ulo

del n

úmer

o de

Avo

gadr

o.

•O

bjet

ivo

7:Pa

ra m

edir

los

cam

bios

de

mas

a qu

e se

pro

duce

n du

rant

e la

s re

acci

ones

se

pued

en u

sar r

egis

trado

res

de d

atos

.



Idea

fund

amen

tal:

Las

rela

cion

es m

olar

es e

n la

s ec

uaci

ones

quí

mic

as s

e pu

eden

usa

r par

a ca

lcul

ar la

s re

laci

ones

de

reac

ción

en

mas

a y

volu

men

de

gas.

1.3

Mas

as y

vol

úmen

es re

acci

onan

tes

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rea

lizar

obs

erva

cion

es c

uida

dosa

s y

obte

ner e

vide

ncia

s pa

ra la

s te

oría

s ci

entíf

icas

. Hip

ótes

is in

icia

l de

Avog

adro

. (1.

8)

Com

pren

sión

:

•Lo

s re

activ

os p

uede

n se

r lim

itant

es o

est

ar e

n ex

ceso

.

•El

rend

imie

nto

expe

rimen

tal p

uede

ser

dife

rent

e de

l teó

rico.

•La

ley

de A

voga

dro

perm

ite d

eter

min

ar la

rela

ción

mol

ar d

e lo

s ga

ses

reac

cion

ante

s a

parti

r de

los

volú

men

es d

e lo

s ga

ses.

•El

vol

umen

mol

ar d

e un

gas

idea

l es

una

cons

tant

e a

tem

pera

tura

y p

resi

ón

dete

rmin

adas

.

•La

con

cent

raci

ón m

olar

de

una

solu

ción

se

dete

rmin

a po

r la

cant

idad

de

solu

to

y el

vol

umen

de

la s

oluc

ión.

•U

na s

oluc

ión

está

ndar

es

aque

lla c

uya

conc

entra

ción

es

cono

cida

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as re

laci

onad

os c

on la

s ca

ntid

ades

reac

cion

ante

s,

reac

tivos

lim

itant

es y

en

exce

so, r

endi

mie

nto

teór

ico,

exp

erim

enta

l y

porc

entu

al.

•C

álcu

lo d

e vo

lúm

enes

de

gase

s re

acci

onan

tes

usan

do la

ley

de A

voga

dro.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as y

aná

lisis

de

gráf

icos

que

impl

ique

n re

laci

ones

ent

re

tem

pera

tura

, pre

sión

y v

olum

en d

e un

a m

asa

fija

de u

n ga

s id

eal.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as re

laci

onad

os c

on la

ecu

ació

n de

los

gase

s id

eale

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•En

el S

I, la

uni

dad

depr

esió

n es

el P

asca

l (Pa

), N

m-2

, per

o ha

y m

ucha

s ot

ras

unid

ades

que

se

sigu

en u

tiliz

ando

hab

itual

men

te e

n di

fere

ntes

paí

ses.

Est

as

son

la a

tmós

fera

(atm

), m

ilím

etro

s de

mer

curio

(mm

Hg)

, Tor

r, el

bar

y la

s lib

ras

por p

ulga

da c

uadr

ada

(psi

). El

bar

(105

Pa) s

e us

a am

plia

men

te c

omo

unid

ad d

e co

nven

ienc

ia, p

uest

o qu

e es

muy

cer

cano

a 1

atm

. La

unid

ad d

e vo

lum

en e

n el

SI e

s el

m3 ,

aunq

ue c

on fr

ecue

ncia

se

usa

el li

tro.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•As

igna

r núm

eros

a la

s m

asas

de

los

elem

ento

s qu

ímic

os h

a pe

rmiti

doqu

e la

qu

ímic

a ev

oluc

iona

ra h

acia

una

cie

ncia

físi

ca. ¿

Por q

ué la

s m

atem

átic

as s

on

tan

efec

tivas

par

a de

scrib

ir el

mun

do n

atur

al?

•La

ecu

ació

n de

los

gase

s id

eale

s se

pue

de d

educ

ir a

parti

r de

un p

eque

ño

núm

ero

de s

upue

stos

sob

re e

l com

porta

mie

nto

idea

l. ¿C

uál e

s el

pap

el d

e la

ra

zón,

la p

erce

pció

n, la

intu

ició

n y

la im

agin

ació

n en

el d

esar

rollo

de

mod

elos

ci

entíf

icos

?

Util

izac

ión:

•La

var

iaci

ón d

el v

olum

en d

e ga

s du

rant

e al

guna

s re

acci

ones

quí

mic

as e

s

resp

onsa

ble

de q

ue lo

s ai

rbag

s de

los

vehí

culo

s se

infle

n y

son

la b

ase

de

otra

s re

acci

ones

exp

losi

vas,

com

o la

des

com

posi

ción

del

TN

T (tr

initr

otol

ueno

).

•El

con

cept

o de

rend

imie

nto

porc

entu

al e

s vi

tal p

ara

el c

ontro

l de

la e

ficac

ia d

e pr

oces

os in

dust

riale

s.


Guía de Química38

1.3

Mas

as y

vol

úmen

es re

acci

onan

tes

•Ex

plic

ació

n de

la d

esvi

ació

n de

los

gase

s re

ales

resp

ecto

del

com

porta

mie

nto

idea

l a b

aja

tem

pera

tura

y e

leva

da p

resi

ón.

•O

bten

ción

y u

tiliz

ació

n de

val

ores

exp

erim

enta

les

para

cal

cula

r la

mas

a m

olar

de

un

gas

a pa

rtir d

e la

ecu

ació

n de

los

gase

s id

eale

s.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as q

ue in

cluy

an c

once

ntra

ción

mol

ar, c

antid

ad d

e so

luto

y

volu

men

de

solu

ción

.

•U

so d

e tit

ulac

ione

s co

mo

mét

odo

expe

rimen

tal p

ara

calc

ular

la c

once

ntra

ción

de

una

sol

ució

n co

n re

spec

to a

una

sol

ució

n es

tánd

ar.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 2

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an lo

s va

lore

s de

l vol

umen

mol

ar

de u

n ga

s id

eal.

•En

las

secc

ione

s 1

y 2

del c

uade

rnillo

de

dato

s se

da

la e

cuac

ión

de lo

s ga

ses

idea

les,

PV

= n

RT,

y e

l val

or d

e la

con

stan

te d

e lo

s ga

ses

(R).

•La

s un

idad

es d

e co

ncen

traci

ón a

trat

ar s

on: g

dm

-3, m

ol d

m-3

y pa

rtes

por

milló

n (p

pm).

•Pa

ra d

enot

ar la

con

cent

raci

ón m

olar

es

prec

iso

usar

cor

chet

es.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

4: F

uerz

as in

term

olec

ular

esTe

ma

5.1:

Cál

culo

s de

var

iaci

ones

de

enta

lpía

mol

ares

Tem

a 9.

1: T

itula

cion

es ré

dox

Tem

a 17

.1: C

álcu

los

de e

quilib

rioTe

ma

18.2

: Titu

laci

ones

áci

do-b

ase

Tem

a 21

.1 y

A.8

: Cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

XFí

sica

, tem

a 3.

2: L

ey d

e lo

s ga

ses

idea

les

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:El

dis

eño

expe

rimen

tal p

odría

incl

uir r

eact

ivos

en

exce

so y

lim

itant

es. L

os e

xper

imen

tos

podr

ían

incl

uir

la d

eter

min

ació

n gr

avim

étric

a de

un

a sa

l ins

olub

le p

or p

reci

pita

ción

.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

regi

stra

dore

s de

dat

os p

ara

med

ir va

riaci

ones

de

tem

pera

tura

, pre

sión

y v

olum

en e

nre

acci

ones

o p

ara

dete

rmin

ar e

l val

or d

e la

co

nsta

nte

de lo

s ga

ses,

R.

•O

bjet

ivo

8:La

uni

dad

parte

por

milló

n, p

pm, s

e us

a fre

cuen

tem

ente

par

a m

edir

nive

les

bajo

s de

con

tam

inan

tes

en fl

uido

s. E

sta

unid

ad e

s co

nven

ient

e pa

ra c

omun

icar

val

ores

muy

baj

os d

eco

ncen

traci

ón, a

unqu

e no

es

una

unid

ad

form

al d

el S

I.

Tema 2: Estructura atómica


Tem

as tr

onca

les

Tem

a 2:

Est

ruct

ura

atóm

ica

6 ho

ras

Idea

fund

amen

tal:

La m

asa

del á

tom

o se

con

cent

ra e

n su

dim

inut

o nú

cleo

, car

gado

pos

itiva

men

te.

2.1

El á

tom

o nu

clea

r

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Las

evid

enci

as y

el p

erfe

ccio

nam

ient

o en

cua

nto

a la

inst

rum

enta

ción

: las

par

tícul

as a

lfa s

e us

aron

en

el d

esar

rollo

del m

odel

o de

l áto

mo

nucl

ear p

ropu

esto

por

prim

era

vez

por R

uthe

rford

. (1.

8)

Cam

bios

de

para

digm

a: la

teor

ía d

e la

s pa

rtícu

las

suba

tóm

icas

de

la m

ater

ia re

pres

enta

un

cam

bio

de p

arad

igm

a en

la c

ienc

ia q

ue s

uced

ió a

fina

les

del 1

800.

(2.3

)

Com

pren

sión

:

•Lo

s át

omos

con

tiene

n un

den

so n

úcle

o ca

rgad

o po

sitiv

amen

te c

ompu

esto

por

pr

oton

es y

neu

trone

s (n

ucle

ones

).

•Lo

s el

ectro

nes,

car

gado

s ne

gativ

amen

te, o

cupa

n el

esp

acio

ext

erio

r del

nú

cleo

.

•Pa

ra d

eter

min

ar la

mas

a at

ómic

a re

lativ

a de

un

elem

ento

a p

artir

de

su

com

posi

ción

isot

ópic

a, s

e us

a el

esp

ectró

met

ro d

e m

asas

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•U

so d

e la

not

ació

n nu

clea

r A ZX

para

ded

ucir

el n

úmer

o de

pro

tone

s,

neut

rone

s y

elec

trone

s en

áto

mos

e io

nes.

•C

álcu

los

que

impl

ique

n m

asas

ató

mic

as re

lativ

as n

o en

tera

s y

abun

danc

ia d

e is

ótop

os d

ados

los

dato

s, in

cluy

endo

esp

ectro

s de

mas

a.

Orie

ntac

ión:

•D

eben

sab

er la

s m

asas

rela

tivas

y la

s ca

rgas

de

las

partí

cula

s su

bató

mic

as;

los

valo

res

real

es s

e da

n en

la s

ecci

ón 4

del

cua

dern

illo d

e da

tos.

La

mas

a de

l el

ectró

n se

pue

de c

onsi

dera

r des

prec

iabl

e.

•N

o es

nec

esar

io q

ue a

pren

dan

ejem

plos

esp

ecífi

cos

de is

ótop

os.

•N

o es

nec

esar

io q

ue s

epan

el f

unci

onam

ient

o de

l esp

ectró

met

ro d

e m

asas

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

enr

ique

cim

ient

o is

otóp

ico

se b

asa

en la

s pr

opie

dade

s fís

icas

par

a se

para

r lo

s is

ótop

os d

el u

rani

o y

se e

mpl

ea e

n m

ucho

s pa

íses

com

o pa

rte d

e lo

s pr

ogra

mas

de

ener

gía

nucl

ear y

arm

amen

to.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•R

icha

rd F

eynm

an: “

Si to

do e

l con

ocim

ient

o ci

entíf

ico

fuer

a a

ser d

estru

ido

y so

lo u

na fr

ase

pasa

ra a

la g

ener

ació

n si

guie

nte,

cre

o qu

e la

fras

e se

ría q

ue

toda

s la

s co

sas

está

n fo

rmad

as p

or á

tom

os”.

¿Son

los

mod

elos

y te

oría

s qu

e cr

ean

los

cien

tífic

os d

escr

ipci

ones

exa

ctas

del

mun

do n

atur

al, o

con

stitu

yen

inte

rpre

taci

ones

prim

aria

s út

iles

para

la p

redi

cció

n, e

xplic

ació

n y

cont

rol d

el

mun

do n

atur

al?

•N

ingu

na p

artíc

ula

suba

tóm

ica

pued

e (o

pod

rá) s

er o

bser

vada

dire

ctam

ente

. ¿Q

ué fo

rmas

de

cono

cim

ient

o us

amos

par

a in

terp

reta

r la

evid

enci

a in

dire

cta

que

se o

btie

ne p

or m

edio

de

la te

cnol

ogía

?

Util

izac

ión:

•Lo

s ra

dioi

sóto

pos

se u

san

en m

edic

ina

nucl

ear p

ara

diag

nóst

ico,

trat

amie

nto

e in

vest

igac

ión,

com

otra

zado

res

en la

inve

stig

ació

n bi

oquí

mic

a y

farm

acéu

tica

y co

mo

“relo

jes

quím

icos

”en

data

ción

geo

lógi

ca y

arq

ueol

ógic

a.

•Lo

s es

cáne

res

de to

mog

rafía

por

em

isió

n de

pos

itron

es (P

ET) p

ropo

rcio

nan

imág

enes

trid

imen

sion

ales

de

la c

once

ntra

ción

de

traza

dore

s (ra

diof

árm

acos

) en

el o

rgan

ism

o, y

se

pued

en u

sar p

ara

dete

ctar

cán

cere

s.


Guía de Química40

2.1

El á

tom

o nu

clea

r

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

sy

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

1.3,

21.

1 y

opci

ones

D.8

y D

.9: R

MN

O

pcio

nes

C.3

y C

.7: F

isió

n nu

clea

rO

pció

n D

.8: M

edic

ina

nucl

ear

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7: S

e pu

eden

real

izar

sim

ulac

ione

s de

l exp

erim

ento

de

Rut

herfo

rd d

e la

lám

ina

de o

ro.

Obj

etiv

o 8:

Los

radi

onúc

lidos

aca

rrean

pel

igro

s pa

ra la

sal

ud d

ebid

o a

sus

efec

tos

ioni

zant

es s

obre

las

célu

las.



Idea

fund

amen

tal:

La c

onfig

urac

ión

elec

tróni

ca d

e un

áto

mo

se p

uede

ded

ucir

a pa

rtir d

e su

núm

ero

atóm

ico.

2.2

Con

figur

ació

n el

ectr

ónic

a

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Los

desa

rrollo

s en

la in

vest

igac

ión

cien

tífic

a so

n co

nsec

uenc

ia d

el p

erfe

ccio

nam

ient

o de

los

inst

rum

ento

s: e

l uso

de

la e

lect

ricid

ad y

el m

agne

tism

o en

los

rayo

s ca

tódi

cos

de T

hom

son.

(1.8

)

Las

teor

ías

son

supl

anta

das:

la m

ecán

ica

cuán

tica

es, e

ntre

otra

s co

sas,

el m

odel

o m

ás a

ctua

l del

áto

mo.

(1.9

)

Uso

de

teor

ías

para

exp

licar

fenó

men

os n

atur

ales

:el e

spec

tro d

e lín

eas

segú

n el

mod

elo

atóm

ico

de B

ohr.

(2.2

)

Com

pren

sión

:

•Lo

s es

pect

ros

de e

mis

ión

se d

eben

a la

em

isió

n de

foto

nes

que

se p

rodu

ce

cuan

do lo

s el

ectro

nes

exci

tado

s vu

elve

n a

un n

ivel

ene

rgét

ico

infe

rior.

•El

esp

ectro

de

emis

ión

de lí

neas

del

hid

róge

no c

onst

ituye

una

evi

denc

ia d

e qu

e lo

s el

ectro

nes

se h

alla

n en

niv

eles

ene

rgét

icos

dis

cret

os, q

ue c

onve

rgen

a

ener

gía

más

ele

vada

.

•El

niv

el e

nerg

étic

o pr

inci

pal o

cap

a es

tá d

ado

por u

n nú

mer

o en

tero

, n,q

uepu

ede

cont

ener

un

núm

ero

máx

imo

de e

lect

rone

s, 2

n2 .

•U

n m

odel

o m

ás d

etal

lado

del

áto

mo

desc

ribe

la d

ivis

ión

del n

ivel

ene

rgét

ico

prin

cipa

l en

subn

ivel

es s

, p, d

y f

de e

nerg

ías

suce

siva

men

te m

ayor

es.

•Lo

s su

bniv

eles

con

tiene

n un

núm

ero

fijo

de o

rbita

les,

regi

ones

del

esp

acio

do

nde

exis

te u

na e

leva

da p

roba

bilid

ad d

e en

cont

rar u

n el

ectró

n.

•C

ada

orbi

tal t

iene

un

nive

l ene

rgét

ico

defin

ido

para

una

con

figur

ació

n el

ectró

nica

dad

a y

ambi

ente

quí

mic

o, y

es

capa

z de

alo

jar d

os e

lect

rone

s co

n sp

in o

pues

to.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

escr

ipci

ón d

e la

rela

ción

ent

re c

olor

, lon

gitu

d de

ond

a, fr

ecue

ncia

y e

nerg

ía

en e

l esp

ectro

ele

ctro

mag

nétic

o.

•D

ifere

ncia

ción

ent

re u

n es

pect

ro c

ontin

uo y

un

espe

ctro

de

línea

s.

•D

escr

ipci

ón d

el e

spec

tro d

e em

isió

n de

l áto

mo

de h

idró

geno

, inc

luye

ndo

las

rela

cion

es e

ntre

las

línea

s y

las

trans

icio

nes

ener

gétic

as a

los

nive

les

ener

gétic

os p

rimer

o, s

egun

do y

terc

ero.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

Org

aniz

ació

n Eu

rope

a de

Inve

stig

ació

n N

ucle

ar (C

ERN

), es

tá a

dmin

istra

da

por e

stad

os m

iem

bros

euro

peos

(20

esta

dos

en 2

013)

, con

par

ticip

ació

n de

ci

entíf

icos

de

muc

hos

otro

s pa

íses

. Ope

ra e

l cen

tro d

e in

vest

igac

ión

de fí

sica

de

par

tícul

as m

ás g

rand

e de

l mun

do, i

nclu

idos

los

acel

erad

ores

y d

etec

tore

s de

par

tícul

as u

tiliz

ados

par

a el

est

udio

de

los

cons

tituy

ente

s fu

ndam

enta

les

de

la m

ater

ia.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

prin

cipi

o de

ince

rtidu

mbr

e de

Hei

senb

erg

afirm

a qu

e ex

iste

un

límite

teór

ico

para

la p

reci

sión

con

la q

ue p

odem

os c

onoc

er e

l mom

ento

y la

pos

ició

n de

una

pa

rtícu

la. ¿

Cuá

les

son

las

impl

icac

ione

s de

est

e pr

inci

pio

sobr

e lo

s lím

ites

del

cono

cim

ient

o hu

man

o?

•“U

no lo

s ob

jetiv

os d

e la

s ci

enci

as fí

sica

s ha

sid

o pr

opor

cion

ar u

na im

agen

ex

acta

del

mun

do m

ater

ial.

Uno

de

los

logr

os…

ha

sido

pro

bar q

ue e

ste

obje

tivo

es in

alca

nzab

le”,

Jaco

b Br

onow

ski.

¿Cuá

les

son

las

impl

icac

ione

s de

es

ta a

firm

ació

n pa

ra la

s as

pira

cion

es d

e la

s ci

enci

as n

atur

ales

en

parti

cula

r y

para

el c

onoc

imie

nto

en g

ener

al?

Util

izac

ión:

•Lo

s es

pect

ros

de a

bsor

ción

y e

mis

ión

se u

san

ampl

iam

ente

en

astro

nom

ía

para

ana

lizar

la lu

zpr

oven

ient

e de

las

estre

llas.

•La

esp

ectro

scop

ía d

e ab

sorc

ión

atóm

ica

es u

n m

edio

muy

sen

sibl

e pa

ra

dete

rmin

ar la

pre

senc

ia y

con

cent

raci

ón d

e el

emen

tos

met

álic

os.

•Fu

egos

arti

ficia

les:

esp

ectro

s de

em

isió

n.


Guía de Química42

2.2

Con

figur

ació

n el

ectr

ónic

a

•R

econ

ocim

ient

o de

la fo

rma

de u

n or

bita

l ató

mic

os

y de

los

orbi

tale

s at

ómic

os

p x, p

yy

p z.

•Ap

licac

ión

del p

rinci

pio

de A

ufba

u, la

regl

a de

Hun

d y

el p

rinci

pio

de e

xclu

sión

de

Pau

li pa

ra e

scrib

ir co

nfig

urac

ione

s el

ectró

nica

s de

áto

mos

e io

nes

hast

a Z

= 36

.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s de

talle

s de

l esp

ectro

ele

ctro

mag

nétic

o se

dan

en

la s

ecci

ón 3

del

cu

ader

nillo

de

dato

s.

•N

o se

requ

iere

sab

er lo

s no

mbr

es d

e la

s di

fere

ntes

ser

ies

del e

spec

tro d

e em

isió

n de

líne

as d

el h

idró

geno

.

•Se

deb

en in

clui

r las

con

figur

acio

nes

elec

tróni

cas

com

plet

as (p

. ej.

1s2 2

s2 2p6 3

s2 3p4 )

y la

s co

nfig

urac

ione

s el

ectró

nica

s co

nden

sada

s (p

. ej.

[Ne]

3s

2 3p4 )

.

•Se

deb

en u

sar l

os d

iagr

amas

orb

itale

s pa

ra re

pres

enta

r el t

ipo

y la

ene

rgía

re

lativ

a de

los

orbi

tale

s. L

os d

iagr

amas

orb

itale

s se

refie

ren

a di

agra

mas

de

flech

as y

caj

as c

omo

el s

igui

ente

.

•Se

deb

en in

clui

r las

con

figur

acio

nes

elec

tróni

cas

del C

r y e

l Cu

com

o ex

cepc

ione

s.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 3

.1y

3.2:

Per

iodi

cida

dTe

ma

4.1:

Ded

ucci

ón d

efó

rmul

as d

e co

mpu

esto

s ió

nico

sTe

ma

6.1:

Dis

tribu

ción

de

Max

wel

l-Bol

tzm

ann

com

o ej

empl

o de

func

ión

de d

ensi

dad

de p

roba

bilid

adFí

sica

, tem

a 7.

1 y

opci

ón D

.2: C

arac

terís

ticas

est

elar

esO

bjet

ivos

gen

eral

es:

•O

bjet

ivo

6: S

e po

dría

n ob

serv

ar e

spec

tros

de e

mis

ión

usan

do tu

bos

de

desc

arga

de

dife

rent

es g

ases

y u

n es

pect

rosc

opio

. Se

podr

ían

real

izar

en

sayo

s a

la ll

ama

para

est

udia

r esp

ectro

s.

Tema 3: Periodicidad


Tem

a 3:

Per

iodi

cida

d 6

hora

s

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

El o

rden

amie

nto

de lo

s el

emen

tos

en la

tabl

a pe

riódi

ca a

yuda

a p

rede

cir s

u co

nfig

urac

ión

elec

tróni

ca.

3.1

Tabl

a pe

riódi

ca

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Obt

ener

evi

denc

ia p

ara

las

teor

ías

cien

tífic

as re

aliz

ando

y c

ompr

oban

do p

redi

ccio

nes

basa

das

en e

llas:

los

cien

tífic

os o

rgan

izan

los

tem

as b

asán

dose

en

estru

ctur

a y

func

ión,

la ta

bla

perió

dica

con

stitu

ye u

n ej

empl

o cl

ave

de e

sto.

Los

prim

eros

mod

elos

de

lata

bla

perió

dica

de

Men

dele

ev, y

lueg

o M

osel

ey p

erm

itier

on la

pre

dicc

ión

de

prop

ieda

des

de e

lem

ento

s qu

e aú

n no

se

habí

an d

escu

bier

to. (

1.9)

Com

pren

sión

:

•La

tabl

a pe

riódi

ca e

stá

orde

nada

en

cuat

ro b

loqu

es a

soci

ados

con

los

cuat

ro

subn

ivel

es: s

, p, d

y f.

•La

tabl

a pe

riódi

ca c

onsi

ste

en g

rupo

s (c

olum

nas)

y p

erío

dos

(fila

s).

•El

núm

ero

de p

erío

do (n

) es

el n

ivel

ene

rgét

ico

más

ext

erio

r que

ocu

pan

los

elec

trone

s.

•El

núm

ero

del n

ivel

ene

rgét

ico

prin

cipa

l y e

l núm

ero

de e

lect

rone

s de

val

enci

a de

un

átom

o se

pue

den

dedu

cir d

e su

pos

ició

n en

la ta

bla

perió

dica

.

•La

tabl

a pe

riódi

ca m

uest

ra la

s po

sici

ones

de

los

met

ales

, los

no

met

ales

y lo

s m

etal

oide

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

la c

onfig

urac

ión

elec

tróni

ca d

e un

áto

mo

a pa

rtir d

e la

pos

ició

n de

l ele

men

to e

n la

tabl

a pe

riódi

ca y

vic

ever

sa.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en c

onoc

er lo

s té

rmin

os “m

etal

es a

lcal

inos

”, “h

alóg

enos

”, “g

ases

no

bles

”, "m

etal

es d

e tra

nsic

ión"

, “la

ntan

oide

s”y

“act

inoi

des”

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

des

arro

llo d

e la

tabl

a pe

riódi

ca d

uró

muc

hos

años

y e

n él

par

ticip

aron

ci

entíf

icos

de

dife

rent

es p

aíse

s qu

e tra

baja

ron

basá

ndos

e un

os e

n lo

s tra

bajo

s e

idea

s de

los

otro

s.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿Q

ué p

apel

des

empe

ñó e

l raz

onam

ient

o in

duct

ivo

y el

ded

uctiv

o en

el

desa

rrollo

de

la ta

bla

perió

dica

? ¿Q

ué p

apel

des

empe

ña e

l raz

onam

ient

o in

duct

ivo

y el

ded

uctiv

o en

la c

ienc

ia e

n ge

nera

l?

Util

izac

ión:

•O

tras

asig

natu

ras

cien

tífic

as ta

mbi

én u

san

la ta

bla

perió

dica

par

a co

mpr

ende

r la

est

ruct

ura

y re

activ

idad

de

los

elem

ento

s ta

l com

o se

apl

ican

a s

us

disc

iplin

as.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a2.

2: C

onfig

urac

ión

elec

tróni

ca


Guía de Química44

3.1

Tabl

a pe

riódi

ca

•D

ebe

utiliz

arse

el e

sque

ma

de n

umer

ació

n d

e lo

s gr

upos

1 a

l 18,

seg

ún lo

que

re

com

iend

a la

IUPA

C.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

3: A

plic

ar la

org

aniz

ació

n de

la ta

bla

perió

dica

a la

com

pren

sión

de

las

tend

enci

as g

ener

ales

de

las

prop

ieda

des.

•O

bjet

ivo

4:Se

r cap

az d

e an

aliz

ar d

atos

par

a ex

plic

ar la

org

aniz

ació

n de

los

elem

ento

s.

•O

bjet

ivo

6: S

er c

apaz

de

reco

noce

r mue

stra

sfís

icas

o im

ágen

es d

e el

emen

tos

com

unes

.



Idea

fund

amen

tal:

Los

elem

ento

s pr

esen

tan

tend

enci

as e

n cu

anto

a s

us p

ropi

edad

es fí

sica

s y

quím

icas

a lo

larg

o de

los

perío

dos

y ha

cia

abaj

o de

los

grup

os.

3.2

Tend

enci

as p

erió

dica

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Busc

ar p

atro

nes:

la p

osic

ión

de u

n el

emen

to e

n la

tabl

a pe

riódi

ca p

erm

ite q

ue lo

s ci

entíf

icos

real

icen

pre

dicc

ione

s pr

ecis

as d

e su

s pr

opie

dade

s fís

icas

y q

uím

icas

. Est

o le

s pe

rmite

sin

tetiz

ar n

ueva

s su

stan

cias

en

base

a la

reac

tivid

ad a

ntic

ipad

a de

los

elem

ento

s. (3

.1)

Com

pren

sión

:

•En

la ta

bla

perió

dica

exi

sten

tend

enci

as v

ertic

ales

y h

oriz

onta

les

resp

ecto

del

ra

dio

atóm

ico,

radi

o ió

nico

, ene

rgía

de

ioni

zaci

ón, a

finid

ad e

lect

róni

ca y

el

ectro

nega

tivid

ad.

•La

s te

nden

cias

resp

ecto

del

com

porta

mie

nto

met

álic

o y

no m

etál

ico

se d

eben

a

las

tend

enci

as a

nter

iore

s.

•A

lo la

rgo

de u

n pe

ríodo

, var

ía e

l car

ácte

r de

los

óxid

os d

esde

bás

icos

, pa

sand

o po

r anf

óter

os h

asta

áci

dos.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Pr

edic

ción

y e

xplic

ació

n de

l com

porta

mie

nto

met

álic

o y

no m

etál

ico

de u

n el

emen

to s

obre

la b

ase

de s

u po

sici

ón e

n la

tabl

a pe

riódi

ca.

•D

iscu

sión

de

las

sem

ejan

zas

y di

fere

ncia

s en

tre la

s pr

opie

dade

s de

los

elem

ento

s de

l mis

mo

grup

o, h

acie

ndo

refe

renc

ia a

los

met

ales

alc

alin

os

(gru

po1)

y lo

s ha

lóge

nos

(gru

po 1

7).

•C

onst

rucc

ión

de e

cuac

ione

s pa

ra e

xplic

ar la

s va

riaci

ones

de

pH q

ue s

e pr

oduc

en c

uand

o lo

s óx

idos

Na 2

O, M

gO, P

4O10

, y lo

s óx

idos

de

nitró

geno

y

azuf

re re

acci

onan

con

agu

a.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•M

ucho

s pr

oduc

tos

deriv

ados

de

la in

dust

rializ

ació

n or

igin

an p

robl

emas

gl

obal

es c

uand

o se

libe

ran

al a

mbi

ente

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

pod

er p

redi

ctiv

o de

la ta

bla

perió

dica

de

Men

dele

ev il

ustra

la n

atur

alez

a “a

rries

gada

” de

la c

ienc

ia. ¿

Cuá

l es

la lí

nea

de d

emar

caci

ón e

ntre

las

afirm

acio

nes

cien

tífic

as y

pse

udoc

ient

ífica

s?

•La

tabl

a pe

riódi

ca c

onst

ituye

un

exce

lent

e ej

empl

o de

cla

sific

ació

n en

cie

ncia

. ¿D

e qu

é fo

rma

la c

lasi

ficac

ión

y la

cat

egor

izac

ión

ayud

an y

ent

orpe

cen

la b

úsqu

eda

del

cono

cim

ient

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 2.

2: S

e pu

eden

rela

cion

ar la

s an

omal

ías

de lo

s va

lore

s de

la e

nerg

ía d

e pr

imer

a io

niza

ción

con

la e

stab

ilidad

de

la c

onfig

urac

ión

elec

tróni

ca.

Tem

a 8.

5: F

orm

ació

n de

lluv

ia á

cida

Obj

etiv

os g

ener

ales

:


Guía de Química46

3.2

Tend

enci

as p

erió

dica

s

Orie

ntac

ión:

•So

lo s

e re

quie

ren

ejem

plos

de

las

tend

enci

as g

ener

ales

a lo

larg

o de

los

perío

dos

y ha

cia

abaj

o de

los

grup

os. S

e de

ben

incl

uir l

as d

isco

ntin

uida

des

resp

ecto

del

aum

ento

de

ener

gía

de io

niza

ción

a lo

larg

o de

un

perío

do.

•La

s te

nden

cias

de

grup

o de

ben

incl

uir e

l tra

tam

ient

o de

las

reac

cion

es d

e m

etal

es a

lcal

inos

con

agu

a, m

etal

es a

lcal

inos

con

hal

ógen

os y

hal

ógen

os c

on

ione

s ha

luro

.

•O

bjet

ivos

1 y

8: ¿

Cuá

l es

el im

pact

o gl

obal

de

la d

epos

ició

n ác

ida?

•O

bjet

ivo

6:Ex

perim

enta

r con

tend

enci

as q

uím

icas

en

el la

bora

torio

o p

or

med

io d

e de

mos

traci

ones

del

pro

feso

r.

•O

bjet

ivo

6: S

e po

dría

inve

stig

ar e

l uso

de

los

ione

s de

los

met

ales

de

trans

ició

n co

mo

cata

lizad

ores

.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

estu

diar

las

tend

enci

as p

erió

dica

s us

ando

bas

es d

e da

tos

info

rmát

icas

.

Tema 4: Enlace químico y estructura


Tem

a 4:

Enl

ace

quím

ico

y es

truc

tura

13

,5 h

oras

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Los

com

pues

tos

ióni

cos

cons

iste

n en

ione

s m

ante

nido

s ju

ntos

por

enl

aces

ióni

cos

en e

stru

ctur

as d

e re

d.

4.1

Enla

ce ió

nico

y e

stru

ctur

a

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Usa

r teo

rías

para

exp

licar

fenó

men

os n

atur

ales

: los

com

pues

tos

ióni

cos

fund

idos

con

duce

n la

ele

ctric

idad

, per

o lo

s só

lidos

ióni

cos

no. L

a so

lubi

lidad

y lo

s pu

ntos

de

fusi

ón

de lo

s co

mpu

esto

s ió

nico

s se

pue

den

usar

par

a ex

plic

ar o

bser

vaci

ones

. (2.

2)

Com

pren

sión

:

•Lo

s io

nes

posi

tivos

(cat

ione

s) s

e fo

rman

cua

ndo

los

met

ales

pie

rden

ele

ctro

nes

de v

alen

cia.

•Lo

s io

nes

nega

tivos

(ani

ones

) se

form

an c

uand

o lo

s no

met

ales

gan

an

elec

trone

s.

•El

núm

ero

de e

lect

rone

s pe

rdid

os o

gan

ados

est

á de

term

inad

o po

r la

conf

igur

ació

n el

ectró

nica

del

áto

mo.

•El

enl

ace

ióni

co s

e de

be a

la a

tracc

ión

elec

trost

átic

a en

tre io

nes

de c

arga

op

uest

a.

•En

con

dici

ones

nor

mal

es, l

os c

ompu

esto

s ió

nico

s so

n ge

nera

lmen

te s

ólid

os y

tie

nen

estru

ctur

a re

ticul

ar.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

la fó

rmul

a y

el n

ombr

e de

un

com

pues

to ió

nico

a p

artir

de

los

ione

s qu

e lo

form

an, i

nclu

idos

los

ione

s po

liató

mic

os.

•Ex

plic

ació

n de

las

prop

ieda

des

físic

as d

e co

mpu

esto

s ió

nico

s (v

olat

ilidad

, co

nduc

tivid

ad e

léct

rica

y so

lubi

lidad

) en

func

ión

de s

u es

truct

ura.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s al

umno

s de

ben

esta

r fam

iliariz

ados

con

los

nom

bres

de

esto

s io

nes

polia

tóm

icos

: NH

4+ , O

H- ,

NO

3- , H

CO

3- , C

O32-

, SO

42-y

PO43-

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•En

quí

mic

a, c

on fr

ecue

ncia

las

regl

as g

ener

ales

tien

en e

xcep

cion

es(c

omo

la

regl

a de

l oct

eto)

. ¿C

uánt

as e

xcep

cion

es d

eben

exi

stir

para

que

una

regl

a de

je

de s

er ú

til?

•¿Q

ué e

vide

ncia

tene

mos

de

la e

xist

enci

a de

los

ione

s? ¿

Cuá

l es

la d

ifere

ncia

en

tre e

vide

ncia

dire

cta

e in

dire

cta?

Util

izac

ión:

•Lo

s líq

uido

s ió

nico

s so

n so

lven

tes

efic

ient

es y

se

usan

com

o el

ectro

litos

en

las

fuen

tes

de e

lect

ricid

ad y

los

proc

esos

indu

stria

les

ecol

ógic

os.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 3.

2: T

ende

ncia

s pe

riódi

cas

Tem

a 21

.1 y

opc

ión

A.8:

Uso

de

cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X en

det

erm

inac

ione

s es

truct

ural

esFí

sica

, tem

a 5.

1: E

lect

rost

átic

a

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

3:U

sar c

onve

ncio

nes

de n

omen

clatu

ra p

ara

nom

brar

com

pues

tos

ióni

cos.

•O

bjet

ivo

6: L

os a

lum

nos

podr

ían

inve

stig

ar c

ompu

esto

sba

sánd

ose

en s

u tip

o de

enl

ace

y pr

opie

dade

s o

bien

obt

ener

clo

ruro

de

sodi

o po

r eva

pora

ción

sol

ar.

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

usar

sim

ulad

ores

info

rmát

icos

par

a ob

serv

ar la

es

truct

ura

retic

ular

de

los

cris

tale

s.


Guía de Química48

Idea

fund

amen

tal:

Los

com

pues

tos

cova

lent

es s

e fo

rman

com

parti

endo

ele

ctro

nes.

4.2.

Enl

ace

cova

lent

e

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Busc

ar te

nden

cias

y d

iscr

epan

cias

: los

com

pues

tos

que

cont

iene

n no

met

ales

tien

en p

ropi

edad

es d

ifere

ntes

de

los

com

pues

tos

que

cont

iene

n no

met

ales

y m

etal

es (2

.5)

Usa

r teo

rías

para

exp

licar

fenó

men

os n

atur

ales

. Lew

is in

trodu

jo u

na c

lase

de

com

pues

tos

que

com

parte

n el

ectro

nes.

Pau

ling

usó

la id

ea d

e el

ectro

nega

tivid

ad p

ara

expl

icar

el r

epar

to d

esig

ual d

e el

ectro

nes.

(2.2

)

Com

pren

sión

:

•El

enl

ace

cova

lent

e se

form

a po

r la

atra

cció

n el

ectro

stát

ica

entre

un

par

elec

tróni

co c

ompa

rtido

y lo

s nú

cleo

s ca

rgad

os p

ositi

vam

ente

.

•Lo

s en

lace

s co

vale

ntes

sim

ples

, dob

les

y tri

ples

impl

ican

uno

, dos

o tr

es p

ares

el

ectró

nico

s co

mpa

rtido

s re

spec

tivam

ente

.

•La

long

itud

del e

nlac

e di

smin

uye

y la

fuer

za d

el e

nlac

e au

men

ta a

med

ida

que

se in

crem

enta

el n

úmer

o de

ele

ctro

nes

com

parti

dos.

•La

pol

arid

ad d

el e

nlac

e es

con

secu

enci

a de

la d

ifere

ncia

de

elec

trone

gativ

idad

de

los

átom

os e

nlaz

ados

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

la n

atur

alez

a po

lar d

el e

nlac

e co

vale

nte

a pa

rtir d

e va

lore

s de

el

ectro

nega

tivid

ad.

Orie

ntac

ión:

•La

pol

arid

ad d

el e

nlac

e se

pue

de d

emos

trar p

or m

edio

de

carg

as p

arci

ales

, di

polo

s o

vect

ores

.

•Lo

s va

lore

s de

ele

ctro

nega

tivid

ad s

e da

n en

la s

ecci

ón 8

del

cua

dern

illo d

e da

tos.

Util

izac

ión:

•M

icro

onda

s: c

ocin

ar c

on m

oléc

ulas

pol

ares

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 10

.1: M

oléc

ulas

org

ánic

as

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

3:U

sar l

as c

onve

ncio

nes

de n

omen

clat

ura

para

nom

brar

com

pues

tos

con

enla

ce c

oval

ente

.



Idea

fund

amen

tal:

Las

estru

ctur

as d

e Le

wis

(rep

rese

ntac

ión

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os)r

epre

sent

an lo

s do

min

ios

elec

tróni

cos

de la

cap

a de

val

enci

a y

se u

san

para

pre

deci

r la

form

a m

olec

ular

.

4.3

Estr

uctu

ras

cova

lent

es

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Los

cien

tífic

os u

san

mod

elos

par

a re

pres

enta

r el m

undo

real

: el d

esar

rollo

del

mod

elo

de la

form

a m

olec

ular

(TR

PEV)

par

a ex

plic

ar p

ropi

edad

es o

bser

vabl

es. (

1.10

)

Com

pren

sión

:

•La

s es

truct

uras

de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

) m

uest

ran

todo

s lo

s el

ectro

nes

de v

alen

cia

de u

na e

spec

ie u

nida

de

form

a co

vale

nte.

•La

“regl

a de

l oct

eto”

se re

fiere

a la

tend

enci

a de

los

átom

os a

logr

ar u

na c

apa

de v

alen

cia

con

un to

tal d

e 8

elec

trone

s.

•Al

guno

s át

omos

com

o el

Be

y el

B, p

uede

n fo

rmar

com

pues

tos

con

octe

tos

elec

tróni

cos

inco

mpl

etos

.

•La

s es

truct

uras

de

reso

nanc

ia s

e pr

oduc

en c

uand

o un

dob

leen

lace

en

una

mol

écul

a pu

ede

esta

r en

más

de

una

posi

ción

.

•La

s fo

rmas

de

las

espe

cies

est

án d

eter

min

adas

por

la re

puls

ión

de lo

s pa

res

elec

tróni

cos

de a

cuer

do c

on la

TR

PEV.

•El

car

bono

y e

l silic

io fo

rman

est

ruct

uras

gig

ante

s co

vale

ntes

/rede

s co

vale

ntes

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

la e

stru

ctur

a de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

) de

ione

s y

mol

écul

as, f

orm

adas

por

áto

mos

con

un

máx

imo

de c

uatro

pa

res

de e

lect

rone

s en

cad

a át

omo,

mos

trand

o to

dos

los

elec

trone

s de

va

lenc

ia.

•U

so d

e la

TR

PEV

para

pre

deci

r la

geom

etría

del

dom

inio

ele

ctró

nico

y la

ge

omet

ría m

olec

ular

de

espe

cies

con

dos

, tre

s o

cuat

ro d

omin

ios

elec

tróni

cos.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿L

a ne

cesi

dad

de la

s es

truct

uras

de

reso

nanc

ia re

duce

n el

val

or o

la v

alid

ez

dela

teor

ía d

e Le

wis

(rep

rese

ntac

ión

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os)?

¿Q

ué

crite

rios

usam

os p

ara

eval

uar l

a va

lidez

de

una

teor

ía c

ient

ífica

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Opc

ión

A.7:

Bio

degr

adab

ilidad

de

los

plás

ticos

Biol

ogía

, tem

a 2.

3 : E

stru

ctur

a 3D

de

mol

écul

as y

rela

ción

ent

re e

stru

ctur

a y

func

ión

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7: S

e po

dría

n us

ar s

imul

ador

es in

form

átic

os p

ara

mod

elar

es

truct

uras

seg

ún la

TR

PEV.


Guía de Química50

4.3

Estr

uctu

ras

cova

lent

es

•Pr

edic

ción

de

los

ángu

los

de e

nlac

e a

parti

r de

la g

eom

etría

mol

ecul

ar y

la

pres

enci

a de

par

es e

lect

róni

cos

no e

nlaz

ante

s.

•Pr

edic

ción

de

la p

olar

idad

mol

ecul

ar a

par

tir d

e la

pol

arid

ad d

el e

nlac

e y

la

geom

etría

mol

ecul

ar.

•D

educ

ción

de

estru

ctur

as d

e re

sona

ncia

, ent

re o

tros,

se

pued

en in

clui

r los

ej

empl

os C

6H6,

CO

32-y

O3.

•Ex

plic

ació

n de

las

prop

ieda

des

de lo

s co

mpu

esto

s gi

gant

es c

oval

ente

s en

fu

nció

n de

sus

est

ruct

uras

.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

e us

ar e

l tér

min

o “d

omin

io e

lect

róni

co”e

n lu

gar d

el té

rmin

o “c

entro

de

carg

a ne

gativ

a”.

•En

una

est

ruct

ura

de L

ewis

(rep

rese

ntac

ión

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os),

los

pare

s el

ectró

nico

s se

pue

den

repr

esen

tar p

or p

unto

s, c

ruce

s, g

uion

es o

cu

alqu

ier c

ombi

naci

ón.

•Se

deb

en in

clui

r los

aló

tropo

s de

l car

bono

(dia

man

te, g

rafit

o, g

rafe

no, C

60

buck

min

ster

fulle

reno

)y S

iO2.

•Se

deb

en in

clui

r los

enl

aces

cov

alen

tes

coor

dina

dos

(dat

ivos

).



Idea

fund

amen

tal:

Las

prop

ieda

des

físic

as d

e la

s su

stan

cias

mol

ecul

ares

son

el r

esul

tado

de

las

dife

rent

es fu

erza

s qu

e ac

túan

ent

re s

us m

oléc

ulas

.

4.4

Fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Obt

enci

ón d

e ev

iden

cias

par

a la

s te

oría

s ci

entíf

icas

real

izan

do y

com

prob

ando

pre

dicc

ione

s ba

sada

s en

ella

s. L

as fu

erza

s de

Lond

on(d

ispe

rsió

n)y

el e

nlac

e de

hid

róge

no

se p

uede

n us

ar p

ara

expl

icar

inte

racc

ione

ses

peci

ales

. Por

eje

mpl

o, lo

s co

mpu

esto

s m

olec

ular

es c

oval

ente

s pu

eden

exi

stir

en lo

s es

tado

s só

lido

y líq

uido

. Par

a ex

plic

ar

esto

, deb

en e

xist

ir fu

erza

s de

atra

cció

n en

tre s

us p

artíc

ulas

sig

nific

ativ

amen

te m

ayor

es q

ue la

s at

ribui

bles

a la

gra

veda

d. (2

.2)

Com

pren

sión

:

•La

s fu

erza

s in

term

olec

ular

es s

on la

s fu

erza

sde

Lon

don

(dis

pers

ión)

, las

fu

erza

s di

polo

-dip

olo

y el

enl

ace

de h

idró

geno

.

•La

inte

nsid

ad re

lativ

a de

est

as in

tera

ccio

nes

es: f

uerz

as d

e Lo

ndon

(d

ispe

rsió

n)<

fuer

zas

dipo

lo-d

ipol

o <

enla

ces

de h

idró

geno

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es

•D

educ

ción

de

los

tipos

de

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

pre

sent

es e

n su

stan

cias

, ba

sánd

ose

en s

u es

truct

ura

y fó

rmul

a qu

ímic

a.

•Ex

plic

ació

n de

las

prop

ieda

des

físic

as d

e co

mpu

esto

s co

vale

ntes

(vol

atilid

ad,

cond

uctiv

idad

elé

ctric

a y

solu

bilid

ad) e

n fu

nció

n de

sus

est

ruct

uras

y la

s fu

erza

s in

term

olec

ular

es.

Orie

ntac

ión:

•El

térm

ino

“fuer

zas

de L

ondo

n(d

ispe

rsió

n)”s

e re

fiere

a la

s fu

erza

s di

polo

in

stan

táne

oin

duci

do-d

ipol

o in

duci

do q

ue e

xist

en e

ntre

cua

lqui

er á

tom

oo

grup

o de

áto

mos

y s

e de

be u

sar p

ara

entid

ades

no

pola

res.

El t

érm

ino

van

der W

aals

es

incl

usiv

o e

incl

uye

las

fuer

zas

dipo

lo-d

ipol

o, d

ipol

o-di

polo

indu

cido

y fu

erza

s de

Lond

on(d

ispe

rsió

n).

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

nat

ural

eza

del e

nlac

e de

hid

róge

no e

s un

tem

a so

bre

el q

ue s

e di

scut

e m

ucho

y la

def

inic

ión

actu

al d

e la

IUPA

C p

ropo

rcio

na s

eis

crite

rios

que

se

debe

n ut

ilizar

com

o ev

iden

cia

de la

exi

sten

cia

de e

nlac

e de

hid

róge

no. ¿

De

qué

form

a el

uso

del

voc

abul

ario

esp

ecia

lizad

o ay

uda

o en

torp

ece

el a

vanc

e de

l con

ocim

ient

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Opc

ión

A.5:

Uso

de

plas

tific

ante

sO

pció

n A.

7: C

ontro

l de

la b

iode

grad

abilid

adO

pció

n B.

3: P

unto

s de

fusi

ón d

e gr

asas

cis

/tran

sBi

olog

ía,t

emas

2.2

, 2.3

, 2.4

y 2

.6: c

ompr

ensi

ón d

e la

s fu

erza

s in

term

olec

ular

es p

ara

traba

jar c

on la

s m

oléc

ulas

en

el o

rgan

ism

o

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7: S

e po

dría

n us

ar s

imul

acio

nes

info

rmát

icas

par

a m

ostra

r las

in

tera

ccio

nes

de la

s fu

erza

s in

term

olec

ular

es.


Guía de Química52

Idea

fund

amen

tal:

Los

enla

ces

met

álic

os s

on u

na re

d de

cat

ione

s co

n el

ectro

nes

desl

ocal

izad

os.

4.5

Enla

ce m

etál

ico

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Uso

de

teor

ías

para

exp

licar

fenó

men

os n

atur

ales

. Las

pro

pied

ades

de

los

met

ales

son

dife

rent

es a

las

de la

s su

stan

cias

ióni

cas

y co

vale

ntes

y e

sto

se d

ebe

a la

form

ació

n de

enl

aces

no

dire

ccio

nale

s co

n un

“mar

”de

elec

trone

s de

sloc

aliz

ados

. (2.

2)

Com

pren

sión

:

•U

n en

lace

met

álic

o es

con

secu

enci

a de

la a

tracc

ión

elec

trost

átic

a en

tre u

na

red

de io

nes

posi

tivos

y lo

s el

ectro

nes

desl

ocal

izad

os.

•La

fuer

za d

e un

enl

ace

met

álic

o de

pend

e de

la c

arga

de

los

ione

s y

del r

adio

de

l ion

met

álic

o.

•La

s al

eaci

ones

gen

eral

men

te c

ontie

nen

más

de

un m

etal

y ti

enen

mej

ores

pr

opie

dade

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es

•Ex

plic

ació

n de

la c

ondu

ctiv

idad

elé

ctric

a y

la m

alea

bilid

ad d

e lo

s m

etal

es.

•Ex

plic

ació

n de

las

tend

enci

as q

ue p

rese

ntan

los

punt

os d

e fu

sión

de

los

met

ales

.

•Ex

plic

ació

n de

las

prop

ieda

des

de la

s al

eaci

ones

en

func

ión

de lo

s en

lace

s no

di

recc

iona

les.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en li

mita

r las

tend

enci

as a

los

elem

ento

s de

los

bloq

ues

s-y

p-.

•Se

deb

en tr

atar

eje

mpl

os d

e va

rias

alea

cion

es.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

dis

poni

bilid

ad d

e lo

s re

curs

os m

etál

icos

y lo

s m

edio

s pa

ra e

xtra

erlo

s, v

aría

n ex

trem

adam

ente

en

dife

rent

es p

aíse

s, y

es

un fa

ctor

det

erm

inan

te d

e la

riq

ueza

nac

iona

l. A

med

ida

que

las

tecn

olog

ías

se d

esar

rolla

n, la

dem

anda

de

dife

rent

es m

etal

es v

aría

y s

e re

quie

ren

cuid

ados

as e

stra

tegi

as p

ara

el

abas

teci

mie

nto

de e

sos

recu

rsos

fini

tos.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Opc

ión

A.6:

Uso

de

met

ales

en

nano

tecn

olog

ía

Biol

ogía

, tem

a2.

2: A

gua

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

1:Im

pact

o gl

obal

del

val

or d

e lo

s m

etal

es p

reci

osos

y s

us p

roce

sos

de e

xtra

cció

n y

ubic

acio

nes.

•O

bjet

ivo

7: S

e po

dría

n ut

ilizar

sim

ulac

ione

s in

form

átic

as p

ara

obse

rvar

ej

empl

os d

e en

lace

met

álic

o.

Tema 5: Energía/termoquímica


Tem

a 5:

Ene

rgía

/ter

moq

uím

ica

9 ho

ras

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Las

varia

cion

es d

e en

talp

ía d

e la

s re

acci

ones

quí

mic

as s

e pu

eden

cal

cula

r a p

artir

de

su e

fect

o so

bre

la te

mpe

ratu

ra d

e lo

s al

rede

dore

s.

5.1

Med

ició

n de

var

iaci

ones

de

ener

gía

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Prin

cipi

o fu

ndam

enta

l: la

con

serv

ació

n de

la e

nerg

ía e

s un

prin

cipi

o fu

ndam

enta

l de

la c

ienc

ia. (

2.6)

Rea

lizac

ión

de o

bser

vaci

ones

cui

dado

sas:

tran

sfer

enci

a de

ene

rgía

med

ible

ent

re lo

s si

stem

as y

sus

alre

dedo

res.

(3.1

)

Com

pren

sión

:

•El

cal

or e

s un

a fo

rma

de e

nerg

ía.

•La

tem

pera

tura

es

una

med

ida

dela

ene

rgía

cin

étic

a m

edia

de

las

partí

cula

s.

•En

las

reac

cion

es q

uím

icas

, se

cons

erva

la e

nerg

ía to

tal.

•La

s re

acci

ones

quí

mic

as q

ue im

plic

an tr

ansf

eren

cia

de c

alor

ent

re e

l sis

tem

a y

los

alre

dedo

res

se d

escr

iben

com

o en

doté

rmic

as o

exo

térm

icas

.

•La

var

iaci

ón d

e en

talp

ía (∆

H) p

ara

las

reac

cion

es q

uím

icas

se

indi

ca e

n kJ

mol

-1.

•Lo

s va

lore

s de

∆H

se e

xpre

san

gene

ralm

ente

en

cond

icio

nes

está

ndar

, que

se

repr

esen

tan

com

o ∆

H0

, inc

luid

os lo

s es

tado

s es

tánd

ar.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

álcu

lo d

e la

var

iaci

ón d

e ca

lor q

ue s

e pr

oduc

e cu

ando

var

ía la

tem

pera

tura

de

una

sust

anci

a pu

ra u

sand

o 𝑞𝑞𝑞𝑞

=𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚∆𝑇𝑇𝑇𝑇.

•Se

deb

e in

clui

r un

expe

rimen

to c

alor

imét

rico

para

det

erm

inar

la e

ntal

pía

de

una

reac

ción

y s

e de

ben

eval

uar l

os re

sulta

dos.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

uni

dad

de te

mpe

ratu

ra d

el S

I es

el K

elvi

n (K

), pe

ro e

n la

may

oría

de

los

país

es s

e us

a co

n fre

cuen

cia

la e

scal

a C

elsi

us (º

C),

que

tiene

la m

ism

a es

cala

in

crem

enta

l. La

exc

epci

ón e

s EE

. UU

., qu

e co

ntin

úa u

sand

o la

esc

ala

Fahr

enhe

it (º

F), p

ara

la c

omun

icac

ión

no c

ient

ífica

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿Q

ué c

riter

ios

usam

os p

ara

juzg

ar la

s di

scre

panc

ias

entre

los

valo

res

expe

rimen

tale

s y

teór

icos

? ¿Q

ué fo

rmas

de

cono

cim

ient

o us

amos

cua

ndo

eval

uam

os la

s lim

itaci

ones

exp

erim

enta

les

y la

s su

posi

cion

es te

óric

as?

Util

izac

ión:

•D

eter

min

ació

n de

l con

teni

do e

nerg

étic

o de

sus

tanc

ias

impo

rtant

es e

n al

imen

tos

y co

mbu

stib

les

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

1: C

onse

rvac

ión

de la

mas

a, c

ambi

os d

e es

tado

Tem

a 1.

2: C

once

pto

de m

ol


Guía de Química54

5.1

Med

ició

n de

var

iaci

ones

de

ener

gía

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en in

clui

r var

iaci

ones

de

enta

lpía

de

com

bust

ión

(∆𝐻𝐻𝐻𝐻𝑐𝑐𝑐𝑐° )

y fo

rmac

ión

(∆𝐻𝐻𝐻𝐻 𝑓𝑓𝑓𝑓

° )

•C

onsi

dera

r rea

ccio

nes

en s

oluc

ión

acuo

sa y

reac

cion

es d

e co

mbu

stió

n.

•El

est

ado

está

ndar

se

refie

re a

l est

ado

norm

al, a

l est

ado

esta

ble

más

pur

o de

un

asu

stan

cia

med

ido

a 10

0 kP

a. L

a te

mpe

ratu

ra n

o es

par

te d

e la

def

inic

ión

de e

stad

o es

tánd

ar, p

ero

se d

a 29

8 K

com

o la

tem

pera

tura

de

inte

rés.

•La

cap

acid

ad c

alor

ífica

esp

ecífi

ca d

el a

gua

se d

a en

la s

ecci

ón 2

del

cu

ader

nillo

de

dato

s.

•Lo

s al

umno

s pu

eden

sup

oner

que

la d

ensi

dad

y la

s ca

paci

dade

s ca

loríf

icas

de

las

solu

cion

es a

cuos

as s

on ig

uale

s a

la d

el a

gua,

per

o de

ben

ser c

onsc

ient

es

de e

sta

limita

ción

.

•En

los

expe

rimen

tos

se d

eben

con

side

rar l

as p

érdi

das

de c

alor

al a

mbi

ente

y la

ca

paci

dad

calo

rífic

a de

l cal

orím

etro

, per

o no

se

requ

iere

el u

so d

e la

bom

ba

calo

rimét

rica.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

incl

uir e

xper

imen

tos

para

cal

cula

r var

iaci

ones

de

enta

lpía

a p

artir

de

dato

s ex

perim

enta

les

dado

s (c

onte

nido

ene

rgét

ico

de

alim

ento

s, e

ntal

pía

de fu

sión

del

hie

loo

bien

la v

aria

ción

de

enta

lpía

de

reac

cion

es s

enci

llas

en s

oluc

ión

acuo

sa).

•O

bjet

ivo

7: U

so d

e ba

ses

de d

atos

par

a an

aliz

ar e

l con

teni

do e

nerg

étic

o de

al

imen

tos.

•O

bjet

ivo

7:U

so d

e re

gist

rado

res

de d

atos

par

a re

gist

rar v

aria

cion

es d

e te

mpe

ratu

ra.



Idea

fund

amen

tal:

En la

s tra

nsfo

rmac

ione

s qu

ímic

as, l

a en

ergí

a no

se

pued

e cr

ear n

i des

truir

(prim

era

ley

de la

term

odin

ámic

a).

5.2

Ley

de H

ess

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Hip

ótes

is: b

asán

dose

en

la te

oría

de

la c

onse

rvac

ión

de la

ene

rgía

y la

teor

ía a

tóm

ica,

los

cien

tífic

os p

uede

n co

ntro

lar l

a hi

póte

sis

de q

ue s

i los

mis

mos

pro

duct

os s

e fo

rman

a p

artir

de

los

mis

mos

reac

tivos

inic

iale

s, e

nton

ces

la v

aria

ción

de

ener

gía

debe

ser l

a m

ism

a in

depe

ndie

ntem

ente

del

núm

ero

de e

tapa

s. (2

.4)

Com

pren

sión

:

•La

var

iaci

ón d

e en

talp

ía d

e un

a re

acci

ón q

ue s

e lle

va a

cab

o en

una

ser

ie d

e et

apas

es

igua

l a la

sum

a de

las

varia

cion

es d

e en

talp

ía d

e la

s et

apas

in

divi

dual

es.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ap

licac

ión

de la

ley

de H

ess

para

cal

cula

r var

iaci

ones

de

enta

lpía

.

•C

álcu

lo d

e ∆𝐻𝐻𝐻𝐻

de

reac

cion

es u

sand

o da

tos

de ∆𝐻𝐻𝐻𝐻 𝑓𝑓𝑓𝑓

° .

•D

eter

min

ació

n de

la v

aria

ción

de

enta

lpía

de

una

reac

ción

que

sea

la s

uma

de

múl

tiple

s re

acci

ones

cuy

as v

aria

cion

es d

e e n

talp

ía s

e co

noce

n.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s da

tos

de v

aria

ción

de

enta

lpía

de

form

ació

n es

tán

en la

sec

ción

12

del

cuad

erni

llo d

e da

tos.

•U

na a

plic

ació

n de

la le

y de

Hes

s es

0

0f

fre

acci

ón(

pro

duct

os)

( re

activ

so)

HH

H−

Σ∆

∆=

Σ∆

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•C

on fr

ecue

ncia

, el r

ecic

lado

de

mat

eria

les

es u

n m

edio

efe

ctiv

o pa

ra re

duci

r el

impa

cto

ambi

enta

l de

la p

rodu

cció

n, p

ero

su e

ficie

ncia

ene

rgét

ica

varía

de

un

país

a o

tro.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

ley

de H

ess

cons

tituy

e un

eje

mpl

o de

apl

icac

ión

de la

con

serv

ació

n de

la

ener

gía.

¿C

uále

sso

n lo

s de

safío

s y

limita

cion

es d

e ap

licar

los

prin

cipi

os

gene

rale

s a

caso

s es

pecí

ficos

?

Util

izac

ión:

•La

ley

de H

ess

tiene

impo

rtanc

ia e

n el

est

udio

de

la n

utric

ión,

las

drog

as y

la

ener

gía

libre

de

Gib

bs e

n lo

s ca

sos

en lo

s qu

e la

sín

tesi

s di

rect

a a

parti

r de

los

elem

ento

s co

nstit

uyen

tes

no e

s po

sibl

e.Ví

ncul

os c

on e

l res

to d

el p

rogr

ama

de e

stud

ios

y co

n ot

ras

asig

natu

ras

del

prog

ram

a:Fí

sica

, tem

a 2.

3: C

onse

rvac

ión

de la

mas

a-en

ergí

aO

bjet

ivos

gen

eral

es:

•O

bjet

ivo

4: D

iscu

tir la

fuen

te d

e lo

s va

lore

s ac

epta

dos

y us

ar e

sta

idea

par

a de

batir

exp

erim

ento

s.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r apl

icac

ione

s de

labo

rato

rio d

e la

le

y de

Hes

s.

•O

bjet

ivo

7:U

so d

e re

gist

rado

res

de d

atos

par

a re

gist

rar v

aria

cione

s de

tem

pera

tura

.


Guía de Química56

Idea

fund

amen

tal:

Cua

ndo

los

enla

ces

se ro

mpe

n, s

e ab

sorb

e en

ergí

a y

cuan

do s

e fo

rman

, se

liber

a en

ergí

a.

5.3

Enta

lpía

de

enla

ce

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Mod

elos

y te

oría

s: la

s va

riaci

ones

de

ener

gía

que

se m

iden

se

pued

en e

xplic

ar e

n ba

se a

l mod

elo

de lo

s en

lace

s qu

e se

rom

pen

y fo

rman

. Pue

sto

que

esta

s ex

plic

acio

nes

se b

asan

en

un m

odel

o, la

con

cord

anci

a co

n lo

s da

tos

empí

ricos

dep

ende

de

la s

ofis

ticac

ión

del m

odel

o y

los

dato

s ob

teni

dos

se p

uede

n us

ar p

ara

mod

ifica

r las

teor

ías

cuan

do s

e co

nsid

ere

adec

uado

. (2.

2)

Com

pren

sión

:

•La

form

ació

n de

enl

aces

libe

ra e

nerg

ía y

la ru

ptur

a de

enl

aces

requ

iere

en

ergí

a.

•La

ent

alpí

a m

edia

de

enla

ce e

s el

pro

med

io d

e en

ergí

a ne

cesa

ria p

ara

rom

per

un m

ol d

e un

enl

ace

de u

na m

oléc

ula

gase

osa

en c

ompu

esto

s si

mila

res.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

álcu

lo d

e va

riaci

ones

de

enta

lpía

a pa

rtir d

e va

lore

s co

noci

dos

de e

ntal

pía

de

enla

ce y

com

para

ción

de

esto

s co

n va

lore

s ex

perim

enta

les

med

idos

.

•Es

quem

atiz

ació

n y

eval

uaci

ón d

e pe

rfile

s de

ene

rgía

pot

enci

al p

ara

dete

rmin

ar

si lo

s re

activ

os o

los

prod

ucto

s so

n m

ás e

stab

les

y si

la re

acci

ón e

s ex

otér

mic

a o

endo

térm

ica.

•D

iscu

sión

de

la fu

erza

del

enl

ace

en e

l ozo

no c

on re

laci

ón a

l oxí

geno

en

cuan

to a

su

impo

rtanc

ia e

n la

atm

ósfe

ra.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s va

lore

s de

las

enta

lpía

s de

enl

ace

está

n en

la s

ecci

ón 1

1 de

l cua

dern

illo

de d

atos

.

•La

s en

talp

ías

med

ias

de e

nlac

e so

lo s

on v

álid

as p

ara

los

gase

s y

los

cálc

ulos

co

n en

talp

ías

de e

nlac

e pu

eden

ser

inex

acto

s po

rque

no

tiene

n en

cue

nta

las

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

dis

min

ució

n de

l ozo

no e

stra

tosf

éric

o pr

eocu

pa e

spec

ialm

ente

en

las

regi

ones

pol

ares

del

pla

neta

, aun

que

la c

onta

min

ació

n qu

e la

pro

voca

pro

vien

e de

div

ersa

s re

gion

es y

fuen

tes.

La

acci

ón y

coo

pera

ción

inte

rnac

iona

l han

ay

udad

o a

mej

orar

el p

robl

ema

de la

dis

min

ució

n de

l ozo

no.

Util

izac

ión:

•La

s fu

ente

s de

ene

rgía

, com

o la

com

bust

ión

de c

ombu

stib

les

fósi

les,

requ

iere

n el

evad

os v

alor

es d

e Δ

H.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

3: E

stru

ctur

as c

oval

ente

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6: S

e po

dría

n re

aliz

ar e

xper

imen

tos

sobr

e la

ent

alpí

a de

com

bust

ión

del p

ropa

no o

but

ano.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

regi

stra

dore

s de

dat

os p

ara

regi

stra

r var

iaci

ones

de

tem

pera

tura

.

•O

bjet

ivo

8:C

onse

cuen

cias

mor

ales

, étic

as, s

ocia

les,

eco

nóm

icas

y

ambi

enta

les

de la

dis

min

ució

n de

la c

apa

de o

zono

y s

us c

ausa

s.

Tema 6: Cinética química


Tem

a 6:

Cin

étic

a qu

ímic

a 7

hora

s

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Cua

nto

may

or s

ea la

pro

babi

lidad

de

que

las

mol

écul

as c

hoqu

en c

on e

nerg

ía s

ufic

ient

e y

orie

ntac

ión

ade

cuad

a, m

ayor

ser

á la

ve

loci

dad

de re

acci

ón.

6.1

Teor

ía d

e la

s co

lisio

nes

y ve

loci

dade

s de

reac

ción

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

El p

rinci

pio

de la

nav

aja

de O

ccam

se

usa

com

o gu

ía p

ara

desa

rrolla

r una

teor

ía: a

unqu

e no

pod

amos

ver

dire

ctam

ente

las

reac

cion

es q

ue ti

enen

luga

r a n

ivel

mol

ecul

ar,

pode

mos

teor

izar

bas

ándo

nos

en lo

s m

odel

os a

tóm

icos

act

uale

s. L

a te

oría

de

las

colis

ione

ses

un

buen

eje

mpl

o de

est

e pr

inci

pio.

(2.7

)

Com

pren

sión

:

•La

s es

peci

es re

acci

onan

com

o co

nsec

uenc

ia d

e la

s co

lisio

nes

con

ener

gía

sufic

ient

e y

orie

ntac

ión

adec

uada

.

•La

vel

ocid

ad d

e re

acci

ón s

e ex

pres

a co

mo

la v

aria

ción

de

conc

entra

ción

de

un

reac

tivo/

prod

ucto

par

ticul

ar p

or u

nida

d de

tiem

po.

•La

s va

riaci

ones

de

conc

entra

ción

en

una

reac

ción

se

pued

en s

egui

r de

form

a in

dire

cta

mon

itoriz

ando

cam

bios

de

mas

a, v

olum

en y

col

or.

•La

ene

rgía

de

activ

ació

n (E

a) e

s la

ene

rgía

mín

ima

que

nece

sita

n la

s m

oléc

ulas

que

col

isio

nan

para

tene

r col

isio

nes

efec

tivas

que

orig

inen

una

re

acci

ón.

•U

n ca

taliz

ador

aum

enta

la v

eloc

idad

de

una

reac

ción

quí

mic

a di

smin

uyen

do la

E

a, si

n se

r alte

rado

quí

mic

amen

te d

e fo

rma

perm

anen

te.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

escr

ipci

ón d

e la

teor

ía c

inét

ica

en fu

nció

n de

l mov

imie

nto

de la

s pa

rtícu

las,

cu

ya e

nerg

ía c

inét

ica

med

ia e

s pr

opor

cion

al a

la te

mpe

ratu

ra e

n Ke

lvin

.

•An

ális

is d

e da

tos

gráf

icos

y n

umér

icos

pro

veni

ente

s de

exp

erim

ento

s de

ve

loci

dad.

•Ex

plic

ació

n de

l efe

cto

de la

tem

pera

tura

, la

pres

ión/

conc

entra

ción

y e

l tam

año

de la

s pa

rtícu

las

sobr

e la

vel

ocid

ad d

e re

acci

ón.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

dis

min

ució

n de

l ozo

no e

stra

tosf

éric

o se

ha

debi

do p

rinci

palm

ente

a la

ac

ción

cat

alíti

ca d

e lo

s C

FC y

es

espe

cial

men

te p

reoc

upan

te e

n la

sre

gion

es

pola

res

del p

lane

ta. E

stos

age

ntes

quí

mic

os s

on li

bera

dos

por

dive

rsas

fu

ente

s y

país

es, p

or e

llo, h

a si

do n

eces

aria

la a

cció

n y

coop

erac

ión

inte

rnac

iona

l par

a m

ejor

ar e

l pro

blem

a de

la d

ism

inuc

ión

del o

zono

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

esc

ala

Kelv

in d

e te

mpe

ratu

ra d

a un

a m

edid

a na

tura

l de

la e

nerg

ía c

inét

ica

de u

n ga

s, m

ient

ras

que

la e

scal

a ar

tific

ial C

elsi

us s

e ba

sa e

n la

s pr

opie

dade

s de

l agu

a. L

as p

ropi

edad

es fí

sica

s co

mo

la te

mpe

ratu

ra ¿

se in

vent

an o

de

scub

ren?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 5.

3: ¿

Qué

se

entie

nde

por t

erm

odin

ámic

amen

te e

stab

le e

n co

ntra

ste

con

ciné

ticam

ente

est

able

? Te

ma

13.1

: Ion

es y

fueg

os a

rtific

iale

sO

pció

n A.

3: U

sos

cotid

iano

s de

los

cata

lizad

ores

O

pció

n B.

2: E

nzim

asBi

olog

ía, t

ema

8.1:

Met

abol

ism

o


Guía de Química58

6.1

Teor

ía d

e la

s co

lisio

nes

y ve

loci

dade

s de

reac

ción

•C

onst

rucc

ión

de c

urva

s de

dis

tribu

ción

de

ener

gía

de M

axw

ell-B

oltz

man

n pa

ra

just

ifica

r la

prob

abilid

ad d

e la

s co

lisio

nes

efec

tivas

y lo

s fa

ctor

es q

ue la

s af

ecta

n, in

cluy

endo

el e

fect

o de

un

cata

lizad

or.

•In

vest

igac

ión

expe

rimen

tal d

e ve

loci

dade

s de

reac

ción

y e

valu

ació

n de

los

resu

ltado

s.

•Es

quem

atiz

ació

n y

expl

icac

ión

de lo

s pe

rfile

s de

ene

rgía

con

y s

in

cata

lizad

ores

.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

e in

clui

r el c

álcu

lo d

e ve

loci

dade

s de

reac

ción

a p

artir

de

las

tang

ente

s de

los

gráf

icos

de

conc

entra

ción

, vol

umen

o m

asa

en fu

nció

n de

l tie

mpo

.

•Lo

s al

umno

s de

ben

esta

r fam

iliariz

ados

con

la in

terp

reta

ción

de

los

gráf

icos

de

varia

ción

de

conc

entra

ción

, vol

umen

o m

asa

en fu

nció

n de

l tie

mpo

.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivos

1 y

8: ¿

Cuá

les

son

algu

nas

de la

s po

lém

icas

sob

re la

vel

ocid

ad d

el

cam

bio

clim

átic

o? ¿

Por q

ué e

xist

en?

•O

bjet

ivo

6:In

vest

igar

la v

eloc

idad

de

una

reac

ción

con

y s

in c

atal

izad

or.

•O

bjet

ivo

6:Po

dría

n in

clui

rse

expe

rimen

tos

para

inve

stig

ar v

eloc

idad

es

varia

ndo

la c

once

ntra

ción

de

un re

activ

o o

la te

mpe

ratu

ra.

•O

bjet

ivo

7:U

so d

e si

mul

ador

es p

ara

mos

trar c

ómo

las

varia

cion

es d

e la

s pr

opie

dade

s m

acro

scóp

icas

com

o la

tem

pera

tura

, la

pres

ión

y la

con

cent

raci

ón

afec

tan

las

colis

ione

s m

olec

ular

es.

•O

bjet

ivo

8:Pa

pel q

ue d

esem

peña

n lo

s ca

taliz

ador

es e

n la

quí

mic

a am

bien

tal.

Tema 7: Equilibrio


Tem

a 7:

Equ

ilibr

io

4,5

hora

s

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Muc

has

reac

cion

es s

on re

vers

ible

s. E

stas

reac

cion

es a

lcan

zará

n un

est

ado

de e

quilib

rio c

uand

o la

s ve

loci

dade

s de

reac

ción

dire

cta

e in

vers

a se

an ig

uale

s. L

a po

sici

ón d

e eq

uilib

rio s

e pu

ede

cont

rola

r var

iand

o es

as c

ondi

cion

es.

7.1

Equi

librio

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Obt

ener

evi

denc

ia p

ara

las

teor

ías

cien

tífic

as: r

otul

ació

n is

otóp

ica

y su

util

izac

ión

en la

def

inic

ión

de e

quilib

rio. (

1.8)

Leng

uaje

com

ún e

n la

s di

fere

ntes

dis

cipl

inas

: el t

érm

ino

equi

librio

din

ámic

o se

usa

en

otro

s co

ntex

tos,

per

o no

nec

esar

iam

ente

con

la id

ea d

e la

def

inic

ión

quím

ica.

(5.5

)

Com

pren

sión

:

•En

un

sist

ema

cerra

do s

e al

canz

a un

est

ado

de e

quilib

rio c

uand

o se

igua

lan

las

velo

cida

des

de la

reac

ción

dire

cta

e in

vers

a.

•La

ley

de e

quilib

rio d

escr

ibe

cóm

o de

term

inar

la c

onst

ante

de

equi

librio

(Kc)

para

una

reac

ción

quí

mic

a pa

rticu

lar.

•La

mag

nitu

d de

la c

onst

ante

de

equi

librio

indi

ca la

ext

ensi

ón d

e un

a re

acci

ón

quím

ica

en e

l equ

ilibrio

y d

epen

de d

e la

tem

pera

tura

.

•El

coc

ient

e de

reac

ción

(Q) m

ide

las

cant

idad

es re

lativ

as d

e pr

oduc

tos

y re

activ

os p

rese

ntes

dur

ante

una

reac

ción

en

un d

eter

min

ado

mom

ento

. Qes

la

expr

esió

n de

equ

ilibrio

aplic

ada

a la

s co

ncen

traci

ones

que

no

son

las

de

equi

librio

. La

posi

ción

de

equi

librio

var

ía c

on la

s va

riaci

ones

de

conc

entra

ción

, pr

esió

n y

tem

pera

tura

.

•U

n ca

taliz

ador

no

afec

ta la

pos

ició

n de

equ

ilibrio

ni l

a co

nsta

nte

de e

quilib

rio.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

arac

terís

ticas

de

los

sist

emas

quí

mic

os y

físi

cos

en e

stad

o de

equ

ilibrio

.

•D

educ

ción

de

la e

xpre

sión

de

la c

onst

ante

de

equi

librio

(Kc)

a pa

rtir d

e un

a ec

uaci

ón p

ara

una

reac

ción

hom

ogén

ea.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

pro

ceso

Hab

er s

e ha

des

crito

com

o la

reac

ción

quí

mic

a m

ás im

porta

nte

en

la T

ierra

pue

sto

que

ha tr

ansf

orm

ado

la p

rodu

cció

n gl

obal

de

alim

ento

s. S

in

emba

rgo,

tam

bién

ha

teni

do u

n gr

an im

pact

o en

am

bas

guer

ras

mun

dial

es.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Lo

s ci

entíf

icos

inve

stig

an e

l mun

do a

dife

rent

es e

scal

as: l

a m

acro

scóp

ica

y la

m

icro

scóp

ica.

¿Q

ué fo

rmas

de

cono

cim

ient

o no

s pe

rmite

n de

spla

zarn

os d

e la

es

cala

mac

rosc

ópic

a a

la m

icro

scóp

ica?

•La

quí

mic

a ut

iliza

un v

ocab

ular

io e

spec

ializ

ado:

un

sist

ema

cerra

do e

s aq

uel

en e

l que

no

exis

te in

terc

ambi

o de

mat

eria

con

el a

mbi

ente

. ¿N

uest

ro

voca

bula

rio s

impl

emen

te c

omun

ica

nues

tro c

onoc

imie

nto

o po

r el c

ontra

rio d

a fo

rma

a lo

que

pod

emos

con

ocer

?

•La

car

rera

de

Fritz

Hab

er c

oinc

idió

con

las

turb

ulen

cias

de

dos

guer

ras

mun

dial

es. É

l sup

ervi

só la

libe

raci

ón d

e cl

oro

en lo

s ca

mpo

s de

bat

alla

de

la

prim

era

Gue

rra M

undi

al y

trab

ajó

en la

pro

ducc

ión

de e

xplo

sivo

s. ¿

De

qué

form

a el

con

text

o so

cial

del

trab

ajo

cien

tífic

o af

ecta

los

mét

odos

y

desc

ubrim

ient

os d

e la

cie

ncia

? ¿D

eber

ían

los

cien

tífic

os c

onsi

dera

rse

mor

alm

ente

resp

onsa

bles

de

las

aplic

acio

nes

de s

us d

escu

brim

ient

os?

Tema 7: Equilibrio

Guía de Química60

7.1

Equi

librio

•D

eter

min

ació

n de

la re

laci

ón e

xist

ente

ent

re d

ifere

ntes

con

stan

tes

de e

quilib

rio

(Kc)

para

la m

ism

a re

acci

ón (a

la m

ism

a te

mpe

ratu

ra) c

uand

o es

tá

repr

esen

tada

por

ecu

acio

nes

escr

itas

de m

aner

a di

fere

nte.

•Ap

licac

ión

del p

rinci

pio

de L

e C

hâte

lier p

ara

pred

ecir

los

efec

tos

cual

itativ

os d

e la

var

iaci

ón d

e te

mpe

ratu

ra, p

resi

ón y

con

cent

raci

ón s

obre

la p

osic

ión

de

equi

librio

y s

obre

el v

alor

de

la c

onst

ante

de

equi

librio

.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en in

clui

r sis

tem

as fí

sico

s y

quím

icos

.

•Se

deb

e in

clui

r la

rela

ción

ent

re lo

s va

lore

s de

Kc

para

reac

cion

es m

últip

les

oin

vers

as e

ntre

sí.

•N

o se

requ

iere

n de

talle

s es

pecí

ficos

de

ning

ún p

roce

so in

dust

rial.

Util

izac

ión:

•En

quí

mic

a, lo

s co

rche

tes

se u

san

en v

ario

s co

ntex

tos:

p.e

j. co

ncen

traci

ones

(te

ma

1.3)

, est

ruct

uras

de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

, tem

a 4.

3) y

com

plej

os (t

ema

14.1

).

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 8.

4: C

ompo

rtam

ient

o de

los

ácid

os y

bas

es d

ébile

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:El

prin

cipi

o de

Le

Châ

telie

r se

pued

e in

vest

igar

cua

litat

ivam

ente

ob

serv

ando

el e

fect

o de

var

iaci

ones

de

pres

ión,

con

cent

raci

ón y

tem

pera

tura

so

bre

dife

rent

es s

iste

mas

en

equi

librio

.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

ani

mac

ione

s y

sim

ulac

ione

s pa

ra il

ustra

r el

conc

epto

de

equi

librio

din

ámic

o.

•O

bjet

ivo

8:R

econ

ocer

las

impl

icac

ione

s m

oral

es, é

ticas

y e

conó

mic

as d

el u

so

de la

cie

ncia

y la

tecn

olog

ía. U

n es

tudi

o de

l cas

o de

Frit

z H

aber

se

pued

e us

ar

para

deb

atir

el p

apel

de

los

cien

tífic

os e

n la

soc

ieda

d.

Tema 8: Ácidos y bases


Tem

a 8:

Áci

dos

y ba

ses

6,5

hora

s

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Muc

has

reac

cion

es im

plic

an la

tran

sfer

enci

a de

un

prot

ón d

e un

áci

do a

una

bas

e.

8.1

Teor

ías

de á

cido

s y

base

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Ref

utar

teor

ías:

el H

CN

cam

bió

la te

oría

de

que

el o

xíge

no e

ra e

l ele

men

to q

ue o

rigin

aba

las

prop

ieda

des

ácid

as d

e un

com

pues

to, y

est

o pe

rmiti

ó el

des

arro

llo d

e ot

ras

teor

ías

cien

tífic

as. (

2.5)

Las

teor

ías

son

reem

plaz

adas

: una

teor

ía te

mpr

ana

de la

aci

dez

deriv

óde

la s

ensa

ción

de

un s

abor

áci

do, p

ero

se d

emos

tró s

u fa

lsed

ad. (

1.9)

Com

pren

sión

de

la c

ienc

ia p

or p

arte

del

púb

lico

en g

ener

al: f

uera

del

cam

po d

e la

quí

mic

a, e

n oc

asio

nes

las

deci

sion

es h

an s

ido

deno

min

adas

el “

ensa

yo á

cido

” o “e

nsay

o de

pap

el d

e to

rnas

ol” (

5.5)

Com

pren

sión

:

•U

n ác

ido

de B

røns

ted–

Low

ry e

s un

dona

nte

de p

roto

nes/

H+

y un

a ba

se d

e Br

ønst

ed–L

owry

es

unre

cept

or d

e pr

oton

es/H

+ .

•La

s es

peci

es a

nfip

rótic

as p

uede

n ac

tuar

com

o ác

idos

y b

ases

de

Brøn

sted

-Lo

wry

.

•U

n pa

r de

espe

cies

que

difi

eren

en

un ú

nico

pro

tón

se d

enom

inan

par

co

njug

ado

ácid

o-ba

se.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

del

áci

do y

la b

ase

de B

røns

ted–

Low

ry e

n un

a re

acci

ón q

uím

ica.

•D

educ

ción

del

áci

do c

onju

gado

o la

bas

e co

njug

ada

en u

na re

acci

ón q

uím

ica.

Orie

ntac

ión:

•Aq

uí n

o se

requ

iere

la te

oría

de

Lew

is.

•Se

deb

e in

dica

r cla

ram

ente

la u

bica

ción

del

pro

tón

trans

ferid

o.Po

r eje

mpl

o, C

H3C

OO

H/C

H3C

OO

–en

luga

r de

C2H

4O2/C

2H3O

2– .

•Lo

s al

umno

s de

ben

sabe

r am

bas

repr

esen

taci

ones

de

un p

rotó

n en

sol

ució

n ac

uosa

, H+

(aq)

y H

3O+

(aq)

.

•Se

deb

e ab

orda

r la

dife

renc

ia e

ntre

los

térm

inos

"anf

óter

o" y

"anf

ipró

tico"

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•A

cidu

s si

gnifi

ca a

grio

en

latín

, mie

ntra

s qu

e ál

cali

prov

iene

de

una

pala

bra

árab

e qu

e si

gnifi

ca c

eniz

as c

alci

nada

s. O

xys

gen-

sign

ifica

form

ador

de

ácid

o en

grie

go, y

refle

ja la

cre

enci

a eq

uivo

cada

de

que

el e

lem

ento

oxí

geno

era

el

resp

onsa

ble

de la

s pr

opie

dade

s ác

idas

de

un c

ompu

esto

. Las

teor

ías

ácid

o-ba

se fu

eron

des

arro

llada

s po

r cie

ntífi

cos

de to

do e

l mun

do y

su

voca

bula

rio h

a si

do in

fluid

o po

r sus

leng

uas.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

com

porta

mie

nto

ácid

o-ba

se s

e pu

ede

expl

icar

por

med

io d

e di

fere

ntes

te

oría

s. ¿

En q

ué s

e di

fere

ncia

n la

s ex

plic

acio

nes

en q

uím

ica

de la

s ex

plic

acio

nes

en o

tras

asig

natu

ras,

com

o la

his

toria

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 3.

2: C

arác

ter á

cido

/bas

e de

los

óxid

os.

Tem

a 8.

5: L

os ó

xido

s no

met

álic

os s

on re

spon

sabl

es d

e la

pre

cipi

taci

ón á

cida

. O

pció

n B.

2: L

os a

min

oáci

dos

actú

an c

omo

espe

cies

anf

ipró

ticas

.O

pció

n D

.4: L

os a

ntiá

cido

s so

n ba

ses

que

neut

raliz

an e

l exc

eso

de á

cido

clo

rhíd

rico

del e

stóm

ago.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

9:C

ada

teor

ía ti

ene

sus

acie

rtos

y lim

itaci

ones

. Lav

oisi

er fu

e no

mbr

ado

padr

e de

la q

uím

ica

mod

erna

, sin

em

barg

o es

taba

equ

ivoc

ado

sobr

e el

oxí

geno

en

este

con

text

o.


Guía de Química62

Idea

fund

amen

tal:

La c

arac

teriz

ació

n de

un

ácid

o de

pend

e de

la e

vide

ncia

em

píric

a co

mo

la p

rodu

cció

n de

gas

es c

uand

o re

acci

ona

con

los

met

ales

, las

va

riaci

ones

de

colo

r de

los

indi

cado

res

o la

libe

raci

ón d

e ca

lor c

uand

o re

acci

ona

con

óxid

os e

hid

róxi

dos

met

álic

os.

8.2

Prop

ieda

des

de á

cido

s y

base

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Obt

enci

ón d

e ev

iden

cia

para

las

teor

ías:

las

prop

ieda

des

obse

rvab

les

de lo

s ác

idos

y la

s ba

ses

cond

ujer

on a

la m

odifi

caci

ón d

e la

s te

oría

s ác

ido-

base

. (1.

9)

Com

pren

sión

:

•La

may

oría

de

los

ácid

os p

rodu

cen

reac

cion

es q

uím

icas

de

cara

cter

ístic

as

obse

rvab

les

con

met

ales

reac

tivos

, óxi

dos

met

álic

os, h

idró

xido

s m

etál

icos

, hi

dróg

enoc

arbo

nato

s y

carb

onat

os.

•Pr

oduc

en re

acci

ones

de

neut

raliz

ació

n ex

otér

mic

as fo

rman

do u

na s

al y

agu

a.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Aj

uste

de

ecua

cion

es q

uím

icas

par

a la

s re

acci

ones

de

los

ácid

os.

•Id

entif

icac

ión

del á

cido

y la

bas

e ne

cesa

rios

para

form

ar d

ifere

ntes

sal

es.

•Lo

s al

umno

s de

ben

real

izar

exp

erie

ncia

s de

titu

laci

ones

áci

do-b

ase

con

dife

rent

es in

dica

dore

s.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en in

clui

r bas

es q

ue n

o se

an h

idró

xido

s, c

omo

el a

mon

íaco

, los

ca

rbon

atos

sol

uble

s y

los

hidr

ógen

ocar

bona

tos.

•En

la s

ecci

ón 2

2 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an lo

s ca

mbi

os d

e co

lor d

e lo

s di

fere

ntes

indi

cado

res.

Util

izac

ión:

•Al

guno

s ác

idos

y b

ases

se

usan

en

nues

tra v

ida

cotid

iana

, des

de lo

s pr

oduc

tos

para

qui

tar l

a he

rrum

bre

hast

a lo

s lim

piad

ores

de

horn

o, d

esde

los

alim

ento

s ha

sta

la p

asta

de

dien

tes,

des

de e

l tra

tam

ient

o pa

ra la

s pi

cadu

ras

de a

beja

s ha

sta

el tr

atam

ient

o pa

ra la

s pi

cadu

ras

de a

visp

as.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: T

itula

cion

es á

cido

-bas

eTe

ma

3.2:

Car

ácte

r áci

do/b

ase

de lo

s óx

idos

Te

ma

5.1:

Var

iaci

ón d

e en

talp

ía d

e la

s re

acci

ones

de

neut

raliz

ació

n

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:La

evi

denc

ia p

ara

esta

s pr

opie

dade

s se

pod

rían

basa

r en

activ

idad

es e

xper

imen

tale

s de

un

alum

no.



Idea

fund

amen

tal:

La e

scal

a de

pH

es u

na e

scal

a ar

tific

ial u

sada

par

a di

stin

guir

entre

sol

ucio

nes

ácid

as, n

eutra

s y

bási

cas/

alca

linas

.

8.3

La e

scal

a de

pH

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Nav

aja

de O

ccam

: la

esca

la d

e pH

es

un in

tent

o de

gra

duar

la a

cide

z re

lativ

a de

un

ampl

io ra

ngo

de c

once

ntra

cion

es d

e H

+po

r med

io d

e un

núm

ero

muy

sen

cillo

. (2.

7)

Com

pren

sión

:

•pH

=−

log[

H+

( aq)

] y[H

+]=

10−pH

•U

na v

aria

ción

de

una

unid

ad d

e pH

, rep

rese

nta

una

pote

ncia

de

10 e

n la

co

ncen

traci

ón d

e io

n [H

+ ].

•Lo

s va

lore

s de

pH

sirv

en p

ara

dife

renc

iar e

ntre

sol

ucio

nes

ácid

as, n

eutra

s y

alca

linas

.

•La

con

stan

te d

el p

rodu

cto

ióni

co e

s 𝐾𝐾𝐾𝐾 𝑤𝑤𝑤𝑤

=[ H

+][

OH−

] = 1

0−14

a 29

8 K.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as q

ue im

pliq

uen

pH, [

H+ ]

y [O

H─].

•Lo

s al

umno

s de

ben

esta

r fam

iliariz

ados

con

el u

so d

el p

ehac

hím

etro

y e

l in

dica

dor u

nive

rsal

.

Orie

ntac

ión:

•N

o se

eva

luar

á a

los

alum

nos

sobr

e lo

s va

lore

s de

pOH

.

•En

est

e su

btem

a, lo

s al

umno

s so

lo d

eber

án tr

atar

áci

dos

y ba

ses

fuer

tes.

•N

o se

requ

iere

la d

epen

denc

ia d

e K

wco

n la

tem

pera

tura

.

•Se

em

plea

rán

ecua

cion

es q

ue in

cluy

an H

3O+

en lu

gar d

e H

+ .

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto

•La

quí

mic

a us

a el

leng

uaje

uni

vers

al d

e la

s m

atem

átic

as c

omo

med

io d

e co

mun

icac

ión.

¿Po

r qué

es

impo

rtant

e di

spon

er d

e so

lo u

n le

ngua

je

“cie

ntífi

co”?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Mat

emát

icas

NM

(tem

a 1.

2) y

Mat

emát

icas

NS

(tem

a 1.

2): E

stud

io d

e lo

garit

mos

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

3:Lo

s al

umno

s de

ben

ser c

apac

es d

e us

ar y

apl

icar

el c

once

pto

de

pH e

n co

ntex

tos

expe

rimen

tale

s y

teór

icos

var

iado

s.

•O

bjet

ivo

6:U

na ti

tula

ción

áci

do–b

ase

se p

odría

con

trola

r con

un

indi

cado

r o

una

sond

a de

pH

.


Guía de Química64

Idea

fund

amen

tal:

El p

H d

epen

de d

ela

con

cent

raci

ón d

e la

sol

ució

n. L

a fu

erza

de

ácid

os y

bas

es d

epen

de d

e su

gra

do d

e di

soci

ació

n en

sol

ució

n ac

uosa

.

8.4

Áci

dos

y ba

ses

fuer

tes

y dé

bile

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

El p

erfe

ccio

nam

ient

o de

la in

stru

men

taci

ón: e

l uso

de

técn

icas

ana

lític

as a

vanz

adas

ha

perm

itido

cua

ntifi

car l

a fu

erza

rela

tiva

de á

cido

s y

base

s. (1

.8)

Búsq

ueda

de

tend

enci

as y

dis

crep

anci

as: l

os p

atro

nes

y an

omal

ías

resp

ecto

de

las

fuer

zas

de á

cido

s y

base

s se

pue

de e

xplic

ar a

niv

el m

olec

ular

. (3.

1)

Los

resu

ltado

s de

los

expe

rimen

tos

o m

odel

os s

e pu

eden

usa

r com

o ev

iden

cia

adic

iona

l de

una

afirm

ació

n: lo

s da

tos

de u

n tip

o pa

rticu

lar d

e re

acci

ón s

uste

nta

la id

ea d

e qu

e en

los

ácid

os d

ébile

s se

pro

duce

un

equi

librio

. (1.

9)

Com

pren

sión

:

•Lo

s ác

idos

y b

ases

fuer

tes

y dé

bile

s se

dife

renc

ian

en e

l gra

do d

e io

niza

ción

.

•Lo

s ác

idos

y b

ases

fuer

tes

tiene

n m

ayor

con

duct

ivid

ad q

ue lo

s ác

idos

y b

ases

dé

bile

s de

igua

l con

cent

raci

ón.

•U

n ác

ido

fuer

te e

s un

bue

n do

nant

e de

pro

tone

s y

tiene

una

bas

e co

njug

ada

débi

l.

•U

na b

ase

fuer

te e

s un

bue

n re

cept

or d

e pr

oton

es y

tien

e un

áci

do c

onju

gado

dé

bil.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

ifere

ncia

ción

ent

re á

cido

s fu

erte

s y

débi

les

en fu

nció

n de

sus

reac

cion

es c

on

met

ales

, óxi

dos

met

álic

os, h

idró

xido

s m

etál

icos

, hid

róge

noca

rbon

atos

m

etál

icos

, y c

arbo

nato

s m

etál

icos

.Los

áci

dos

y ba

ses

fuer

tes

y dé

bile

s ta

mbi

én d

ifier

en e

nsu

s co

nduc

tivid

ades

elé

ctric

as e

n so

luci

ones

de

igua

l co

ncen

traci

ón.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s té

rmin

os io

niza

ción

y d

isoc

iaci

ón s

e pu

eden

usa

r ind

istin

tam

ente

.

•Ve

r la

lista

de

ácid

os y

bas

es d

ébile

s en

la s

ecci

ón 2

1 de

l cua

dern

illo d

e da

tos.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

fuer

za d

e un

áci

do s

e pu

ede

dete

rmin

ar u

sand

o el

pH

o la

con

duct

ivid

ad.

¿De

qué

form

a la

s te

cnol

ogía

s, q

ue tr

asci

ende

n nu

estro

s se

ntid

os, c

ambi

an o

re

fuer

zan

nues

tra v

isió

n de

l mun

do?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: Q

uím

ica

de la

s so

luci

ones

Te

ma

7.1:

Los

áci

dos

y ba

ses

débi

les

impl

ican

reac

cion

es re

vers

ible

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6: lo

s al

umno

s de

ben

real

izar

exp

erim

ento

s cu

alita

tivos

con

áci

dos

y ba

ses

fuer

tes

y dé

bile

s. L

os e

jem

plos

a in

clui

r son

: H2S

O4(

aq),

HC

l(aq)

, H

NO

3(aq

), N

aOH

(aq)

, NH

3(aq

).

•O

bjet

ivo

7:Lo

s al

umno

s po

dría

n us

ar re

gist

rado

res

de d

atos

par

a in

vest

igar

la

fuer

za d

e ác

idos

y b

ases

.



Idea

fund

amen

tal:

La in

dust

rializ

ació

n cr

ecie

nte

ha c

ondu

cido

a u

na m

ayor

pro

ducc

ión

de ó

xido

s de

nitr

ógen

o y

azuf

re; e

stos

pro

voca

n la

lluv

ia á

cida

, la

cua

l, a

su v

ez, e

stá

dete

riora

ndo

nues

tro m

edio

am

bien

te. E

stos

pro

blem

as s

e pu

eden

redu

cir c

on la

col

abor

ació

n de

org

aniz

acio

nes

naci

onal

es e

in

terg

uber

nam

enta

les.

8.5

Dep

osic

ión

ácid

a

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rie

sgos

y p

robl

emas

: los

óxi

dos

de lo

s m

etal

es y

no

met

ales

se

pued

en c

arac

teriz

ar p

or s

us p

ropi

edad

es á

cido

-bas

e. L

a de

posi

ción

áci

da e

s un

tem

a qu

e se

pue

de d

iscu

tir

desd

e di

fere

ntes

per

spec

tivas

. La

quím

ica

nos

perm

ite c

ompr

ende

r y re

duci

r el i

mpa

cto

ambi

enta

l de

las

activ

idad

es h

uman

as. (

4.8)

Com

pren

sión

:

•La

lluv

ia e

s na

tura

lmen

te á

cida

por

que

disu

elve

el C

O2

y su

pH

es ig

ual a

5,6

. El

pH

de la

de p

osic

ión

ácid

a es

men

or d

e 5,

6.

•La

dep

osic

ión

ácid

a se

form

a cu

ando

los

óxid

os d

e ni

tróge

no o

azu

fre s

e di

suel

ven

en e

l agu

a pa

ra fo

rmar

HN

O3,

HN

O2,

H2S

O4

y H

2SO

3.

•Se

deb

en tr

atar

las

fuen

tes

de lo

s óx

idos

de

azuf

re y

nitr

ógen

o y

los

efec

tos

de

la d

epos

ició

n ác

ida.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Aj

uste

de

las

ecua

cion

es q

ue d

escr

iben

la c

ombu

stió

n de

l azu

fre y

eln

itróg

eno

para

orig

inar

sus

óxi

dos

y la

con

sigu

ient

e fo

rmac

ión

de H

2SO

3, H

2SO

4, H

NO

2y

HN

O3.

•D

ifere

ncia

ción

ent

re lo

s m

étod

os d

e pr

ecom

bust

ión

y po

stco

mbu

stió

n pa

ra la

re

ducc

ión

de la

s em

isio

nes

de ó

xido

s de

azu

fre.

•D

educ

ción

de

las

ecua

cion

es d

e la

dep

osic

ión

ácid

a en

la q

ue in

terv

iene

n m

etal

es re

activ

os y

car

bona

tos.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

paí

s co

ntam

inan

te y

el p

aís

cont

amin

ado

no s

on g

ener

alm

ente

el m

ism

o. L

a de

posi

ción

áci

da e

s un

con

tam

inan

te s

ecun

dario

que

afe

cta

a re

gion

es le

jana

s de

la fu

ente

prim

aria

. Res

olve

r est

e pr

oble

ma

requ

iere

la c

oope

raci

ón

inte

rnac

iona

l.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•To

da la

lluv

ia e

s ác

ida,

per

o no

toda

la ll

uvia

es

“lluv

ia á

cida

”. Lo

s té

rmin

os

cien

tífic

os ti

enen

una

def

inic

ión

prec

isa.

El v

ocab

ular

io c

ient

ífico

, ¿s

impl

emen

te c

omun

ica

nues

tro c

onoc

imie

nto

de fo

rma

neut

ra o

pue

de te

ner

una

term

inol

ogía

car

gada

de

valo

res?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 3.

2: C

arác

ter á

cido

/bas

e de

los

óxid

os.

Opc

ión

B.2:

Var

iaci

ón d

e pH

y a

ctiv

idad

enz

imát

ica.

Opc

ión

C.2

: El d

ióxi

do d

e az

ufre

se

prod

uce

por l

a co

mbu

stió

n de

com

bust

ible

s fó

sile

s co

n el

evad

os n

ivel

es d

e im

pure

zas

de a

zufre

.Si

stem

as A

mbi

enta

les

y So

cied

ades

, tem

a 5.

8: D

epos

ició

n ác

ida.

Geo

graf

ía, o

pció

n G

: Am

bien

tes

urba

nos:

est

rés

urba

no y

la c

iuda

d so

sten

ible

; NS:

In

tera

ccio

nes

glob

ales

, cam

bio

ambi

enta

l.


Guía de Química66

8.5

Dep

osic

ión

ácid

a

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

inve

stig

ar c

uant

itativ

amen

te lo

s ef

ecto

s de

la ll

uvia

ác

ida

sobr

e lo

s di

fere

ntes

mat

eria

les

de c

onst

rucc

ión.

•O

bjet

ivo

8:U

na d

iscu

sión

del

impa

cto

de la

lluv

ia á

cida

en

dife

rent

es p

aíse

s ay

udar

á a

tom

ar c

onci

enci

a so

bre

el im

pact

o am

bien

tal d

e es

te c

onta

min

ante

se

cund

ario

y la

s im

plic

acio

nes

polít

icas

.

•O

bjet

ivo

8:O

tras

man

eras

de

redu

cir l

a pr

oduc

ción

de

óxid

o: s

e po

dría

dis

cutir

el

uso

del

tran

spor

te p

úblic

o, c

ompa

rtir e

l aut

omóv

il, e

tc.

Tema 9: Procesos rédox


Tem

a 9:

Pro

ceso

s ré

dox

8 ho

ras

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Las

reac

cion

es ré

dox

(redu

cció

n-ox

idac

ión)

jueg

an u

n pa

pel f

unda

men

tal e

n m

ucho

s pr

oces

os q

uím

icos

y b

ioqu

ímic

os.

9.1

Oxi

daci

ón y

redu

cció

n

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Cóm

o us

ar la

evi

denc

ia: l

os c

ambi

os e

n la

def

inic

ión

de o

xida

ción

y re

ducc

ión

(des

de u

na q

ue im

plic

aba

elem

ento

s es

pecí

ficos

[oxí

geno

e h

idró

geno

], pa

sand

o po

r una

que

su

pone

tran

sfer

enci

a de

ele

ctro

nes,

a o

tra q

ue s

e re

fiere

a lo

s nú

mer

os d

e ox

idac

ión)

con

stitu

ye u

n bu

en e

jem

plo

de la

form

a en

la q

ue lo

s ci

entíf

icos

ext

iend

en la

s se

mej

anza

s a

los

prin

cipi

os g

ener

ales

. (1.

9)

Com

pren

sión

:

•Lo

s té

rmin

os o

xida

ción

y re

ducc

ión

se p

uede

n de

finir

com

o ga

nanc

ia d

e ox

ígen

o/pé

rdid

a de

hid

róge

no, t

rans

fere

ncia

ele

ctró

nica

o v

aria

ción

del

núm

ero

de o

xida

ción

.

•U

n ag

ente

oxi

dant

e se

redu

ce y

un

agen

te re

duct

or s

e ox

ida.

•Lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión

y la

may

oría

de

los

grup

os p

rinci

pale

s de

no

met

ales

po

seen

núm

eros

de

oxid

ació

n va

riabl

es.

•La

ser

iede

act

ivid

ades

ord

ena

a lo

s m

etal

es d

e ac

uerd

o co

n la

faci

lidad

con

la

que

se o

xida

n.

•Se

pue

de u

sar e

l mét

odo

Win

kler

par

a m

edir

la d

eman

da b

ioqu

ímic

a de

ox

ígen

o (D

BO),

una

med

ida

del g

rado

de

cont

amin

ació

n de

una

mue

stra

de

agua

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

los

esta

dos

de o

xida

ción

de

un á

tom

o en

un

ion

o un

com

pues

to.

•D

educ

ción

del

nom

bre

de u

n co

mpu

esto

de

un m

etal

de

trans

ició

n da

da s

u fó

rmul

a, a

plic

ando

los

núm

eros

de

oxid

ació

n re

pres

enta

dos

por n

úmer

os

rom

anos

.

•Id

entif

icac

ión

de la

s es

peci

es q

ue s

e ox

idan

y re

duce

n y

los

agen

tes

oxid

ante

y

redu

ctor

, en

reac

cion

es ré

dox.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•N

acio

nes

Uni

das

ha re

cono

cido

el a

cces

o al

aba

stec

imie

nto

de a

gua

pota

ble

limpi

a co

mo

un d

erec

ho h

uman

o fu

ndam

enta

l, si

n em

barg

o se

est

ima

que

más

de

mil

millo

nes

de p

erso

nas

care

cen

de d

icho

sum

inis

tro. P

ara

la d

esin

fecc

ión

de lo

s ab

aste

cim

ient

os d

e ag

ua, g

ener

alm

ente

se

utiliz

an a

gent

es o

xida

ntes

ta

les

com

o el

clo

ro o

el o

zono

que

elim

inan

los

mic

robi

os p

atóg

enos

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

quí

mic

a ha

des

arro

llado

un

leng

uaje

sis

tem

átic

o qu

e tra

jo c

omo

cons

ecue

ncia

que

los

nom

bres

ant

iguo

s re

sulte

n ob

sole

tos.

¿Q

ué s

e ha

pe

rdid

o y

qué

se h

a ga

nado

en

este

pro

ceso

?

•Lo

s es

tado

s de

oxi

daci

ón s

on ú

tiles

par

a ex

plic

ar la

s re

acci

ones

rédo

x. ¿

Son

las

conv

ersi

ones

arti

ficia

les

una

form

a út

il o

válid

a de

esc

lare

cer e

l co

noci

mie

nto?

Util

izac

ión:

•R

espi

raci

ón a

erób

ica,

bat

ería

s, c

élul

as s

olar

es, p

ilas

de c

ombu

stib

le,

deco

lora

ción

de

la m

elan

ina

del c

abel

lo c

on p

eróx

ido

de h

idró

geno

, lej

ía

dom

éstic

a, e

l par

deam

ient

o de

los

alim

ento

s po

r exp

osic

ión

al a

ire, e

tc.

•La

con

ducc

ión

bajo

los

efec

tos

del a

lcoh

ol e

s un

pro

blem

a gl

obal

que

tien

e co

mo

cons

ecue

ncia

ser

ios

acci

dent

es d

e ca

rrete

ra. U

na re

acci

ón ré

dox

es la

ba

se d

e la

pru

eba

del a

lcoh

olím

etro

.

•An

tioxi

dant

es n

atur

ales

y s

inté

ticos

en

la q

uím

ica

de lo

s al

imen

tos.


Guía de Química68

9.1

Oxi

daci

ón y

redu

cció

n

•D

educ

ción

de

reac

cion

es ré

dox

usan

do s

emie

cuac

ione

s en

sol

ucio

nes

ácid

as

o ne

utra

s.

•D

educ

ción

de

la v

iabi

lidad

de

una

reac

ción

rédo

x a

parti

r de

la s

erie

de

activ

idad

es o

los

dato

s de

reac

ción

.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as v

aria

dos

sobr

e tit

ulac

ione

s ré

dox.

•Ap

licac

ión

del m

étod

o W

rinkl

er p

ara

calc

ular

la D

BO.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s té

rmin

os “n

úmer

o de

oxi

daci

ón” y

“est

ado

de o

xida

ción

” se

usan

fre

cuen

tem

ente

de

form

a in

dist

inta

, aun

que

la IU

PAC

los

dist

ingu

e fo

rmal

men

te. L

a IU

PAC

tam

bién

reco

mie

nda

que

se u

tilic

en n

úmer

os ro

man

os

para

repr

esen

tar l

os n

úmer

os d

e ox

idac

ión.

•Lo

s es

tado

s de

oxi

daci

ón s

e de

ben

repr

esen

tar c

on e

l sig

no a

ntes

del

núm

ero,

po

r ej.

+2 y

no

2+.

•D

eben

sab

er e

l est

ado

de o

xida

ción

del

hid

róge

no e

n lo

s hi

drur

os m

etál

icos

(-1

) y e

l del

oxí

geno

en

los

peró

xido

s (-1

).

En la

sec

ción

25

del c

uade

rnillo

de

dato

s se

da

una

serie

de

activ

idad

es s

impl

e.

•Le

ntes

foto

crom

átic

os.

•C

orro

sión

y g

alva

niza

ción

.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: D

eter

min

acio

nes

expe

rimen

tale

s de

can

tidad

es, m

asas

, vol

úmen

es y

co

ncen

traci

ón d

e so

luci

ones

Tem

a 3.

2: R

eact

ivid

ad d

e lo

s ha

lóge

nos

Tem

as 4

.1 y

4.2

: Dife

renc

ia e

ntre

enl

ace

ióni

co y

cov

alen

teTe

ma

10.2

: Oxi

daci

ón d

e al

coho

lsBi

olog

ía, t

emas

8.2

y 8

.3: R

eacc

ione

s ré

dox

en fi

siol

ogía

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

dem

ostra

ción

de

la s

erie

de

activ

idad

es, t

itula

cion

es ré

dox,

y e

l uso

del

mét

odo

de W

inkl

er p

ara

med

ir la

D

BO.

•O

bjet

ivo

8:Lo

s ag

ente

s ox

idan

tes

com

o el

clo

ro s

e pu

eden

usa

r com

o de

sinf

ecta

ntes

. El u

so d

e cl

oro

com

o de

sinf

ecta

nte

es u

na p

reoc

upac

ión

debi

do a

su

capa

cida

d de

oxi

dar o

tras

espe

cies

form

ando

sub

prod

ucto

s da

ñino

s (p

. ej.

tricl

orom

etan

o).



Idea

fund

amen

tal:

Las

pila

s vo

ltaic

as c

onvi

erte

n en

ergí

a qu

ímic

a en

ene

rgía

elé

ctric

a y

las

celd

as e

lect

rolít

icas

con

vier

ten

ener

gía

eléc

trica

en

ener

gía

quím

ica.

9.2

Cel

das

elec

troq

uím

icas

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Impl

icac

ione

s ét

icas

de

la in

vest

igac

ión:

El d

eseo

de

prod

ucir

ener

gía

pued

e es

tar d

eter

min

ado

por n

eces

idad

es s

ocia

les

o be

nefic

ios

econ

ómic

os. (

4.5)

Com

pren

sión

:

Pila

s vo

ltaic

as (g

alvá

nica

s):

•La

s pi

las

volta

icas

con

vier

ten

la e

nerg

ía d

e pr

oces

os q

uím

icos

esp

ontá

neos

y

exot

érm

icos

en

ener

gía

eléc

trica

.

•En

una

pila

vol

taic

a, la

oxi

daci

ón s

e pr

oduc

e en

el á

nodo

(ele

ctro

do n

egat

ivo)

y

la re

ducc

ión

en e

l cát

odo

(ele

ctro

do p

ositi

vo).

Cel

das

elec

trolít

icas

•La

s ce

ldas

ele

ctro

lític

as c

onvi

erte

n en

ergí

a el

éctri

ca e

n en

ergí

a qu

ímic

a, y

dan

lu

gar a

sí a

pro

ceso

s no

esp

ontá

neos

.

•En

una

cel

da e

lect

rolít

ica,

la o

xida

ción

se

prod

uce

en e

l áno

do (e

lect

rodo

po

sitiv

o) y

la re

ducc

ión

se p

rodu

ce e

n el

cát

odo

(ele

ctro

do n

egat

ivo)

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

onst

rucc

ión

y an

otac

ión

de a

mbo

s tip

os d

e ce

ldas

ele

ctro

quím

icas

.

•Ex

plic

ació

n de

cóm

o se

usa

una

reac

ción

rédo

x pa

ra p

rodu

cir e

lect

ricid

ad e

n un

a pi

la v

olta

ica

y có

mo

se c

ondu

ce la

cor

rient

e en

una

cel

da e

lect

rolít

ica.

•D

ifere

ncia

ent

re fl

ujo

elec

tróni

co y

fluj

o ió

nico

en

amba

s ce

ldas

el

ectro

quím

icas

.

Men

talid

adin

tern

acio

nal:

•La

inve

stig

ació

n en

exp

lora

ción

esp

acia

l con

frec

uenc

ia s

e ce

ntra

en

fact

ores

en

ergé

ticos

. La

pila

bás

ica

de h

idró

geno

-oxí

geno

se

pued

e us

ar c

omo

fuen

te

de e

nerg

ía e

n la

s na

ves

espa

cial

es, c

omo

las

prim

eras

con

stru

idas

por

la

NAS

A en

los

EE. U

U. L

a Es

taci

ón E

spac

ial I

nter

naci

onal

con

stitu

ye u

n bu

en

ejem

plo

de p

roye

cto

mul

tinac

iona

l que

impl

ica

a la

com

unid

ad c

ient

ífica

in

tern

acio

nal.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿E

s la

ene

rgía

sim

plem

ente

un

conc

epto

abs

tract

o us

ado

para

just

ifica

r por

qu

é ci

erto

s tip

os d

e ca

mbi

os s

iem

pre

está

n as

ocia

dos

entre

sí?

¿So

n “re

ales

”lo

s co

ncep

tos

com

o el

de

ener

gía?

Util

izac

ión:

•Pi

las

de c

ombu

stib

le

•M

arca

paso

s ca

rdía

cos

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Opc

ión

C.6

: Pila

s de

com

bust

ible

Físi

ca, t

ema

5.3:

Cel

das

eléc

trica

s


Guía de Química70

9.2

Cel

das

elec

troq

uím

icas

•R

ealiz

ació

n de

exp

erim

ento

s de

labo

rato

rio c

on p

ilas

volta

icas

típi

cas

usan

do

dos

sem

icel

das

de m

etal

/ion

met

álic

o.

•D

educ

ción

de

los

prod

ucto

s de

la e

lect

rólis

is d

e un

a sa

l fun

dida

.

Orie

ntac

ión:

Se d

ebe

trata

r el d

iagr

ama

conv

enci

onal

que

se

usa

para

repr

esen

tar p

ilas

volta

icas

.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:C

onst

rucc

ión

de u

na p

ila v

olta

ica

típic

a co

n do

s se

mic

elda

s de

m

etal

/ion

met

álic

o.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s de

ele

ctró

lisis

pod

rían

incl

uir s

al fu

ndid

a.

Tam

bién

podr

ía u

sars

e un

víd

eo p

ara

mos

trar e

stos

pro

ceso

s.

•O

bjet

ivo

8:Au

nque

la p

ila d

e co

mbu

stib

le d

e hi

dróg

eno

se c

onsi

dera

una

al

tern

ativ

a ef

icie

nte

y ec

ológ

ica

al m

otor

de

com

bust

ión

inte

rna,

el a

lmac

enaj

e de

l com

bust

ible

hid

róge

no e

s un

pro

blem

a im

porta

nte.

El u

so d

e m

etan

ol

líqui

do, q

ue s

e pu

ede

prod

ucir

a pa

rtir d

e la

s pl

anta

s co

mo

com

bust

ible

de

carb

ono

neut

ral (

com

bust

ible

que

no

cont

ribuy

e al

efe

cto

inve

rnad

ero)

, tie

ne u

n gr

an p

oten

cial

en

las

pila

s de

com

bust

ible

. ¿C

uále

s so

n la

s ba

rrera

s ac

tual

es

para

el d

esar

rollo

de

las

pila

s de

com

bust

ible

?

Tema 10: Química orgánica


Tem

a 10

: Quí

mic

a or

gáni

ca

11 h

oras

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

La q

uím

ica

orgá

nica

trat

a la

quí

mic

a de

los

com

pues

tos

que

cont

iene

n ca

rbon

o.

10.1

Fun

dam

ento

s de

quí

mic

a or

gáni

ca

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Cas

ualid

ad y

des

cubr

imie

ntos

cie

ntífi

cos:

PTF

E y

pega

men

to e

xtra

fuer

te. (

1.4)

Impl

icac

ione

s ét

icas

:dro

gas,

adi

tivos

y p

estic

idas

pue

den

tene

r efe

ctos

noc

ivos

sob

re la

s pe

rson

as y

el a

mbi

ente

. (4.

5)

Com

pren

sión

:

•U

na s

erie

hom

ólog

a es

un

conj

unto

de

com

pues

tos

de la

mis

ma

fam

ilia, q

ue

tiene

n la

mis

ma

fórm

ula

gene

ral,

y qu

e di

fiere

n en

tre s

í en

una

unid

ad

estru

ctur

al c

omún

.

•La

s fó

rmul

as e

stru

ctur

ales

se

pued

en re

pres

enta

r de

form

a co

mpl

eta

o co

nden

sada

.

•Lo

s is

ómer

os e

stru

ctur

ales

son

com

pues

tos

con

la m

ism

a fó

rmul

a m

olec

ular

pe

ro d

ifere

nte

dist

ribuc

ión

de á

tom

os.

•Lo

s gr

upos

func

iona

les

son

las

parte

s re

activ

as d

e la

s m

oléc

ulas

.

•Lo

s co

mpu

esto

s sa

tura

dos

cont

iene

n so

lo e

nlac

es s

impl

es y

los

insa

tura

dos

cont

iene

n en

lace

s do

bles

o tr

iple

s.

•El

ben

ceno

es

un h

idro

carb

uro

arom

átic

o in

satu

rado

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•U

na p

eque

ña p

ropo

rció

n de

nac

ione

s tie

nen

el c

ontro

l sob

re la

s fu

ente

s m

undi

ales

de

petró

leo.

La

inte

rdep

ende

ncia

de

los

país

es q

ue s

on

impo

rtado

res

neto

s y

aque

llos

que

son

expo

rtado

res

neto

s es

un

impo

rtant

e fa

ctor

que

con

figur

a la

pol

ítica

glo

bal y

el d

esar

rollo

eco

nóm

ico.

•El

gra

do d

e oc

tano

(núm

ero

de o

ctan

o) s

e pu

ede

desc

ribir

com

o un

a m

edid

a es

tánd

ar d

el re

ndim

ient

o de

l com

bust

ible

que

se

usa

en v

ehíc

ulos

y a

vion

es.

El g

rado

de

octa

no c

on fr

ecue

ncia

var

ía b

asta

nte

entre

las

dist

inta

s re

gion

es

del m

undo

, y re

sulta

com

plic

ado

pues

to q

ue lo

s di

stin

tos

país

es u

san

dife

rent

es m

aner

as d

e ex

pres

ar s

us v

alor

es.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

nom

bre

“quí

mic

a or

gáni

ca” t

iene

su

orig

en e

n la

idea

equ

ivoc

ada

de q

ue e

ra

nece

saria

una

fuer

za v

ital p

ara

expl

icar

la q

uím

ica

de la

vid

a. ¿

Pued

e pe

nsar

ej

empl

os e

n lo

s qu

e el

voc

abul

ario

se

haya

des

arro

llado

a p

artir

de

una

conf

usió

n si

mila

r? ¿

Pued

e y

debe

con

trola

rse

el le

ngua

je p

ara

elim

inar

tale

s pr

oble

mas

?

•Ke

kulé

afir

mó

que

lain

spira

ción

par

a la

est

ruct

ura

cícl

ica

del b

ence

no p

rovi

no

de u

n su

eño.

¿Q

ué p

apel

des

empe

ñan

las

form

as m

enos

ana

lític

as d

e co

noci

mie

nto

en la

adq

uisi

ción

del

con

ocim

ient

o ci

entíf

ico?


Guía de Química72

10.1

Fun

dam

ento

s de

quí

mic

a or

gáni

ca

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

las

tend

enci

as e

n cu

anto

alo

s pu

ntos

de

ebul

lició

n de

los

mie

mbr

os d

e un

a se

rie h

omól

oga.

•D

ifere

ncia

ción

ent

re fó

rmul

a em

píric

a, m

olec

ular

y e

stru

ctur

al.

•Id

entif

icac

ión

dedi

fere

ntes

cla

ses:

alc

anos

,alq

ueno

s, a

lqui

nos,

hal

uros

de

alqu

ilo, a

lcoh

oles

, éte

res,

ald

ehíd

os, c

eton

as, é

ster

es, á

cido

s ca

rbox

ílico

s,

amin

as, a

mid

as, n

itrilo

s y

aren

os.

•Id

entif

icac

ión

de g

rupo

s fu

ncio

nale

s típ

icos

en

mol

écul

as, p

. ej.

feni

lo, h

idro

xilo

, ca

rbon

ilo, c

arbo

xilo

, car

boxa

mid

a, a

ldeh

ído,

ést

er, é

ter,

amin

a, n

itrilo

, alq

uilo

, al

quen

ilo y

alq

uini

lo.

•C

onst

rucc

ión

de m

odel

os 3

D (r

eale

s o

virtu

ales

) de

mol

écul

as o

rgán

icas

.

•Ap

licac

ión

de la

s re

glas

de

la IU

PAC

a la

nom

encl

atur

a de

isóm

eros

de

cade

na

linea

l y c

aden

a ra

mifi

cada

.

•Id

entif

icac

ión

de á

tom

os d

e ca

rbon

o pr

imar

ios,

sec

unda

rios

y te

rcia

rios

en

halu

ros

de a

lqui

lo y

alc

ohol

es, y

áto

mos

de

nitró

geno

prim

ario

s, s

ecun

dario

s y

terc

iario

s en

am

inas

.

•D

iscu

sión

de

la e

stru

ctur

a de

l ben

ceno

usa

ndo

evid

enci

as fí

sica

s y

quím

icas

.

Orie

ntac

ión:

•La

s fó

rmul

as e

stru

ctur

ales

se

debe

n di

scut

ir du

rant

e el

cur

so.

•D

eben

sabe

r las

fórm

ulas

gen

eral

es (p

. ej.

CnH

2n+2

) de

los

alca

nos,

alq

ueno

s,

alqu

inos

, cet

onas

, alc

ohol

es, a

ldeh

ídos

y á

cido

s ca

rbox

ílico

s.

•Es

pre

ciso

que

sep

an d

ifere

ncia

r ent

re e

l nom

bre

de la

cla

se y

el n

ombr

e de

l gr

upo

func

iona

l. Po

r eje

mpl

o, O

H e

s el

gru

po fu

ncio

nal h

idro

xilo

, mie

ntra

s qu

e el

nom

bre

de la

cla

se d

e co

mpu

esto

s es

alc

ohol

.

Util

izac

ión:

•La

des

tilac

ión

fracc

iona

da u

tiliz

a m

ucho

s pr

oduc

tos

petro

quím

icos

.

•Pi

gmen

tos,

pes

ticid

as, h

erbi

cida

s, e

xplo

sivo

s, ja

bón,

cos

mét

icos

, ese

ncia

s si

ntét

icas

y a

rom

atiz

ante

s.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

2: F

órm

ula

mol

ecul

ar y

em

píric

a

Tem

as 4

.2 y

4.3

: Est

ruct

uras

de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

), en

lace

s m

últip

les,

teor

ía T

RPE

V, re

sona

ncia

y en

lace

y p

olar

idad

mol

ecul

arTe

ma

4.4:

Fue

rzas

inte

rmol

ecul

ares

Tem

a 5.

3: R

eacc

ione

s ex

otér

mic

as y

ent

alpí

as d

e en

lace

Tem

a 8.

4: Á

cido

s dé

bile

sO

pció

n A.

5: M

ater

iale

s y

polím

eros

Opc

ione

s B.

2 y

B.7:

Pro

teín

asO

pció

n D

.9: E

stru

ctur

a or

gáni

ca e

n m

edic

inas

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6: U

so d

e m

odel

os m

olec

ular

es o

bie

n pr

ogra

mas

grá

ficos

m

olec

ular

es i

nfor

mát

icos

ade

cuad

os p

ara

cons

truir

mod

elos

trid

imen

sion

ales

de

una

gra

n va

rieda

d de

mol

écul

as o

rgán

icas

.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

dest

ilaci

ón p

ara

sepa

rar

líqui

dos

o bi

en e

l uso

de

un e

vapo

rado

r gira

torio

par

a el

imin

ar e

l dis

olve

nte

de

una

mez

cla.



10.1

Fun

dam

ento

s de

quí

mic

a or

gáni

ca

•Se

deb

e tra

tar l

a si

guie

nte

nom

encl

atur

a:

–Al

cano

s no

cíc

licos

y h

alur

os d

e al

quilo

has

ta lo

s ha

lohe

xano

s

–Al

quen

os h

asta

el h

exen

o y

alqu

inos

has

ta e

l hex

ino

–C

ompu

esto

s co

n un

máx

imo

de s

eis

átom

os d

e ca

rbon

o (e

n la

cad

ena

bási

ca p

ara

prop

ósito

s de

nom

encl

atur

a) q

ue c

onte

ngan

sol

o un

o de

los

grup

os f

unci

onal

es:

hidr

oxilo

, ét

er,

carb

onilo

(de

ald

ehíd

os o

cet

onas

), és

ter y

car

boxi

lo.

•O

bjet

ivo

8:El

uso

de

com

bust

ible

s fó

sile

s co

mo

prin

cipa

l fue

nte

de e

nerg

ía

acar

rea

cons

ecue

ncia

s. S

e pu

eden

obt

ener

muc

hos

prod

ucto

s de

los

com

bust

ible

s fó

sile

s de

bido

a la

riqu

eza

inhe

rent

e de

la q

uím

ica

del c

arbo

no.

Esto

con

lleva

a a

lgun

as p

regu

ntas

fund

amen

tale

s: ¿

son

los

com

bust

ible

s fó

sile

s de

mas

iado

val

ioso

s co

mo

para

que

mar

los

y en

qué

med

ida

afec

tan

al

ambi

ente

? ¿Q

uién

deb

e se

r el r

espo

nsab

le d

e to

mar

las

deci

sion

es e

n es

te

aspe

cto?

•O

bjet

ivo

8: D

iscu

tir e

l uso

de

alco

hole

s y

bioc

ombu

stib

les

com

o al

tern

ativ

a a

la g

asol

ina

y al

die

sel.


Guía de Química74

Idea

fund

amen

tal:

La e

stru

ctur

a, e

l enl

ace

y la

s re

acci

ones

quí

mic

as q

ue im

plic

an la

s in

terc

onve

rsio

nes

entre

gru

pos

func

iona

les

son

las

clav

esde

la q

uím

ica

orgá

nica

.

10.2

Quí

mic

a de

los

grup

os fu

ncio

nale

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Uso

de

dato

s: M

ucho

s de

los

prog

reso

s re

aliz

ados

has

ta la

fech

a en

cua

nto

a de

sarro

llos

y ap

licac

ione

s de

la in

vest

igac

ión

cien

tífic

a, s

e ha

n or

igin

ado

en re

acci

ones

qu

ímic

as o

rgán

icas

cla

ves

que

impl

ican

inte

rcon

vers

ione

s de

gru

pos

func

iona

les.

(3.1

)

Com

pren

sión

:

Alca

nos:

•Lo

s al

cano

s tie

nen

baja

reac

tivid

ad y

suf

ren

reac

cion

es d

e su

stitu

ción

por

ra

dica

les

libre

s.

Alqu

enos

:

•Lo

s al

quen

os s

on m

ás re

activ

os q

ue lo

s al

cano

s y

sufre

n re

acci

ones

de

adic

ión.

Se

pued

e us

ar a

gua

de b

rom

o pa

ra d

ifere

ncia

r ent

re a

lque

nos

y al

cano

s.

Alco

hole

s:

•Lo

s al

coho

les

sufre

n re

acci

ones

de

este

rific

ació

n (o

con

dens

ació

n) c

on lo

s ác

idos

y a

lgun

os s

ufre

n re

acci

ones

de

oxid

ació

n.

Hal

uros

de

alqu

ilo:

•Lo

s ha

luro

s de

alqu

ilo s

on m

ás re

activ

os q

ue lo

s al

cano

s. P

uede

n su

frir

reac

cion

es d

e su

stitu

ción

(nuc

leóf

ilas)

. Un

nucl

eófil

o es

una

esp

ecie

rica

en

elec

trone

s qu

e co

ntie

ne u

n pa

r ele

ctró

nico

sol

itario

que

don

a a

un á

tom

o de

ca

rbon

o co

n dé

ficit

elec

tróni

co.

Polím

eros

:

•Lo

s po

límer

os d

e ad

ició

n es

tán

form

ados

por

una

am

plia

var

ieda

d de

m

onóm

eros

y c

onst

ituye

n la

bas

e de

la in

dust

ria d

e lo

s pl

ástic

os.

Benc

eno:

•El

ben

ceno

no

sufre

reac

cion

es d

e ad

ició

n co

n fa

cilid

ad, p

ero

sí s

ufre

re

acci

ones

de

sust

ituci

ón e

lect

rófil

a.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

met

ano

es u

n ga

s qu

e ca

usa

efec

to in

vern

ader

o y

su li

bera

ción

por

par

te d

e lo

s ru

mia

ntes

en

los

país

es c

omo

Bras

il, U

rugu

ay, A

rgen

tina

y N

ueva

Zel

anda

co

ntrib

uye

sign

ifica

tivam

ente

al t

otal

de

emis

ione

s de

gas

es q

ue c

ausa

n ef

ecto

in

vern

ader

o. L

os v

erte

dero

s ta

mbi

én c

onst

ituye

n un

a fu

ente

de

met

ano

y en

al

guno

s pa

íses

se

está

n de

sarro

lland

o te

cnol

ogía

s pa

ra c

aptu

rar e

l gas

com

o fu

ente

de

ener

gía

para

la g

ener

ació

n de

ele

ctric

idad

y c

alor

.

•El

uso

inco

rrect

o de

l alc

ohol

con

stitu

ye u

n pr

oble

ma

crec

ient

e en

muc

hos

país

es y

pue

de te

ner u

n im

pact

o so

bre

sus

econ

omía

s y

estru

ctur

as s

ocia

les.

Util

izac

ión:

•U

so d

e al

cano

s co

mo

com

bust

ible

s

•Pa

pel d

el e

teno

en

la m

adur

ació

n de

frut

os

•U

sode

alc

ohol

es c

omo

aditi

vos

para

com

bust

ible

s

•Al

coho

les,

su

func

ión

en e

l alc

ohol

ímet

ro

•És

tere

s, u

sos

varia

dos:

per

fum

es, a

rom

atiz

ante

s al

imen

tario

s, d

isol

vent

es,

nitro

glic

erin

a, b

ioco

mbu

stib

les

y ca

lman

tes.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 9.

1: P

roce

sos

rédo

xO

pció

n A.

5: P

olím

eros

Opc

ión

B.3:

Líp

idos

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

incl

uir e

xper

imen

tos

para

dis

tingu

ir en

tre a

lcan

os y

al

quen

os, p

repa

rar j

abón

y u

sar f

iltra

ción

por

gra

veda

d, fi

ltrac

ión

por v

acío



10.2

Quí

mic

a de

los

grup

os fu

ncio

nale

s

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

Alca

nos:

•Es

critu

ra d

e ec

uaci

ones

par

a la

com

bust

ión

com

plet

a e

inco

mpl

eta

de

hidr

ocar

buro

s.

•Ex

plic

ació

n de

las

reac

cion

es d

el m

etan

o y

el e

tano

con

hal

ógen

os, p

or e

l m

ecan

ism

o de

sus

tituc

ión

por r

adic

ales

libr

es e

n la

que

se

prod

uce

lafis

ión

hom

olíti

ca fo

toqu

ímic

a.

Alqu

enos

:

•Es

critu

ra d

e la

s ec

uaci

ones

de

las

reac

cion

es d

e al

quen

os c

on h

idró

geno

y

haló

geno

s y

de a

lque

nos

sim

étric

os c

on h

alur

os d

e hi

dróg

eno

y ag

ua.

•R

esum

en d

e la

pol

imer

izac

ión

por a

dici

ón d

e lo

s al

quen

os.

•R

elac

ión

entre

la e

stru

ctur

a de

l mon

ómer

o y

la d

el p

olím

ero

y la

uni

dad

que

se

repi

te.

Alco

hole

s:

•Es

critu

ra d

e la

s ec

uaci

ones

de

com

bust

ión

com

plet

a de

los

alco

hole

s.

•Es

critu

ra d

e la

s ec

uaci

ones

de

las

reac

cion

es d

e ox

idac

ión

de lo

s al

coho

les

prim

ario

s y

secu

ndar

ios

(usa

ndo

com

o ag

ente

s ox

idan

tes

dicr

omat

o (V

I) de

po

tasi

o o

man

gana

to (V

II) d

e po

tasi

o ac

idifi

cado

s). E

xplic

ació

n de

la

dest

ilaci

ón y

reflu

jo p

ara

aisl

ar lo

s pr

oduc

tos

alde

hído

y á

cido

car

boxí

lico.

•Es

critu

ra d

e la

ecu

ació

n de

la re

acci

ón d

e co

nden

saci

ón d

e un

alc

ohol

con

un

ácid

o ca

rbox

ílico

en

pres

enci

a de

un

cata

lizad

or (p

. ej.

ácid

o su

lfúric

o co

ncen

trado

) par

a fo

rmar

un

éste

r.

Hal

uros

de

alqu

ilo:

•Es

critu

ra d

e la

s ec

uaci

ones

de

las

reac

cion

es d

e su

stitu

ción

de

los

halu

ros

de

alqu

ilo c

on h

idró

xido

de

sodi

o ac

uoso

.

(usa

ndo

un m

atra

z de

Buc

hner

), pu

rific

ació

n po

r rec

rista

lizac

ión,

reflu

jo y

de

stila

ción

, det

erm

inac

ión

del p

unto

de

fusi

ón y

ext

racc

ión.

•O

bjet

ivo

8:D

iscu

tir la

impo

rtanc

ia d

e la

hid

roge

naci

ón d

e lo

s al

cano

s en

la

prod

ucci

ón d

e al

imen

tos,

incl

uyen

do la

s gr

asas

trans

com

o su

bpro

duct

os.


Guía de Química76

10.2

Quí

mic

a de

los

grup

os fu

ncio

nale

s

Orie

ntac

ión:

•En

las

reac

cion

es d

e su

stitu

ción

por

radi

cale

s lib

res

se d

ebe

hace

r ref

eren

cia

a la

s et

apas

de

inic

iaci

ón, p

ropa

gaci

ón y

term

inac

ión.

Los

radi

cale

s lib

res

se

debe

n re

pres

enta

r por

un

solo

pun

to.

•N

o se

requ

iere

n lo

s m

ecan

ism

os S

N1

y S N

2, n

i las

reac

cion

es d

e su

stitu

ción

el

ectró

filas

.

Tema 11: Medición y procesamiento de datos


Tem

a 11

: Med

ició

n y

proc

esam

ient

o de

dat

os

10 h

oras

Tem

as tr

onca

les

Idea

fund

amen

tal:

Toda

s la

s m

edic

ione

s tie

nen

un lí

mite

de

prec

isió

n y

exac

titud

y e

sto

se d

ebe

tene

r en

cuen

ta a

l eva

luar

resu

ltado

s ex

perim

enta

les.

11.1

Ince

rtid

umbr

es y

err

ores

en

la m

edic

ión

y lo

s re

sulta

dos

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rea

lizar

med

icio

nes

cuan

titat

ivas

con

repe

ticio

nes

para

ase

gura

r la

fiabi

lidad

: los

erro

res

de p

reci

sión

, exa

ctitu

d, s

iste

mát

icos

y a

leat

orio

s se

deb

en in

terp

reta

r por

med

io

de la

s re

petic

ione

s. (3

.2, 3

.4)

Com

pren

sión

:

•Lo

s da

tos

cual

itativ

os in

cluy

en to

da la

info

rmac

ión

no n

umér

ica

que

se o

btie

ne

por o

bser

vaci

ón, n

o po

r med

ició

n.

•Lo

s da

tos

cuan

titat

ivos

se

obtie

nen

por m

edic

ión,

y e

stán

sie

mpr

e as

ocia

dos

a er

rore

s al

eato

rios/

ince

rtidu

mbr

es, d

eter

min

ados

por

el e

quip

o y

por l

as

limita

cion

es h

uman

as ta

les

com

o el

tiem

po d

e re

acci

ón.

•La

pro

paga

ción

de

los

erro

res

alea

torio

s en

el p

roce

sam

ient

o de

dat

os m

uest

ra

el im

pact

o de

las

ince

rtidu

mbr

es s

obre

el r

esul

tado

fina

l.

•El

dis

eño

y el

pro

cedi

mie

nto

expe

rimen

tal g

ener

alm

ente

con

duce

n a

erro

res

sist

emát

icos

en

las

med

icio

nes,

que

cau

san

una

desv

iaci

ón e

n de

term

inad

a di

recc

ión.

•La

repe

tició

n de

ens

ayos

y m

edic

ione

s re

duci

rá lo

s er

rore

s al

eato

rios,

per

o no

lo

s er

rore

s si

stem

á tic

os.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

ifere

ncia

ción

ent

re e

rrore

s al

eato

rios

y si

stem

átic

os.

•R

egis

tro d

e in

certi

dum

bres

en

toda

s la

s m

edic

ione

s en

form

a de

rang

o (±

)ha

sta

una

prec

isió

n ad

ecua

da.

•D

iscu

sión

de

las

form

as d

e re

duci

r las

ince

rtidu

mbr

es d

e un

exp

erim

ento

.

•Pr

opag

ació

n de

las

ince

rtidu

mbr

es e

n lo

s da

tos

proc

esad

os, i

nclu

yend

o el

uso

de

la in

certi

dum

bre

porc

entu

al.

•D

iscu

sión

de

los

erro

res

sist

emát

icos

de

todo

el t

raba

jo e

xper

imen

tal,

su

impa

cto

sobr

e lo

s re

sulta

dos

y la

form

a de

redu

cirlo

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•C

omo

resu

ltado

de

la c

olab

orac

ión

entre

sie

te o

rgan

izac

ione

s in

tern

acio

nale

s,

incl

uida

la IU

PAC

, la

Org

aniz

ació

n In

tern

acio

nal d

e N

orm

aliz

ació

n (IS

O)

publ

icó

en 1

995

laG

uide

to th

e E

xpre

ssio

n of

Unc

erta

inty

in M

easu

rem

ent.

Esta

guí

a pa

ra la

exp

resi

ón d

e la

ince

rtidu

mbr

e en

las

med

icio

nes,

fue

adop

tada

am

plia

men

te e

n la

may

oría

de

los

país

es y

se

ha tr

aduc

ido

a va

rias

leng

uas.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

cie

ncia

se

ha d

escr

ito c

omo

un e

mpe

ño p

úblic

o au

toco

rrect

or y

com

unita

rio.

¿En

qué

med

ida

seap

lican

tam

bién

est

as c

arac

terís

ticas

a o

tras

área

s de

l co

noci

mie

nto?

Util

izac

ión:

•C

hoqu

e de

la s

onda

esp

acia

l Mar

s C

limat

e O

rbite

r.

•Lo

s re

sulta

dos

orig

inal

es d

el C

ERN

resp

ecto

de

la v

eloc

idad

de

los

neut

rinos

fu

eron

impe

rfect

os.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Opc

ión

D.1

: Ens

ayos

con

dro

gas

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

expl

orar

las

dife

renc

ias

entre

el m

ater

ial d

e vi

drio

de

clas

e A

y el

de

clas

e B

y su

s di

stin

tas

func

ione

s.


Guía de Química78

11.1

Ince

rtid

umbr

es y

err

ores

en

la m

edic

ión

y lo

s re

sulta

dos

•Es

timac

ión

del m

ayor

o m

enor

efe

cto

de u

na fu

ente

par

ticul

ar d

e er

ror s

obre

el

resu

ltado

fina

l.

•C

álcu

lo d

el e

rror p

orce

ntua

l cua

ndo

el re

sulta

do e

xper

imen

tal s

e pu

eda

com

para

r con

un

resu

ltado

teór

ico

o ac

epta

do.

•D

ifere

ncia

ción

ent

re e

xact

itud

y pr

ecis

ión

en la

eva

luac

ión

de lo

s re

sulta

dos.

Orie

ntac

ión:

•El

núm

ero

de c

ifras

sig

nific

ativ

as d

e un

resu

ltado

se

basa

en

las

cifra

s da

das

en lo

s da

tos.

Cua

ndo

sum

amos

o re

stam

os, l

a re

spue

sta

final

se

debe

dar

con

el

men

or n

úmer

o de

dec

imal

es. C

uand

o m

ultip

licam

os o

divi

dim

os la

resp

uest

a fin

al s

e da

con

el m

enor

núm

ero

de c

ifras

sig

nific

ativ

as.

•Te

ner e

n cu

enta

que

el v

alor

de

los

dato

s se

deb

e re

gist

rar c

on la

mis

ma

prec

isió

n qu

e el

erro

r ale

ator

io.

•Se

deb

en u

sar u

nida

des

del S

I en

todo

el p

rogr

ama.

•O

bjet

ivo

8:C

onsi

dera

r la

oblig

ació

n m

oral

de

los

cien

tífic

os d

e co

mun

icar

el

alca

nce

tota

l de

sus

dato

s, in

cluy

endo

las

ince

rtidu

mbr

es e

xper

imen

tale

s.El

ca

so d

e la

“fus

ión

fría”

de

Flei

schm

ann

y Po

ns e

n la

déc

ada

de 1

990,

es

un

ejem

plo

de n

o cu

mpl

imie

nto.



Idea

fund

amen

tal:

Los

gráf

icos

son

repr

esen

taci

ones

vis

uale

s de

las

tend

enci

as q

ue p

rese

ntan

los

dato

s.

11.2

Téc

nica

s gr

áfic

as

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La id

ea d

e co

rrela

ción

se

pued

e co

mpr

obar

por

med

io d

e ex

perim

ento

s cu

yos

resu

ltado

s se

pue

dan

pres

enta

r grá

ficam

ente

. (2.

8)

Com

pren

sión

:

•La

s té

cnic

as g

ráfic

as s

on u

n m

edio

efe

ctiv

o pa

ra c

omun

icar

el e

fect

o de

una

va

riabl

e in

depe

ndie

nte

sobr

e un

a va

riabl

e de

pend

ient

e, y

pue

den

guia

r en

la

dete

rmin

ació

n de

can

tidad

es fí

sica

s.

•Lo

s gr

áfic

os e

sque

mat

izad

os ti

enen

eje

s ro

tula

dos

pero

no

esca

lado

s y

se

usan

par

a m

ostra

r ten

denc

ias

cual

itativ

as, c

omo

varia

bles

que

son

dire

cta

o in

vers

amen

te p

ropo

rcio

nale

s.

•Lo

s gr

áfic

os tr

azad

os ti

enen

eje

s ro

tula

dos

y es

cala

dos

y se

usa

n en

las

med

icio

nes

cuan

titat

ivas

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

ibuj

o de

grá

ficos

de

resu

ltado

s ex

perim

enta

les

incl

uyen

do la

ele

cció

n co

rrect

a de

los

ejes

y la

esc

ala.

•In

terp

reta

ción

de

gráf

icos

par

a es

tabl

ecer

rela

cion

es e

ntre

las

varia

bles

de

pend

ient

e e

inde

pend

ient

e.

•Pr

oduc

ción

e in

terp

reta

ción

de

línea

s de

aju

ste

o cu

rvas

a tr

avés

de

los

punt

os

de d

atos

, inc

luid

a un

a ev

alua

ción

de

la p

osib

ilidad

de

cons

ider

arla

s o

no c

omo

func

ión

linea

l.

•C

álcu

lo d

e ca

ntid

ades

a p

artir

de

gráf

icos

, por

med

ició

n de

la p

endi

ente

(g

radi

ente

) e in

ters

ecci

ón, i

nclu

idas

las

unid

ades

apr

opia

das.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Lo

s gr

áfic

os, q

ue tr

asci

ende

n am

plia

men

te la

s ba

rrera

s de

l len

guaj

e, p

uede

nfa

cilit

ar la

com

unic

ació

n en

tre lo

s ci

entíf

icos

de

todo

el m

undo

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Lo

s gr

áfic

os s

on re

pres

enta

cion

es v

isua

les

de lo

s da

tos

y po

r eso

usa

n la

pe

rcep

ción

sen

soria

l com

o un

a fo

rma

de c

onoc

imie

nto.

¿En

qué

med

ida

su

inte

rpre

taci

ónde

pend

e ta

mbi

én d

e ot

ras

form

as d

e co

noci

mie

nto,

com

o el

le

ngua

je o

la ra

zón?

Util

izac

ión:

•La

s re

pres

enta

cion

es g

ráfic

as d

e da

tos

se u

san

ampl

iam

ente

en

dive

rsas

ár

eas

com

o po

blac

ión,

fina

nzas

y m

odel

os c

limát

icos

. La

inte

rpre

taci

ón d

e es

tas

tend

enci

as e

stad

ístic

as c

on fr

ecue

ncia

con

duce

a p

redi

ccio

nes

y po

r eso

so

n la

bas

e de

dec

isio

nes

de p

olíti

cas

de g

obie

rno

en m

ucha

s ár

eas

com

o sa

lud

y ed

ucac

ión.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: G

ráfic

os d

e vo

lum

en, t

empe

ratu

ra y

pre

sión

Te

ma

6.1:

Grá

ficos

de

la fr

ecue

ncia

de

dist

ribuc

ione

s de

Max

wel

l-Bol

tzm

ann,

gr

áfic

os d

e co

ncen

traci

ón-ti

empo

y v

eloc

idad

-con

cent

raci

ónTe

ma

16.2

: Grá

fico

de A

rrhen

ius

para

det

erm

inar

la e

nerg

ía d

e ac

tivac

ión

Tem

a 18

.3: C

urva

s de

titu

laci

ón


Guía de Química80

11.2

Téc

nica

s gr

áfic

as

Opc

ión

B.7:

Cin

étic

a en

zim

átic

a O

pció

n C

.5: E

fect

o in

vern

ader

o; c

once

ntra

ción

de

dióx

ido

de c

arbo

no y

te

mpe

ratu

ras

glob

ales

Opc

ión

C.7

: Grá

ficos

de

prim

er o

rden

/des

inte

grac

ión

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

de u

sar s

oftw

are

para

traz

ado

de g

ráfic

os, i

nclu

yend

o ho

jas

de c

álcu

lo, t

raza

do d

e lín

eas

de a

just

e y

grad

ient

es.



Idea

fund

amen

tal:

Las

técn

icas

ana

lític

as s

e pu

eden

usa

r par

a de

term

inar

la e

stru

ctur

a de

un

com

pues

to, a

naliz

ar la

com

posi

ción

de

una

sust

anci

a o

dete

rmin

ar la

pur

eza

de u

n co

mpu

esto

. Las

técn

icas

esp

ectro

scóp

icas

se

usan

par

a la

iden

tific

ació

n es

truct

ural

de

com

pues

tos

orgá

nico

s e

inor

gáni

cos.

11.3

Iden

tific

ació

n es

pect

rosc

ópic

a de

com

pues

tos

orgá

nico

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Avan

ces

en la

inst

rum

enta

ción

: la

espe

ctro

met

ría d

e m

asas

, la

reso

nanc

ia m

agné

tica

nucl

ear p

rotó

nica

y la

esp

ectro

scop

ía in

frarro

ja h

an h

echo

que

la id

entif

icac

ión

y de

term

inac

ión

estru

ctur

al d

e co

mpu

esto

s se

an p

roce

sos

rutin

ario

s. (1

.8)

Los

mod

elos

se

desa

rrolla

ron

para

exp

licar

cie

rtos

fenó

men

os q

ue p

osib

lem

ente

no

se p

ueda

n ob

serv

ar; p

or e

jem

plo,

los

espe

ctro

s ba

sado

s en

el m

odel

ovi

brat

orio

de

los

enla

ces.

(1.1

0)

Com

pren

sión

:

•El

gra

do d

e in

satu

raci

ón o

índi

ce d

e dé

ficit

de h

idró

geno

(ID

H) s

e pu

ede

usar

pa

ra d

eter

min

ar, a

par

tir d

e la

fórm

ula

mol

ecul

ar, e

l núm

ero

de a

nillo

s o

enla

ces

múl

tiple

s pr

esen

tes

en u

na m

oléc

ula.

•La

esp

ectro

met

ría d

e m

asas

(EM

), la

esp

ectro

met

ría d

e re

sona

ncia

mag

nétic

a nu

clea

r pro

tóni

ca (R

MN

de

1 H) y

la e

spec

trosc

opía

infra

rroja

(IR

), so

n té

cnic

as

que

se p

uede

n us

ar p

ara

ayud

ar a

iden

tific

ar c

ompu

esto

s y

dete

rmin

ar s

u es

truct

ura.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

eter

min

ació

n de

l ID

H a

par

tir d

e un

a fó

rmul

a m

olec

ular

.

•D

educ

ción

de

info

rmac

ión

sobr

e la

s ca

ract

erís

ticas

est

ruct

ural

es d

e un

com

pues

to a

par

tir d

e su

com

posi

ción

por

cent

ual,

EM, R

MN

de

1 H o

IR.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a el

esp

ectro

ele

ctro

mag

nétic

o (E

EM).

Se d

ebe

com

pren

der q

ué re

gion

es s

e us

an p

ara

cada

técn

ica.

•N

o se

requ

iere

n lo

s pr

inci

pios

ope

rativ

os d

e ni

ngun

o de

est

os m

étod

os.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

mon

itoriz

ació

n y

anál

isis

de

toxi

nas

y xe

nobi

ótic

os e

n el

am

bien

te e

s un

es

fuer

zo c

ontin

uo q

ue im

plic

a la

col

abor

ació

n de

cie

ntífi

cos

de d

ifere

ntes

pa

íses

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

s on

das

elec

trom

agné

ticas

pue

den

trans

miti

r inf

orm

ació

n qu

e tra

scie

nde

nues

tra p

erce

pció

n se

nsor

ial.

¿Cuá

les

son

las

limita

cion

es d

e la

per

cepc

ión

sens

oria

l com

o fo

rma

de c

onoc

imie

nto?

Util

izac

ión:

•La

esp

ectro

scop

ía IR

se

usa

en lo

s se

nsor

esde

cal

or y

en

la d

etec

ción

a

dist

anci

a en

físi

ca.

•Lo

s pr

oton

es d

e la

s m

oléc

ulas

de

agua

den

tro d

e la

s cé

lula

s hu

man

as s

e pu

eden

det

ecta

r por

med

io d

e la

s im

ágen

es d

e re

sona

ncia

mag

nétic

a (IR

M),

esto

per

mite

obt

ener

una

vis

ión

tridi

men

sion

al d

e lo

s ór

gano

sde

l cue

rpo

hum

ano.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

2: D

eter

min

ació

n de

la fó

rmul

a em

píric

a a

parti

r de

la c

ompo

sici

ón

porc

entu

al o

de

otro

s da

tos

expe

rimen

tale

s y

dete

rmin

ació

n de

la fó

rmul

a m

olec

ular

a

parti

r de

la fó

rmul

a em

píric

a y

dato

s ex

perim

enta

les.

Tem

a 2.

1: E

l áto

mo

nucl

ear

Tem

a 5.

3: E

ntal

pías

de

enla

ce

Obj

etiv

os g

ener

ales

:


Guía de Química82

11.3

Iden

tific

ació

n es

pect

rosc

ópic

a de

com

pues

tos

orgá

nico

s

•El

cua

dern

illo d

e da

tos

cont

iene

los

rang

os c

arac

terís

ticos

de

las

abso

rcio

nes

en e

l IR

(sec

ción

26)

, los

dat

os d

e R

MN

de

1 H (s

ecci

ón 2

7) y

los

fragm

ento

s es

pecí

ficos

de

EM (s

ecci

ón 2

8). P

ara

la R

MN

de

1 H s

olo

se re

quie

re la

ha

bilid

ad d

e de

duci

r el n

úmer

o de

am

bien

tes

(pro

tone

s) y

el n

úmer

o re

lativ

o de

át

omos

de

hidr

ógen

o en

cad

a am

bien

te. S

e de

ben

trata

r las

cur

vas

de

inte

grac

ión

pero

no

se re

quie

ren

los

patro

nes

de d

esdo

blam

ient

o.

•O

bjet

ivo

7:Aq

uí s

e po

dría

n us

ar b

ases

de

dato

s es

pect

rale

s.

•O

bjet

ivo

8:Lo

s ef

ecto

s de

los

dife

rent

es g

ases

que

cau

san

el e

fect

o in

vern

ader

o de

pend

en d

e su

abu

ndan

cia

y su

cap

acid

ad d

e ab

sorb

er ra

diac

ión

caló

rica.



Tem

a 12

: Est

ruct

ura

atóm

ica

2 ho

ras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fund

amen

tal:

La n

atur

alez

a cu

ántic

a de

las

trans

icio

nes

de e

nerg

ía s

e re

laci

ona

con

los

esta

dos

ener

gétic

os d

e lo

s el

ectro

nes

en lo

s át

omos

y m

oléc

ulas

.

12.1

Los

ele

ctro

nes

en lo

s át

omos

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Evid

enci

a ex

perim

enta

l par

a su

sten

tar t

eoría

s: lo

s es

pect

ros

de e

mis

ión

prop

orci

onan

evi

denc

ia d

e la

exi

sten

cia

de n

ivel

es e

nerg

étic

os. (

1.8)

Com

pren

sión

:

•En

un

espe

ctro

de

emis

ión,

el l

ímite

de

conv

erge

ncia

a m

ayor

frec

uenc

ia

corre

spon

de a

la e

nerg

ía d

e pr

imer

a io

niza

ción

.

•La

s te

nden

cias

que

pre

sent

a la

ene

rgía

de

prim

era

ioni

zaci

ón a

lo la

rgo

de lo

s pe

ríodo

s, e

xplic

an la

exi

sten

cia

en lo

s át

omos

de

nive

les

ener

gétic

os

prin

cipa

les

y su

bniv

eles

.

•Lo

s da

tos

de la

s su

cesi

vas

ener

gías

de

ioni

zaci

ón p

ara

un e

lem

ento

dan

in

form

ació

n qu

e se

rela

cion

a co

n la

s co

nfig

urac

ione

s el

ectró

nica

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as u

sand

o 𝐸𝐸𝐸𝐸

=ℎ𝑣𝑣𝑣𝑣

.

•C

álcu

lo d

el v

alor

de

la e

nerg

ía d

e pr

imer

a io

niza

ción

a p

artir

de

dato

s es

pect

rale

s,lo

s cu

ales

dan

la lo

ngitu

d de

ond

a o

la fr

ecue

ncia

del

lím

ite d

e la

co

nver

genc

ia.

•D

educ

ción

del

gru

po a

l que

per

tene

ce u

n el

emen

to a

par

tir d

e lo

s da

tos

de s

us

suce

siva

s en

ergí

as d

e io

niza

ción

.

•Ex

plic

ació

n de

las

tend

enci

as y

dis

cont

inui

dade

s en

la p

rimer

a en

ergí

a de

io

niza

ción

a lo

larg

o de

un

perío

do.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•En

201

2, d

os e

quip

os in

tern

acio

nale

s qu

e tra

baja

ban

por s

epar

ado

en e

l gra

n co

lisio

nado

r de

hadr

ones

del

CER

N, a

nunc

iaro

n in

depe

ndie

ntem

ente

que

ha

bían

des

cubi

erto

una

par

tícul

a cu

yo c

ompo

rtam

ient

o er

a co

here

nte

con

la

partí

cula

pre

viam

ente

pro

nost

icad

a co

mo

“bos

ón d

e H

iggs

”.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•“L

o qu

e ob

serv

amos

no

es la

nat

ural

eza

mis

ma,

sin

o la

nat

ural

eza

som

etid

a a

nues

tro m

étod

o in

quis

itivo

” (W

erne

r Hei

ssen

berg

). U

n el

ectró

n pu

ede

com

porta

rse

com

o un

a on

da o

una

par

tícul

a de

pend

iend

o de

las

cond

icio

nes

expe

rimen

tale

s. ¿

Es p

osib

le q

ue la

per

cepc

ión

sens

oria

l nos

pro

porc

ione

un

cono

cim

ient

o ob

jetiv

o de

l mun

do?

•La

ecu

ació

n de

de

Brog

lie m

uest

ra q

ue la

s pa

rtícu

las

mac

rosc

ópic

as p

osee

n lo

ngitu

d de

ond

a de

mas

iado

cor

ta c

omo

para

que

sus

pro

pied

ades

on

dula

toria

s se

an o

bser

vada

s. ¿

Es s

igni

ficat

ivo

habl

ar d

e pr

opie

dade

s qu

e nu

nca

se p

uede

n pe

rcib

ir po

r los

sen

tidos

?

Util

izac

ión:

•El

mic

rosc

opio

ele

ctró

nico

con

dujo

a m

ucho

s av

ance

s en

bio

logí

a, c

omo

la

ultra

estru

ctur

a de

las

célu

las

y lo

s vi

rus.

El m

icro

scop

io d

e ef

ecto

túne

l (ST

M)

usa

una

aguj

a de

un

solo

áto

mo

para

esc

anea

r una

sup

erfic

ie y

pro

porc

iona

un

a im

agen

trid

imen

sion

al a

niv

el a

tóm

ico.


Guía de Química84

12.1

Los

ele

ctro

nes

en lo

s át

omos

Orie

ntac

ión:

•En

las

secc

ione

s 1

y 2

del c

uade

rnillo

de

dato

s se

dan

el v

alor

de

la c

onst

ante

de

Pla

nck

(h)y

𝐸𝐸𝐸𝐸 =ℎ𝑣𝑣𝑣𝑣

.

•N

o se

esp

era

el u

so d

e la

fórm

ula

de R

ydbe

rg e

n cá

lcul

os d

e en

ergí

a de

io

niza

ción

.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 3.

2: T

ende

ncia

s pe

riódi

cas

Tem

a 4.

1: E

nlac

e ió

nico

Tem

a 15

.1: E

ntal

pía

de re

d

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

usar

bas

es d

e da

tos

para

com

pila

r grá

ficos

de

tend

enci

as e

n la

ene

rgía

de

ioni

zaci

ón y

exi

sten

sim

ulac

ione

s de

l exp

erim

ento

de

difr

acci

ón e

lect

róni

ca d

e D

avis

son-

Ger

mer

.

Tema 13: La tabla periódica: metales de transición


Tem

a 13

: La

tabl

a pe

riódi

ca: m

etal

es d

e tr

ansi

ción

4

hora

s

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fund

amen

tal:

Los

elem

ento

s de

tran

sici

ón ti

enen

pro

pied

ades

car

acte

rístic

as; e

stas

pro

pied

ades

se

rela

cion

an c

on e

l hec

ho d

e qu

e to

dos

tiene

n su

bniv

eles

d in

com

plet

os.

13.1

Ele

men

tos

de la

prim

era

fila

del b

loqu

e d

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Busc

ar te

nden

cias

y d

iscr

epan

cias

: los

ele

men

tos

de tr

ansi

ción

sig

uen

cier

tos

patro

nes

de c

ompo

rtam

ient

o. L

os e

lem

ento

sZn

, Cr y

Cu

no s

igue

n es

os p

atro

nes

y po

r ello

se

los

cons

ider

a co

mo

anóm

alos

de

la p

rimer

a fil

a de

l blo

que

d. (3

.1)

Com

pren

sión

:

•Lo

s el

emen

tos

de tr

ansi

ción

tien

en e

stad

os d

e ox

idac

ión

varia

bles

, for

man

io

nes

com

plej

os c

on li

gand

os, o

rigin

an c

ompu

esto

s co

lore

ados

y p

rese

ntan

pr

opie

dade

s ca

talít

icas

y m

agné

ticas

.

•El

Zn

no s

e co

nsid

era

un e

lem

ento

de tr

ansi

ción

por

que

no fo

rma

ione

s co

n or

bita

les

d in

com

plet

os.

•Lo

s el

emen

tos

de tr

ansi

ción

pre

sent

an u

n es

tado

de

oxid

ació

n +2

cua

ndo

pier

den

los

elec

trone

s s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

la c

apac

idad

de

los

met

ales

de

trans

ició

n de

orig

inar

est

ados

de

oxid

ació

n va

riabl

es a

parti

r de

las

suce

siva

s en

ergí

as d

e io

niza

ción

.

•Ex

plic

ació

n de

la n

atur

alez

a de

l enl

ace

coor

dina

do d

entro

de

un io

n co

mpl

ejo.

•D

educ

ción

de

la c

arga

tota

l dad

a la

fórm

ula

del i

on y

los

ligan

dos

pres

ente

s.

•Ex

plic

ació

n de

las

prop

ieda

des

mag

nétic

as d

e lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión

en

func

ión

de lo

s el

ectro

nes

no a

pare

ados

.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 9

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se in

dica

n la

s ca

rgas

de

los

ione

s de

lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión,

mie

ntra

s qu

e en

la s

ecci

ón 1

4 se

indi

can

los

esta

dos

de o

xida

ción

com

unes

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

s pr

opie

dade

s y

usos

de

los

met

ales

de

trans

ició

n lo

s ha

cen

impo

rtant

es

mer

canc

ías

inte

rnac

iona

les.

La

min

ería

de

los

met

ales

pre

cios

os c

onst

ituye

un

fact

or im

porta

nte

para

la e

cono

mía

de

algu

nos

país

es.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Lo

s sí

mbo

los

méd

icos

de

muj

er y

hom

bre

se o

rigin

aron

en

los

sím

bolo

s al

quim

ista

s de

l cob

re y

el h

ierro

. ¿Q

ué p

apel

ha

dese

mpe

ñado

la a

lqui

mia

co

mo

pseu

doci

enci

a en

el d

esar

rollo

de

la c

ienc

ia m

oder

na?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 9.

1: R

eacc

ione

s ré

dox

Tem

a 10

.2: O

xida

ción

de

alco

hole

s, h

idro

gena

ción

de

alqu

enos

Opc

ión

A.3:

Cat

ális

is h

omog

énea

y h

eter

ogén

ea

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Po

r eje

mpl

o, s

e po

dría

inve

stig

ar e

xper

imen

talm

ente

los

esta

dos

de o

xida

ción

del

van

adio

y e

l man

gane

so. S

e po

dría

n an

aliz

ar m

etal

es d

e tra

nsic

ión

por m

edio

de

titul

acio

nes

rédo

x.

•O

bjet

ivo

8:Im

pact

o ec

onóm

ico

de la

oxi

daci

ón d

el h

ierro

.


Guía de Química86

Idea

fund

amen

tal:

En u

n át

omo

aisl

ado,

los

orbi

tale

s d

tiene

n la

mis

ma

ener

gía,

per

o en

un

ion

com

plej

o se

des

dobl

an e

n do

s su

bniv

eles

. El c

ampo

eléc

trico

de

los

ligan

dos

pued

e pr

ovoc

ar q

ue lo

s or

bita

les

d en

los

ione

s co

mpl

ejos

se

desd

oble

n de

mod

o qu

e la

ene

rgía

de

una

trans

ició

n el

ectró

nica

en

tre e

llos

corre

spon

de a

la d

e un

fotó

n de

luz

visi

ble.

13.2

Com

plej

os c

olor

eado

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Mod

elos

y te

oría

s: e

l col

or d

e lo

s co

mpl

ejos

de

los

met

ales

de

trans

ició

n se

pue

de e

xplic

ar p

or m

edio

de

mod

elos

y te

oría

sba

sada

s en

la d

istri

buci

ón e

lect

róni

ca e

n lo

s or

bita

les

d. (1

.10)

Tran

sdis

cipl

inar

io: l

a re

laci

ón c

olor

-sim

etría

se

pued

e ex

plor

ar e

n la

s ci

enci

as, l

a ar

quite

ctur

a y

las

arte

s. (4

.1)

Com

pren

sión

:

•En

un

ion

com

plej

o, e

l sub

nive

l d s

e de

sdob

la e

n do

s co

njun

tos

de o

rbita

les

de

dife

rent

e en

ergí

a.

•Lo

s co

mpl

ejos

de

los

elem

ento

s de

l blo

que

d so

n co

lore

ados

, pue

sto

que,

cu

ando

un

elec

trón

es e

xcita

do e

ntre

dos

orb

itale

s d,

abs

orbe

luz.

•El

col

or a

bsor

bido

es

el c

ompl

emen

tario

del

col

or o

bser

vado

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

l efe

cto

de la

iden

tidad

del

ion

met

álic

o, e

l núm

ero

de o

xida

ción

de

l met

al y

la id

entid

ad d

el li

gand

o so

bre

el c

olor

de

los

com

plej

os d

e lo

s io

nes

de lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión.

•Ex

plic

ació

n de

l efe

cto

de d

ifere

ntes

ligan

dos

sobr

e el

des

dobl

amie

nto

de lo

s or

bita

les

d en

los

com

plej

os d

e lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión

y el

col

or q

ue s

e ob

serv

a en

las

serie

s es

pect

roqu

ímic

as.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 2.

2: C

onfig

urac

ión

elec

tróni

ca d

e át

omos

e io

nes

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

inve

stig

ar lo

s co

lore

s de

var

ios

ione

s co

mpl

ejos

de

elem

ento

s co

mo

Cr,

Fe, C

o, N

i y C

u.

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

ría in

vest

igar

los

colo

res

de lo

s io

nes

com

plej

os u

sand

oun

espe

ctóm

etro

regi

stra

dor d

e da

tos.

•O

bjet

ivo

8:Es

pre

ciso

con

trola

r cui

dado

sam

ente

la c

once

ntra

ción

de

los

ione

s de

los

met

ales

de

trans

ició

n tó

xico

s en

los

sist

emas

am

bien

tale

s.



13.2

Com

plej

os c

olor

eado

s

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 1

5 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a la

ser

ie e

spec

troqu

ímic

a.

•En

la s

ecci

ón 1

6 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a un

a lis

ta d

e lig

ando

s po

liden

tado

s.

•N

o se

esp

era

que

los

alum

nos

recu

erde

n el

col

or d

e io

nes

com

plej

os

espe

cífic

os.

•La

rela

ción

ent

re e

l col

or o

bser

vado

y e

l abs

orbi

do s

e ilu

stra

por

med

io d

el

círc

ulo

crom

átic

o de

la s

ecci

ón 1

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos.

•N

o se

esp

era

que

los

alum

nos

sepa

n lo

s di

fere

ntes

pat

rone

s de

de

sdob

lam

ient

o y

su re

laci

ón c

on e

l núm

ero

de c

oord

inac

ión.

Se re

quie

re

sola

men

te e

l des

dobl

amie

nto

de lo

s or

bita

les

3den

un

cam

po c

rista

lino

octa

édric

o.


Guía de Química88

Idea

fund

amen

tal:

Para

exp

licar

con

may

or p

rofu

ndid

ad e

stru

ctur

as m

ás g

rand

es, c

on fr

ecue

ncia

se

requ

iere

n co

ncep

tos

y te

oría

s de

enl

ace

más

sof

istic

ados

.

14.1

Asp

ecto

s ad

icio

nale

s de

l enl

ace

cova

lent

e y

estr

uctu

ra

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Prin

cipi

o de

la n

avaj

a de

Occ

am: l

as te

oría

s de

l enl

ace

se h

an m

odifi

cado

con

el t

rans

curs

o de

l tie

mpo

. Es

prec

iso

que

las

teor

ías

más

nue

vas

sean

tan

sim

ples

com

o se

a po

sibl

e a

la v

ez q

ue m

axim

icen

su

capa

cida

d de

exp

licar

, por

eje

mpl

o la

idea

de

carg

a fo

rmal

. (2.

7)

Com

pren

sión

:

•Lo

s en

lace

s co

vale

ntes

son

el r

esul

tado

del

sol

apam

ient

o de

orb

itale

s at

ómic

os. U

n en

lace

sig

ma

( σ) s

e fo

rma

por s

olap

amie

nto

dire

cto

front

al/e

xtre

mo

con

extre

mo

de o

rbita

les

atóm

icos

, que

con

lleva

aun

ade

nsid

ad e

lect

róni

ca c

once

ntra

da e

ntre

los

núcl

eos

de lo

s át

omos

que

se

unen

. Un

enla

ce p

i (π)

se

form

a po

r sol

apam

ient

o la

tera

l de

orbi

tale

s at

ómic

os,

que

cond

uce

a un

a de

nsid

ad e

lect

róni

ca p

or e

ncim

a y

por d

ebaj

o de

l pla

no d

e lo

s nú

cleo

s de

los

átom

os q

ue s

e un

en.

•La

car

ga fo

rmal

(FC

) se

pued

e us

ar p

ara

deci

dir q

ué e

stru

ctur

a de

Lew

is

(repr

esen

taci

ón d

e el

ectro

nes

med

iant

e pu

ntos

) se

pref

iere

ent

re v

aria

s. L

a FC

es

la c

arga

que

un

átom

o te

ndría

si t

odos

los

átom

os d

e la

mol

écul

a tu

vier

an la

m

ism

a el

ectro

nega

tivid

ad.F

C =

(núm

ero

de e

lect

rone

s de

val

enci

a) -

½(n

úmer

o de

ele

ctro

nes

enla

zant

es) -

(núm

ero

de e

lect

rone

s no

enl

azan

tes)

. Se

pre

fiere

la e

stru

ctur

a de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

) cuy

os á

tom

os te

ngan

val

ores

de

FC m

ás p

róxi

mos

a ce

ro.

•La

s ex

cepc

ione

s a

la re

gla

del o

ctet

o in

cluy

en a

lgun

as e

spec

ies

que

tiene

n oc

teto

s in

com

plet

os y

oct

etos

exp

andi

dos.

•La

des

loca

lizac

ión

invo

lucr

a a

elec

trone

s qu

e en

una

mol

écul

a o

ion

son

com

parti

dos

por m

ás d

e un

par

de

átom

os, a

dife

renc

ia d

e lo

s el

ectro

nes

que

se c

ircun

scrib

en a

un

solo

par

de

átom

os.

•La

reso

nanc

ia s

upon

e la

nec

esid

ad d

e us

ar d

os o

más

est

ruct

uras

de

Lew

is

(repr

esen

taci

ones

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os) p

ara

repr

esen

tar u

na

mol

écul

a o

ion.

Una

est

ruct

ura

de re

sona

ncia

con

sist

e en

la e

xist

enci

a de

una

, do

s o

más

est

ruct

uras

de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

) alte

rnat

ivas

par

a re

pres

enta

r una

mol

écul

a o

ion

que

no s

e pu

ede

desc

ribir

com

plet

amen

te c

onun

a ún

ica

estru

ctur

a de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

el

ectro

nes

med

iant

epu

ntos

).

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿C

ómo

ha v

aria

do la

dis

min

ució

n de

la c

apa

de o

zono

a lo

larg

o de

l tie

mpo

? ¿Q

ué h

emos

hec

ho c

omo

com

unid

ad g

loba

l par

a re

duci

r la

dism

inuc

ión

de la

ca

pa d

e oz

ono?

•¿E

n qu

é m

edid

a la

dis

min

ució

n de

la c

apa

de o

zono

con

stitu

ye u

n ej

empl

o de

éx

ito y

frac

aso

para

reso

lver

un

prob

lem

a am

bien

tal i

nter

naci

onal

?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

enl

ace

cova

lent

e se

pue

de d

escr

ibir

usan

do la

teor

ía d

e lo

s en

lace

s de

va

lenc

ia o

la d

e lo

s or

bita

les

mol

ecul

ares

. ¿En

qué

med

ida

el d

ispo

ner d

e al

tern

ativ

as p

ara

desc

ribir

el m

ism

o fe

nóm

eno

cons

tituy

e un

a fu

erza

o u

na

debi

lidad

?

Util

izac

ión:

•Ac

ción

de

las

drog

as y

vín

culo

s co

n es

truct

uras

mol

ecul

ares

•C

ienc

ia d

e la

vis

ión

y ví

ncul

os c

on e

stru

ctur

as m

olec

ular

es

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 4

.2 y

4.3

: Est

ruct

uras

de

Lew

is (r

epre

sent

ació

n de

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

), TR

PEV,

reso

nanc

ia y

enl

ace

y po

larid

ad m

olec

ular

Te

ma

10.1

: For

mas

de

las

mol

écul

as o

rgán

icas

Tem

a 13

.1: Q

uím

ica

de lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión

Tem

a 14

: Enl

ace

quím

ico

y es

truc

tura

7

hora

s

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r



14.1

Asp

ecto

s ad

icio

nale

s de

l enl

ace

cova

lent

e y

estr

uctu

ra

•Pr

edic

ción

de

la fo

rmac

ión

de e

nlac

es s

igm

a (σ

) o p

i (π)

por

com

bina

ción

line

al

de o

rbita

les

atóm

icos

.

•D

educ

ción

de

las

estru

ctur

as d

e Le

wis

(rep

rese

ntac

ión

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os) d

e m

oléc

ulas

e io

nes

que

mue

stra

n to

dos

los

elec

trone

s de

val

enci

a ha

sta

seis

par

es d

e el

ectro

nes

por á

tom

o.

•Ap

licac

ión

de la

FC

par

a de

term

inar

qué

est

ruct

ura

de L

ewis

(rep

rese

ntac

ión

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os) t

iene

pre

fere

ncia

ent

re d

ifere

ntes

est

ruct

uras

de

Lew

is p

osib

les.

•D

educ

ción

, usa

ndo

la T

RPE

V, d

e la

geo

met

ría d

e do

min

io e

lect

róni

co y

la

geom

etría

mol

ecul

ar c

on c

inco

y s

eis

dom

inio

s y

los

ángu

los

de e

nlac

e as

ocia

dos.

•Ex

plic

ació

n de

la lo

ngitu

d de

ond

a ne

cesa

ria p

ara

diso

ciar

el o

xíge

no y

el

ozon

o.

•D

escr

ipci

ón d

el m

ecan

ism

o de

la c

atál

isis

de

la d

ism

inuc

ión

de la

cap

a de

ozon

o ca

taliz

ada

por l

os C

FC y

NO

x.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

e in

clui

r la

com

bina

ción

line

al d

e or

bita

les

atóm

icos

par

a fo

rmar

or

bita

les

mol

ecul

ares

en

el c

onte

xto

de la

form

ació

n de

enl

aces

sig

ma

(σ)

y pi

(π).

•Se

deb

e in

clui

r la

pola

ridad

mol

ecul

ar d

e la

s ge

omet

rías

corre

spon

dien

tes

a ci

nco

y se

is d

omin

ios

elec

tróni

cos.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

1:Im

pact

o gl

obal

de

ladi

smin

ució

n de

la c

apa

de o

zono

.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

sim

ulad

ores

info

rmát

icos

par

a re

aliz

ar m

odel

os d

e es

truct

uras

pro

nost

icad

as p

or m

edio

de

la T

RPE

V.

•O

bjet

ivo

8:Im

plic

acio

nes

mor

ales

, étic

as, s

ocia

les,

eco

nóm

icas

y a

mbi

enta

les

de la

dis

min

ució

n de

la c

apa

deoz

ono

y su

sol

ució

n.


Guía de Química90

Idea

fund

amen

tal:

La h

ibrid

ació

n es

con

secu

enci

a de

la c

ombi

naci

ón d

e or

bita

les

atóm

icos

par

a fo

rmar

el m

ism

o nú

mer

o de

orb

itale

s nu

evos

híb

ridos

eq

uiva

lent

es q

ue ti

enen

la m

ism

a en

ergí

a m

edia

que

los

orbi

tale

s at

ómic

os q

ue lo

s fo

rman

.

14.2

Hib

ridac

ión

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La n

eces

idad

de

cons

ider

ar te

oría

s co

mo

inci

erta

s: L

a hi

brid

ació

n, d

esde

el p

unto

de

vist

a de

la te

oría

del

enl

ace

de v

alen

cia

pued

e ex

plic

ar g

eom

etría

s m

olec

ular

es, p

ero

es li

mita

da. L

a m

ecán

ica

cuán

tica

com

pren

de v

aria

s te

oría

s pa

ra e

xplic

ar e

l mis

mo

fenó

men

o, d

epen

dien

do d

e re

quis

itos

espe

cífic

os. (

2.2)

Com

pren

sión

:

•U

n or

bita

l híb

rido

es e

l res

ulta

do d

e co

mbi

nar d

ifere

ntes

tipo

s de

orb

itale

s at

ómic

os d

el m

ism

o át

omo.

Apl

icac

ione

s:

•Ex

plic

ació

n de

la fo

rmac

ión

de lo

s or

bita

les

híbr

idos

sp3 ,

sp2

y sp

en

el m

etan

o,

etan

o y

etin

o.

•Id

entif

icac

ión

y ex

plic

ació

n de

las

rela

cion

es e

ntre

est

ruct

uras

de

Lew

is(re

pres

enta

cio n

esde

ele

ctro

nes

med

iant

e pu

ntos

), do

min

ios

elec

tróni

cos,

ge

omet

rías

mol

ecul

ares

y ti

pos

de h

ibrid

ació

n.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s al

umno

s so

lo d

eben

con

side

rar e

spec

ies

con

hibr

idac

ión

sp3 ,

sp2

y sp

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

hib

ridac

ión

es u

na e

stra

tegi

a m

atem

átic

a qu

e no

s pe

rmite

rela

cion

ar e

l en

lace

en

una

mol

écul

a co

n su

sim

etría

. ¿C

uál e

s la

rela

ción

ent

re la

sci

enci

as

natu

rale

s, la

s m

atem

átic

as y

el m

undo

nat

ural

? ¿Q

ué p

apel

jueg

a la

sim

etría

en

las

dife

rent

es á

reas

del

con

ocim

ient

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

3: E

stru

ctur

as d

e Le

wis

(rep

rese

ntac

ión

de e

lect

rone

s m

edia

nte

punt

os),

TRPE

V, re

sona

ncia

y e

nlac

e y

pola

ridad

mol

ecul

arTe

ma

10.1

: For

mas

de

las

mol

écul

as o

rgán

icas

Tem

a 13

.1: Q

uím

ica

de lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

usar

sim

ulad

ores

info

rmát

icos

par

a co

nstru

ir m

odel

os

de o

rbita

les

híbr

idos

.



Tem

a 15

: Ene

rgía

/ter

moq

uím

ica

7 ho

ras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fund

amen

tal:

El c

once

pto

de q

ue la

var

iaci

ón d

e en

ergí

a de

una

reac

ción

en

una

sola

eta

pa e

s eq

uiva

lent

e a

la s

uma

de e

tapa

s m

ás p

eque

ñas

se p

uede

apl

icar

a lo

s ca

mbi

os e

n lo

s qu

e in

terv

iene

n co

mpu

esto

s ió

nico

s.

15.1

Cic

los

de e

nerg

ía

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rea

lizar

med

icio

nes

cuan

titat

ivas

con

repe

ticio

nes

para

ase

gura

r la

fiabi

lidad

: los

cic

los

de e

nerg

ía p

erm

iten

calc

ular

los

valo

res

que

no s

e pu

eden

det

erm

inar

di

rect

amen

te. (

3.2)

Com

pren

sión

:

•Se

pue

den

usar

ecu

acio

nes

repr

esen

tativ

as (p

or e

j. M

+ (g)

M+ (

aq))

para

las

enta

lpía

s/en

ergí

as d

e hi

drat

ació

n, io

niza

ción

, ato

miz

ació

n, a

finid

ad e

lect

róni

ca,

de re

d, e

nlac

e co

vale

nte

y de

dis

oluc

ión.

•La

ent

alpí

a de

dis

oluc

ión,

la e

ntal

pía

de h

idra

taci

ón y

la e

ntal

pía

de re

d se

re

laci

onan

en

un c

iclo

de

ener

gía.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

onst

rucc

ión

de c

iclo

s de

Bor

n-H

aber

par

a óx

idos

y c

loru

ros

de lo

s gr

upos

1

y 2.

•C

onst

rucc

ión

de c

iclo

s de

ene

rgía

a p

artir

de

las

enta

lpía

s de

hid

rata

ción

, de

red

y de

dis

oluc

ión.

Por

eje

mpl

o, d

isol

ució

n de

NaO

H o

NH

4Cl s

ólid

os e

n ag

ua.

•C

álcu

lo d

e va

riaci

ones

de

enta

lpía

a p

artir

de

cicl

os d

e Bo

rn-H

aber

o c

iclo

s de

en

ergí

a de

dis

oluc

ión.

•R

elac

ión

del t

amañ

o y

la c

arga

de

los

ione

s co

n la

s en

talp

ías

de re

d y

de

hidr

atac

ión.

•R

ealiz

ació

n de

exp

erim

ento

s de

labo

rato

rio q

ue p

odría

n in

clui

r rea

ccio

nes

de

desp

laza

mie

nto

sim

ple

en s

oluc

ione

s ac

uosa

s.

Orie

ntac

ión:

•N

o se

eva

luar

á el

efe

cto

pola

rizan

te d

e al

guno

s io

nes

que

prod

ucen

car

ácte

r co

vale

nte

en a

lgun

as s

usta

ncia

s fu

ndam

enta

lmen

te ió

nica

s.

•Se

deb

en in

clui

r los

sig

uien

tes

térm

inos

de

enta

lpía

/ene

rgía

: de

ioni

zaci

ón, d

e at

omiz

ació

n, d

e af

inid

ad e

lect

róni

ca, d

e re

d, d

e en

lace

cov

alen

te, d

e hi

drat

ació

n y

de d

isol

ució

n.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Si

empr

e es

impo

rtant

e se

r cap

az d

e ob

tene

r med

idas

de

algo

que

no

se p

ueda

m

edir

dire

ctam

ente

. Tem

pera

tura

s de

per

fora

cion

es, p

rofu

ndid

ad d

e ni

eve,

re

cesi

ón d

e gl

acia

res,

vel

ocid

ades

de

evap

orac

ión

y ci

clos

de

prec

ipita

ción

so

n, e

ntre

otro

s, in

dica

dore

s in

dire

ctos

del

cal

enta

mie

nto

glob

al. ¿

Por q

ué e

s im

porta

nte

para

los

país

es c

olab

orar

en

la lu

cha

cont

ra lo

s pr

oble

mas

glo

bale

s co

mo

el c

alen

tam

ient

o gl

obal

?

Util

izac

ión:

•O

tros

cicl

os d

e en

ergí

a: e

l cic

lo d

el c

arbo

no, e

l cic

lo d

e Kr

ebs

y la

tran

sfer

enci

a de

ele

ctro

nes

en b

iolo

gía.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

.2 y

1.3

:Rel

acio

nes

este

quio

mét

ricas

Te

ma

3.2:

Ene

rgía

de

ioni

zaci

ón, r

adio

ató

mic

o e

ióni

coTe

ma

5.3:

Ent

alpí

a de

enl

ace

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

4:D

iscu

tir la

fuen

te d

e va

lore

s ac

epta

dos

y us

ar e

sta

idea

par

a de

batir

sob

re e

xper

imen

tos.

•O

bjet

ivo

6:U

n po

sibl

e ex

perim

ento

es

calc

ular

la e

ntal

pía

de c

rista

lizac

ión

del

agua

o la

cap

acid

ad c

alor

ífica

del

agu

a cu

ando

se

añad

e un

cub

o de

hie

lo a

l ag

ua c

alie

nte.

•O

bjet

ivo

7:U

so d

e re

gist

rado

res

de d

atos

par

a re

gist

rar v

aria

cion

es d

e te

mpe

ratu

ra. U

so d

e ba

ses

de d

atos

com

o fu

ente

s de

los

valo

res

acep

tado

s.


Guía de Química92

15.1

Cic

los

de e

nerg

ía

•En

el c

uade

rnillo

de

dato

s se

dan

los

valo

res

de la

s en

talp

ías

de re

d (s

ecci

ón 1

8), e

ntal

pías

de

solu

cion

es a

cuos

as (s

ecci

ón 1

9) y

ent

alpí

as d

e hi

drat

ació

n (s

ecci

ón 2

0).



Idea

fund

amen

tal:

Una

reac

ción

es

espo

ntán

ea s

i la

trans

form

ació

n to

tal p

rodu

ce u

n au

men

to d

e la

ent

ropí

a to

tal (

sist

ema

más

alre

dedo

res)

. La

dire

cció

n de

l cam

bio

espo

ntán

eo s

iem

pre

aum

enta

la e

ntro

pía

tota

l del

uni

vers

o a

expe

nsas

de

la e

nerg

ía d

ispo

nibl

e pa

ra re

ali z

ar tr

abaj

o út

il. E

sto

se c

onoc

e co

mo

segu

ndo

prin

cipi

o de

la te

rmod

inám

ica.

15.2

Ent

ropí

a y

espo

ntan

eida

d

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Las

teor

ías

pued

en s

er re

empl

azad

as: l

a id

ea d

e en

tropí

a ha

evo

luci

onad

o a

lo la

rgo

de lo

s añ

os c

omo

resu

ltado

de

los

desa

rrollo

s en

est

adís

tica

y pr

obab

ilidad

. (2.

2)

Com

pren

sión

:

•La

ent

ropí

a (S

) se

refie

re a

la d

istri

buci

ón d

e la

ene

rgía

dis

poni

ble

entre

las

partí

cula

s. C

uant

o m

ayor

sea

n la

s fo

rmas

de

dist

ribui

r la

ener

gía,

may

or s

erá

la e

ntro

pía.

•La

ene

rgía

libr

e de

Gib

bs (G

) rel

acio

na la

ene

rgía

que

se

pued

e ob

tene

r a

parti

r de

una

reac

ción

quí

mic

a co

n la

var

iaci

ón d

e en

talp

ía (∆

H),

la v

aria

ción

de

entro

pía

(∆S

) y la

tem

pera

tura

abs

olut

a(T

).

•La

ent

ropí

a de

un

gas

> líq

uido

> s

ólid

o en

las

mis

mas

con

dici

ones

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Pr

edic

ción

del

aum

ento

o d

ism

inuc

ión

de la

ent

ropí

a de

un

cam

bio

teni

endo

en

cuen

ta lo

s es

tado

s de

los

reac

tivos

y lo

s pr

oduc

tos.

•C

álcu

lo d

e la

var

iaci

ón d

e en

tropí

a (∆

S) d

ados

los

valo

res

deen

tropí

a es

tánd

ar(S

0 ).

•Ap

licac

ión

de ∆

G°=

∆H

° -T∆S

° par

a pr

edec

ir la

esp

onta

neid

ad y

cál

culo

de

varia

s co

ndic

ione

s de

ent

alpí

a y

tem

pera

tura

que

la a

fect

en.

•R

elac

ión

de Δ

G c

on la

pos

ició

n de

equ

ilibrio

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

ene

rgía

sos

teni

ble

es u

na in

icia

tiva

de la

ON

U c

uyo

obje

tivo

es d

uplic

ar la

en

ergí

a so

sten

ible

hac

ia e

l fin

al d

e 20

30.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•En

tropí

a es

un

térm

ino

técn

ico

que

tiene

un

sign

ifica

do p

reci

so. ¿

Cuá

l es

la

impo

rtanc

ia d

e lo

s té

rmin

os té

cnic

os e

n la

s di

stin

tas

área

s de

l con

ocim

ient

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 5.

2: L

ey d

e H

ess

Tem

a 5.

3: E

ntal

pía

de e

nlac

eTe

ma

7.1:

Equ

ilibrio

Opc

ión

C.1

: Cal

idad

de

la e

nerg

íaFí

sica

,opc

ión

B.2:

Ter

mod

inám

ica

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivos

1,4

y7:

Uso

de

base

s de

dat

os p

ara

inve

stig

ar re

acci

ones

hi

poté

ticas

cap

aces

de

gene

rar e

nerg

ía.

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

real

izar

var

ias

vece

s ex

perim

ento

s do

nde

se

inve

stig

uen

proc

esos

end

otér

mic

os y

exo

térm

icos

par

a co

mpa

rar l

a fia

bilid

ad

de lo

s da

tos

repe

titiv

os y

com

para

rlos

con

los

valo

res

teór

icos

.


Guía de Química94

15.2

Ent

ropí

a y

espo

ntan

eida

d

Orie

ntac

ión:

•Ex

amin

ar v

aria

s co

ndic

ione

s de

reac

ción

que

afe

cten

ΔG

.

•Δ

Ges

una

form

a co

nven

ient

e de

con

side

rar l

a va

riaci

ón d

irect

a de

ent

ropí

a re

sulta

nte

de la

tran

sfor

mac

ión

de lo

s ag

ente

s qu

ímic

os y

la v

aria

ción

de

entro

pía

indi

rect

a de

los

alre

dedo

res

com

o re

sulta

do d

e la

gan

anci

a/pé

rdid

a de

en

ergí

a ca

lóric

a.

•En

la s

ecci

ón 1

2 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

nan

dato

s te

rmod

inám

icos

.



Tem

a 16

: Cin

étic

a qu

ímic

a 6

hora

s

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fund

amen

tal:

Las

expr

esio

nes

de v

eloc

idad

sol

o se

pue

den

dete

rmin

ar e

mpí

ricam

ente

y e

sto

limita

los

posi

bles

mec

anis

mos

de

reac

ción

. En

caso

s pa

rticu

lare

s, c

omo

el d

e la

s re

acci

ones

elem

enta

les

de c

aden

a lin

eal,

sin

equi

librio

s y

con

una

sola

bar

rera

de

activ

ació

n si

gnifi

cativ

a, la

ec

uaci

ónde

vel

ocid

ad e

s eq

uiva

lent

e a

la e

tapa

más

lent

a de

la re

acci

ón.

16.1

Exp

resi

ón d

e ve

loci

dad

y m

ecan

ism

o de

reac

ción

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Prin

cipi

o de

la n

avaj

a de

Occ

am: e

s pr

ecis

o qu

e la

s te

oría

s m

ás n

ueva

s se

man

teng

an ta

n se

ncilla

s co

mo

sea

posi

ble

al m

ism

o tie

mpo

que

max

imic

en s

u po

der e

xplic

ativ

o.

La b

aja

prob

abilid

ad d

e qu

e tre

s m

oléc

ulas

col

isio

nen

sign

ifica

que

los

mec

anis

mos

por

eta

pas

son

más

pro

babl

es. (

2.7)

Com

pren

sión

:

•La

s re

acci

ones

pue

den

prod

ucirs

e en

más

de

una

etap

a y

la e

tapa

más

lent

a de

term

ina

la v

eloc

idad

de

reac

ción

(eta

pa q

ue d

eter

min

a la

vel

ocid

ad d

e re

acci

ón).

•La

mol

ecul

arid

ad d

e un

a et

apa

elem

enta

l es

el n

úmer

o de

par

tícul

as d

e re

activ

o qu

e in

terv

iene

n en

esa

eta

pa.

•El

ord

en d

e un

a re

acci

ón p

uede

ser

un

núm

ero

ente

ro o

frac

cion

ario

. El o

rden

de

una

reac

ción

des

crib

e el

núm

ero

de p

artíc

ulas

que

inte

rvie

nen

en la

eta

pa

que

dete

rmin

a la

vel

ocid

ad d

e re

acci

ón c

on re

s pec

to a

un

reac

tivo.

•La

s ec

uaci

ones

de

velo

cida

d so

lo s

e pu

eden

det

erm

inar

exp

erim

enta

lmen

te.

•El

val

or d

e la

con

stan

te d

e ve

loci

dad

(k)e

s af

ecta

do p

or la

tem

pera

tura

y s

us

unid

ades

est

án d

eter

min

adas

por

el o

rden

tota

l de

la re

acci

ón.

•Lo

s ca

taliz

ador

es a

ltera

n el

mec

anis

mo

de u

na re

acci

ón; m

edia

nte

la

intro

ducc

ión

de u

na e

tapa

de

men

or e

nerg

ía d

e ac

tivac

ión.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

prim

er c

atal

izad

or in

dust

rial s

e ut

ilizó

en la

pro

ducc

ión

de á

cido

sul

fúric

o.

Dur

ante

muc

ho ti

empo

, la

prod

ucci

ón d

e ác

ido

sulfú

rico

refle

jó e

stre

cham

ente

la

sol

idez

eco

nóm

ica

de u

n pa

ís. ¿

Cuá

les

son

algu

nos

de lo

s in

dica

dore

s ac

tual

es d

e la

sol

idez

eco

nóm

ica

de u

n pa

ís?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

mec

anis

mo

de u

na re

acci

ón p

uede

ser

resp

alda

do p

or m

edio

de

evid

enci

as

indi

rect

as. ¿

Cuá

l es

el p

apel

de

la e

vide

ncia

em

píric

a en

las

teor

ías

cien

tífic

as?

¿Pod

emos

tene

r sie

mpr

e la

cer

teza

en

cien

cia?

Util

izac

ión:

•La

inve

stig

ació

n so

bre

agen

tes

canc

eríg

enos

, age

ntes

des

truct

ores

del

cán

cer

e in

hibi

dore

s se

cen

tra e

n la

iden

tific

ació

n de

los

mec

anis

mos

.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 20

.1: M

ecan

ism

os o

rgán

icos

, esp

ecia

lmen

te S

N1

y S N

2O

pció

n A.

3: C

atal

izad

ores

Biol

ogía

, tem

a 8.

1: A

cció

n de

las

enzi

mas

com

oca

taliz

ador

es


Guía de Química96

16.1

Exp

resi

ón d

e ve

loci

dad

y m

ecan

ism

o de

reac

ción

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

la e

xpre

sión

de

velo

cida

d pa

ra u

na e

cuac

ión

a pa

rtir d

e da

tos

expe

rimen

tale

s y

reso

luci

ón d

e pr

oble

mas

que

impl

ique

n la

exp

resi

ón d

e ve

loci

dad.

•Es

quem

atiz

ació

n, id

entif

icac

ión

y an

ális

is d

e re

pres

enta

cion

es g

ráfic

asde

reac

cion

es d

e or

den

cero

, prim

er o

rden

y s

egun

do o

rden

.

•Ev

alua

ción

de

mec

anis

mos

de

reac

ción

pro

pues

tos

en c

onso

nanc

ia c

on la

ci

nétic

a y

los

dato

s es

tequ

iom

étric

os.

Orie

ntac

ión:

•Se

lim

itará

n lo

s cá

lcul

os a

órd

enes

con

val

ores

de

núm

eros

ent

eros

.

•C

onsi

dera

r grá

ficos

de

conc

entra

ción

en

func

ión

del t

iem

po y

vel

ocid

ad e

n fu

nció

n de

con

cent

raci

ón.

•U

sar p

erfil

es d

e ni

vele

s de

ene

rgía

pot

enci

al p

ara

ilust

rar r

eacc

ione

s en

var

ias

etap

as, m

ostra

ndo

en e

l per

fil q

ue la

eta

pa d

eter

min

ante

de

la v

eloc

idad

tie

ne

may

or E

a.

•Lo

s ca

taliz

ador

es in

terv

iene

n en

la e

tapa

que

det

erm

ina

la v

eloc

idad

.

•Se

deb

en c

onsi

dera

r rea

ccio

nes

en la

s qu

e la

eta

pa q

ue d

eter

min

a la

ve

loci

dad

no s

ea la

prim

era.

•Es

apr

opia

do c

ualq

uier

exp

erim

ento

que

per

mita

a lo

s al

umno

s va

riar l

as

conc

entra

cion

es p

ara

ver e

l efe

cto

sobr

e la

vel

ocid

ad y

por

con

sigu

ient

e de

term

inar

una

ecu

ació

n de

vel

ocid

ad a

prop

iada

.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

bas

es d

e da

tos,

regi

stra

dore

s de

dat

os y

otra

s ap

licac

ione

s TI

C p

ara

inve

stig

ar m

ecan

ism

os p

ropu

esto

s pa

ra e

l tra

bajo

de

labo

rato

rio re

aliz

ado

y lle

var a

cab

o ex

perim

ento

s vi

rtual

es p

ara

inve

stig

ar lo

s fa

ctor

es q

ue in

fluye

n so

bre

las

ecua

cion

es d

e ve

loci

dad.



Idea

fund

amen

tal:

La e

nerg

ía d

e ac

tivac

ión

de u

na re

acci

ón s

e pu

ede

dete

rmin

ar a

par

tir d

el e

fect

o de

la te

mpe

ratu

ra s

obre

la v

eloc

idad

de

dich

a re

acci

ón.

16.2

Ene

rgía

de

activ

ació

n

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Las

teor

ías

se p

uede

n re

spal

dar o

refu

tar y

reem

plaz

ar p

or n

ueva

s te

oría

s: e

l var

iar l

a te

mpe

ratu

ra d

e un

a re

acci

ón ti

ene

un e

fect

o m

ayor

sob

re la

vel

ocid

ad d

e re

acci

ón

que

el q

ue s

e po

dría

exp

licar

por

su

efec

to s

obre

las

velo

cida

des

de c

olis

ión.

Est

o co

nduj

o al

des

arro

llo d

e la

ecu

ació

n de

Arrh

eniu

s qu

e pr

opon

e un

mod

elo

cuan

titat

ivo

para

exp

licar

el e

fect

o de

la v

aria

ción

de

la te

mpe

ratu

ra s

obre

la v

eloc

idad

de

reac

ción

.(2.

5)

Com

pren

sión

:

•La

ecu

ació

n de

Arrh

eniu

s em

plea

la d

epen

denc

ia d

e la

tem

pera

tura

con

la

cons

tant

e de

vel

ocid

ad, p

ara

dete

rmin

ar la

ene

rgía

de

activ

ació

n.

•El

grá

fico

de 1

/Ten

func

ión

de ln

kes

line

al y

su

grad

ient

e es

–E

a/ R

y el

in

terc

epto

, lnA

.

•El

fact

or d

e fre

cuen

cia

(o fa

ctor

pre

-exp

onen

cial

) (A)

tien

e en

cue

nta

la

frecu

enci

a de

las

colis

ione

s co

n or

ient

ació

n ad

ecua

da.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•An

ális

is d

e la

repr

esen

taci

ón g

ráfic

a de

la e

cuac

ión

de A

rrhen

ius

en s

u fo

rma

linea

lln

k =

-Ea

RT

+ln

A.

•U

so d

e la

ecu

ació

n de

Arrh

eniu

s k

= A

e-Ea

RT

.

•D

escr

ipci

ón d

e la

s re

laci

ones

ent

re te

mpe

ratu

ra y

con

stan

te d

e ve

loci

dad;

fa

ctor

de

frecu

enci

a y

com

plej

idad

de

las

mol

écul

as c

olis

iona

ntes

.

•D

eter

min

ació

n y

eval

uaci

ón d

e va

lore

s de

ene

rgía

de

activ

ació

n y

fact

ores

de

frecu

enci

a a

parti

r de

dato

s.

Util

izac

ión:

•La

s lu

ces

cent

elle

ante

s de

las

luci

érna

gas

se p

rodu

cen

por u

n pr

oces

o qu

ímic

o en

el q

ue in

terv

iene

n en

zim

as.

•La

rela

ción

ent

re la

hip

ótes

is d

e “ll

ave

y ce

rradu

ra” d

e la

s en

zim

as y

la

ecua

ción

de

Arrh

eniu

s.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 6.

1: T

eoría

de

las

colis

ione

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivos

4y

7:U

so d

e si

mul

acio

nes

y ex

perim

ento

s vi

rtual

es p

ara

estu

diar

el

efec

to d

e la

tem

pera

tura

y lo

s fa

ctor

es e

stér

icos

sob

re la

vel

ocid

ad d

e re

acci

ón.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

real

izac

ión

de v

aria

s le

ctur

as

de te

mpe

ratu

ra p

ara

la o

bten

ción

de

dato

s su

ficie

ntes

com

o pa

ra c

onst

ruir

un

gráf

ico.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

empl

ear c

alcu

lado

ras

gráf

icas

par

a in

gres

ar lo

s da

tos

con

faci

lidad

y a

naliz

ar lo

s va

lore

s de

Ea

y fa

ctor

de

frecu

enci

a.


Guía de Química98

16.2

Ene

rgía

de

activ

ació

n

Orie

ntac

ión:

•U

sar d

iagr

amas

de

nive

les

ener

gétic

os p

ara

ilust

rar r

eacc

ione

s qu

e se

pr

oduc

en e

n va

rias

etap

as, m

ostra

ndo

en e

l dia

gram

a la

eta

pa d

eter

min

ante

de

la v

eloc

idad

.

•C

onsi

dera

r var

ias

fuen

tes

de d

atos

usa

ndo

la e

xpre

sión

line

alln

k =

-Ea

RT

+ln

A.L

a ex

pres

ión

ln𝑘𝑘𝑘𝑘 1 𝑘𝑘𝑘𝑘 2

= 𝐸𝐸𝐸𝐸

𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑅𝑅𝑅𝑅�1 𝑇𝑇𝑇𝑇 2

−1 𝑇𝑇𝑇𝑇 1�

se p

rove

e en

el

cuad

erni

llo d

e da

tos.

Tema 17: Equilibrio


Tem

a 17

: Equ

ilibr

io

4 ho

ras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fund

amen

tal:

La le

y de

equ

ilibrio

cua

ntifi

ca la

pos

ició

n de

equ

ilibrio

. La

cons

tant

e de

equ

ilibrio

par

a un

a re

acci

ón e

n pa

rticu

lar s

olo

depe

nde

de la

tem

pera

tura

.

17.1

Ley

de

equi

librio

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Util

izar

razo

nam

ient

o cu

antit

ativ

o: la

s ex

pres

ione

s de

vel

ocid

ad p

ara

las

reac

cion

es d

irect

a e

inve

rsa

dete

rmin

adas

exp

erim

enta

lmen

te s

e pu

eden

ded

ucir

dire

ctam

ente

de

las

ecua

cion

es e

steq

uiom

étric

as y

per

mite

n ap

licar

el p

rinci

pio

de L

e C

hâte

lier.

(1.8

, 1.9

)

Com

pren

sión

:

•El

prin

cipi

o de

Le

Châ

telie

r par

a lo

s ca

mbi

os d

e co

ncen

traci

ón s

e pu

ede

expl

icar

por

med

io d

e la

ley

de e

quilib

rio.

•La

pos

ició

n de

equ

ilibrio

cor

resp

onde

al v

alor

máx

imo

de e

ntro

pía

y al

val

or

mín

imo

de e

nerg

ía li

bre

de G

ibbs

.

•La

var

iaci

ón d

e en

ergí

a lib

re d

e G

ibbs

de

una

reac

ción

y la

con

stan

te d

e eq

uilib

rio s

e pu

eden

usa

r par

a m

edir

la p

osic

ión

de u

na re

acci

ón d

e eq

uilib

rio y

se

rela

cion

an p

or m

edio

de

la e

cuac

ión,

∆𝐺𝐺𝐺𝐺ᴏ

=-R

T ln

K.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as s

obre

equ

ilibrio

s ho

mog

éneo

s us

ando

la e

xpre

sión

de

Kc.

•R

elac

ión

entre


y la

con

stan

te d

e eq

uilib

rio.

•C

álcu

los

dond

e se

use

le e

cuac

ión ∆𝐺𝐺𝐺𝐺

ᴏ=

-RT

lnK

.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a la

exp

resi

ón ∆𝐺𝐺𝐺𝐺ᴏ

=-R

T ln

K.

•N

o se

esp

era

que

los

alum

nos

dedu

zcan

la e

xpre

sión


=-R

T ln

K.

•N

o se

eva

luar

á el

uso

de

ecua

cion

es c

uadr

átic

as.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

ley

de e

quilib

rio s

e pu

ede

dedu

cir s

upon

iend

o qu

e el

ord

en d

e la

reac

ción

di

rect

a e

inve

rsa

coin

cide

con

los

coef

icie

ntes

de

la e

cuac

ión

quím

ica.

¿C

uál

es e

l pap

el d

el ra

zona

mie

nto

dedu

ctiv

o en

la c

ienc

ia?

•Po

dem

os u

sar l

as m

atem

átic

as c

on é

xito

par

a m

odel

ar s

iste

mas

en

equi

librio

. ¿S

e de

be e

sto

a qu

e cr

eam

os la

s m

atem

átic

as p

ara

refle

jar l

a re

alid

ad o

po

rque

la re

alid

ad e

s in

tríns

ecam

ente

mat

emát

ica?

•En

cie

ncia

, muc

hos

prob

lem

as s

e pu

eden

reso

lver

sol

o cu

ando

hac

emos

su

posi

cion

es q

ue s

impl

ifica

n la

s m

atem

átic

as. ¿

Cuá

l es

el p

apel

de

la in

tuic

ión

en la

reso

luci

ón d

e pr

oble

mas

?

Util

izac

ión:

•El

con

cept

o de

sis

tem

a ce

rrado

en

equi

librio

din

ámic

o se

pue

de a

plic

ar a

va

rios

sist

emas

en

cien

cias

bio

lógi

cas,

am

bien

tale

s y

hum

anas

.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: E

cuac

ione

s es

tequ

iom

étric

as

Tem

a7.

1: E

quilib

rioTe

ma

18.2

: Equ

ilibrio

s de

áci

dos

y ba

ses

débi

les

Opc

ión

A.10

:Kps

Opc

ione

s B.

7 y

D.4

: Cál

culo

s co

n so

luci

ones

tam

pón

(buf

fer)

Tema 17: Equilibrio

Guía de Química100

17.1

Ley

de

equi

librio

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

ría in

vest

igar

exp

erim

enta

lmen

te la

con

stan

te d

e eq

uilib

rio

para

una

reac

ción

de

este

rific

ació

n y

otra

s re

acci

ones

.

•O

bjet

ivo

7:El

con

cept

o de

equ

ilibrio

din

ámic

o se

pue

de il

ustra

r por

med

io d

e an

imac

ione

s in

form

átic

as.



Tem

a 18

: Áci

dos

y ba

ses

10 h

oras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fund

amen

tal:

El c

once

pto

de á

cido

-bas

e se

pue

de e

xten

der a

reac

cion

es q

ue n

o im

plic

an tr

ansf

eren

cia

de p

roto

nes.

18.1

Áci

dos

y ba

ses

de L

ewis

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Las

teor

ías

se p

uede

n re

spal

dar,

refu

tar o

reem

plaz

ar p

or n

ueva

s te

oría

s: la

s te

oría

s ác

ido-

base

se

pued

en e

xten

der a

un

cam

po d

e ap

licac

ione

s m

ás a

mpl

io c

onsi

dera

ndo

los

pare

s el

ectró

nico

s so

litar

ios.

La

teor

ía d

e Le

wis

no

inva

lida

la te

oría

de

Brøn

sted

-Low

ry s

ino

que

la a

mpl

ía. (

2.5)

Com

pren

sión

:

•U

n ác

ido

de L

ewis

es

rece

ptor

de

un p

ar s

olita

rio y

una

bas

e de

Lew

is e

s do

nant

e de

un

par s

olita

rio.

•C

uand

o un

a ba

se d

e Le

wis

reac

cion

a co

n un

áci

do d

e Le

wis

se

form

a un

en

lace

coo

rdin

ado.

•U

n nu

cleó

filo

es u

na b

ase

de L

ewis

y u

n el

ectró

filo

es u

n ác

ido

de L

ewis

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ap

licac

ión

dela

teor

ía á

cido

-bas

e de

Lew

is a

la q

uím

ica

inor

gáni

ca y

org

ánic

a pa

ra id

entif

icar

el p

apel

de

las

espe

cies

reac

cion

ante

s.

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en e

stud

iar e

jem

plos

org

ánic

os e

inor

gáni

cos.

•Se

deb

en d

iscu

tir la

s re

laci

ones

ent

re á

cido

s y

base

s de

Brø

nste

d-Lo

wry

y

Lew

is.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

teor

ía á

cido

-bas

e se

ha

desa

rrolla

do a

par

tir d

e id

eas

de p

erso

nas

de

dist

inta

s pa

rtes

del m

undo

por

med

io d

e la

col

abor

ació

n y

la c

ompe

tenc

ia.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•En

oca

sion

es, e

l mis

mo

fenó

men

o se

pue

de e

xplo

rar d

esde

dife

rent

es

pers

pect

ivas

y e

xplic

ar p

or m

edio

de

dife

rent

es te

oría

s. P

or e

jem

plo,

¿j

uzga

mos

las

teor

ías

rival

es p

or s

u un

iver

salid

ad, s

impl

icid

ad o

sof

istic

ació

n?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

sde

l pr

ogra

ma:

Tem

as 4

.2 y

4.3

: Mol

écul

as c

oval

ente

s y

diag

ram

as d

e pu

ntos

de

Lew

is

Tem

a 13

.2: C

ompl

ejos

de

los

met

ales

de

trans

ició

n Te

ma

20.1

: Nuc

leóf

ilos

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

expl

orar

exp

erim

enta

lmen

te lo

s co

mpl

ejos

de

los

met

ales

de

trans

ició

n.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

ani

mac

ione

s pa

ra d

istin

guir

entre

las

dife

rent

este

oría

s ác

ido-

base

.



Idea

fund

amen

tal:

La le

y de

equ

ilibrio

se

pued

e ap

licar

a la

s re

acci

ones

áci

do-b

ase.

Los

pro

blem

as n

umér

icos

se

pued

en s

impl

ifica

r re

aliz

ando

su

posi

cion

es a

cerc

a de

las

conc

entra

cion

es re

lativ

as d

e la

s es

peci

es im

plic

adas

. El u

so d

e lo

garit

mos

tam

bién

es

impo

rtant

e.

18.2

Cál

culo

s co

n ác

idos

y b

ases

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Obt

ener

evi

denc

ias

para

las

teor

ías

cien

tífic

as—

la a

plic

ació

n de

la le

y de

equ

ilibrio

per

mite

det

erm

inar

la fu

erza

de

ácid

os y

bas

es y

rela

cion

arla

con

su

estru

ctur

a m

olec

ular

. (1.

9)

Com

pren

sión

:

•La

expr

esió

n de

la c

onst

ante

de

diso

ciació

n de

un

ácid

o dé

bil (

K a) y

una

bas

e dé

bil (

K b)

•Pa

ra u

n pa

r áci

do b

ase

conj

ugad

o, K

a×

Kb

= K

w

•La

rela

ción

ent

re K

ay

pKaes

(pK

a=

-log

Ka)

, y e

ntre

Kby

pKb

es (p

Kb

=-lo

g K

b).

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as q

ue in

cluy

an [H

+(a

q)],

[OH

– (aq

)], p

H, p

OH

, Ka,

pKa,

Kby

pKb.

•D

iscu

sión

de

las

fuer

zas

rela

tivas

de

ácid

os y

bas

es u

sand

o va

lore

s de

Ka,

pKa,

Kb

y pK

b.O

rient

ació

n:

•El

val

or d

e K

wde

pend

e de

la te

mpe

ratu

ra.

•El

cál

culo

de

pH e

n la

s so

luci

ones

tam

pón

(buf

fer)

solo

se

eval

uará

en

las

opci

ones

B.7

y D

.4.

•So

lo s

e ev

alua

rán

ejem

plos

que

sup

onga

n la

tran

sfer

enci

a de

un

prot

ón.

•Se

pue

de e

valu

ar s

obre

cál

culo

s de

pH

a te

mpe

ratu

ras

dist

inta

s de

298

K.

•Lo

s al

umno

s de

ben

info

rmar

cua

ndo

real

icen

apr

oxim

acio

nes

en lo

s cá

lcul

os

de e

quilib

rio.

•N

o se

eva

luar

á el

uso

de

ecua

cion

es c

uadr

átic

as.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

s m

atem

átic

as s

on u

n le

ngua

je u

nive

rsal

. La

natu

rale

za m

atem

átic

a de

est

e te

ma

favo

rece

una

com

unic

ació

n m

ás o

bjet

iva

entre

quím

icos

que

hab

len

dife

rent

es le

ngua

s.U

tiliz

ació

n:Ví

ncul

os c

on e

l res

to d

el p

rogr

ama

de e

stud

ios

y co

n ot

ras

asig

natu

ras

del

prog

ram

a:Te

ma

8.1:

Par

es á

cido

–bas

e co

njug

ados

Tem

a 8.

3: E

l con

cept

o de

pH

Te

ma

8.4:

Áci

dos

y ba

ses

fuer

tes

y dé

bile

sO

pcio

nes

B.7

y D

.4: S

oluc

ione

s ta

mpó

n (b

uffe

r)O

bjet

ivos

gen

eral

es:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

inve

stig

ar e

xper

imen

talm

ente

las

prop

ieda

des

delo

s ác

idos

fuer

tes

y dé

bile

s.



Idea

fund

amen

tal:

Las

curv

as d

e pH

se

pued

en in

vest

igar

exp

erim

enta

lmen

te, p

ero

está

n de

term

inad

as m

atem

átic

amen

te p

or la

s co

nsta

ntes

de

diso

ciac

ión

del á

cido

y la

bas

e. S

e pu

ede

usar

un

indi

cado

r con

un

punt

o fin

al a

decu

ado

para

det

erm

inar

el p

unto

de

equi

vale

ncia

de

la re

acci

ón.

18.3

Cur

vas

de p

H

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La m

ayor

pot

enci

a de

los

inst

rum

ento

s y

los

avan

ces

en la

s té

cnic

as d

ispo

nibl

es: e

l des

arro

llo d

e la

tecn

olog

ía d

e lo

s pe

hach

ímet

ros

ha p

erm

itido

una

med

ició

n de

pH

más

fia

ble

y rá

pida

. (3.

7)

Com

pren

sión

:

•C

arac

terís

ticas

de

las

curv

as d

e pH

pro

duci

das

por l

as d

ifere

ntes

co

mbi

naci

ones

de

ácid

os y

bas

es fu

erte

s y

débi

les.

•U

n in

dica

dor á

cido

-bas

e es

un

ácid

o dé

bil o

una

bas

e dé

bil e

n el

que

los

com

pone

ntes

del

par

áci

do-b

ase

conj

ugad

o tie

nen

dife

rent

e co

lor.

•La

rela

ción

ent

re e

l ran

go d

e pH

de

un in

dica

dor á

cido

-bas

e, q

ue e

s un

áci

do

débi

l, y

su v

alor

de

pKa.

•La

regi

ón ta

mpó

n de

la c

urva

de

pH re

pres

enta

la re

gión

en

la q

ue p

eque

ños

agre

gado

s de

áci

do o

bas

e pr

ovoc

an p

oca

o ni

ngun

a va

riaci

ón d

e pH

.

•C

ompo

sici

ón y

acc

ión

de u

na s

oluc

ión

tam

pón.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

las

form

as g

ener

ales

y la

s ca

ract

erís

ticas

impo

rtant

es d

e lo

s gr

áfic

os d

e pH

en

func

ión

del v

olum

en p

ara

titul

acio

nes

de á

cido

s y

base

s fu

erte

s y

débi

les.

•El

ecci

ón d

e un

indi

cado

r apr

opia

do p

ara

una

titul

ació

n, d

ado

el p

unto

de

equi

vale

ncia

de

la ti

tula

ción

y e

l pun

to fi

nal d

el in

dica

dor.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿E

s un

a cu

rva

de p

H u

na d

escr

ipci

ón a

decu

ada

de la

real

idad

o u

na

repr

esen

taci

ón a

rtific

ial?

¿N

os o

frece

la c

ienc

ia u

na re

pres

enta

ción

de

la

real

idad

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 5.

1: T

itula

cion

es te

rmom

étric

as/c

ondu

ctim

étric

as

Tem

a 16

.2: ¿

Cuá

les

son

las

cara

cter

ístic

as m

atem

átic

as in

usua

les

de u

na c

urva

de

pH?

Adem

ás, l

os a

lum

nos

debe

n fa

milia

rizar

se c

on e

l uso

de

loga

ritm

os n

atur

ales

pa

ra u

sar l

a ec

uaci

ón d

e Ar

rhen

ius

en e

l tem

a 16

.2.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

inve

stig

ació

n de

cur

vas

de p

H,

dete

rmin

ació

n de

l pK

ade

un

ácid

o dé

bil,

prep

arac

ión

e in

vest

igac

ión

de u

na

solu

ción

tam

pón

y de

term

inac

ión

del p

Ka

de u

n in

dica

dor.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

regi

stra

dore

s de

dat

os, b

ases

de

dato

s y

sim

ulac

ione

s. P

or e

jem

plo,

el p

unto

de

equi

vale

ncia

se

podr

ía d

eter

min

ar

usan

do u

na s

onda

de

cond

uctiv

idad

o u

na s

onda

de

tem

pera

tura

.



18.3

Cur

vas

de p

H

•A

pesa

r de

que

la n

atur

alez

a de

l tam

pón

ácid

o-ba

se p

erm

anec

e in

varia

ble,

las

solu

cion

es ta

mpó

n se

pue

den

prep

arar

bie

n m

ezcl

ando

un

ácid

o/ba

se d

ébil

con

una

solu

ción

de

una

sal q

ue c

onte

nga

su c

onju

gado

o p

or n

eutra

lizac

ión

parc

ial d

e un

áci

do/b

ase

débi

l con

una

bas

e/ác

ido

fuer

te.

•Pr

edic

ción

del

pH

rela

tivo

de s

oluc

ione

s ac

uosa

s sa

linas

form

adas

por

las

dife

rent

es c

ombi

naci

ones

de

ácid

os y

bas

es fu

erte

s y

débi

les.

Orie

ntac

ión:

•So

lo s

e ev

alua

rán

ejem

plos

que

impl

ique

n la

tran

sfer

enci

a de

un

prot

ón. L

as

cara

cter

ístic

as im

porta

ntes

son

:

–In

ters

ecci

ón c

on e

l eje

de

pH

–Pu

nto

de e

quiv

alen

cia

–R

egió

n ta

mpó

n

–Pu

ntos

en lo

s qu

e pK

a=

pH o

pK

b=

pOH

.

•Pa

ra u

n in

dica

dorq

ue e

s un

ácid

o dé

bil:

HIn

(aq)

⇌

H+ (

aq) +

In- (a

q)

Col

or A

Col

or B

–Se

pue

de c

onsi

dera

r qu

e la

var

iaci

ón d

e co

lor

se p

rodu

ce e

n el

ran

go

pKa

± 1.



18.3

Cur

vas

de p

H

•Pa

ra u

n in

dica

dor q

ue e

s un

a ba

se d

ébil:

BO

H(a

q)

⇌

B+ (

aq) +

OH

- (aq)

C

olor

A

C

olor

B

•En

la s

ecci

ón 2

2 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an e

jem

plos

de

indi

cado

res.

•Se

deb

en c

onsi

dera

r sal

es fo

rmad

as a

par

tir d

e la

s cu

atro

com

bina

cion

es

posi

bles

de

ácid

os y

bas

es fu

erte

s y

débi

les.

No

se re

quie

ren

los

cálc

ulos

.



Idea

fund

amen

tal:

Las

conv

ersi

ones

ent

re e

nerg

ía e

léct

rica

y qu

ímic

a so

n el

núc

leo

de la

s ce

ldas

ele

ctro

quím

icas

.

19.1

Cel

das

elec

troq

uím

icas

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Empl

ear r

azon

amie

nto

cuan

titat

ivo:

los

pote

ncia

les

de e

lect

rodo

y e

l ele

ctro

do e

stán

dar d

e hi

dróg

eno.

(3.1

)

Col

abor

ació

n e

impl

icac

ione

s ét

icas

: los

cie

ntífi

cos

han

cola

bora

do p

ara

traba

jar c

on la

s te

cnol

ogía

s de

las

celd

as e

lect

roqu

ímic

as y

tien

en q

ue c

onsi

dera

r las

impl

icac

ione

s am

bien

tale

s y

étic

as d

el u

so d

e pi

las

de c

ombu

stib

le y

pila

s de

com

bust

ible

mic

robi

ano.

(4.5

)

Com

pren

sión

:

•U

na p

ila v

olta

ica

gene

ra u

na fu

erza

ele

ctro

mot

riz (f

em) q

ue s

e tra

duce

en

el

mov

imie

nto

de lo

s el

ectro

nes

desd

e el

áno

do (e

lect

rodo

neg

ativ

o) h

acia

el

cáto

do (e

lect

rodo

pos

itivo

) a tr

avés

del

circ

uito

ext

erno

. La

fem

exp

resa

el

pote

ncia

l de

la p

ila (E

0 ).

•El

ele

ctro

do e

stán

dar d

e hi

dróg

eno

(EEH

) est

á fo

rmad

o po

run

elec

trodo

iner

te

de p

latin

o en

con

tact

o co

n io

nes

hidr

ógen

o de

con

cent

raci

ón 1

mol

dm

-3e

hidr

ógen

o ga

seos

o a

100

kPa

y 29

8 K.

El p

oten

cial

est

ánda

r de

elec

trodo

(E0 )

es e

l pot

enci

al (v

olta

je) d

e la

sem

iecu

ació

n de

redu

cció

n en

con

dici

ones

es

tánd

ar, m

edid

o co

n re

spec

to a

l EEH

. La

conc

entra

ción

de

solu

to e

s de

1 m

ol

dm-3

o pa

ra g

ases

de

100

kPa.

El v

alor

de

E0

para

el E

EH e

s 0V

.

•C

uand

o se

ele

ctro

lizan

sol

ucio

nes

acuo

sas,

el a

gua

se o

xida

a o

xíge

no e

n el

án

odo

y se

redu

ce a

hid

róge

no e

n el

cát

odo.

•∆G

0=─

nFE

o . C

uand

o E

0es

pos

itivo

, ∆G

0es

neg

ativ

o, in

dica

que

el p

roce

so e

s es

pont

áneo

. Cua

ndo

E0

es n

egat

ivo,

∆G

0es

pos

itivo

, ind

ica

que

el p

roce

so n

o es

esp

ontá

neo.

Cua

ndo

E0

es ig

ual a

0, e

nton

ces ∆

G0

es ig

ual a

0.

•La

cor

rient

e, la

dur

ació

n de

la e

lect

rólis

is y

la c

arga

del

ion

afec

tan

la c

antid

ad

de p

rodu

cto

form

ado

en lo

s el

ectro

dos

dura

nte

la e

lect

rólis

is.

•La

ele

ctro

depo

sici

ón c

onsi

ste

en e

l rec

ubrim

ient

o el

ectro

lític

o de

un

obje

to c

on

una

delg

ada

capa

met

álic

a.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

álcu

lo d

e po

tenc

iale

s de

una

pila

usa

ndo

pote

ncia

les

de e

lect

rodo

est

ánda

r.

•Pr

edic

ción

de

la e

spon

tane

idad

de

una

reac

ción

a p

artir

de

los

valo

res

de E

0 .

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•M

ucha

s ce

ldas

ele

ctro

quím

icas

pue

den

actu

ar c

omo

fuen

tes

deen

ergí

a y

así

palia

r los

pro

blem

as e

nerg

étic

os d

el m

undo

, per

o al

guna

s co

mo

la p

ila s

úper

ef

icie

nte

de c

ombu

stib

le m

icro

bian

o (P

CM

,tam

bién

llam

ada

pila

de

com

bust

ible

bio

lógi

co) p

uede

con

tribu

ir a

man

tene

r lim

pio

el a

mbi

ente

. ¿D

e qu

é fo

rma

los

gobi

erno

s na

cion

ales

y la

com

unid

ad in

tern

acio

nal e

stab

lece

n pr

iorid

ades

par

a la

fina

ncia

ción

de

las

inve

stig

acio

nes?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

EEH

con

stitu

ye u

n ej

empl

o de

refe

renc

ia a

rbitr

aria

. ¿Se

ría d

ifere

nte

nues

tro

cono

cim

ient

o ci

entíf

ico

si e

ligié

ram

os re

fere

ncia

s di

stin

tas?

Util

izac

ión:

•El

ectro

depo

sici

ón.

•Pr

oces

os e

lect

roqu

ímic

os e

n od

onto

logí

a.

•C

orro

sión

de

los

met

ales

.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

.2 y

1.3

: Pro

blem

as q

ue im

pliq

uen

la c

onst

ante

de

Avog

adro

, can

tidad

de

sust

anci

a y

ecua

ción

de

los

gase

s id

eale

sTe

ma

9.1:

Pro

ceso

s ré

dox

Tem

a 15

.2: E

spon

tane

idad

de

reac

ción

Opc

ión

C.6

: Ecu

ació

n de

Ner

nst

Biol

ogía

, opc

ión

B.3:

pro

tecc

ión

ambi

enta

l; tra

tam

ient

o de

resi

duos

y p

ilas

de

com

bust

ible

mic

robi

ano

Tem

a 19

: Pro

ceso

s ré

dox

6 ho

ras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r



19.1

Cel

das

elec

troq

uím

icas

•D

eter

min

ació

n de

la v

aria

ción

de

ener

gía

libre

est

ánda

r (∆

G0 )

a p

artir

de

los

pote

ncia

les

de e

lect

rodo

está

ndar

.

•Ex

plic

ació

n de

los

prod

ucto

s fo

rmad

os d

uran

te la

ele

ctró

lisis

de

solu

cion

es

acuo

sas.

•R

ealiz

ació

n de

exp

erim

ento

s qu

e po

dría

n in

clui

r rea

ccio

nes

de d

espl

azam

ient

o si

mpl

e en

sol

ucio

nes

acuo

sas.

•D

eter

min

ació

n de

las

cant

idad

es re

lativ

as d

e pr

oduc

tos

form

ados

dur

ante

pr

oces

os e

lect

rolít

icos

.

•Ex

plic

ació

n de

l pro

ceso

de

elec

trode

posi

ción

.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s pr

oces

os e

lect

rolít

icos

a tr

atar

en

teor

ía d

eben

incl

uir l

a el

ectró

lisis

de

solu

cion

es a

cuos

as (p

. ej.

clor

uro

de s

odio

, sul

fato

de

cobr

e (II

), et

c.) y

agu

a us

ando

ele

ctro

dos

iner

tes

de p

latin

o o

graf

ito y

ele

ctro

dos

de c

obre

. Las

ex

plic

acio

nes

se d

eben

refe

rir a

los

valo

res

de E

0 , la

nat

ural

eza

de lo

s el

ectro

dos

y la

con

cent

raci

ón d

e el

ectro

lito.

•La

ecu

ació

n ∆𝐺𝐺𝐺𝐺

°=

−𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝐸𝐸𝐸𝐸°

está

en

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos.

•La

con

stan

te d

e Fa

rada

y =

96 5

00 C

mol

-1es

tá e

n la

sec

ción

2 d

el c

uade

rnillo

de

dat

os.

•D

eben

com

pren

der e

l tér

min

o “c

elda

s en

ser

ie”.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

8:La

s pi

las

de c

ombu

stib

le b

ioló

gico

pue

den

prod

ucir

ener

gía

eléc

trica

par

a al

imen

tar a

para

tos

eléc

trico

s, c

asas

, fáb

ricas

, etc

. Pue

den

ayud

ar a

man

tene

r lim

pio

el a

mbi

ente

. Las

pila

s de

com

bust

ible

mic

robi

ano

(PC

M) a

limen

tada

s po

r los

mic

robi

os d

e lo

s de

sech

os p

uede

n lim

piar

los

dese

chos

y c

omo

resu

ltado

se

podr

ía re

aliz

ar e

l tra

tam

ient

o de

agu

asre

sidu

ales

sin

cos

to a

lgun

o.



Idea

fund

amen

tal:

Los

tipos

de

reac

cion

es o

rgán

icas

fund

amen

tale

s so

n la

sus

tituc

ión

nucl

eófil

a, la

adi

ción

ele

ctró

fila,

la s

ustit

ució

n el

ectró

fila

y la

s re

acci

ones

rédo

x. L

os m

ecan

ism

os d

e re

acci

ón v

aría

n y

ayud

an a

com

pren

der l

os d

ifere

ntes

tipo

s de

reac

ción

que

se

prod

ucen

.

20.1

Tip

os d

e re

acci

ones

org

ánic

as

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Busc

ar te

nden

cias

y d

iscr

epan

cias

: por

med

io d

e la

com

pren

sión

de

los

dist

into

s tip

os d

e re

acci

ones

org

ánic

as y

sus

mec

anis

mos

es

posi

ble

sint

etiz

ar n

uevo

s co

mpu

esto

s co

n pr

opie

dade

s in

nova

dora

s qu

e se

pue

den

usar

en

varia

s ap

licac

ione

s. L

os ti

pos

de re

acci

ones

org

ánic

as e

ncaj

an e

n di

fere

ntes

cat

egor

ías.

(3.1

)

Col

abor

ació

n e

impl

icac

ione

s ét

icas

: los

cie

ntífi

cos

han

cola

bora

do p

ara

traba

jar e

n la

inve

stig

ació

n de

nue

vas

ruta

s de

sín

tesi

s y

han

cons

ider

ado

las

impl

icac

ione

s ét

icas

y

ambi

enta

les

de a

dopt

ar u

na q

uím

ica

ecol

ógic

a. (4

.1, 4

.5)

Com

pren

sión

:

Rea

ccio

nes

de s

ustit

ució

n nu

cleó

fila:

•S N

1 re

pres

enta

una

reac

ción

de

sust

ituci

ón n

ucle

ófila

mon

omol

ecul

ar y

SN2

repr

esen

ta u

na re

acci

ón d

e su

stitu

ción

nuc

leóf

ila b

imol

ecul

ar. S

N1

supo

ne u

n ca

rboc

atió

n in

term

edia

rio. S

N2

impl

ica

una

reac

ción

con

certa

da c

onun

est

ado

de tr

ansi

ción

.

•Pa

ra lo

s ha

luro

s de

alq

uilo

terc

iario

s, e

l mec

anis

mo

pred

omin

ante

es

S N1

y pa

ra lo

s ha

luro

s de

alq

uilo

prim

ario

s, e

s el

SN2.

Los

hal

uros

de

alqu

ilo

secu

ndar

ios

pued

en re

acci

onar

por

med

io d

e am

bos

mec

anis

mos

.

•En

una

reac

ción

SN1,

la e

tapa

que

det

erm

ina

la v

eloc

idad

(eta

pa le

nta)

de

pend

e so

lo d

e la

con

cent

raci

ón d

el h

alur

o de

alq

uilo

, vel

ocid

ad =

k[h

alur

o de

al

quilo

]. Pa

ra u

na re

acci

ón S

N2,

vel

ocid

ad =

k[h

alur

o de

alq

uilo

][nuc

leóf

ilo].

La

reac

ción

SN2

es e

ster

eoes

pecí

fica

con

una

inve

rsió

n de

la c

onfig

urac

ión

en e

l ca

rboc

atió

n.

•La

s re

acci

ones

SN2

se p

rodu

cen

mej

or u

sand

o so

lven

tes

apró

ticos

, no

pola

res

y la

s re

acci

ones

SN1

se p

rodu

cen

mej

or u

sand

o so

lven

tes

prót

icos

, pol

ares

.

Rea

ccio

nes

de a

dici

ón e

lect

rófil

a:

•U

n el

ectró

filo

es u

na e

spec

ie c

on d

éfic

it el

ectró

nico

que

pue

de a

cept

ar p

ares

de

ele

ctro

nes

de u

n nu

cleó

filo.

Los

ele

ctró

filos

son

áci

dos

de L

ewis

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿Q

ué p

apel

des

empe

ñan

la q

uím

ica

ecol

ógic

a y

sost

enib

le, e

n re

laci

ón c

on la

qu

ímic

a or

gáni

ca e

n un

con

text

o gl

obal

?

Util

izac

ión:

•La

sín

tesi

s or

gáni

ca d

esem

peña

un

pape

l fun

dam

enta

l en

el d

iseñ

o de

dro

gas

y la

inco

rpor

ació

n de

dro

gas

en m

edic

ina

y bi

oquí

mic

a.

•La

quí

mic

a or

gáni

ca e

s la

bas

e de

la n

utric

ión,

cie

ncia

de

los

alim

ento

s y

la

biot

ecno

logí

a.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

0.1

y 10

.2: Q

uím

ica

orgá

nica

Tem

a 14

.1: E

nlac

e co

vale

nte

Tem

a 14

.2: H

ibrid

ació

nO

pcio

nes

A.5

y A.

9: P

olím

eros

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

visu

aliz

ar c

ompu

esto

s or

gáni

cos

de fo

rma

tridi

men

sion

al u

sand

o m

odel

os m

olec

ular

es.

Tem

a 20

: Quí

mic

a or

gáni

ca

12 h

oras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r



20.1

Tip

os d

e re

acci

ones

org

ánic

as

•Se

pue

de a

plic

ar la

regl

a de

Mar

kovn

ikov

par

a pr

edec

ir el

pro

duct

o pr

inci

pal d

e la

s re

acci

ones

de

adic

ión

elec

trófil

a de

alq

ueno

s as

imét

ricos

con

hal

uros

de

hidr

ógen

o e

inte

rhal

ógen

os. L

a fo

rmac

ión

del p

rodu

cto

prin

cipa

l se

pued

e ex

plic

ar e

n fu

nció

n de

la e

stab

ilidad

rela

tiva

de lo

s ca

rboc

atio

nes

posi

bles

en

el

mec

anis

mo

de re

acci

ón.

Rea

ccio

nes

de s

ustit

ució

n el

ectró

fila:

•El

ben

ceno

es

el h

idro

carb

uro

arom

átic

o m

ás s

impl

e (o

are

no) y

pos

ee

estru

ctur

a de

sloc

aliz

ada

de e

nlac

es π

alre

dedo

r de

su a

nillo

. El o

rden

de

enla

ce d

e ca

da e

nlac

e ca

rbon

o a

carb

ono

es d

e 1,

5. E

l ben

ceno

es

susc

eptib

le

de s

er a

taca

d o p

or lo

s el

ectró

filos

.

Rea

ccio

nes

de re

ducc

ión:

•Lo

s ác

idos

car

boxí

licos

se

pued

en re

ducir

a a

lcoh

oles

prim

ario

s (p

asan

do p

or e

l al

dehí

do).

Las

ceto

nas

se p

uede

n re

ducir

a a

lcoh

oles

sec

unda

rios.

Los

age

ntes

de

redu

cció

n típ

icos

son

el h

idru

ro d

e liti

oy

alum

inio

(utili

zado

par

a re

ducir

áci

dos

carb

oxílic

os)y

el b

oroh

idru

ro d

e so

dio.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

Rea

ccio

nes

de s

ustit

ució

n nu

cleó

fila:

•Ex

plic

ació

n de

por

qué

el h

idró

xido

es

mej

or a

gent

e nu

cleó

filo

que

el a

gua.

•D

educ

ción

del

mec

anis

mo

de re

acci

ones

de

sust

ituci

ón n

ucle

ófila

de

halu

ros

de a

lqui

lo c

on h

idró

xido

de

sodi

o ac

uoso

en

func

ión

de lo

s m

ecan

ism

os S

N1

y S N

2. E

xplic

ació

n de

la d

epen

denc

ia e

ntre

la v

eloc

idad

y la

iden

tidad

del

ha

lóge

no (e

s de

cir,

el g

rupo

sal

ient

e), d

el ti

po d

e ha

luro

, prim

ario

, sec

unda

rio o

te

rcia

rio y

de

la e

lecc

ión

del s

olve

nte .

•D

escr

ipci

ón d

e la

dife

renc

ia e

ntre

sol

vent

es p

rótic

os y

apr

ótic

os.

Rea

ccio

nes

de a

dici

ón e

lect

rófil

a:

•D

educ

ción

del

mec

anis

mo

de la

s re

acci

ones

de

adic

ión

elec

trófil

a de

alq

ueno

s co

n ha

lóge

nos/

inte

rhal

ógen

os y

hal

uros

de

hidr

ógen

o.

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

ría re

aliz

ar u

na g

ama

de e

xper

imen

tos

sobr

e re

acci

ones

de

sínt

esis

org

ánic

as e

xplo

rand

o va

rios

tipos

de

reac

cion

es e

inte

rcon

vers

ione

s de

gru

pos

func

iona

les.

Las

técn

icas

bás

icas

de

quím

ica

orgá

nica

pod

rían

incl

uir r

eflu

jo, d

estil

ació

n, fi

ltrac

ión,

pur

ifica

ción

(inc

luso

técn

icas

cr

omat

ográ

ficas

), se

para

ción

y e

xtra

cció

n.

•O

bjet

ivo

6:Sí

ntes

is (o

reac

ción

) en

el la

bora

torio

de

un e

jem

plo

de d

roga

o

med

icin

a am

plia

men

te u

sada

(p. e

j. as

pirin

a) o

bie

n un

pro

duct

o do

més

tico

(p.

ej. d

ecol

orac

ión

del k

etch

up d

e to

mat

e: re

acci

ón d

e ad

ició

n el

ectró

fila

del

brom

o).



20.1

Tip

os d

e re

acci

ones

org

ánic

as

Rea

ccio

nes

de s

ustit

ució

n el

ectró

fila:

•D

educ

ción

del

mec

anis

mo

de la

reac

ción

de

nitra

ción

(sus

tituc

ión

elec

trófil

a)

del b

ence

no (u

sand

o un

a m

ezcl

a de

áci

do n

ítric

o y

ácid

o su

lfúric

o co

ncen

trado

s).

Rea

ccio

nes

de re

ducc

ión:

•Es

critu

ra d

e re

acci

ones

de

redu

cció

n de

com

pues

tos

que

cont

enga

n el

gru

po

carb

onilo

: ald

ehíd

os y

cet

onas

a a

lcoh

oles

prim

ario

s y

secu

ndar

ios

y ác

idos

ca

rbox

ílicos

a a

lcoh

oles

, usa

ndo

los

agen

tes

redu

ctor

es a

decu

ados

.

•C

onve

rsió

n de

l nitr

oben

ceno

en

feni

lam

ina

por m

edio

de

una

reac

ción

en d

os

etap

as.

Orie

ntac

ión:

•Pa

ra la

s re

acci

ones

SN1

se d

ebe

hace

r ref

eren

cia

a la

rupt

ura

hete

rolít

ica.

•Se

deb

e co

mpr

ende

r la

dife

renc

ia e

ntre

rupt

ura

hom

olíti

ca y

het

erol

ítica

.

•En

los

mec

anis

mos

de

reac

ción

se

debe

enf

atiz

ar la

dife

renc

ia e

ntre

flec

has

curv

as y

anz

uelo

s.

•En

la e

xplic

ació

n de

mec

anis

mos

, se

debe

fom

enta

r el u

so d

e ca

rgas

par

cial

es

(δ+

y δ-

) y re

pres

enta

cion

es tr

idim

ensi

onal

es d

e ca

balle

te (u

sand

o en

lace

s co

n fo

rma

de h

uso

com

o se

mue

stra

a c

ontin

uaci

ón) d

onde

sea

apr

opia

do.

•Se

deb

en s

aber

las

cond

icio

nes

típic

as y

los

reac

tivos

de

toda

s la

s re

acci

ones

(p

or e

j. ca

taliz

ador

es, a

gent

es re

duct

ores

, ref

lujo

, etc

.) .Si

n em

barg

o, n

o es

ne

cesa

rio in

clui

r los

det

alle

s m

ás p

reci

sos

com

o la

s te

mpe

ratu

ras

espe

cífic

as.



Idea

fund

amen

tal:

La s

ínte

sis

orgá

nica

es

el p

roce

so s

iste

mát

ico

de p

repa

raci

ón d

e un

com

pues

to a

par

tir d

e un

a am

plia

var

ieda

d de

mat

eria

les

inic

iale

s o

la s

ínte

sis

de u

n co

mpu

esto

por

med

io d

e un

a ru

ta q

ue p

uede

sup

oner

una

ser

ie d

e et

apas

dife

rent

es.

20.2

Rut

as d

e sí

ntes

is

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

El m

étod

o ci

entíf

ico:

en

el d

iseñ

o de

una

sín

tesi

s, e

l pro

ceso

de

pens

amie

nto

de a

quel

los

que

se d

edic

an a

la q

uím

ica

orgá

nica

se

rela

cion

a co

n la

retro

-sín

tesi

s y

la

capa

cida

d de

pen

sar d

e fo

rma

inve

rsa.

(1.3

)

Com

pren

sión

:

•La

sín

tesi

s de

un

com

pues

to o

rgán

ico

com

ienz

a en

los

mat

eria

les

de p

artid

a di

spon

ible

s pa

sand

o po

r una

ser

ie d

e et

apas

dis

cret

as. L

a in

terc

onve

rsió

n en

tre g

rupo

s fu

ncio

nale

s es

la b

ase

de ta

les

ruta

s de

sín

tesi

s.

•R

etro

-sín

tesi

s de

com

pues

tos

orgá

nico

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

ruta

s de

sín

tesi

s de

var

ias

etap

as d

ados

los

reac

tivos

de

parti

da

y el

(los)

pro

duct

o(s)

.

Orie

ntac

ión:

•N

o se

eva

luar

án ru

tas

de s

ínte

sis

con

conv

ersi

ones

de

más

de

cuat

ro e

tapa

s.

•Lo

s tip

os d

e re

acci

ón p

uede

n se

r cua

lqui

era

de lo

s tra

tado

s en

el t

ema

10 y

el

subt

ema

20.1

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿C

uál e

s la

impo

rtanc

ia d

e lo

s pr

oduc

tos

natu

rale

s en

los

país

es e

n de

sarro

llo?

Expl

orar

alg

unos

eje

mpl

os e

spec

ífico

s de

pro

duct

os n

atur

ales

di

spon

ible

s en

paí

ses

en d

esar

rollo

que

sea

n im

porta

ntes

par

a el

mun

do

desa

rrolla

do.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•C

on fr

ecue

ncia

se

usa

la re

tro-s

ínte

sis

en e

l dis

eño

de ru

tas

de s

ínte

sis.

¿C

uál

es e

l pap

el d

e la

imag

inac

ión,

la in

tuic

ión

y el

razo

nam

ient

o en

la b

úsqu

eda

de

solu

cion

es a

los

prob

lem

as p

ráct

icos

?

Util

izac

ión:

•Lo

s pr

oduc

tos

natu

rale

s so

n co

mpu

esto

s ai

slad

os d

e fu

ente

s na

tura

les

e in

cluy

en e

l Tax

ol, l

a m

esca

lina

y la

cap

saic

ina.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

0.1

y 10

.2: Q

uím

ica

orgá

nica

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Ex

perim

ento

s de

ser

ies

de ru

tas

de s

ínte

sis

orgá

nica

(has

ta u

n m

áxim

o de

cua

tro e

tapa

s).



Idea

fund

amen

tal:

La e

ster

eois

omer

ía tr

ata

de is

ómer

os q

ue ti

enen

dife

rent

e di

spos

ició

n de

áto

mos

en

el e

spac

io p

ero

que

no s

e di

fere

ncia

n en

cu

anto

a la

form

a de

uni

ón d

e su

s át

omos

o la

mul

tiplic

idad

de

los

enla

ces

(p. e

j., s

i son

sim

ples

, dob

les

o tri

ples

) ent

re e

llos

mis

mos

.

20.3

Est

ereo

isom

ería

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Tran

sdis

cipl

inar

ieda

d: la

form

a tri

dim

ensi

onal

de

una

mol

écul

a or

gáni

ca e

s la

bas

e de

su

estru

ctur

a y

con

frecu

enci

a, d

e su

s pr

opie

dade

s. U

na b

uena

par

te d

el c

uerp

o hu

man

o es

qui

ral.

(4.1

)

Com

pren

sión

:

•Lo

s es

tere

oisó

mer

os s

e su

bdiv

iden

en

dos

clas

es: l

os is

ómer

os

conf

orm

acio

nale

s, q

ue s

e in

terc

onvi

erte

n po

r rot

ació

n al

rede

dor d

e un

enl

ace

σ,y

los

isóm

eros

con

figur

acio

nale

s, q

ue s

e in

terc

onvi

erte

n so

lo p

or ru

ptur

a y

refo

rmac

ión

de n

uevo

s en

lace

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿S

e ha

ven

dido

y a

dmin

istra

do e

n al

guno

s pa

íses

dro

gas

y m

edic

inas

en

form

a de

race

mat

o en

luga

r del

ena

ntió

mer

o de

sead

o as

ocia

do c

on la

pr

opie

dad

tera

péut

ica?

¿Po

dría

sug

erir

algu

na d

roga

o m

edic

ina

que

cons

tituy

era

buen

cas

o de

est

udio

sob

re e

sta

prác

tica?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

exi

sten

cia

de is

ómer

os ó

ptic

os p

ropo

rcio

na e

vide

ncia

indi

rect

a de

que

el

átom

o de

car

bono

est

á un

ido

de fo

rma

tetra

édric

a. ¿

Qué

form

as d

e co

noci

mie

nto

nos

perm

iten

rela

cion

ar la

evi

denc

ia in

dire

cta

con

nues

tras

teor

ías?

•La

est

ereo

isom

ería

se

pued

e in

vest

igar

por

med

io d

e m

odel

os fí

sico

s e

info

rmát

icos

. ¿C

uál e

s el

pap

el d

e es

tos

mod

elos

en

otra

s ár

eas

del

cono

cim

ient

o?

•U

no d

e lo

s de

safío

s pa

ra e

l cie

ntífi

co y

el a

rtist

a es

repr

esen

tar e

l mun

do

tridi

men

sion

al e

n do

s di

men

sion

es. ¿

Cuá

les

son

las

sem

ejan

zas

y di

fere

ncia

s en

tre lo

s do

s en

foqu

es?

¿Cuá

l es

el p

apel

de

las

dife

rent

es fo

rmas

de

cono

cim

ient

o en

am

bos

enfo

ques

?



20.3

Est

ereo

isom

ería

Los

isóm

eros

con

figur

acio

nale

s se

sub

divi

den

a su

vez

en

isóm

eros

cis

-tran

s y

E/Z

e is

ómer

os ó

ptic

os.

•Lo

s is

ómer

os c

is-tr

ans

se p

rodu

cen

en lo

s al

quen

os o

cic

loal

cano

s (o

he

tero

anál

ogos

) y d

ifier

en e

n la

pos

ició

n re

lativ

a de

áto

mos

(o g

rupo

s de

át

omos

) res

pect

o de

un

plan

o de

refe

renc

ia. D

e ac

uerd

o co

n la

IUPA

C, l

os

isóm

eros

E/Z

se

refie

ren

a al

quen

os d

e fo

rma

R1R

2C=C

R3R

4 (R

1 ≠ R

2, R

3≠

R4)

don

de n

o es

pre

ciso

que

R1

ni R

2 se

an d

ifere

ntes

de

R3

o R

4.

•U

n ca

rbon

o qu

irale

s un

car

bono

uni

do a

cua

tro á

tom

os o

gru

pos

dife

rent

es.

•U

n co

mpu

esto

ópt

icam

ente

act

ivo

hace

rota

r el p

lano

de

la lu

z po

lariz

ada

cuan

do p

asa

a tra

vés

de u

na s

oluc

ión

del c

ompu

esto

. Los

isóm

eros

ópt

icos

so

n en

antió

mer

os. L

os e

nant

ióm

eros

son

imág

enes

esp

ecul

ares

que

no

se

pued

en s

uper

pone

r ent

re s

í. Lo

s di

aste

reoi

sóm

eros

no

son

imág

enes

es

pecu

lare

s en

tre s

í.

•U

na m

ezcl

a ra

cém

ica

(o ra

cem

ato)

es

una

mez

cla

de d

os e

nant

ióm

eros

en

cant

idad

es ig

uale

s y

es ó

ptic

amen

te in

activ

a.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

onst

rucc

ión

de m

odel

os 3

D (r

eale

s o

virtu

ales

) de

una

gran

var

ieda

d de

es

tere

oisó

mer

os.

Util

izac

ión:

•M

ucha

s de

las

drog

as p

rove

nien

tes

de fu

ente

s na

tura

les

son

quira

les,

com

o po

r eje

mpl

o la

nic

otin

a, la

dop

amin

a, la

tiro

xina

y e

l nap

roxe

no.

•Pa

pel d

e la

est

ereo

quím

ica

en la

cie

ncia

de

la v

isió

n y

la c

ienc

ia d

e lo

s al

imen

tos.

•En

muc

hos

perfu

mes

, la

este

reoq

uím

ica

con

frecu

enci

a se

pue

de c

onsi

dera

r m

ás im

porta

nte

que

la c

ompo

sici

ón q

uím

ica.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

0.1

y 10

.2: Q

uím

ica

orgá

nica

Opc

ión

B.4:

Hid

rato

s de

car

bono

Opc

ión

B.10

: Est

ereo

quím

ica

de la

s bi

omol

écul

asO

pció

n D

.7: I

mpo

rtanc

ia d

e la

qui

ralid

ad e

n la

acc

ión

de la

s dr

ogas

Obj

etiv

os

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

incl

uir e

xper

imen

tos

de s

ínte

sis

y ca

ract

eriz

ació

n de

un

enan

tióm

ero

(por

ej.

(─) m

ento

l) o

la re

solu

ción

de

una

mez

cla

racé

mic

a.



20.3

Est

ereo

isom

ería

•Ex

plic

ació

n de

la e

ster

eois

omer

ía e

n al

quen

os n

o cí

clic

os, y

en

cicl

oalc

anos

de

C3

y C

4.

•C

ompa

raci

ón e

ntre

las

prop

ieda

des

físic

as y

quí

mic

as d

e lo

s en

antió

mer

os.

•D

escr

ipci

ón y

exp

licac

ión

de is

ómer

os ó

ptic

os e

n m

oléc

ulas

org

ánic

assi

mpl

es.

•D

ifere

ncia

ción

ent

re is

ómer

os ó

ptic

os u

sand

o un

pol

arím

etro

.

Orie

ntac

ión:

•El

térm

ino

“isóm

eros

geo

mét

ricos

”, se

gún

reco

men

daci

ón d

e la

IUPA

C, e

s ob

sole

to. S

e re

com

iend

a su

ens

eñan

za c

on la

den

omin

ació

n “is

ómer

os c

is-

trans

” e “i

sóm

eros

E/Z

”.

•En

el s

iste

ma

E/Z,

se

com

para

el g

rupo

de

may

or p

riorid

ad s

egún

Cah

n-In

gold

-Pr

elog

que

est

á un

ido

a un

o de

los

átom

os te

rmin

ales

que

con

tiene

n el

dob

le

enla

ce d

el a

lque

no (e

s de

cir,

R1

o R

2) c

on e

l gru

po d

e m

ayor

pre

cede

ncia

un

ido

al o

tro (e

s de

cir,

R3

o R

4). S

i los

gru

pos

está

n al

mis

mo

lado

del

pla

no

de re

fere

ncia

que

pas

a po

r el d

oble

enl

ace

y es

per

pend

icul

ar a

l pla

no q

ue

cont

iene

los

enla

ces

que

unen

los

grup

os a

los

átom

os q

ue p

orta

n el

dob

le

enla

ce, e

l est

ereo

isóm

ero

es Z

; el o

tro e

ster

eois

ómer

o es

el E

.

•Pa

ra re

pres

enta

r los

isóm

eros

ópt

icos

se

debe

n us

ar la

s re

pres

enta

cion

es d

e tip

o ca

balle

te q

ue s

upon

en e

nlac

es c

on fo

rma

de h

uso.

Tema 21: Medición y análisis


Tem

a 21

: Med

ició

n y

anál

isis

2 ho

ras

Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Idea

fun

dam

enta

l:A

pesa

r de

que

las

técn

icas

de

cara

cter

izac

ión

espe

ctro

scóp

icas

con

stitu

yen

el e

je c

entra

l de

la id

entif

icac

ión

estru

ctur

al d

eco

mpu

esto

s, g

ener

alm

ente

no

exis

te u

na ú

nica

técn

ica

que

prop

orci

one

la id

entif

icac

ión

estru

ctur

al c

ompl

eta

de u

na m

oléc

ula.

21.1

Iden

tific

ació

n es

pect

rosc

ópic

a de

com

pues

tos

orgá

nico

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Los

avan

ces

de la

inst

rum

enta

ción

mod

erna

: los

ava

nces

de

las

técn

icas

esp

ectro

scóp

icas

(IR

, RM

N d

e 1 H

y E

M) h

an c

onse

guid

o ob

tene

r un

cono

cim

ient

o de

talla

do d

e la

es

truct

ura

de lo

s co

mpu

esto

s. (1

.8)

Com

pren

sión

:

•La

iden

tific

ació

n es

truct

ural

de

com

pues

tos

com

pren

de v

aria

s té

cnic

as

anal

ítica

s qu

e in

cluy

en IR

, RM

N d

e 1 H

y EM

.

•En

un

espe

ctro

de

RM

N d

e 1 H

de

alta

reso

luci

ón, l

os p

icos

úni

cos

que

se

obtie

nen

por b

aja

reso

luci

ón s

e de

sdob

lan

en m

ás g

rupo

s de

pic

os.

•La

técn

ica

estru

ctur

al d

e cr

ista

logr

afía

de

rayo

s X

de u

n so

lo c

rista

l se

usa

para

id

entif

icar

las

long

itude

s de

enl

ace

y lo

s án

gulo

s de

enl

ace

de c

ompu

esto

s cr

ista

linos

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

nde

l uso

del

tetra

met

ilsila

no (T

MS)

com

o pa

trón

de re

fere

ncia

.

•D

educ

ción

de

la e

stru

ctur

a de

un

com

pues

to a

par

tir d

e la

info

rmac

ión

obte

nida

po

r med

io d

e al

guna

s té

cnic

as a

nalít

icas

de

cara

cter

izac

ión

(cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X, IR

, RM

N d

e 1 H

y E

M).

Orie

ntac

ión:

•Lo

s al

umno

s de

ben

ser c

apac

es d

e in

terp

reta

r lo

sigu

ient

e en

un

espe

ctro

de

RM

N d

e 1 H

: núm

ero

de p

icos

, áre

a co

mpr

endi

da d

ebaj

o de

cad

a pi

co,

desp

laza

mie

nto

quím

ico

y pa

trone

s de

des

dobl

amie

nto.

No

se e

valu

arán

las

cons

tant

es d

e ac

opla

mie

nto

spin

-spi

n, p

ero

los

alum

nos

debe

n es

tar

fam

iliariz

ados

con

los

sing

lete

s, d

oble

tes,

trip

lete

s y

cuar

tete

s.

•Se

deb

e tra

tar l

a R

MN

de

1 H d

e al

ta re

solu

ción

.

•N

o es

nec

esar

io q

ue s

epan

det

alle

s pr

ecis

os d

e la

cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X de

un

sol

o cr

ista

l, pe

ro d

eben

con

ocer

la e

xist

enci

a de

est

a té

cnic

a en

el a

mpl

io

cont

exto

de

la id

entif

icac

ión

estru

ctur

al d

e co

mpu

esto

s in

orgá

nico

s y

orgá

nico

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

com

unid

ad q

uím

ica

con

frecu

enci

a co

mpa

rte la

info

rmac

ión

estru

ctur

al a

ni

vel i

nter

naci

onal

. Alg

unos

eje

mpl

os q

ue s

e pu

eden

des

taca

r son

las

sigu

ient

es b

ases

de

dato

s in

tern

acio

nale

s qu

e de

mue

stra

n la

nat

ural

eza

inte

rnac

iona

l de

la c

omun

idad

cie

ntífi

ca: T

he C

ambr

idge

Cry

stal

logr

aphi

c D

atab

ase,

Che

mSp

ider

, des

arro

llada

por

la R

oyal

Soc

iety

of C

hem

istry

y

Prot

ein

Dat

a Ba

nk (R

CSB

PD

B)(e

n Br

ookh

aven

Nat

iona

l Lab

orat

ory,

Est

ados

U

nido

s).

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

rela

ción

de

inte

nsid

ad d

e la

s lín

eas

del e

spec

tro d

e al

ta re

solu

ción

de

RM

N

está

dad

a po

r los

núm

eros

del

triá

ngul

o de

Pas

cal,

un p

atró

n m

atem

átic

o co

noci

do in

depe

ndie

ntem

ente

hac

e m

ás d

e m

il añ

os p

or d

ifere

ntes

cul

tura

s.

¿Por

qué

las

mat

emát

icas

con

stitu

yen

una

herra

mie

nta

tan

efec

tiva

para

la

cien

cia?

¿So

n la

s m

atem

átic

asla

cie

ncia

de

los

patro

nes?

Util

izac

ión:

•Lo

s pr

oton

es d

e la

s m

oléc

ulas

de

agua

de

las

célu

las

hum

anas

se

pued

en

dete

ctar

por

med

io d

e la

s im

ágen

es d

e re

sona

ncia

mag

nétic

a (IR

M),

prop

orci

onan

do u

na v

isió

n tri

dim

ensi

onal

de

los

órga

nos

del c

uerp

o hu

man

o.

¿Por

qué

la IR

M e

stá

reem

plaz

ando

a lo

s es

cáne

res

de to

mog

rafía

com

puta

da

(TC

) par

a ci

erta

s ap

licac

ione

s, p

ero

se u

sa c

omo

técn

ica

com

plem

enta

ria p

ara

otra

s?

•La

EM

(y o

tras

técn

icas

com

o la

CC

F, C

G, C

G-E

M y

la H

PLC

) se

pued

en u

sar

en in

vest

igac

ione

s fo

rens

esen

la e

scen

a de

l crim

en.

•La

s té

cnic

as a

nalít

icas

se

pued

en u

sar p

ara

dete

ctar

con

sum

o de

dro

gas

en

atle

tas

de a

lto re

ndim

ient

o.

Tema 21: Medición y análisis


21.1

Iden

tific

ació

n es

pect

rosc

ópic

a de

com

pues

tos

orgá

nico

s

•N

o se

requ

iere

n lo

s pr

inci

pios

ope

rativ

os d

e ni

ngun

o de

est

os m

étod

os.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 11

.3: I

dent

ifica

ción

esp

ectro

scóp

ica

de c

ompu

esto

sO

pció

n B.

2: C

rom

atog

rafía

y s

epar

ació

n de

pro

teín

as

Opc

ión

B.9:

Cro

mat

ogra

fía y

pig

men

tos

Opc

ión

D.7

: Aux

iliare

s qu

irale

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:En

est

e te

ma

se p

uede

n us

ar b

ases

de

dato

s es

pect

rale

s.

Temas troncales


Tem

as tr

onca

les

Opc

ión

A: M

ater

iale

s 15

/25

hora

s

Idea

fund

amen

tal:

La c

ienc

ia d

e lo

s m

ater

iale

s tra

ta d

e la

com

pren

sión

de

las

prop

ieda

des

de u

n m

ater

ial,

y lu

ego

la a

plic

ació

n de

dic

has

prop

ieda

des

a la

s es

truct

uras

des

eada

s.

A.1

Intr

oduc

ción

a la

cie

ncia

de

los

mat

eria

les

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Avan

ces

tecn

ológ

icos

: dife

rent

es m

ater

iale

s se

usa

ron

para

dis

tinto

s pr

opós

itos

ante

s de

l des

arro

llo d

el c

onoc

imie

nto

cien

tífic

o de

sus

pro

pied

ades

. (1.

8)

Los

patro

nes

en la

cie

ncia

.La

hist

oria

ha

cara

cter

izad

o a

las

civi

lizac

ione

s po

r los

mat

eria

les

que

usar

on: l

a Ed

ad d

e Pi

edra

, la

Edad

de

Bron

ce y

la E

dad

de H

ierro

. Exi

sten

va

rias

form

as d

e cl

asifi

car l

os m

ater

iale

s de

acu

erdo

con

pat

rone

s de

sead

os. (

3.1)

Com

pren

sión

:

•Lo

s m

ater

iale

s se

cla

sific

an s

obre

la b

ase

de s

us u

sos,

pro

pied

ades

, o e

nlac

e y

estru

ctur

a.

•La

s pr

opie

dade

s de

un

mat

eria

l bas

adas

en

el g

rado

de

cará

cter

cov

alen

te,

ióni

co o

met

álic

o de

un

com

pues

to s

e pu

eden

ded

ucir

de s

u po

sici

ón e

n el

di

agra

ma

trian

gula

r de

enla

ces.

•Lo

s co

mpo

site

s so

n m

ezcl

as e

n la

s qu

e lo

s m

ater

iale

s es

tán

form

ados

por

dos

fa

ses

dist

inta

s, u

na fa

se d

e re

fuer

zo in

crus

tada

en

una

fase

mat

riz.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•U

so d

e di

agra

mas

tria

ngul

ares

de

enla

ce p

ara

com

pues

tos

bina

rios

a pa

rtir d

e da

tos

de e

lect

rone

gativ

idad

.

•Ev

alua

ción

de

varia

s fo

rmas

de

clas

ifica

r los

mat

eria

les.

•R

elac

ión

de la

s ca

ract

erís

ticas

físi

cas

(pun

to d

e fu

sión

, per

mea

bilid

ad,

cond

uctiv

idad

, ela

stic

idad

, fra

gilid

ad) d

e un

mat

eria

l con

sus

enl

aces

y

estru

ctur

as (d

istri

buci

ón d

e em

paqu

etam

ient

o, m

ovilid

ad e

lect

róni

ca,

capa

cida

d de

los

átom

os d

ede

sliz

arse

uno

s so

bre

otro

s).

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿Q

ué m

ater

iale

s us

aron

las

civi

lizac

ione

s an

tigua

s co

mo

los

azte

cas,

los

rom

anos

y lo

s ch

inos

? A

pesa

r de

esta

r ase

ntad

as e

n di

vers

as u

bica

cion

es,

usar

on m

ater

iale

s si

mila

res.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•A

pesa

r de

que

es c

onve

nien

te c

lasi

ficar

los

mat

eria

les

en c

ateg

oría

s, n

o ex

iste

la c

lasi

ficac

ión

“per

fect

a”. ¿

Cóm

o ev

alua

mos

los

dife

rent

es s

iste

mas

de

clas

ifica

ción

que

usa

mos

en

las

dife

rent

es á

reas

del

con

ocim

ient

o? ¿

De

qué

form

a nu

estra

nec

esid

ad d

e ca

tego

rizar

el m

undo

ayu

da o

difi

culta

la b

úsqu

eda

del c

onoc

imie

nto?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

2:El

pap

el d

e la

ele

ctro

nega

tivid

ad e

n lo

s tip

os d

e en

lace

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivos

1y

3:In

vest

igac

ión

del t

etra

edro

en

las

estru

ctur

as y

tipo

s de

en

lace

y d

e qu

é fo

rma

enca

jan

las

rede

s co

vale

ntes

y lo

s po

límer

os e

n es

os

diag

ram

as.

Temas troncales


A.1

Intr

oduc

ción

a la

cie

ncia

de

los

mat

eria

les

Orie

ntac

ión:

•La

per

mea

bilid

ad a

la h

umed

ad s

e de

be c

onsi

dera

r en

func

ión

del e

nlac

e y

las

dist

ribuc

ione

s de

em

paqu

etam

ient

o si

mpl

es.

•C

onsi

dera

r las

pro

pied

ades

de

los

met

ales

, pol

ímer

os y

cer

ámic

as e

n fu

nció

n de

los

enla

ces

met

álic

o, c

oval

ente

e ió

nico

.

•En

la s

ecci

ón 2

9 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a un

dia

gram

a tri

angu

lar d

e en

lace

s.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r el e

stira

mie

nto

de b

anda

s de

go

ma

en d

ifere

ntes

am

bien

tes

quím

icos

, o p

ropi

edad

es d

e lo

s m

etal

es,

polím

eros

, cer

ámic

as, o

com

posi

tes,

la fa

bric

ació

n de

blo

ques

del

gado

s de

co

ncre

to c

on v

aria

s pr

opor

cion

es d

e ce

men

to, g

rava

y a

rena

y la

pos

terio

r in

vest

igac

ión

de la

resi

sten

cia

a la

rotu

ra d

espu

és d

el s

ecad

o.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

met

ales

se

extra

en d

e su

s m

iner

ales

y s

e fo

rman

ale

acio

nes

para

logr

ar la

s ca

ract

erís

ticas

des

eada

s. L

a es

pect

rosc

opía

ICP-

MS/

OES

ioni

za lo

s m

etal

es y

usa

esp

ectro

s de

mas

a y

emis

ión

para

el a

nális

is.

A.2

Los

met

ales

y la

esp

ectr

osco

pía

con

fuen

te d

e pl

asm

a de

aco

plam

ient

o in

duct

ivo

(ICP)

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Des

arro

llo d

e nu

evos

inst

rum

ento

s y

técn

icas

: la

espe

ctro

scop

ía IC

P, d

esar

rolla

da a

par

tir d

e la

com

pren

sión

de

prin

cipi

os c

ient

ífico

s, s

e pu

ede

usar

par

a id

entif

icar

y

cuan

tific

ar tr

azas

de

met

ales

. (1.

8)

Dat

os m

inuc

ioso

s: c

on e

l des

cubr

imie

nto

de la

s tra

zas

de c

ierto

s m

ater

iale

s, s

e pu

ede

mej

orar

eno

rmem

ente

el c

ompo

rtam

ient

o de

un

met

al; l

a ob

tenc

ión

de a

leac

ione

s fu

e in

icia

lmen

te m

ás a

rte q

ue c

ienc

ia. (

3.1)

Com

pren

sión

:

•La

redu

cció

n co

n co

que

(car

bono

), el

uso

de

un m

etal

más

reac

tivo,

o la

el

ectró

lisis

son

las

form

as d

e ob

tene

r alg

unos

met

ales

a p

artir

de

sus

min

eral

es.

•La

con

stan

te d

e Fa

rada

y, F

, da

la re

laci

ón e

ntre

la c

arga

y e

l núm

ero

de m

oles

de

elec

trone

s.

•La

s al

eaci

ones

son

mez

clas

hom

ogén

eas

de m

etal

es c

on o

tros

met

ales

o n

o m

etal

es.

•Lo

s co

mpu

esto

s di

amag

nétic

os y

par

amag

nétic

os d

ifier

en e

n el

apa

ream

ient

o de

l sp

in e

lect

róni

co y

en

su c

ompo

rtam

ient

o en

los

cam

pos

mag

nétic

os.

•La

s tra

zas

de m

etal

es s

e id

entif

ican

y c

uant

ifica

n io

nizá

ndol

os c

on p

lasm

a de

ar

gón

gase

oso

en la

esp

ectro

scop

ía c

on fu

ente

de

plas

ma

de a

copl

amie

nto

indu

ctiv

o (IC

P) u

sand

o la

esp

ectro

scop

ía d

e m

asas

, IC

P-M

S y

la e

spec

trosc

opía

de

em

isió

n óp

tica,

ICP-

OES

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

ecua

cion

es ré

dox

para

la re

ducc

ión

de m

etal

es.

•R

elac

ión

entre

el m

étod

o de

ext

racc

ión

y la

pos

ició

n de

un

met

al e

n la

ser

ie d

e ac

tivid

ades

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

uso

de

los

met

ales

de

tierra

s ra

ras,

o m

iner

ales

exó

ticos

, ha

crec

ido

dram

átic

amen

te. S

e us

an e

n te

cnol

ogía

eco

lógi

ca, m

edic

inas

, lás

er,

tecn

olog

ía a

rmam

entís

tica

y en

otra

s ap

licac

ione

s. S

u ob

tenc

ión

es c

ara,

pe

ro s

u de

man

da c

rece

. ¿Q

ué s

uced

e si

las

rese

rvas

de

met

ales

de

tierra

s ra

ras

son

cont

rola

das

por p

ocos

paí

ses

pero

usa

das

por m

ucho

s ot

ros?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿Q

ué fa

ctor

es/re

sulta

dos

se d

eben

usa

rpar

a de

term

inar

cóm

o de

dica

r tie

mpo

, din

ero

y es

fuer

zo a

la in

vest

igac

ión

cien

tífic

a? ¿

Qui

én d

ecid

e qu

é co

noci

mie

nto

se d

ebe

inve

stig

ar?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 2

.1 y

12.

1: E

spec

trom

etría

de

mas

asTe

ma

2.2:

Esp

ectro

s de

em

isió

nTe

ma

9.1:

Oxi

daci

ón y

redu

cció

n

Temas troncales


A.2

Los

met

ales

y la

esp

ectr

osco

pía

con

fuen

te d

e pl

asm

a de

aco

plam

ient

o in

duct

ivo

(ICP)

•Ex

plic

ació

n de

la p

rodu

cció

n de

alu

min

io p

or e

lect

rólis

is d

e al

úmin

a en

crio

lita

fund

ida.

•Ex

plic

ació

n de

la a

ltera

ción

de

las

prop

ieda

des

de lo

s m

etal

es c

uand

o fo

rman

al

eaci

ones

.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as e

steq

uiom

étric

os re

laci

onad

os c

on la

mas

a qu

e se

de

posi

ta d

uran

te u

na e

lect

rólis

is, u

sand

o la

con

stan

te d

e Fa

rada

y.

•D

iscu

sión

del

par

amag

netis

mo

y el

dia

mag

netis

mo

en re

laci

ón c

on la

est

ruct

ura

elec

tróni

ca d

e lo

s m

etal

es.

•Ex

plic

ació

n de

l est

ado

de p

lasm

a y

su fo

rmac

ión

en IC

P-M

S/O

ES.

•Id

entif

icac

ión

de m

etal

es y

abu

ndan

cias

a p

artir

de

dato

s si

mpl

es y

cur

vas

de

calib

raci

ón p

ropo

rcio

nada

s po

r IC

P-M

S e

ICP-

OES

.

•Ex

plic

ació

n de

la s

epar

ació

n y

cuan

tific

ació

n de

ione

s m

etál

icos

med

iant

e M

S y

OES

.

•U

sos

de IC

P-M

S e

ICP-

OES

.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 2

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a la

con

stan

te d

e Fa

rada

y.

•N

o se

eva

luar

án lo

s de

talle

s op

erat

ivos

de

los

inst

rum

ento

s us

ados

en

ICP-

MS

e IC

P-O

ES.

•So

lo s

e de

be tr

atar

el a

nális

is d

e m

etal

es.

•Se

deb

e tra

tar l

a im

porta

ncia

de

la c

alib

raci

ón.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r el c

álcu

lo d

e la

con

stan

te d

e Fa

rada

y po

r ele

ctró

lisis

de

solu

ción

acu

osa

de s

ulfa

to d

e co

bre,

cal

cula

r la

conc

entra

ción

de

una

solu

ción

de

níqu

el o

cob

re u

sand

o la

ley

de B

eer y

la

espe

ctro

foto

met

ría. T

ambi

én s

e po

dría

ana

lizar

la c

ompo

sici

ón d

e un

a al

eaci

ón, c

omo

la d

eter

min

ació

n co

lorim

étric

a de

man

gane

so e

n un

clip

o e

l an

ális

is g

ravi

mét

rico

de p

lata

o c

obre

en

una

mon

eda.

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

usar

ani

mac

ione

s so

bre

ICP.

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

usar

sim

ulac

ione

s y

expe

rimen

tos

virtu

ales

par

a in

vest

igar

sem

icon

duct

ores

.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

cata

lizad

ores

pro

porc

iona

n un

a ru

ta d

e re

acci

ón a

ltern

ativ

a. L

os c

atal

izad

ores

sie

mpr

e au

men

tan

la v

eloc

idad

de

la re

acci

ón y

pe

rman

ecen

inal

tera

dos

al fi

nal d

e la

mis

ma.

A.3

Cat

aliz

ador

es

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Uso

de

mod

elos

: los

cat

aliz

ador

es s

e us

aron

par

a au

men

tar l

a ve

loci

dad

de re

acci

ón a

ntes

de

que

se c

ompr

endi

era

su fu

ncio

nam

ient

o. E

sto

cond

uce

a qu

e lo

s m

odel

os

está

n si

empr

e so

met

idos

a c

ontro

l y s

e pu

eden

per

fecc

iona

r. (1

.10)

Com

pren

sión

:

•Lo

s re

activ

os s

e ad

sorb

en s

obre

los

sitio

s ac

tivos

de

los

cata

lizad

ores

he

tero

géne

os y

los

prod

ucto

s se

des

orbe

n.

•Lo

s ca

taliz

ador

es h

omog

éneo

s se

com

bina

n qu

ímic

amen

te c

on lo

s re

activ

os

para

form

ar u

n co

mpl

ejo

activ

ado

trans

itorio

o u

n in

term

edia

rio d

e re

acci

ón.

•La

s pr

opie

dade

s ca

talít

icas

de

los

met

ales

de

trans

ició

n de

pend

en d

e la

s pr

opie

dade

s de

ads

orci

ón/d

esor

ción

del

met

al y

los

esta

dos

de o

xida

ción

va

riabl

es.

•La

s ze

olita

s ac

túan

com

o ca

taliz

ador

es s

elec

tivos

deb

ido

a su

est

ruct

ura

de

cest

a.

•La

s pa

rtícu

las

cata

lític

as s

on c

asi s

iem

pre

nano

partí

cula

s qu

e tie

nen

gran

áre

a su

perfi

cial

por

uni

dad

de m

asa.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

los

fact

ores

impl

icad

os e

n la

ele

cció

n de

un

cata

lizad

or p

ara

un

proc

eso.

•D

escr

ipci

ón d

el fu

ncio

nam

ient

o de

los

met

ales

com

o ca

taliz

ador

es

hete

rogé

neos

.

•D

escr

ipci

ón d

e lo

s be

nefic

ios

de la

nano

catá

lisis

en

la in

dust

ria.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

pal

adio

, el p

latin

o y

el ro

dio

son

cata

lizad

ores

com

unes

que

se

usan

en

conv

ertid

ores

cat

alíti

cos.

Deb

ido

al v

alor

de

dich

os m

etal

es, e

l núm

ero

de

robo

s de

con

verti

dore

s ca

talít

icos

est

á en

aum

ento

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Al

guno

s m

ater

iale

s us

ados

com

o ca

taliz

ador

es e

fect

ivos

son

tóxi

cos

y no

civo

s pa

ra e

l am

bien

te. ¿

La d

egra

daci

ón a

mbi

enta

l est

á ju

stifi

cada

en

la b

úsqu

eda

del c

onoc

imie

nto?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 6

.1 y

16.

1: M

ecan

ism

os d

e re

acci

ónTe

ma

10.2

: Rea

ccio

nes

de e

ster

ifica

ción

e h

idro

gena

ción

Te

ma

16.2

: Ene

rgía

de

activ

ació

nO

pció

n B.

10: H

idro

gena

ción

de

gras

as

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivos

1y

3:In

vest

igar

ries

gos

y be

nefic

ios

de v

ario

s ca

taliz

ador

es.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

desc

ompo

sici

ón d

e ta

rtrat

o de

so

dio

y po

tasi

o co

n cl

orur

o de

cob

alto

y la

des

com

posi

ción

de

peró

xido

de

sodi

o co

n óx

ido

de m

anga

neso

(IV).

Temas troncales


A.3

Cat

aliz

ador

es

Orie

ntac

ión:

•C

onsi

dera

r pro

pied

ades

cat

alíti

cas

tale

s co

mo

la s

elec

tivid

ad p

ara

obte

ner

sola

men

te e

l pro

duct

o de

sead

o, e

ficac

ia, h

abilid

ad d

e tra

baja

r en

cond

icio

nes

mod

erad

as/s

ever

as, i

mpa

cto

ambi

enta

l e im

pure

zas.

•Se

deb

e tra

tar e

l uso

de

nano

cata

lizad

ores

de

carb

ono.

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

ría e

xplo

rar u

n in

terc

ambi

o ió

nico

usa

ndo

zeol

ita.

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

real

izar

exp

erim

ento

s vi

rtual

es y

sim

ulac

ione

s qu

e im

pliq

uen

nano

partí

cula

s co

mo

cata

lizad

ores

.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

cris

tale

s líq

uido

s so

n flu

idos

cuy

as p

ropi

edad

es fí

sica

s de

pend

en d

e la

orie

ntac

ión

mol

ecul

ar re

spec

to d

e al

guno

s ej

es fi

jos

del m

ater

ial.

A.4

Cris

tale

s líq

uido

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La c

asua

lidad

y lo

s de

scub

rimie

ntos

cie

ntífi

cos:

Frie

dric

h R

eini

tzer

des

cubr

ió a

ccid

enta

lmen

te lo

s cr

ista

les

líqui

dos

en 1

888

mie

ntra

s ex

perim

enta

ba c

on e

l ben

zoat

o de

co

lest

erilo

.(1.

4)

Com

pren

sión

:

•Lo

s cr

ista

les

líqui

dos

son

fluid

os c

uyas

pro

pied

ades

físi

cas

(elé

ctric

as, ó

ptic

as

y el

astic

idad

) dep

ende

n de

la o

rient

ació

n m

olec

ular

resp

ecto

de

algu

nos

ejes

fij

os d

el m

ater

ial.

•Lo

s cr

ista

les

líqui

dos

term

otró

pico

s so

n su

stan

cias

pur

as q

ue p

rese

ntan

co

mpo

rtam

ient

o de

cris

tal l

íqui

do d

entro

de

un d

ete r

min

ado

rang

o de

te

mpe

ratu

ra.

•Lo

s cr

ista

les

líqui

dos

liotró

pico

s so

n di

solu

cion

es q

ue p

rese

ntan

est

ado

de

cris

tal l

íqui

do d

entro

de

un (c

ierto

) ran

go d

e co

ncen

traci

ones

.

•La

fase

nem

átic

a de

un

cris

tal l

íqui

do s

e ca

ract

eriz

a po

r ten

er m

oléc

ulas

con

fo

rma

de v

arilla

dis

tribu

idas

ale

ator

iam

ente

, per

o en

pro

med

io a

linea

das

en la

m

ism

a di

recc

ión.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

iscu

sión

de

las

prop

ieda

des

nece

saria

s pa

ra q

ue u

na s

usta

ncia

se

pued

a us

ar e

n pa

ntal

las

de c

rista

l líq

uido

(LC

D).

•Ex

plic

ació

n de

l com

porta

mie

nto

del c

rista

l líq

uido

a n

ivel

mol

ecul

ar.

Orie

ntac

ión:

•La

s pr

opie

dade

s ne

cesa

rias

de u

n cr

ista

l líq

uido

son

: ser

quí

mic

amen

te

esta

ble,

tene

r una

fase

est

able

den

tro d

e un

rang

o de

tem

pera

tura

ade

cuad

o,

ser p

olar

par

a po

der c

ambi

ar la

orie

ntac

ión

cuan

do s

e le

s ap

lique

un

cam

po

eléc

trico

y te

ner a

lta v

eloc

idad

de

inte

rcam

bio.

•La

com

bina

ción

de

jabó

n y

agua

es

un e

jem

plo

de c

rista

l líq

uido

liot

rópi

co y

los

bife

niln

itrilo

s so

n ej

empl

os d

e cr

ista

les

líqui

dos

term

otró

pico

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

fabr

icac

ión

de m

ucho

s pr

oduc

tos

elec

tróni

cos

se c

once

ntra

en

área

s de

l m

undo

en

las

que

las

cond

icio

nes

de tr

abaj

o no

son

las

idea

les.

¿D

eber

ía

habe

r nor

mas

inte

rnac

iona

les

está

ndar

de

traba

jo p

ara

todo

s lo

s tra

baja

dore

s?

¿Qué

impl

icac

ione

s te

ndría

est

e he

cho

en e

l cos

to d

e lo

s pr

oduc

tos

al

cons

umid

or?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Lo

s de

sarro

llos

tecn

ológ

icos

traj

eron

con

sigo

la p

osib

ilidad

de

alm

acen

ar m

ás

y m

ás in

form

ació

n a

una

esca

la c

ada

vez

más

peq

ueña

. ¿Si

gnifi

ca e

sto

que

tene

mos

acc

eso

a m

ás c

onoc

imie

nto?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 20

.3: Q

uira

lidad

y e

ster

eois

ómer

os

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

inve

stig

ació

n de

un

cris

tal

líqui

do te

rmot

rópi

co y

el r

ango

de

tem

pera

tura

que

afe

cta

a di

chos

cris

tale

s.

•O

bjet

ivo

7:Se

pod

rían

usar

ani

mac

ione

s in

form

átic

as p

ara

inve

stig

ar c

rista

les

líqui

dos

term

otró

pico

s.

Temas troncales


A.4

Cris

tale

s líq

uido

s

•El

com

porta

mie

nto

de lo

s cr

ista

les

líqui

dos

se d

ebe

limita

r a lo

s bi

feni

lnitr

ilos.

•N

o se

trat

arán

los

cris

tale

s líq

uido

s es

méc

ticos

y o

tros

tipos

.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

polím

eros

est

án fo

rmad

os p

or u

nida

des

de m

onóm

eros

repe

tidas

que

se

pued

en m

anip

ular

de

varia

s fo

rmas

par

a po

der o

bten

er

estru

ctur

a s c

on la

s pr

opie

dade

s de

sead

as.

A.5

Pol

ímer

os

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Avan

ces

tecn

ológ

icos

: com

o re

sulta

do d

e lo

s av

ance

s te

cnol

ógic

os (d

ifrac

ción

de

rayo

s X,

mic

rosc

opio

s el

ectró

nico

s de

efe

cto

túne

l, et

c.),

los

cien

tífic

os h

an s

ido

capa

ces

de c

ompr

ende

r qué

ocu

rre a

niv

el m

olec

ular

y m

anip

ular

la m

ater

ia d

e nu

evas

form

as. E

sto

perm

ite d

esar

rolla

r nue

vos

polím

eros

. (3.

7)

Las

teor

ías

pued

en s

er s

ustit

uida

s: la

pro

pues

ta d

e St

audi

nger

de

que

las

mac

rom

oléc

ulas

est

án fo

rmad

as p

or m

ucha

s un

idad

es q

ue s

e re

pite

n fu

efu

ndam

enta

l par

a el

de

sarro

llo d

e la

cie

ncia

de

los

polím

eros

. (1.

9)

Étic

a y

eval

uaci

ón d

e rie

sgos

: el d

esar

rollo

y u

so d

e lo

s po

límer

os h

a cr

ecid

o m

ás rá

pido

que

la c

ompr

ensi

ón d

e lo

s rie

sgos

que

impl

ican

, tal

es c

omo

el re

cicl

aje

y la

s po

sibl

es p

ropi

edad

es c

ance

rígen

as. (

4.5)

Com

pren

sión

:

•Lo

s te

rmop

lást

icos

se

abla

ndan

cua

ndo

se c

alie

ntan

y s

e en

dure

cen

cuan

do s

e en

frían

.

•U

n po

límer

o te

rmoe

stab

le e

s un

pre

polím

ero

en e

stad

o bl

ando

o v

isco

so q

ue

se tr

ansf

orm

a irr

ever

sibl

emen

te e

n só

lido

term

oest

able

por

cur

ado.

•Lo

s el

astó

mer

os s

on fl

exib

les

y se

def

orm

an c

uand

o so

n so

met

idos

a u

na

fuer

za p

ero

volv

erán

cas

i com

plet

amen

te a

su

form

a in

icia

l cua

ndo

la fu

erza

de

sapa

rezc

a.

•El

pol

iete

no d

e al

ta d

ensi

dad

(HD

PE) n

o tie

ne ra

mifi

caci

ones

, y e

so p

erm

ite

que

las

cade

nas

sean

com

pact

as.

•El

pol

iete

no d

e ba

ja d

ensi

dad

(LD

PE) t

iene

alg

unas

ram

ifica

cion

es y

es

más

fle

xibl

e.

•Lo

s pl

astif

ican

tes

se a

ñade

n a

un p

olím

ero

para

aum

enta

r la

flexi

bilid

ad p

orqu

e di

smin

uyen

las

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

ent

re la

s ca

dena

s po

limér

icas

.

•La

efic

ienc

ia a

tóm

ica

es u

na m

edid

a de

efic

ienc

ia a

plic

ada

a la

quí

mic

a ec

ológ

ica.

•Lo

s po

límer

os d

e ad

ició

n is

otác

ticos

tien

en s

ustit

uyen

tes

en e

l mis

mo

lado

.

•Lo

s po

límer

os d

e ad

ició

n at

áctic

os ti

enen

sus

tituy

ente

s ub

icad

os

alea

toria

men

te.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•C

on a

nter

iorid

ad a

la s

egun

da g

uerra

mun

dial

, no

se h

abía

oíd

o ha

blar

de

los

plás

ticos

. ¿C

ómo

ha a

fect

ado

al m

undo

la in

trodu

cció

n de

los

plás

ticos

des

de

el p

unto

de

vist

a ec

onóm

ico,

soc

ial y

am

bien

tal?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

0.2

y 20

.1: R

eacc

ione

s de

adi

ción

y c

onde

nsac

ión

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6: S

e po

dría

n in

vest

igar

las

prop

ieda

des

del p

olie

teno

de

alta

y b

aja

dens

idad

, o b

ien

se p

odría

sin

tetiz

ar d

e fo

rma

cuan

titat

iva

un p

olié

ster

, po

liam

ida

u ot

ro p

olím

ero

para

det

erm

inar

la e

ficie

ncia

ató

mic

a.

Temas troncales


A.5

Pol

ímer

os

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

escr

ipci

ón d

el u

so d

e pl

astif

ican

tes

en e

l pol

iclo

ruro

de

vini

lo e

hid

roca

rbur

os

volá

tiles

en

la fo

rmac

ión

de p

olie

stire

no e

xpan

dido

.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as y

eva

luac

ión

de la

efic

ienc

ia a

tóm

ica

en re

acci

ones

de

sín

tesi

s.

•D

escr

ipci

ón d

e la

dep

ende

ncia

ent

re la

s pr

opie

dade

s de

los

polím

eros

y s

us

cara

cter

ístic

as e

stru

ctur

ales

.

•D

escr

ipci

ón d

e la

s fo

rmas

de

mod

ifica

r las

pro

pied

ades

de

los

polím

eros

, in

cluy

endo

el L

DPE

y e

l HD

PE.

•D

educ

ción

de

las

estru

ctur

as d

e lo

s po

límer

os fo

rmad

os p

or p

olim

eriz

ació

n de

l 2-

met

ilpro

peno

.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a la

ecu

ació

n de

la e

ficie

ncia

at

ómic

a po

rcen

tual

.

•C

onsi

dera

r sol

o la

s es

pum

asde

pol

iest

ireno

com

o ej

empl

os d

e m

anip

ulac

ión

de la

s pr

opie

dade

s de

un

polím

ero.

Temas troncales


Idea

fun

dam

enta

l:La

s té

cnic

as q

uím

icas

ubi

can

a lo

s át

omos

en

las

mol

écul

as u

sand

o re

acci

ones

quí

mic

as, m

ient

ras

que

las

técn

icas

físi

cas

perm

iten

man

ipul

ar y

ubi

car a

los

átom

os/m

oléc

ulas

par

a sa

tisfa

cer r

equi

sito

s es

pecí

ficos

.

A.6

Nan

otec

nolo

gía

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

El p

erfe

ccio

nam

ient

o de

los

apar

atos

: los

mic

rosc

opio

s el

ectró

nico

s de

ele

vada

pot

enci

a ha

n pe

rmiti

do e

stud

iar l

a po

sici

ón d

elo

s át

omos

. (1.

8)

Nec

esid

ad d

e du

dar d

e la

s te

oría

s: e

l pap

el d

el e

nsay

o y

erro

r en

el d

esar

rollo

de

los

nano

tubo

s y

sus

teor

ías

asoc

iada

s. (2

.2)

“En

mi o

pini

ón, l

os p

rinci

pios

de

la fí

sica

no

nieg

an la

pos

ibilid

ad d

e m

anip

ular

las

cosa

s át

omo

por á

tom

o. N

o es

un

inte

nto

de v

iola

r nin

guna

ley;

es

algo

que

, en

prin

cipi

o,

pued

e ha

cers

e, p

ero

en la

prá

ctic

a no

se

ha h

echo

por

que

som

os d

emas

iado

gra

ndes

” (R

icha

rd F

eynm

an, p

rem

io n

obel

de

físic

a).

Com

pren

sión

:

•El

aut

oens

ambl

aje

mol

ecul

ar e

s el

ens

ambl

aje

de n

anop

artíc

ulas

des

de a

bajo

ha

cia

arrib

a y

se p

uede

pro

duci

r por

ens

ambl

aje

sele

ctiv

o de

mol

écul

as a

su

perfi

cies

esp

ecífi

cas.

El a

utoe

nsam

blaj

e ta

mbi

én p

uede

pro

duci

rse

de fo

rma

espo

ntán

ea e

n so

luci

ón.

•Lo

s m

étod

os p

osib

les

para

fabr

icar

nan

otub

os s

on la

des

carg

a de

arc

o, la

de

posi

ción

quí

mic

a en

fase

vap

or (C

VD) y

por

mon

óxid

o de

car

bono

a a

lta

pres

ión

(HIP

CO

).

•La

des

carg

a de

arc

o co

nsis

te e

n va

poriz

ar la

sup

erfic

ie d

e un

o de

los

elec

trodo

s de

car

bono

, o d

esca

rgar

un

arco

a tr

avés

de

elec

trodo

s m

etál

icos

su

mer

gido

en

un h

idro

carb

uro

com

o di

solv

ente

, que

form

a un

dep

ósito

con

fo

rma

de p

eque

ños

cilin

dros

en

el á

nodo

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

ifere

ncia

ción

ent

re té

cnic

as fí

sica

s y

quím

icas

de

man

ipul

ació

n de

áto

mos

pa

ra fo

rmar

mol

écul

as.

•D

escr

ipci

ón d

e la

est

ruct

ura

y la

s pr

opie

dade

s de

los

nano

tubo

s de

car

bono

.

•Ex

plic

ació

n de

la n

eces

idad

de

un g

as in

erte

, y n

o ox

ígen

o, p

ara

la

prep

arac

ión

de n

anot

ubos

de

carb

ono

por C

VD.

•Ex

plic

ació

n de

la p

rodu

cció

n de

car

bono

a p

artir

de

hidr

ocar

buro

s co

mo

diso

lven

tes

por e

l mét

odo

de d

esca

rga

de a

rco

por o

xida

ción

en

el á

nodo

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Al

guno

s es

tudi

os h

an m

ostra

do q

ue in

hala

r pol

vo d

e na

nopa

rtícu

las

pued

e se

r ta

n pe

rjudi

cial

com

o el

am

iant

o. ¿

Se d

eber

ía re

gula

r la

nano

tecn

olog

ía o

est

o en

torp

ecer

ía la

inve

stig

ació

n?

•La

col

abor

ació

n in

tern

acio

nal p

ara

la e

xplo

raci

ón e

spac

ial s

e es

tá

incr

emen

tand

o. ¿

Sería

fact

ible

o d

esea

ble

un a

scen

sor e

spac

ial d

e na

notu

bo

de c

arbo

no?

¿Cuá

les

son

las

impl

icac

ione

s?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

uso

del

mic

rosc

opio

ele

ctró

nico

de

efec

to tú

nel h

a pe

rmiti

do “v

er” á

tom

os

indi

vidu

ales

, alg

o qu

e an

tes

se c

reía

inal

canz

able

. ¿C

ómo

cam

bian

est

os

avan

ces

tecn

ológ

icos

nue

stra

vis

ión

sobr

e qu

é co

noci

mie

nto

es a

lcan

zabl

e?

•Al

guna

s pe

rson

as e

stán

pre

ocup

adas

sob

re la

s po

sibl

es im

plic

acio

nes

de la

na

note

cnol

ogía

. ¿C

ómo

valo

rar l

as p

osib

les

cons

ecue

ncia

s de

futu

ros

desa

rrollo

s en

est

a ár

ea?

¿Nec

esita

mos

dis

pone

r de

info

rmac

ión

o no

s fia

mos

de

la a

utor

idad

de

los

expe

rtos?

Util

izac

ión:

•La

sín

tesi

s de

pro

teín

as e

n la

s cé

lula

s es

una

form

a de

nan

otec

nolo

gía

en la

qu

e lo

s rib

osom

as a

ctúa

n co

mo

ensa

mbl

ador

es m

olec

ular

es.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 4

.3: P

olar

idad

mol

ecul

ar

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

Temas troncales


A.6

Nan

otec

nolo

gía

•D

educ

ción

de

las

ecua

cion

es p

ara

prod

ucir

átom

os d

e ca

rbon

o po

r el m

étod

o H

IPC

O.

•D

iscu

sión

de

algu

nas

impl

icac

ione

s y

aplic

acio

nes

de la

nan

otec

nolo

gía.

•Ex

plic

ació

n de

la re

sist

enci

a de

los

nano

tubo

s y

su b

uena

con

duct

ivid

ad

eléc

trica

.

Orie

ntac

ión:

•La

s po

sibl

es im

plic

acio

nes

de la

nan

otec

nolo

gía

son

la in

certi

dum

bre

sobr

e su

s ni

vele

s de

toxi

cida

d a

nano

esca

la, r

iesg

os d

esco

noci

dos

para

la s

alud

de

los

nuev

os m

ater

iale

s, p

reoc

upac

ión

de q

ue lo

s si

stem

as d

e de

fens

a hu

man

os

no s

ean

efec

tivos

con

tra p

artíc

ulas

a n

anoe

scal

a, re

spon

sabi

lidad

es d

e la

s in

dust

rias

y lo

sgo

bier

nos

impl

icad

os e

n es

ta in

vest

igac

ión.

•La

con

duct

ivid

ad d

el g

rafe

no y

los

fulle

reno

s se

pue

de e

xplic

ar e

n fu

nció

n de

lo

s el

ectro

nes

desl

ocal

izad

os. N

o se

requ

iere

una

exp

licac

ión

basa

da e

n la

hi

brid

ació

n.

•O

bjet

ivos

1, 8

y9:

Inve

stig

ar la

fabr

icac

ión

teór

ica

y a

gran

esc

ala

de

prod

ucto

s na

note

cnol

ógic

os y

sus

impl

icac

ione

s. L

os e

jem

plos

pod

rían

incl

uir

equi

pos

depo

rtivo

s, p

rodu

ctos

med

icin

ales

, con

stru

cció

n, li

mpi

eza

ambi

enta

l, ro

bótic

a, a

rmam

ento

u o

tros

usos

com

erci

ales

teór

icos

.

•O

bjet

ivos

7, 8

y9:

Se d

eben

usa

r ani

mac

ione

s, s

imul

acio

nes,

y v

ideo

s de

la

fabr

icac

ión

de n

anot

ubos

.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

A pe

sar

de q

ue la

cie

ncia

de

los

mat

eria

les

gene

ra m

ucho

s pr

oduc

tos

nuev

os, e

xist

en c

uest

iona

mie

ntos

rel

acio

nado

s co

n el

re

cicl

ado

y lo

s el

evad

os n

ivel

es d

e to

xici

dad

de a

lgun

os d

e es

tos

mat

eria

les.

A.7

Impa

cto

ambi

enta

l: pl

ástic

os

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rie

sgos

y p

robl

emas

: la

inve

stig

ació

n ci

entíf

ica

con

frecu

enci

a av

anza

con

la id

ea d

e ob

tene

r ben

efic

ios,

per

o es

nec

esar

io q

ue s

e co

nsid

eren

tam

bién

los

riesg

os e

im

plic

acio

nes.

(4.8

)

Com

pren

sión

:

•Lo

s pl

ástic

os n

o se

deg

rada

n co

n fa

cilid

ad d

ebid

o a

sus

fuer

tes

enla

ces

cova

lent

es.

•Q

uem

ar p

olic

loru

ro d

e vi

nilo

libe

ra d

ioxi

nas,

HC

l gas

eoso

y p

rodu

ctos

de

la

com

bust

ión

inco

mpl

eta

de h

idro

carb

uros

.

•La

s di

oxin

as c

ontie

nen

anillo

s he

tero

cícl

icos

insa

tura

dos

de s

eis

mie

mbr

os c

on

dos

átom

os d

e ox

ígen

o, g

ener

alm

e nte

en

posi

ción

1 y

4.

•La

s di

oxin

as c

lora

das

afec

tan

a la

s ho

rmon

as, o

casi

onan

do d

año

celu

lar y

ge

nétic

o.

•Pa

ra re

cicl

ar p

lást

icos

se

requ

iere

n m

ás p

roce

sos

que

para

otro

s m

ater

iale

s.

•Lo

s pl

ástic

os s

e re

cicl

an e

n fu

nció

n de

los

dife

rent

es ti

pos

de re

sina

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

la e

cuac

ión

para

cua

lqui

er re

acci

ón d

e co

mbu

stió

n da

da.

•D

iscu

sión

sob

re e

l ele

vado

cos

to e

nerg

étic

o de

l pro

ceso

de

reci

clad

o de

po

límer

os.

•D

iscu

sión

sob

re e

l im

pact

o am

bien

tal d

el u

so d

e pl

ástic

os.

•C

ompa

raci

ón d

e la

s es

truct

uras

de

los

bife

nilo

s po

liclo

rado

s (P

CB)

y la

s di

oxin

as.

•D

iscu

sión

sob

re lo

s pr

oble

mas

de

salu

d oc

asio

nado

s po

r el u

so d

e pl

astif

ican

tes

volá

tiles

en

la fa

bric

ació

n de

pol

ímer

os.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

sím

bolo

inte

rnac

iona

l par

a re

cicl

ar, r

eutil

izar

y re

duci

r es

una

band

a de

M

öbiu

s di

seña

da a

fine

s de

los

años

ses

enta

. Sin

em

barg

o, e

l rec

onoc

imie

nto

glob

al d

e es

te s

ímbo

lo e

stá

por d

ebaj

o al

de

otro

s sí

mbo

los.

¿Q

ué fa

ctor

es

influ

yen

en e

l rec

onoc

imie

nto

de lo

s sí

mbo

los?

•¿C

ómo

pued

en la

s na

cion

es a

bord

ar e

l pro

blem

a de

la m

anch

a de

bas

ura

del

Pací

fico?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Lo

s pr

oduc

tos

de la

cie

ncia

y la

tecn

olog

ía p

uede

nte

ner u

n im

pact

o ne

gativ

o so

bre

el a

mbi

ente

. ¿So

n lo

s ci

entíf

icos

étic

amen

te re

spon

sabl

es d

el im

pact

o de

sus

pro

duct

os?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 9.

1: R

eacc

ione

s ré

dox

Tem

a 10

.1:C

ompu

esto

s or

gáni

cos

Tem

a 11

.3: E

spec

trosc

opía

en

el in

frarro

joBi

olog

ía, o

pció

n C

.3: I

mpa

cto

hum

ano

sobr

e lo

s ec

osis

tem

as

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

usar

bas

es d

e da

tos

de c

ódig

os R

IC y

de

espe

ctro

s IR

.

•O

bjet

ivo

8:El

des

arro

llo d

e la

quí

mic

a ec

ológ

ica

ha p

uest

o de

man

ifies

to e

l re

cono

cim

ient

o de

las

impl

icac

ione

s am

bien

tale

s y

étic

as d

el u

so d

e la

cie

ncia

y

la te

cnol

ogía

.

Temas troncales


A.7

Impa

cto

ambi

enta

l: pl

ástic

os

•D

ifere

ncia

ción

de

los

posi

bles

cód

igos

de

iden

tific

ació

n de

resi

nas

(RIC

) de

plás

ticos

a p

artir

del

esp

ectro

IR.

Orie

ntac

ión:

•La

s di

oxin

as n

o se

des

com

pone

n en

el a

mbi

ente

y p

uede

n en

trar e

n la

cad

ena

alim

enta

ria.

•C

onsi

dera

r las

dib

enzo

diox

inas

pol

iclo

rada

s (P

CD

D) y

PC

B co

mo

ejem

plos

de

sust

anci

as c

ance

rígen

as d

eriv

adas

de

las

diox

inas

clo

rada

s o

sim

ilare

s a

la

diox

ina.

•C

onsi

dera

r los

ést

eres

ftal

atos

com

o ej

empl

os d

e pl

astif

ican

tes.

•Lo

s in

cend

ios

dom

icilia

rios

pued

en li

bera

r muc

has

toxi

nas

debi

do a

los

plás

ticos

(cor

tinas

de

baño

, etc

.). P

ara

prev

enir

este

ries

go s

e su

ele

usar

par

a el

cab

lead

o de

las

vivi

enda

s ca

bles

que

ard

en s

in h

umo

y lib

res

de h

alóg

enos

.

•En

la s

ecci

ón 3

0 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

nan

los

códi

gos

de

iden

tific

ació

n de

las

resi

nas

(RIC

).

•En

la s

ecci

ón 3

1 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

na la

est

ruct

ura

de

algu

nas

mol

écul

as p

ara

mat

eria

les.

Temas adicionales del Nivel Superior


Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Opc

ión

A: M

ater

iale

s 15

/25

hora

s

Idea

fund

amen

tal:

La s

uper

cond

uctiv

idad

es

la a

usen

cia

de re

sist

enci

a el

éctri

ca y

la e

xpul

sión

de

los

cam

pos

mag

nétic

os. L

a cr

ista

logr

afía

de

rayo

s X

se p

uede

usa

r par

a an

aliz

ar e

stru

ctur

as.

A.8

Met

ales

sup

erco

nduc

tore

s y

cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Impo

rtanc

ia d

e la

s te

oría

s: lo

s m

ater

iale

s su

perc

ondu

ctor

es, c

uya

resi

sten

cia

eléc

trica

es

nula

deb

ajo

de c

ierta

tem

pera

tura

,pro

porc

iona

n un

bue

n ej

empl

o de

teor

ías

que

requ

iere

n m

odifi

caci

ones

par

a ad

ecua

rse

a nu

evos

dat

os. E

s im

porta

nte

com

pren

der l

a ba

se c

ient

ífica

de

los

prin

cipi

os q

ue h

ay d

etrá

s de

los

inst

rum

ento

s m

oder

nos.

(2.2

)

Com

pren

sión

:

•Lo

s su

perc

ondu

ctor

es s

on m

ater

iale

s qu

e no

ofre

cen

resi

sten

cia

a la

s co

rrien

tes

eléc

trica

s po

r deb

ajo

de u

na te

mpe

ratu

ra c

rític

a.

•El

efe

cto

Mei

ssne

r es

la c

apac

idad

de

un s

uper

cond

ucto

r de

crea

r un

cam

po

mag

nétic

o im

agen

esp

ecul

ar d

e un

cam

po m

agné

tico

exte

rno,

y d

e es

ta fo

rma

expu

lsar

lo.

•La

resi

sten

cia

de lo

s co

nduc

tore

s m

etál

icos

se

debe

a la

s co

lisio

nes

entre

los

elec

trone

s y

los

ione

s po

sitiv

os d

e la

red.

•La

teor

ía d

e Ba

rdee

n-C

oope

r-Sch

rieffe

r (BC

S) e

xplic

a qu

e en

los

supe

rcon

duct

ores

, por

deb

ajo

de la

tem

pera

tura

crít

ica

los

elec

trone

s fo

rman

pa

res

de C

oope

r que

se

mue

ven

libre

men

te a

trav

és d

el s

uper

cond

ucto

r.

•Lo

s su

perc

ondu

ctor

es d

e tip

o 1

pres

enta

n ag

udas

tran

sici

ones

hac

ia la

su

perc

ondu

ctiv

idad

mie

ntra

s qu

e lo

s su

perc

ondu

ctor

es d

e tip

o 2

pres

enta

n tra

nsic

ione

s m

ás g

radu

ales

.

•La

difr

acci

ón d

e ra

yos

X se

usa

par

a an

aliz

ar la

s es

truct

uras

de

los

com

pues

tos

met

álic

os e

ióni

cos.

•La

s re

des

cris

talin

as c

ontie

nen

celd

as u

nita

rias

que

se re

pite

n.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

s té

cnic

as a

nalít

icas

se

aplic

an e

n m

edic

ina

fore

nse,

exp

lora

ción

de

min

eral

es y

en

otro

s ca

mpo

s. ¿

En q

ué m

edid

a el

acc

eso

desi

gual

a lo

s av

ance

s te

cnol

ógic

os a

fect

a a

las

econ

omía

s m

undi

ales

?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

difr

acci

ón d

e ra

yos

X no

s ha

per

miti

do s

onde

ar e

l mun

do m

ás a

llá d

e lo

s lím

ites

biol

ógic

os d

e nu

estro

s se

ntid

os. ¿

Cuá

n fia

ble

es n

uest

ro c

onoc

imie

nto

del m

undo

mic

rosc

ópic

o co

mpa

rado

con

lo q

ue s

abem

os a

niv

el

mac

rosc

ópic

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 2.

2: P

rinci

pio

de e

xclu

sión

de

Paul

iTe

ma

3.2:

Rad

ios

atóm

icos

y p

erio

dici

dad

Tem

a 21

.1: C

rista

logr

afía

de

rayo

s X

Físi

ca, o

pció

n 4.

2: O

ndas

pro

gres

ivas

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:Se

ría m

uy ú

til e

l uso

de

anim

acio

nes

y si

mul

acio

nes

para

exp

licar

la

sup

erco

nduc

tivid

ad y

la c

rista

logr

afía

de

rayo

s X.



A.8

Met

ales

sup

erco

nduc

tore

s y

cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X

•Lo

s át

omos

que

se

encu

entra

n so

bre

las

cara

s y

aris

tas

de la

s ce

ldas

se

com

parte

n.

•El

núm

ero

de v

ecin

os m

ás c

erca

nos

de u

n át

omo/

ion

es s

u nú

mer

o de

coo

rdin

ació

n.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•An

ális

is d

e da

tos

de re

sist

enci

a en

func

ión

de te

mpe

ratu

ra p

ara

supe

rcon

duct

ores

del

tipo

1 y

del

tipo

2.

•Ex

plic

ació

n de

la s

uper

cond

uctiv

idad

en

func

ión

del m

ovim

ient

o de

los

pare

s de

Coo

per a

trav

és d

e un

a re

d de

ione

s po

sitiv

os.

•D

educ

ción

o c

onst

rucc

ión

de e

stru

ctur

as d

e ce

lda

unita

ria a

par

tir d

e in

form

ació

n so

bre

la e

stru

ctur

a de

l cris

tal.

•Ap

licac

ión

de la

ecu

ació

n de

Bra

gg, n

λ=2

dsen

Θ, a

est

ruct

uras

met

álic

as.

•D

eter

min

ació

n de

la d

ensi

dad

de u

n m

etal

pur

o a

parti

r de

su ra

dio

atóm

ico

y la

est

ruct

ura

de e

mpa

quet

amie

nto

del c

rista

l.

Orie

ntac

ión:

•So

lo s

e re

quie

re la

exp

licac

ión

sim

ple

de la

teor

ía B

CS

con

los

pare

s de

C

oope

r. A

baja

tem

pera

tura

los

ione

s po

sitiv

os d

e la

red

se d

efor

man

le

vem

ente

al p

asar

el e

lect

rón.

Un

segu

ndo

elec

trón

es a

traíd

o ha

cia

esta

leve

de

form

ació

n y

se p

rodu

ce e

l aco

plam

ient

o de

est

os d

os e

lect

rone

s.

•N

o se

requ

iere

n lo

s pr

inci

pios

ope

rativ

os d

e la

cris

talo

graf

ía d

e ra

yos

X.

•So

lose

deb

en tr

atar

met

ales

pur

os c

on c

elda

s cú

bica

s si

mpl

es, c

elda

s cú

bica

s ce

ntra

das

en e

l cue

rpo

(BC

C) y

cel

das

cúbi

cas

cent

rada

s en

las

cara

s (F

CC

).

•Se

pue

de a

naliz

ar p

or c

rista

logr

afía

de

rayo

s X

las

estru

ctur

as c

rista

linas

de

pero

vski

ta d

e m

ucho

s su

perc

ondu

ctor

es, p

ero

esto

no

se e

valu

ará.

•So

lo s

e ap

licar

á la

ecu

ació

n de

Bra

gg a

est

ruct

uras

cúb

icas

sim

ples

.



Idea

fund

amen

tal:

Los

polím

eros

de

cond

ensa

ción

se

form

an p

or la

pér

dida

de

mol

écul

as p

eque

ñas

cuan

do l

os g

rupo

s fu

ncio

nale

s de

los

mon

ómer

os s

e un

en.

A.9

Pol

ímer

os d

e co

nden

saci

ón

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Espe

cula

ción

: hem

os te

nido

la E

dad

de P

iedr

a, la

Eda

d de

Hie

rro y

la E

dad

de B

ronc

e. ¿

Es p

osib

le q

ue la

eda

d ac

tual

sea

la E

dad

de lo

s Po

límer

os, p

uest

o qu

e la

cie

ncia

co

ntin

úa m

anip

ulan

do la

mat

eria

con

pro

pósi

tos

dese

ados

? (1

.5)

Com

pren

sión

:

•Lo

s po

límer

os d

e co

nden

saci

ón re

quie

ren

que

cada

mon

ómer

o te

nga

dos

grup

os fu

ncio

nale

s.

•Lo

s po

sibl

es p

rodu

ctos

de

las

reac

cion

es d

e co

nden

sació

n so

n N

H3,

HC

l y H

2O.

•El

Kev

lar®

es

una

polia

mid

a co

n un

a es

truct

ura

fuer

te y

ord

enad

a. L

os e

nlac

es d

e hi

dróg

eno

entre

O y

N s

e pu

eden

rom

per u

sand

o ác

ido

sulfú

rico

conc

entra

do.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

istin

ción

ent

re p

olím

eros

de

adic

ión

y de

con

dens

ació

n.

•C

oncl

usió

n y

desc

ripci

ón d

e ec

uaci

ones

par

a m

ostra

r cóm

o se

form

anlo

s po

límer

os d

e co

nden

saci

ón.

•D

educ

ción

de

las

estru

ctur

as d

e po

liam

idas

y p

olié

ster

es a

par

tir d

e su

s re

spec

tivos

mon

ómer

os.

•Ex

plic

ació

n de

la re

sist

enci

a de

l Kev

lar®

y su

sol

ubilid

ad e

n ác

ido

sulfú

rico

conc

entra

do.

Orie

ntac

ión:

•C

onsi

dera

r los

pol

ímer

os d

e la

quí

mic

a ec

ológ

ica.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿D

esem

peña

n la

cie

ncia

, la

econ

omía

o la

pol

ítica

el p

apel

más

impo

rtant

e en

la

inve

stig

ació

n, c

omo

por e

jem

plo

en e

l des

arro

llo d

e nu

evos

pol

ímer

os?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 10

.2: R

eacc

ione

s de

adi

ción

y c

onde

nsac

ión

Tem

a 20

.2: T

écni

cas

de s

ínte

sis

Opc

ión

A.5:

Pol

ímer

os

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

ría re

aliz

ar la

sín

tesi

s de

l nai

lon.



Idea

fund

amen

tal:

La to

xici

dad

y la

s pr

opie

dade

s ca

ncer

ígen

as d

e lo

s m

etal

es p

esad

os s

on c

onse

cuen

cia

de s

u ca

paci

dad

de fo

rmar

com

pues

tos

coor

dina

dos,

de

pose

er v

ario

s es

tado

s de

oxi

daci

ón y

de

actu

ar c

omo

cata

lizad

ores

en

el c

uerp

o hu

man

o.

A.1

0 Im

pact

o am

bien

tal:

met

ales

pes

ados

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rie

sgos

y p

robl

emas

: la

inve

stig

ació

n ci

entíf

ica

con

frecu

enci

a av

anza

con

la id

ea d

e ob

tene

r ben

efic

ios,

per

o es

nec

esar

io q

ue s

e co

nsid

eren

tam

bién

los

riesg

os e

im

plic

acio

nes.

(4.8

)

Com

pren

sión

:

•D

osis

tóxi

cas

de lo

s m

etal

es d

e tra

nsic

ión

pued

en p

ertu

rbar

el b

alan

ce n

orm

al

de o

xida

ción

/redu

cció

n en

las

célu

las

por m

edio

de

vario

s m

ecan

ism

os.

•Al

guno

s m

étod

os d

e el

imin

ació

n de

met

ales

pes

ados

son

la p

reci

pita

ción

, la

adso

rció

n y

la q

uela

ción

.

•Lo

s lig

ando

s po

liden

tado

s fo

rman

com

plej

os m

ás e

stab

les

que

los

ligan

dos

mon

oden

tado

s si

mila

res

debi

do a

l efe

cto

quel

ato,

que

se

pued

e ex

plic

ar

cons

ider

ando

las

varia

cion

es d

e en

tropí

a.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

l uso

de

sust

anci

as q

uela

ntes

par

a el

imin

ar m

etal

es p

esad

os.

•D

educ

ción

del

núm

ero

de e

nlac

es c

oord

inad

os q

ue u

n lig

ando

pue

de fo

rmar

co

n el

ion

met

álic

o ce

ntra

l.

•C

álcu

los

que

impl

ique

n K

psco

mo

aplic

ació

n de

la e

limin

ació

n de

met

ales

en

solu

ción

.

•C

ompa

raci

ón y

con

trast

e de

l mec

anis

mo

de la

reac

ción

de

Fent

on y

Hab

er-

Wei

ss.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿C

uál e

s la

resp

onsa

bilid

ad d

e lo

s ci

entíf

icos

por

el i

mpa

cto

de s

us

actu

acio

nes

sobr

e el

pla

neta

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 9.

1: R

eacc

ione

s ré

dox

Tem

a 13

.2: C

ompl

ejos

de

los

met

ales

de tr

ansi

ción

Biol

ogía

, opc

ión

C.3

: Im

pact

o hu

man

o so

bre

los

ecos

iste

mas

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivos

1y

8:In

vest

igac

ione

s so

bre

trata

mie

nto

de a

guas

resi

dual

es.

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

incl

uir i

nves

tigac

ione

s de

Kps

.



A.1

0 Im

pact

o am

bien

tal:

met

ales

pes

ados

Orie

ntac

ión:

•La

1,2

-eta

nodi

amin

aac

túa

com

o lig

ando

bid

enta

do y

el E

DTA

4-ac

túa

com

o lig

ando

hex

aden

tado

.

•La

reac

ción

de

Hab

er-W

eiss

gen

era

radi

cale

s lib

res

de fo

rma

natu

ral e

n lo

s pr

oces

os b

ioló

gico

s. L

os m

etal

es d

e tra

nsic

ión

pued

en c

atal

izar

la re

acci

ón

(reac

ción

de

Fent

on c

atal

izad

a po

r hie

rro),

mec

anis

mo

por e

l que

se

gene

ran

radi

cale

s hi

drox

ilos

activ

os.

•En

la s

ecci

ón 3

2 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an v

alor

es d

e K

ps.

Temas troncales


Tem

as tr

onca

les

Opc

ión

B: B

ioqu

ímic

a 15

/25

hora

s

Idea

fun

dam

enta

l:La

s re

acci

ones

met

aból

icas

impl

ican

una

com

plej

a in

tera

cció

n en

tre m

ucho

s co

mpo

nent

es d

ifere

ntes

en

ambi

ente

s ex

trem

adam

ente

co

ntro

lado

s.

B.1

Intr

oduc

ción

a la

bio

quím

ica

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Uso

de

dato

s: lo

s si

stem

as b

ioqu

ímic

os c

uent

an c

on u

n gr

an n

úmer

o de

dife

rent

es re

acci

ones

que

se

prod

ucen

en

el m

ism

o lu

gar a

l mis

mo

tiem

po. A

med

ida

que

se h

an

desa

rrolla

do la

s te

cnol

ogía

s, s

e ha

n re

cogi

do m

ás d

atos

que

han

con

duci

do a

l des

cubr

imie

nto

delo

s pa

trone

s de

las

reac

cion

es m

etab

ólic

as. (

3.1)

Com

pren

sión

:

•La

s di

vers

as fu

ncio

nes

de la

s m

oléc

ulas

bio

lógi

cas

depe

nden

de

sus

estru

ctur

as y

form

as.

•La

s re

acci

ones

met

aból

icas

se

prod

ucen

en

ambi

ente

s ac

uoso

s ex

trem

adam

ente

con

trola

dos.

•La

s re

acci

ones

de

desc

ompo

sici

ón s

e de

nom

inan

cat

abol

ism

o y

las

reac

cion

es

de s

ínte

sis

se d

enom

inan

ana

bolis

mo.

•Lo

s bi

opol

ímer

os s

e fo

rman

por

reac

cion

es d

e co

nden

saci

ón y

se

desc

ompo

nen

por m

edio

de

reac

cion

es d

e hi

dról

isis

.

•La

foto

sínt

esis

es

la s

ínte

sis

de m

oléc

ulas

rica

s en

ene

rgía

a p

artir

de

dióx

ido

de c

arbo

no y

agu

a m

edia

nte

el u

so d

e la

ene

rgía

de

la lu

z.

•La

resp

iraci

ón e

s un

con

junt

o co

mpl

ejo

de p

roce

sos

met

aból

icos

que

pr

opor

cion

an e

nerg

ía a

las

célu

las.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

la d

ifere

ncia

ent

re re

acci

ones

de

cond

ensa

ción

e h

idró

lisis

.

•U

so d

e ec

uaci

ones

resu

mid

as d

e fo

tosí

ntes

is y

resp

iraci

ón p

ara

expl

icar

el

ajus

te p

oten

cial

de

oxíg

eno

y di

óxid

o de

car

bono

en

la a

tmós

fera

.

Orie

ntac

ión:

•N

o se

requ

iere

n lo

s in

term

edia

rios

de la

resp

iraci

ón a

erób

ica

y la

foto

sínt

esis

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

s re

acci

ones

met

aból

icas

que

se

prod

ucen

en

el c

uerp

o hu

man

o de

pend

en

del s

umin

istro

de

nutri

ente

s a

travé

s de

una

die

ta re

gula

r equ

ilibra

da.

Glo

balm

ente

, las

dife

renc

ias

de d

ispo

nibi

lidad

de

alim

ento

s nu

tritiv

os e

s si

gnifi

cativ

a, h

echo

que

tien

e co

nsec

uenc

ias

grav

es y

div

ersa

s so

bre

la s

alud

hu

man

a.

Util

izac

ión:

•La

bio

quím

ica

es fu

ndam

enta

l par

a el

est

udio

de

muc

has

otra

s as

igna

tura

s co

mo

la g

enét

ica,

la in

mun

olog

ía, l

a fa

rmac

olog

ía, l

a nu

trici

ón y

la a

gric

ultu

ra.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 10

.2: R

eacc

ione

s S N

(con

dens

ació

n e

hidr

ólis

is)

Tem

a 13

.2 y

opc

ión

B.9:

Com

plej

os m

etál

icos

y a

bsor

ción

de

la lu

zO

pció

n C

.8: C

onju

gaci

ón e

lect

róni

ca y

abs

orci

ón d

e la

luz

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Las

prot

eína

s so

n lo

s bi

opol

ímer

os m

ás d

iver

sos

resp

onsa

bles

del

met

abol

ism

o y

la in

tegr

idad

est

ruct

ural

de

los

sere

s vi

vos.

B.2

Pro

teín

as y

enz

imas

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Col

abor

ació

n y

revi

sión

por

par

es: v

ario

s ex

perim

ento

s di

fere

ntes

real

izad

os e

n va

rios

cont

inen

tes

cond

ujer

on a

la c

oncl

usió

n de

que

el p

orta

dor d

e la

info

rmac

ión

de la

he

renc

ia e

ra e

l AD

N, y

no

las

prot

eína

s co

mo

se p

ensa

ba o

rigin

aria

men

te. (

4.4)

Com

pren

sión

:

•La

s pr

oteí

nas

son

polím

eros

de

2-am

inoá

cido

s, u

nido

s po

r uni

ones

am

ida

(tam

bién

con

ocid

os c

omo

enla

ces

pept

ídic

os).

•Lo

s am

inoá

cido

s so

n an

fóte

ros

y pu

eden

exi

stir

com

o zw

itter

ione

s, c

atio

nes

y an

ione

s.

•La

s es

truct

uras

de

las

prot

eína

s so

n di

vers

as y

se

desc

riben

a n

ivel

es

prim

ario

, sec

unda

rio, t

erci

ario

y c

uate

rnar

io.

•La

form

a tri

dim

ensi

onal

de

una

prot

eína

det

erm

ina

su fu

nció

n en

los

com

pone

ntes

est

ruct

ural

es o

en

los

proc

esos

met

aból

icos

.

•La

may

oría

de

las

enzi

mas

son

pro

teín

as q

ue a

ctúa

n co

mo

cata

lizad

ores

un

iénd

ose

espe

cífic

amen

tea

un s

ustra

to e

n el

siti

o ac

tivo.

•C

omo

la a

ctiv

idad

enz

imát

ica

depe

nde

de la

con

form

ació

n, e

s se

nsib

le a

las

varia

cion

es d

e te

mpe

ratu

ra y

pH

, y a

la p

rese

ncia

de

ione

s de

met

ales

pe

sado

s.

•La

sep

arac

ión

crom

atog

ráfic

a se

bas

a en

dife

rent

es p

rinci

pios

físi

cos

y qu

ímic

os.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

las

fórm

ulas

est

ruct

ural

es d

e lo

s re

activ

os y

pro

duct

os e

n la

s re

acci

ones

de

cond

ensa

ción

de

amin

oáci

dos,

y re

acci

ones

de

hidr

ólis

is d

e pé

ptid

os.

•Ex

plic

ació

n de

las

solu

bilid

ades

y p

unto

s de

fusi

ón d

elo

s am

inoá

cido

s en

fu

nció

n de

los

zwitt

erio

nes.

•Ap

licac

ión

de la

s re

laci

ones

ent

re c

arga

, pH

y p

unto

isoe

léct

rico

de lo

s am

inoá

cido

s y

prot

eína

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

recu

rso

de p

rote

ínas

uni

vers

al (U

niPr

ot, U

nive

rsal

Pro

tein

Res

ourc

e) e

s un

co

nsor

cio

de in

stitu

tos

de b

ioin

form

átic

a. S

u m

isió

n es

act

uar c

omo

recu

rso

para

la c

omun

idad

cie

ntífi

ca p

ropo

rcio

nand

o da

tos

exha

ustiv

os d

e al

ta c

alid

ad

y ac

ceso

gra

tuito

sob

re s

ecue

ncia

s de

pro

teín

as e

info

rmac

ión

func

iona

l.

Util

izac

ión:

•M

ucho

s m

ater

iale

s si

ntét

icos

son

pol

iam

idas

. Los

eje

mpl

os in

cluy

en e

l nai

lon

y el

Kev

lar®

.

•La

ele

ctro

fore

sis

se u

sa p

ara

algu

nos

diag

nóst

icos

méd

icos

en

la id

entif

icac

ión

de p

atro

nes

de c

onte

nido

s pr

otei

cos

inus

uale

s en

el s

uero

san

guín

eo o

en

la

orin

a.

•La

prim

era

prot

eína

sec

uenc

iada

fue

la in

sulin

a po

r Fre

deric

k Sa

nger

en

1951

, en

un

proc

eso

que

llevó

más

de

diez

año

s. H

oy e

n dí

a la

sec

uenc

iaci

ón d

e pr

oteí

nas

es u

n pr

oces

o ru

tinar

io y

muy

efic

ient

e, y

es

la p

rinci

pal p

arte

del

es

tudi

o co

noci

do c

omo

prot

eóm

ica.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 8

.3 y

18.

2: V

alor

es d

e pH

y p

Ka

y pK

b

Tem

a 20

.3: E

ster

eois

omer

íaO

pció

n A.

9: P

olím

eros

de

cond

ensa

ción

Opc

ión

B.9:

Cro

mat

ogra

fíaBi

olog

ía, t

emas

2.4

, 2.5

y 8

.1: P

rote

ínas

y e

nzim

as

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n co

nsis

tir e

n la

hid

rólis

is d

e un

a pr

oteí

na,

sepa

raci

ón e

iden

tific

ació

n de

mez

clas

de

amin

oáci

dos

por m

edio

de

crom

atog

rafía

en

pape

l o e

lect

rofo

resi

s en

gel

de

prot

eína

s y

ADN

.

Temas troncales


B.2

Pro

teín

as y

enz

imas

•D

escr

ipci

ón d

e lo

s cu

atro

niv

eles

est

ruct

ural

es d

e un

a pr

oteí

na, i

nclu

yend

o el

or

igen

y lo

s tip

os d

e en

lace

se

inte

racc

ione

s im

plic

adas

.

•D

educ

ción

e in

terp

reta

ción

de

gráf

icos

de

activ

idad

enz

imát

ica

que

impl

ique

n ca

mbi

os d

e la

con

cent

raci

ón d

el s

ustra

to, p

H y

tem

pera

tura

.

•Ex

plic

ació

n de

los

proc

esos

de

crom

atog

rafía

en

pape

l y e

lect

rofo

resi

s en

gel

pa

ra la

sep

arac

ión

e id

entif

icac

ión

de a

min

oáci

dos

y pr

oteí

nas.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

3 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an lo

s no

mbr

es y

fórm

ulas

es

truct

ural

es d

e lo

s am

inoá

cido

s.

•Se

deb

e ha

cer r

efer

enci

a a

la a

lfa h

élic

e y

a la

bet

a-lá

min

a y

a la

s pr

oteí

nas

fibro

sas

y gl

obul

ares

men

cion

ando

eje

mpl

os d

e ca

da u

na.

•Se

deb

e tra

tar l

a cr

omat

ogra

fía e

n pa

pel y

el u

so d

e lo

s va

lore

s de

Rfy

los

agen

tes

reve

lado

res.

•N

o se

requ

iere

Km

y V m

axen

la c

inét

ica

enzi

mát

ica.

•O

bjet

ivo

7:Ex

perim

ento

s de

reco

gida

de

dato

s qu

e im

pliq

uen

estu

dios

de

abso

rció

n/co

ncen

traci

ón d

el c

onte

nido

de

prot

eína

s us

ando

el r

eact

ivo

de

Biur

et.

•O

bjet

ivo

7:Pa

ra la

ele

ctro

fore

sis

en g

el s

e pu

eden

usa

r sim

ulac

ione

s.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

lípid

os s

on u

n gr

upo

de b

iom

oléc

ulas

ext

rem

adam

ente

no

pola

res

y po

r lo

tant

o in

solu

bles

en

agua

.

B.3

Líp

idos

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La im

porta

ncia

de

las

expl

icac

ione

s ci

entíf

icas

par

a el

púb

lico:

los

estu

dios

a la

rgo

plaz

o lle

varo

n al

con

ocim

ient

o de

los

efec

tos

nega

tivos

de

las

diet

as c

on e

leva

do

cont

enid

o en

gra

sas

satu

rada

s, c

oles

tero

l y á

cido

s gr

asos

tran

s. E

sto

cond

ujo

a nu

evos

tipo

s de

pro

duct

os a

limen

ticio

s. (5

.2)

Com

pren

sión

:

•La

s gr

asas

est

án m

ás re

duci

das

que

los

hidr

atos

de

carb

ono

y po

r eso

or

igin

an m

ás e

nerg

ía c

uand

o se

oxi

dan.

•Lo

s tri

glic

érid

os s

e pr

oduc

en p

or c

onde

nsac

ión

de la

glic

erin

a co

n tre

s ác

idos

gr

asos

y c

ontie

nen

unio

nes

éste

r. Lo

s ác

idos

gra

sos

pued

en s

er s

atur

ados

, m

onoi

nsat

urad

os o

pol

iinsa

tura

dos.

•Lo

s fo

sfol

ípid

os s

on d

eriv

ados

de

los

trigl

icér

idos

.

•La

hid

rólis

is d

e lo

s tri

glic

érid

os y

los

fosf

olíp

idos

pue

de p

rodu

cirs

e us

ando

en

zim

as o

en

cond

icio

nes

alca

linas

o á

cida

s.

•Lo

s es

tero

ides

con

tiene

n un

a es

truct

ura

cara

cter

ístic

a de

ani

llo fu

sion

ado,

co

noci

da c

omo

estru

ctur

a es

tero

idea

.

•Lo

s líp

idos

act

úan

com

o co

mpo

nent

es e

stru

ctur

ales

de

las

mem

bran

as

celu

lare

s, e

n el

alm

acen

amie

nto

de e

nerg

ía, e

l ais

lam

ient

o té

rmic

o y

eléc

trico

, el

tran

spor

te d

e vi

tam

inas

lipo

solu

bles

y c

omo

horm

onas

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

las

fórm

ulas

est

ruct

ural

es d

e lo

s re

activ

os y

pro

duct

os e

n re

acci

ones

de

cond

ensa

ción

e h

idró

lisis

ent

re la

glic

erin

a y

ácid

os g

raso

s y/

o fo

sfat

o.

•Pr

edic

ción

de

los

punt

os d

e fu

sión

rela

tivos

de

gras

as y

ace

ites

a pa

rtir d

e su

s es

truct

uras

.

•C

ompa

raci

ón d

e lo

s pr

oces

os d

e ra

ncid

ez h

idro

lític

a y

oxid

ativ

a de

las

gras

as

en c

uant

o al

siti

o re

activ

o de

las

mol

écul

as y

las

cond

icio

nes

que

favo

rece

n la

re

acci

ón.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Ex

iste

n gr

ande

s di

fere

ncia

s gl

obal

es y

cul

tura

les

con

resp

ecto

a la

s fu

ente

s di

etét

icas

de

lípid

os y

los

mét

odos

usa

dos

para

pre

veni

r su

ranc

idez

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

s no

rmas

de

etiq

ueta

do s

on m

uy d

istin

tas

en d

ifere

ntes

paí

ses.

¿Es

el

acce

so a

la in

form

ació

n un

der

echo

hum

ano?

¿Q

ué c

onoc

imie

nto

debe

est

ar

disp

onib

le u

nive

rsal

men

te?

•¿C

uále

s so

n la

s di

fere

ntes

resp

onsa

bilid

ades

de

los

gobi

erno

s, la

indu

stria

, la

prof

esió

n m

édic

a y

los

indi

vidu

os e

n la

ele

cció

n de

una

die

ta s

alud

able

? Lo

s or

gani

smos

púb

licos

pue

den

prot

eger

al i

ndiv

iduo

per

o ta

mbi

én li

mita

r su

liber

tad.

¿C

ómo

sabe

mos

qué

es

lo m

ejor

par

a la

soc

ieda

d y

para

el i

ndiv

iduo

?

Util

izac

ión:

•La

hid

rólis

is a

lcal

ina

de la

s gr

asas

se

usa

en e

l pro

ceso

de

fabr

icac

ión

de

jabó

n, c

onoc

ido

com

o sa

poni

ficac

ión.

•El

abu

so d

e es

tero

ides

, esp

ecia

lmen

te e

n lo

s de

porte

s, y

sus

mét

odos

de

dete

cció

n.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

0.1

y 10

.2: G

rupo

s fu

ncio

nale

s, h

idro

gena

ción

de

alqu

enos

Tem

a 10

.2: M

ecan

ism

os d

e ra

dica

les

libre

sTe

ma

20.3

: Iso

mer

ía c

onfig

urac

iona

lBi

olog

ía, t

ema

2.3:

Líp

idos

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r el c

álcu

lo d

el n

úmer

o de

yod

o de

gr

asas

par

a m

edir

su g

rado

de

insa

tura

ción

, exp

erim

ento

s ca

lorim

étric

os c

on

Temas troncales


B.3

Líp

idos

•Ap

licac

ión

del c

once

pto

de n

úmer

o de

yod

o pa

ra d

eter

min

ar la

insa

tura

ción

de

una

gras

a.

•C

ompa

raci

ón d

e lo

s hi

drat

os d

e ca

rbon

o co

n lo

s líp

idos

com

o m

oléc

ulas

que

al

mac

enan

ene

rgía

en

cuan

to a

su

solu

bilid

ad y

den

sida

d de

ene

rgía

.

•D

iscu

sión

del

impa

cto

de lo

s líp

idos

sob

re la

sal

ud, i

nclu

idos

los

role

s de

l co

lest

erol

dela

s lip

opro

teín

asde

alta

den

sida

d (H

DL)

y de

las

lipop

rote

ínas

deba

ja d

ensi

dad

(LD

L), l

as g

rasa

s sa

tura

das,

insa

tura

das

y tra

nsde

la d

ieta

y e

l us

o y

abus

o de

est

eroi

des.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

4 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an la

s es

truct

uras

de

algu

nos

ácid

os g

raso

s.

•N

o es

pre

ciso

que

apr

enda

n ej

empl

os e

spec

ífico

s de

gra

sas

y ac

eite

s.

•N

o se

requ

iere

n la

s di

fere

ncia

s es

truct

ural

es e

ntre

las

gras

a ci

s-y

trans

-.

dife

rent

es g

rasa

s y

acei

tes

o la

sep

arac

ión

de lí

pido

s de

fuen

tes

de a

limen

tos

com

unes

usa

ndo

dife

rent

es d

isol

vent

es y

un

embu

do d

e de

cant

ació

n.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

hidr

atos

de

carb

ono

son

biom

oléc

ulas

ric

as e

n ox

ígen

o, q

ue ju

egan

un

pape

l prim

ordi

al e

n la

s re

acci

ones

met

aból

icas

de

trans

fere

ncia

de

ener

gía.

B.4

Hid

rato

s de

car

bono

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Con

stru

cció

n de

mod

elos

/vis

ualiz

acio

nes:

la c

ompr

ensi

ón d

e la

est

ereo

quím

ica

de lo

s hi

drat

os d

e ca

rbon

o es

fund

amen

tal p

ara

ente

nder

su

func

ión

estru

ctur

al e

n la

s cé

lula

s. L

as p

roye

ccio

nes

de H

awor

th n

os a

yuda

n a

visu

aliz

ar la

nat

ural

eza

y po

sici

ón d

e lo

s gr

upos

uni

dos

man

teni

endo

impl

ícito

s lo

s át

omos

de

carb

ono

e hi

dróg

eno.

(1

.10)

Obt

enci

ón d

e ev

iden

cia

para

las

teor

ías

cien

tífic

as: c

onsi

dera

r la

func

ión

estru

ctur

al d

e lo

s hi

drat

os d

e ca

rbon

o. (1

.8)

Com

pren

sión

:

•La

fórm

ula

gene

ral d

e lo

s hi

drat

os d

e ca

rbon

o es

Cx(H

2O) y.

•La

s pr

oyec

cion

es d

e H

awor

th re

pres

enta

n la

s es

truct

uras

cíc

licas

de

los

mon

osac

árid

os.

•Lo

s m

onos

acár

idos

con

tiene

n un

gru

po a

ldeh

ído

(ald

osa)

o u

n gr

upo

ceto

na

(cet

osa)

y v

ario

s gr

upos

–O

H.

•Lo

s az

úcar

es d

e ca

dena

line

al s

e ci

clan

en

solu

ción

form

ando

est

ruct

uras

que

co

ntie

nen

una

unió

n ét

er.

•Lo

s di

sacá

ridos

y p

olis

acár

idos

se

form

an p

or e

nlac

es g

licos

ídic

os e

ntre

los

mon

osac

árid

os.

•Lo

s hi

drat

os d

e ca

rbon

o se

usa

n co

mo

fuen

te d

een

ergí

a y

rese

rva

de e

nerg

ía.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

azú

car e

s un

pro

duct

o in

tern

acio

nal m

uy im

porta

nte

que

se p

rodu

ce e

n ce

rca

de 1

30 p

aíse

s di

fere

ntes

. Apr

oxim

adam

ente

tres

cua

rtos

de la

pr

oduc

ción

de

azúc

ar d

e ca

ña p

rovi

ene

de p

aíse

s de

regi

ones

trop

ical

es y

su

btro

pica

les

y el

rest

o pr

ovie

ne d

e re

mol

acha

azu

care

ra q

ue s

e cu

ltiva

en

país

es te

mpl

ados

.

•La

dia

bete

s es

una

enf

erm

edad

cró

nica

que

se

prod

uce

cuan

do e

l cue

rpo

no

es c

apaz

de

regu

lar e

fect

ivam

ente

el a

zúca

r de

la s

angr

e, d

ebid

o a

un fa

llo e

n la

pro

ducc

ión

o fu

ncio

nam

ient

o de

la in

sulin

a. L

a O

rgan

izac

ión

Mun

dial

de

la

Salu

d pr

edic

e qu

e en

tre e

l 200

5 y

el 2

030

las

mue

rtes

debi

das

a la

dia

bete

s se

du

plic

arán

.

•La

into

lera

ncia

a la

lact

osa

es u

n es

tado

en

el q

ue e

l ind

ivid

uo n

o es

cap

az d

e di

gerir

la la

ctos

a, e

l azú

car q

ue s

e en

cuen

tra e

n la

lech

e y

los

prod

ucto

s lá

cteo

s. S

e de

be a

la p

rodu

cció

n in

sufic

ient

e de

lact

asa,

enz

ima

que

hidr

oliz

a la

lact

osa

en g

luco

sa y

gal

acto

sa. G

loba

lmen

te, l

a in

tole

ranc

ia a

la la

ctos

a es

la

nor

ma.

Es

un e

jem

plo

de u

na p

ersp

ectiv

a oc

cide

ntal

que

inva

de la

cie

ncia

.

Temas troncales


B.4

Hid

rato

s de

car

bono

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

educ

ción

de

las

fórm

ulas

est

ruct

ural

es d

e di

sacá

ridos

y p

olis

acár

idos

dad

os

los

mon

osac

árid

os.

•R

elac

ión

de la

s pr

opie

dade

s y

func

ione

s de

los

mon

osac

árid

os y

pol

isac

árid

os

con

sus

estru

ctur

as q

uím

icas

.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

4de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an la

s fo

rmas

de

cade

na li

neal

y

deα

-ani

llo d

e la

glu

cosa

y fr

ucto

sa.

•N

o se

requ

iere

n lo

s m

onos

acár

idos

com

pone

ntes

de

disa

cárid

os e

spec

ífico

s y

los

deta

lles

de la

s un

ione

s de

los

polis

acár

idos

.

•N

o se

requ

iere

n la

s di

fere

ncia

s en

tre la

s fo

rmas

α-y

β-y

la e

stru

ctur

a de

la

celu

losa

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

uso

de

aspa

rtam

o co

mo

endu

lzan

te a

rtific

ial h

a si

do u

n te

ma

cont

rove

rtido

du

rant

e m

ucho

s añ

os, p

uest

o qu

e no

se

han

inve

stig

ado

com

plet

amen

te lo

s ef

ecto

s se

cund

ario

s. ¿

Deb

ería

n lo

s ci

entíf

icos

sen

tirse

mor

alm

ente

re

spon

sabl

es p

or la

s co

nsec

uenc

ias

adve

rsas

de

su tr

abaj

o?

Util

izac

ión:

•Lo

s hi

drat

os d

e ca

rbon

o se

usa

n en

la in

dust

ria fa

rmac

éutic

a pa

ra u

nir

prep

arac

ione

s en

form

a de

com

prim

idos

.

•El

eta

nol p

ara

bioc

ombu

stib

les

se p

rodu

ce a

par

tir d

e la

ferm

enta

ción

de

hidr

atos

de

carb

ono

de c

osec

has

de m

aíz

o ca

ña d

e az

úcar

.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 1

0.1

y 10

.2: G

rupo

s fu

ncio

nale

s or

gáni

cos

Tem

a 20

.1: R

eacc

ione

s or

gáni

cas

Tem

a 20

.3: E

ster

eois

omer

íaO

pció

n C

.4: B

ioco

mbu

stib

les

Biol

ogía

, tem

a 2.

3: H

idra

tos

de c

arbo

no

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r ens

ayos

con

las

solu

cion

es d

e Be

nedi

ct o

Feh

ling

para

dis

tingu

ir en

tre a

zúca

res

redu

ctor

es y

no

redu

ctor

es o

us

o de

sol

ució

n de

yod

o pa

ra d

etec

tar l

a pr

esen

cia

de a

lmid

ón.

•O

bjet

ivo

8:La

pro

ducc

ión

de b

ioco

mbu

stib

les

a pa

rtir d

e la

s co

sech

as g

ener

a m

ucha

s pr

egun

tas

rela

cion

adas

con

la d

efor

esta

ción

, ero

sión

del

sue

lo y

su

sten

tabi

lidad

. El d

ebat

e “c

omid

a ve

rsus

com

bust

ible

” se

refie

re a

la

cont

rove

rsia

que

sur

ge d

e lo

s de

sarro

llos

que

desv

ían

cose

chas

agr

ícol

as a

la

prod

ucci

ón d

e bi

ocom

bust

ible

s.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Las

vita

min

as s

on m

icro

nutri

ente

s or

gáni

cos

con

dive

rsas

func

ione

s qu

e se

deb

en o

bten

er d

e la

die

ta.

B.5

Vita

min

as

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rea

lizar

obs

erva

cion

es y

eva

luar

afir

mac

ione

s: e

l des

cubr

imie

nto

de la

s vi

tam

inas

(am

inas

vita

les)

es

un e

jem

plo

de q

ue lo

s ci

entíf

icos

bus

can

una

caus

a pa

ra la

s ob

serv

acio

nes

espe

cífic

as. E

ste

hech

o co

nduj

o a

la e

xplic

ació

n de

las

enfe

rmed

ades

por

déf

icit

(p. e

j. es

corb

uto

y be

riber

i).(1

.8)

Com

pren

sión

:

•La

s vi

tam

inas

son

mic

ronu

trien

tes

orgá

nico

s qu

e (e

n su

may

oría

) no

pued

e si

ntet

izar

el o

rgan

ism

o si

no q

ue s

e de

ben

obte

ner d

e la

s fu

ente

s de

alim

ento

s ad

ecua

das.

•La

sol

ubilid

ad (e

n ag

ua o

gra

sas)

de

una

vita

min

a se

pue

de p

rede

cir a

par

tir d

e su

est

ruct

ura.

•La

may

oría

de

las

vita

min

as s

on s

ensi

bles

al c

alor

.

•El

déf

icit

de v

itam

inas

en

la d

ieta

pro

voca

enf

erm

edad

es e

spec

ífica

s qu

e af

ecta

n a

millo

nes

de p

erso

nas

en e

l mun

do.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•C

ompa

raci

ón d

e la

s es

truct

uras

de

las

vita

min

as A

, C y

D.

•D

iscu

sión

de

las

caus

as y

efe

cto

del d

éfic

it de

vita

min

as e

n di

fere

ntes

paí

ses

y su

gere

ncia

de

solu

cion

es.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

5 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an la

s es

truct

uras

de

las

vita

min

as A

, C y

D.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

indu

stria

de

supl

emen

tos

alim

enta

rios,

esp

ecia

lmen

te la

ven

ta d

e pí

ldor

as

de v

itam

inas

, se

ha c

onve

rtido

en

una

indu

stria

muy

lucr

ativ

a en

muc

hos

país

es.

•El

déf

icit

de v

itam

ina

D e

stá

aum

enta

ndo,

en

parte

com

o re

sulta

do d

e la

pr

otec

ción

sol

ar d

e la

pie

l.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿C

uále

s so

n la

s co

nsid

erac

ione

s ét

icas

de

añad

ir su

plem

ento

s a

los

alim

ento

s qu

e se

con

sum

en fr

ecue

ntem

ente

, com

o el

flúo

r al a

gua

o el

yod

o a

la s

al?

Los

orga

nism

os p

úblic

os p

uede

n pr

oteg

er a

l ind

ivid

uo p

ero

tam

bién

lim

itar s

u lib

erta

d. ¿

Cóm

o sa

bem

os q

ué e

s lo

mej

or p

ara

la s

ocie

dad

y el

indi

vidu

o?

•Li

nus

Paul

ing

es e

l úni

co h

ombr

e ga

lard

onad

o co

n do

s pr

emio

s N

obel

. Su

afirm

ació

n de

que

los

supl

emen

tos

de v

itam

ina

C p

odría

n pr

even

ir en

ferm

edad

es c

omo

el re

sfria

do c

omún

, gen

eral

izó

su u

so. ¿

Cuá

l es

el p

apel

de

las

auto

ridad

es e

n la

com

unic

ació

n de

l con

ocim

ient

o ci

entíf

ico

al p

úblic

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 4

.1, 4

.2 y

4.3

: Est

ruct

ura

y pr

opie

dade

s fís

icas

Temas troncales


B.5

Vita

min

as

•N

o es

pre

ciso

que

apr

enda

n fu

ente

s es

pecí

ficas

de

vita

min

as e

n lo

s al

imen

tos

o lo

s no

mbr

es d

e en

ferm

edad

es q

ue p

rodu

ce s

u dé

ficit.

Tem

a 10

.1: G

rupo

s fu

ncio

nale

s or

gáni

cos

Tem

a20

.3: I

som

ería

con

figur

acio

nal

Biol

ogía

, opc

ión

D.2

: Nut

rició

n hu

man

a y

salu

d

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

dete

rmin

ació

n de

niv

eles

de

vita

min

a C

con

DC

PIP

(2,6

-dic

loro

feno

l ind

ofen

ol) e

n al

imen

tos.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

El a

umen

to d

e nu

estro

s co

noci

mie

ntos

de

bioq

uím

ica

ha tr

aído

com

o co

nsec

uenc

ia a

lgun

ospr

oble

mas

am

bien

tale

s, m

ient

ras

que

ha a

yuda

do a

reso

lver

otro

s.

B.6

Bio

quím

ica

y am

bien

te

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Eval

uaci

ón d

e rie

sgos

, col

abor

ació

n, c

onsi

dera

cion

es é

ticas

. Es

resp

onsa

bilid

ad d

e lo

s ci

entíf

icos

con

side

rar q

ué p

rodu

ctos

de

sus

inve

stig

acio

nes

y de

scub

rimie

ntos

te

ndrá

n im

pact

o ne

gativ

o en

el a

mbi

ente

y h

alla

r for

mas

de

cont

rarre

star

lo. P

or e

jem

plo,

el u

so d

e en

zim

as e

n lo

s de

terg

ente

sbi

ológ

icos

y p

ara

dete

ner d

erra

mes

de

petró

leo

y en

quí

mic

a ec

ológ

ica

en g

ener

al. (

4.8)

Com

pren

sión

:

•La

xen

obió

tica

trata

de

los

agen

tes

quím

icos

que

se

encu

entra

n en

un

orga

nism

o, c

uya

pres

enci

a no

es

norm

al.

•Lo

s pl

ástic

os b

iode

grad

able

s /c

ompo

stab

les

pued

en s

er c

onsu

mid

os o

de

grad

ados

por

las

bact

eria

s u

otro

s or

gani

smos

viv

os.

•La

quí

mic

a ho

st-g

uest

(hué

sped

-anf

itrió

n) im

plic

a la

cre

ació

n de

mol

écul

as

host

sin

tétic

as q

ue m

imet

icen

alg

unas

de

las

acci

ones

real

izad

as p

or la

s en

zim

as e

n la

s cé

lula

s po

r enl

ace

sele

ctiv

o a

espe

cies

anf

itrió

n es

pecí

ficas

, co

mo

los

mat

eria

les

tóxi

cos

del a

mbi

ente

.

•La

s en

zim

as s

e ha

n de

sarro

llado

par

a ay

udar

en

la d

egra

daci

ón d

e lo

s ve

rtido

s de

pet

róle

o y

otro

s re

sidu

os in

dust

riale

s.

•La

s en

zim

as d

e lo

s de

terg

ente

s bi

ológ

icos

pue

den

mej

orar

la e

ficie

ncia

en

ergé

tica

perm

itien

do la

lim

piez

a ef

ectiv

a a

baja

s te

mpe

ratu

r as.

•La

bio

ampl

ifica

ción

es

el a

umen

to d

e la

con

cent

raci

ón d

e un

a su

stan

cia

en u

na

cade

na a

limen

taria

.

•La

quí

mic

a ec

ológ

ica,

tam

bién

llam

ada

quím

ica

sost

enib

le, e

s un

a ra

ma

de la

in

vest

igac

ión

quím

ica

y la

inge

nier

ía q

ue p

rete

nde

min

imiz

ar la

pro

ducc

ión

y lib

erac

ión

al a

mbi

ente

de

sust

a nci

as p

elig

rosa

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

térm

ino

quím

ica

ecol

ógic

a fu

e ac

uñad

o po

r prim

era

vez

en 1

991,

y la

ac

epta

ción

de

su fi

loso

fía h

a co

nduc

ido

al c

ambi

o de

la s

ituac

ión

en la

ed

ucac

ión

y le

gisl

ació

n de

muc

hos

país

es.

•El

uso

del

pes

ticid

a D

DT

está

pro

hibi

do e

n la

may

oría

de

los

país

es d

ebid

o a

sus

efec

tos

tóxi

cos

y a

la b

ioam

plifi

caci

ón. S

in e

mba

rgo,

su

uso

cont

inúa

en

país

es d

onde

la m

alar

ia c

ontin

úa s

iend

o un

gra

n re

to p

ara

la s

alud

púb

lica.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

4: F

uerz

asin

term

olec

ular

esTe

ma

10.1

: Com

pues

tos

orgá

nico

s na

tura

les

y si

ntét

icos

Opc

ione

s A.

5 y

A.7:

Impa

cto

ambi

enta

l de

los

plás

ticos

Opc

ión

D.2

: Ant

ibió

ticos

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

com

para

ción

de

la d

egra

daci

ón

de p

lást

icos

bio

degr

adab

les

y no

bio

degr

adab

les

en e

l am

bien

te.

•O

bjet

ivo

6:La

eva

luac

ión

de ri

esgo

s, in

cluy

endo

los

riesg

os a

mbi

enta

les,

co

nstit

uye

una

parte

fund

amen

tal d

e to

do tr

abaj

o ex

perim

enta

l.

Temas troncales


B.6

Bio

quím

ica

y am

bien

te

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

iscu

sión

del

cre

cien

te p

robl

ema

de lo

s xe

nobi

ótic

os c

omo

los

antib

iótic

os e

n la

s pl

anta

s de

trat

amie

nto

de a

guas

resi

dual

es.

•D

escr

ipci

ón d

el p

apel

del

alm

idón

en

los

plás

ticos

bio

degr

adab

les.

•Ap

licac

ión

de la

quí

mic

a ho

st-g

uest

para

la e

limin

ació

n de

un

cont

amin

ante

es

pecí

fico

del a

mbi

ente

.

•D

escr

ipci

ón d

e un

eje

mpl

o de

bio

ampl

ifica

ción

, inc

luid

a la

fuen

te q

uím

ica

de la

su

stan

cia.

Los

eje

mpl

os p

uede

n in

clui

r met

ales

pes

ados

o p

estic

idas

.

•D

iscu

sión

de

los

desa

fíos

y cr

iterio

s pa

ra la

eva

luac

ión

del “

ecol

ogis

mo”

de

una

sust

anci

a us

ada

en in

vest

i gac

ión

bioq

uím

ica,

incl

uida

la e

ficie

ncia

at

ómic

a.

Orie

ntac

ión:

•N

o se

requ

iere

n lo

s no

mbr

es d

e “s

usta

ncia

s qu

ímic

as e

coló

gica

s” c

omo

los

diso

lven

tes.

•En

las

expl

icac

ione

s de

quí

mic

a ho

st-g

uest

, se

debe

des

taca

r el e

nlac

e no

co

vale

nte

dent

ro d

e la

sup

ram

oléc

ula.

•O

bjet

ivo

8:El

des

arro

llo d

e la

cie

ncia

de

la q

uím

ica

ecol

ógic

a ha

aum

enta

do

la to

ma

de c

onci

enci

a de

las

impl

icac

ione

s am

bien

tale

s y

étic

as p

or e

l uso

de

la c

ienc

ia y

la te

cnol

ogía

.



Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Opc

ión

B - B

ioqu

ímic

a 15

/25

hora

s

Idea

fund

amen

tal:

El a

nális

is d

e la

act

ivid

ad e

nzim

átic

a y

la c

once

ntra

ción

son

áre

as c

lave

de

la in

vest

igac

ión

bioq

uím

ica.

B.7

Pro

teín

as y

enz

imas

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Las

teor

ías

pued

en s

er s

ustit

uida

s: d

e la

hip

ótes

is d

e “ll

ave

y ce

rradu

ra” a

l mod

elo

de “e

ncaj

e in

duci

do” p

ara

las

enzi

mas

. (1.

9)

Col

abor

ació

n y

cons

ider

acio

nes

étic

as: L

os c

ient

ífico

s co

labo

ran

en la

sín

tesi

s de

nue

vas

enzi

mas

y p

ara

cont

rola

r rea

ccio

nes

dese

adas

(es

deci

r, co

ntro

l de

resi

duos

). (4

.5)

Com

pren

sión

:

•Lo

s in

hibi

dore

s de

sem

peña

n un

pap

el im

porta

nte

en la

regu

laci

ón d

e la

s ac

tivid

ades

de

las

enzi

mas

.

•Lo

s am

inoá

cido

s y

las

prot

eína

s pu

eden

act

uar c

omo

tam

pone

s en

sol

ució

n.

•Lo

s en

sayo

s de

pro

teín

as fr

ecue

ntem

ente

usa

n es

pect

rosc

opía

UV-

visi

ble

y un

a cu

rva

de c

alib

raci

ón b

asad

a en

pat

rone

s co

noci

dos.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

eter

min

ació

n de

la v

eloc

idad

máx

ima

de re

acci

ón (V

max

)y e

l val

or d

e la

co

nsta

nte

de M

icha

elis

(Km)p

ara

una

enzi

ma

por m

edio

s gr

áfic

os, y

ex

plic

ació

n de

su

sign

ifica

do.

•C

ompa

raci

ón d

e la

inhi

bici

ón e

nzim

átic

a co

mpe

titiv

a y

no c

ompe

titiv

a en

cu

anto

a la

est

ruct

ura

de la

pro

teín

a, e

l siti

o ac

tivo

y el

siti

o al

osté

rico.

•Ex

plic

ació

n de

l con

cept

o de

inhi

bici

ón d

e un

pro

duct

o en

ruta

s m

etab

ólic

as.

•C

álcu

los

del p

H d

e so

luci

ones

tam

pón,

com

o la

s qu

e se

usa

n en

aná

lisis

de

prot

eína

s y

en re

acci

ones

con

am

inoá

cido

s en

sol

ució

n.

•D

eter

min

ació

n de

la c

once

ntra

ción

de

una

prot

eína

en

solu

ción

a p

artir

de

una

curv

a de

cal

ibra

ción

usa

ndo

la le

y de

Bee

r-Lam

bert.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

s te

cnol

ogía

s ba

sada

s en

la a

cció

n en

zim

átic

a se

rem

onta

n a

tiem

pos

antig

uos

en a

lgun

os p

aíse

s. L

a fa

bric

ació

n de

cer

veza

y d

e qu

esos

se

asoc

ian

con

frecu

enci

a a

nom

bres

de

luga

res

parti

cula

res.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

térm

ino

“llav

e y

cerra

dura

” es

una

met

áfor

a ef

ectiv

a, p

ero

el m

odel

o “e

ncaj

e in

duci

do” e

s m

ejor

. ¿C

ómo

se u

san

las

met

áfor

as y

los

mod

elos

en

la

cons

trucc

ión

del c

onoc

imie

nto?

Util

izac

ión:

•La

s en

zim

as s

e us

an a

mpl

iam

ente

en

aplic

acio

nes

indu

stria

les

y do

més

ticas

. Lo

s ej

empl

os in

cluy

en d

eter

gent

es b

ioló

gico

s, te

xtile

s, a

limen

tos

y be

bida

s, y

pl

ástic

os b

iode

grad

able

s. L

os a

vanc

es e

n la

inge

nier

ía d

e la

s pr

oteí

nas

han

cond

ucid

o a

la s

ínte

sis

de e

nzim

as e

fect

ivas

en

un a

mpl

io ra

ngo

de

cond

icio

nes.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 6.

1: C

inét

ica

quím

ica

Tem

as 8

.1, 8

.3 y

8.4

: La

esca

la d

e pH

y á

cido

s y

base

s co

njug

ados

Tem

as 1

8.2

y 18

.3: C

álcu

los

ácid

o-ba

se y

cur

vas

de p

H



B.7

Pro

teín

as y

enz

imas

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en c

ubrir

los

efec

tos

de lo

s in

hibi

dore

s co

mpe

titiv

os y

no

com

petit

ivos

so

bre

los

valo

res

de K

my

Vm

ax.

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a la

ecu

ació

n de

Hen

ders

on-

Has

selb

alch

.

•Pa

ra la

esp

ectro

scop

ía U

V-vi

sibl

e, n

o se

requ

iere

con

ocim

ient

o de

reac

tivos

es

pecí

ficos

ni l

ongi

tude

s de

ond

a.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r med

ició

n de

la a

ctiv

idad

en

zim

átic

a co

n la

var

iaci

ón d

e la

s co

ndic

ione

s de

tem

pera

tura

, pH

y

conc

entra

ción

de

ione

s de

met

ales

pes

ados

.

•O

bjet

ivo

7:Ex

perim

ento

s de

regi

stro

de

dato

s co

n so

ndas

de

tem

pera

tura

o

pH p

ara

inve

stig

ar la

act

ivid

ad e

nzim

átic

a en

dife

rent

es c

ondi

cion

es; o

si

mul

acio

nes

info

rmát

icas

de

las

inte

racc

ione

s en

zim

a-su

stra

to.

•O

bjet

ivo

8:M

ucha

s te

cnol

ogía

s en

zim

átic

as a

yuda

n a

miti

gar l

os e

fect

os

ambi

enta

les

perju

dici

ales

de

los

agen

tes

quím

icos

com

o lo

s de

las

indu

stria

s de

l cue

ro, p

apel

y p

etró

leo.



Idea

fund

amen

tal:

El A

DN

es

el m

ater

ial g

enét

ico

que

se e

xpre

sa c

ontro

land

o la

sín

tesi

s de

pro

teín

as e

n la

cél

ula.

B.8

Áci

dos

nucl

eico

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

El m

étod

o ci

entíf

ico:

el d

escu

brim

ient

o de

la e

stru

ctur

a de

l AD

N e

s un

bue

n ej

empl

o de

util

izac

ión

de d

ifere

ntes

enf

oque

s pa

ra re

solv

er e

l mis

mo

prob

lem

a. L

os c

ient

ífico

s us

aron

mod

elos

y e

xper

imen

tos

de d

ifrac

ción

par

a de

sarro

llar l

a es

truct

ura

del A

DN

. (1.

3)

Los

desa

rrollo

s en

inve

stig

ació

n ci

entíf

ica

son

cons

ecue

ncia

del

per

fecc

iona

mie

nto

de lo

s ap

arat

os: l

a do

ble

hélic

e pr

oven

ient

e de

la d

ifrac

ción

de

rayo

s X

prop

orci

ona

la

expl

icac

ión

para

las

func

ione

s co

noci

das

del A

DN

. (3.

7)

Com

pren

sión

:

•Lo

s nu

cleó

tidos

son

pro

duct

os d

e co

nden

saci

ón d

e un

azú

car p

ento

sa, á

cido

fo

sfór

ico

y un

a ba

se n

itrog

enad

a: a

deni

na (A

), gu

anin

a (G

), ci

tosi

na (C

), tim

ina

(T) o

ura

cilo

(U).

•Lo

s po

linuc

leót

idos

se

form

an p

or re

acci

ones

de

cond

ensa

ción

.

•El

AD

N e

s un

a do

ble

hélic

e fo

rmad

a po

r dos

cad

enas

de

polin

ucle

ótid

os q

uese

man

tiene

n ju

ntas

por

uni

ones

de

hidr

ógen

o.

•El

AR

N e

s ge

nera

lmen

te u

na s

ola

cade

na d

e po

linuc

leót

ido

que

cont

iene

ur

acilo

en

luga

r de

timin

a y

un a

zúca

r rib

osa

en lu

gar d

e la

des

oxirr

ibos

a.

•La

sec

uenc

ia d

e ba

ses

del A

DN

det

erm

ina

la e

stru

ctur

a pr

imar

ia d

e la

s pr

oteí

nas

sint

etiz

adas

por

la c

élul

a us

ando

un

códi

go d

e tre

s ba

ses,

con

ocid

o co

mo

códi

go g

enét

ico,

que

es

univ

ersa

l.

•Lo

s or

gani

smos

mod

ifica

dos

gené

ticam

ente

tien

en m

ater

ial g

enét

ico

que

ha

sido

alte

rado

por

med

io d

e té

cnic

as d

e in

geni

ería

gen

étic

a, q

ue im

plic

an

trans

fere

ncia

s de

AD

N e

ntre

esp

ecie

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

Pro

yect

o G

enom

a H

uman

o fu

e un

pro

gram

a de

inve

stig

ació

n in

tern

acio

nal

cuya

met

a fu

e co

mpl

etar

el m

apeo

y s

ecue

ncia

ción

de

todo

s lo

s ge

nes

del

geno

ma

hum

ano.

•La

spo

lític

as d

e et

ique

tado

de

los

alim

ento

s m

odifi

cado

s ge

nétic

amen

te (A

MG

) va

ría a

mpl

iam

ente

en

dife

rent

es p

aíse

s.

•La

may

oría

de

los

orga

nism

os m

odifi

cado

s ge

nétic

amen

te e

stán

pro

tegi

dos

por p

aten

tes

inte

rnac

iona

les.

¿Q

ué e

fect

o tie

ne e

ste

hech

o so

bre

la e

cono

mía

gl

obal

y la

com

unid

ad c

ient

ífica

?Te

oría

del

Con

ocim

ient

o:

•El

AD

N a

lmac

ena

info

rmac

ión,

per

o no

con

ocim

ient

o.

•¿C

uále

s so

n la

s di

fere

ncia

s en

tre in

form

ació

n y

cono

cim

ient

o?

•En

196

2, e

l Pre

mio

Nob

el d

e Fi

siol

ogía

o M

edic

ina

se a

djud

icó

conj

unta

men

te

aC

rick,

Wat

son

y W

ilkin

s “p

or s

us d

escu

brim

ient

os re

lativ

os a

la e

stru

ctur

a m

olec

ular

de

los

ácid

os n

ucle

icos

y s

u im

porta

ncia

par

a la

tran

sfer

enci

a de

in

form

ació

n en

el m

ater

ial v

ivo.

” ¿C

uál e

s el

pap

el d

e la

col

abor

ació

n en

el

avan

ce d

el c

onoc

imie

nto?

•La

exist

encia

de

base

s de

dat

os d

e AD

N p

lant

ea p

regu

ntas

sob

re la

priv

acid

ad d

el

indi

viduo

y e

l der

echo

que

tien

en lo

s go

bier

nos

de a

cced

er a

la in

form

ació

n pe

rson

al.

¿Qui

én ti

ene

el d

erec

ho d

e ac

cede

r al c

onoc

imie

nto

del A

DN

de

una

pers

ona?



B.8

Áci

dos

nucl

eico

s

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

la e

stab

ilidad

del

AD

N e

n fu

nció

n de

las

inte

racc

ione

s en

tre s

us

com

pone

ntes

hid

rofíl

icos

e h

idro

fóbi

cos.

•Ex

plic

ació

n de

l orig

en d

e la

car

ga n

egat

iva

en e

l AD

N y

su

asoc

iaci

ón c

on la

s pr

oteí

nas

bási

cas

de lo

s cr

omos

omas

(his

tona

s).

•D

educ

ción

de

la s

ecue

ncia

de

nucl

eótid

os d

e un

a he

bra

com

plem

enta

ria d

e AD

N o

una

mol

écul

a de

AR

N a

par

tir d

e un

a se

cuen

cia

de p

olin

ucle

ótid

o da

da.

•Ex

plic

ació

n de

cóm

o el

apa

ream

ient

o co

mpl

emen

tario

ent

re b

ases

per

mite

que

el

AD

N s

ea c

apaz

de

r epl

icar

se a

sí m

ism

o ex

acta

men

te.

•D

iscu

sión

de

los

bene

ficio

s y

preo

cupa

cion

es a

cerc

a de

l uso

de

alim

ento

s m

odifi

cado

s ge

nétic

amen

te.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

4 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an la

s es

truct

uras

de

las

base

s ni

troge

nada

s y

los

azúc

ares

ribo

sa y

des

oxirr

ibos

a.

•N

o se

requ

iere

el c

onoc

imie

nto

de la

s di

fere

ntes

form

as d

e AR

N.

•N

o se

requ

iere

n lo

s de

talle

s de

l pro

ceso

de

repl

icac

ión

de A

DN

.

•Li

mita

r la

expr

esió

n de

AD

N a

l con

cept

o de

que

un

códi

go d

e cu

atro

uni

dade

s de

bas

es d

eter

min

a un

a se

cuen

cia

de v

eint

e un

idad

es d

e am

inoá

cido

s. N

o se

re

quie

ren

deta

lles

de la

trans

crip

ción

y la

trad

ucci

ón.

Util

izac

ión:

•El

con

ocim

ient

o de

la s

ecue

ncia

ción

de

ADN

ha

trans

form

ado

cier

tos

aspe

ctos

de

la in

vest

igac

ión

lega

l, in

cluy

endo

cas

os fo

rens

es y

de

pate

rnid

ad. T

ambi

én

se u

sa a

mpl

iam

ente

en

estu

dios

de

dato

s ge

neal

ógic

os y

mig

raci

ones

hu

man

as.

•La

sec

uenc

iaci

ón d

el A

DN

es

un a

spec

to im

porta

nte

del e

stud

io d

e la

ev

oluc

ión

bioq

uím

ica.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 4.

4: E

nlac

e de

hid

róge

no, i

nter

acci

ones

inte

rmol

ecul

ares

Tem

a 8.

1: In

tera

ccio

nes

ácid

o-ba

seBi

olog

ía, t

emas

2.6

y 7

.1: E

stru

ctur

a de

l AD

N y

el A

RN

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

5:La

his

toria

de

la ri

valid

ad e

xist

ente

ent

re lo

s di

fere

ntes

equ

ipos

impl

icad

os e

n la

elu

cida

ción

de

la e

stru

ctur

a de

l AD

N e

n lo

s añ

os 5

0 es

un

ejem

plo

de la

falta

de

cola

bora

ción

efe

ctiv

a y

com

unic

ació

n du

rant

e la

s ac

tivid

ades

cie

ntífi

cas.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

extra

cció

n de

AD

N d

e cé

lula

s e

inve

stig

ació

n de

sus

pro

pied

ades

físi

cas

y ej

erci

cios

de

cons

trucc

ión

de

mod

elos

de

estru

ctur

a de

AD

N, i

nclu

yend

o el

apa

ream

ient

o es

pecí

fico

de la

s ba

ses

entre

pur

ina

y pi

rimid

ina.

•O

bjet

ivo

7:Ex

iste

n ba

ses

de d

atos

de

secu

enci

as g

enét

icas

de

dife

rent

es

orga

nism

os.

•O

bjet

ivo

8:M

ucha

s cu

estio

nes

étic

as s

e de

rivan

de

nues

tro c

onoc

imie

nto

del

geno

ma

hum

ano,

incl

uyen

do la

clo

naci

ón, l

a in

geni

ería

gen

étic

a y

la te

rapi

a ge

nétic

a, e

ntre

otra

s.



Idea

fun

dam

enta

l:Lo

s pi

gmen

tos

biol

ógic

os c

ompr

ende

n un

a va

rieda

d de

est

ruct

uras

quí

mic

as c

on d

iver

sas

func

ione

s qu

e ab

sorb

en lu

z de

lo

ngitu

des

de o

nda

espe

cífic

as.

B.9

Pig

men

tos

biol

ógic

os

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Uso

de

dato

s: la

s m

edic

ione

s cu

antit

ativ

as d

e ab

sorb

anci

a co

nstit

uyen

un

med

io fi

able

de

com

unic

ar b

ases

de

dato

s de

col

ores

que

inic

ialm

ente

era

n su

bjet

ivas

y d

ifíci

les

de d

uplic

ar. (

3.1)

Com

pren

sión

:

•Lo

s pi

gmen

tos

biol

ógic

os s

on c

ompu

esto

s co

lore

ados

pro

duci

dos

por e

l m

etab

olis

mo.

•El

col

or d

e lo

s pi

gmen

tos

se d

ebe

a su

s si

stem

as a

ltam

ente

con

juga

dos

con

elec

trone

s de

sloc

aliz

ados

, que

pre

sent

an in

tens

as b

anda

s de

abs

orci

ón e

n la

re

gión

vis

ible

.

•La

s po

rfirin

as, c

omo

la h

emog

lobi

na, l

a m

iogl

obin

a, la

clo

rofil

a y

muc

hos

cito

crom

os, s

on q

uela

tos

de m

etal

es c

on g

rand

es li

gand

os m

acro

cícl

icos

que

co

ntie

nen

nitró

geno

.

•La

hem

oglo

bina

y la

mio

glob

ina

cont

iene

n gr

upos

hem

o en

el q

ue e

l gru

po

porfi

rina

está

enl

azad

o a

un io

n hi

erro

(II).

•Lo

s ci

tocr

omos

con

tiene

n gr

upos

hem

o en

los

que

el io

n hi

erro

se

inte

rcon

vier

te d

e hi

erro

(II)

a hi

erro

(III)

dur

ante

reac

cion

es ré

dox.

•La

s an

toci

anin

as s

on p

igm

ento

s ar

omát

icos

sol

uble

s en

agu

a ex

tens

amen

te

dist

ribui

dos

en la

s pl

anta

s. S

u co

lor e

spec

ífico

dep

ende

de

los

ione

s m

etál

icos

y

del p

H.

•Lo

s ca

rote

noid

es s

on p

igm

ento

s so

lubl

esen

lípi

dos

y es

tán

invo

lucr

ados

en

la

capt

ació

n de

luz

dura

nte

la fo

tosí

ntes

is. S

on s

usce

ptib

les

de o

xida

ción

ca

taliz

ada

por l

a lu

z.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•D

uran

te la

pre

para

ción

y p

roce

sam

ient

o co

mer

cial

de

alim

ento

s se

les

añad

e,

con

frecu

enci

a, c

olor

ante

s ar

tific

iale

s. L

a lis

ta d

e co

lora

ntes

alim

enta

rios

acep

tado

s va

ría e

xtre

mad

amen

te e

ntre

paí

ses,

hec

ho q

ue a

carre

a pr

oble

mas

de

com

erci

o in

tern

acio

nal.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Lo

s ex

perim

ento

s m

uest

ran

que

nues

tra a

prec

iaci

ón d

e lo

s al

imen

tos

se b

asa

en u

na in

tera

cció

n en

tre n

uest

ros

sent

idos

. ¿C

ómo

inte

ract

úan

los

dife

rent

es

sent

idos

en

nues

tro c

onoc

imie

nto

empí

rico

del m

undo

?

Util

izac

ión:

•Lo

s di

fere

ntes

tono

s de

pie

l, oj

os y

cab

ello

son

el r

esul

tado

de

dife

renc

ias

de

conc

entra

ción

del

pig

men

to m

elan

ina.

•La

s pe

rson

as c

uyos

ant

epas

ados

vivi

eron

a e

leva

da a

ltitud

dur

ante

muc

has

gene

racio

nes

han

desa

rrolla

do u

na h

emog

lobi

na c

on m

ayor

afin

idad

por

el o

xíge

no.

•El

col

or ro

jo p

urpú

reo

de la

car

ne s

e de

be e

n gr

an p

arte

a la

pre

senc

ia d

e m

iogl

obin

a. E

l cam

bio

a co

lor m

arró

n du

rant

e la

coc

ción

se

debe

a q

ue e

l ion

hi

erro

se

oxid

a a

Fe3+

.

•La

s an

toci

anin

as y

car

oten

oide

s pr

opor

cion

an s

eñal

es v

isib

les

para

que

las

plan

tas

atra

igan

inse

ctos

y p

ájar

os p

ara

la p

olin

izac

ión

y di

sper

sión

de

las

sem

illas.

Tam

bién

pro

tege

n a

las

plan

tas

del d

año

caus

ado

por l

a lu

z U

V.



B.9

Pig

men

tos

biol

ógic

os

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

la fo

rma

sigm

oida

l de

la c

urva

de

diso

ciac

ión

del o

xíge

no d

e la

he

mog

lobi

na e

n fu

nció

n de

l enl

ace

coop

erat

ivo

de la

hem

oglo

bina

con

el

oxíg

eno.

•D

iscu

sión

de

los

fact

ores

que

influ

yen

sobr

e la

sat

urac

ión

de o

xíge

no d

e la

he

mog

lobi

na, i

nclu

idos

la te

mpe

ratu

ra, e

l pH

y e

l dió

xido

de

carb

ono.

•D

escr

ipci

ón d

e la

may

or a

finid

ad p

or e

l oxí

geno

de

la h

emog

lobi

na fe

tal.

•Ex

plic

ació

n de

la a

cció

n de

l mon

óxid

o de

car

bono

com

o in

hibi

dor c

ompe

titiv

o de

la u

nión

con

el o

xíge

no.

•R

esum

en d

e lo

s fa

ctor

es q

ue a

fect

an la

est

abilid

ad d

e la

s an

toci

anin

as, l

os

caro

teno

ides

y la

clo

rofil

a en

func

ión

de s

us e

stru

ctur

as.

•Ex

plic

ació

n de

la c

apac

idad

de

las

anto

cian

inas

de

actu

ar c

omo

indi

cado

res

basá

ndos

e en

su

sens

ibilid

ad a

l pH

.

•D

escr

ipci

ón d

e ca

paci

dad

de lo

s pi

gmen

tos

foto

sint

étic

os d

e ca

ptur

ar e

nerg

ía

sola

r dur

ante

la fo

tosí

ntes

is.

•In

vest

igac

ión

de p

igm

ento

s po

r med

io d

e cr

omat

ogra

fía e

n pa

pel y

en

capa

de

lgad

a.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

5 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an la

s es

truct

uras

de

la c

loro

fila,

el

gru

po h

emo

B y

ejem

plos

esp

ecífi

cos

de a

ntoc

iani

nas

y ca

rote

noid

es; n

o se

re

quie

ren

deta

lles

de n

ombr

es y

est

ruct

uras

de

otro

s pi

gmen

tos.

•La

exp

licac

ión

del e

nlac

e co

oper

ativo

en

la h

emog

lobi

na s

e de

be lim

itar a

los

cam

bios

con

form

acio

nale

s qu

e se

pro

duce

n en

un

polip

éptid

o cu

ando

se

oxig

ena.

•N

o se

requ

iere

n co

noci

mie

ntos

esp

ecífi

cos

de lo

s ca

mbi

os d

e co

lor q

ue s

e pr

oduc

en c

uand

o ca

mbi

an la

s co

ndic

ione

s.

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

prog

ram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 8.

2: In

dica

dore

sTe

ma

13.2

: Ion

es c

ompl

ejos

O

pció

n C

.8: C

onju

gaci

ón e

lect

róni

ca y

cél

ulas

sol

ares

sen

sibi

lizad

as p

or c

olor

ante

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r la

extra

cció

n y

aisl

amie

nto

de

pigm

ento

s de

pla

ntas

usa

ndo

diso

lven

tes

y em

budo

de

deca

ntac

ión

o el

uso

de

ant

ocia

nina

s co

mo

indi

cado

res

de p

H.

•O

bjet

ivo

7:U

so d

e re

gist

rado

res

de d

atos

par

a re

coge

r dat

os d

e ab

sorc

ión.



Idea

fund

amen

tal:

La m

ayor

ía d

e lo

s pr

oces

os b

ioqu

ímic

os s

on e

ster

eoes

pecí

ficos

e im

plic

an s

olo

mol

écul

as c

on c

ierta

con

figur

ació

n de

los

átom

osde

car

bono

qui

rale

s.

B.1

0 Es

tere

oquí

mic

a en

las

biom

oléc

ulas

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Las

teor

ías

se u

san

para

exp

licar

fenó

men

os n

atur

ales

/eva

luar

afir

mac

ione

s. L

a bi

oquí

mic

a en

glob

a m

ucha

s m

oléc

ulas

qui

rale

s en

las

que

un e

nant

ióm

ero

pose

e ac

tivid

ad

biol

ógic

a es

pecí

fica.

Las

reac

cion

es q

uím

icas

en

ambi

ente

qui

ral s

on e

l prin

cipi

o di

fere

ncia

dor e

ntre

mat

eria

viv

a y

no v

iva.

(2.2

)

Com

pren

sión

:

•Sa

lvo

en u

na e

xcep

ción

, los

am

inoá

cido

s so

n qu

irale

s, y

en

las

prot

eína

s so

lo

se e

ncue

ntra

la c

onfig

urac

ión

L.

•En

su

may

oría

, las

gra

sas

insa

tura

das

natu

rale

s tie

nen

form

a ci

s, p

ero

dura

nte

el p

roce

sam

ient

o de

los

alim

ento

s se

pue

den

trans

form

ar e

n tra

ns.

•La

con

figur

ació

n D

y L

de

los

este

reoi

sóm

eros

de

los

azúc

ares

se

refie

re a

l át

omo

de c

arbo

no q

uira

l más

leja

no d

el g

rupo

ald

ehíd

o o

ceto

na. L

as fo

rmas

D

son

las

más

frec

uent

es e

n la

nat

ural

eza.

•La

s fo

rmas

cíc

licas

de

los

azúc

ares

tien

en is

ómer

os, c

onoc

idos

com

o α

yβ,

se

gún

sea

la p

osic

ión

del g

rupo

hid

roxi

lo d

el c

arbo

no 1

(glu

cosa

) o e

l car

bono

2

(fruc

tosa

): ha

cia

abaj

o de

l pla

no d

el a

nillo

( α) o

hac

ia a

rriba

del

pla

no d

el

anillo

(β).

•La

quí

mic

ade

la v

isió

n im

plic

a la

inte

rcon

vers

ión

activ

ada

por l

a lu

z de

los

isóm

eros

cis

-ytra

ns-d

el re

tinal

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

escr

ipci

ón d

e la

hid

roge

naci

ón y

la h

idro

gena

ción

par

cial

de

las

gras

as

insa

tura

das,

incl

uyen

do la

pro

ducc

ión

de g

rasa

s tra

ns, y

dis

cusi

ón d

e la

s ve

ntaj

as y

des

vent

ajas

de

esto

s pr

oces

os.

•Ex

plic

ació

n de

la e

stru

ctur

a y

prop

ieda

des

de la

cel

ulos

a, y

com

para

ción

con

el

alm

idón

.

•D

iscu

sión

de

la im

porta

ncia

de

la c

elul

osa

com

o m

ater

ial e

stru

ctur

al y

en

la

diet

a.

•R

esum

en d

el p

apel

de

la v

itam

ina

A en

la v

isió

n, in

cluy

endo

los

pape

les

de la

op

sina

, rod

opsi

na y

el c

is-y

trans

-retin

al.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Lo

s di

stin

tos

país

es ti

enen

nor

mas

de

etiq

ueta

do d

e al

imen

tos

muy

dife

rent

es

con

resp

ecto

a s

u co

nten

ido

quím

ico,

incl

uido

el t

ipo

de g

rasa

s pr

esen

tes.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 10

.1: G

rupo

s fu

ncio

nale

s or

gáni

cos

Tem

a 20

.1: R

eacc

ione

s or

gáni

cas

Tem

a 20

.3: E

ster

eois

omer

íaO

pció

n A.

4: F

uerz

as in

term

olec

ular

es/d

e Lo

ndon

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

8:El

uso

de

gras

as s

atur

adas

y g

rasa

s tra

ns, a

carre

a cu

estio

nes

étic

as, e

spec

ialm

ente

en

la in

dust

ria d

e la

com

ida

rápi

da.



B.1

0 Es

tere

oquí

mic

a en

las

biom

oléc

ulas

Orie

ntac

ión:

•N

o se

requ

iere

n lo

s no

mbr

es d

e la

s en

zim

as im

plic

adas

en

el c

iclo

de

la v

isió

n.

•Se

deb

en tr

atar

los

punt

os d

e fu

sión

rela

tivos

de

las

gras

as s

atur

adas

y la

s ci

s-/tr

ans-

insa

tura

das.

Temas troncales


Tem

as tr

onca

les

Opc

ión

C: E

nerg

ía

15/2

5 ho

ras

Idea

fund

amen

tal:

Las

soci

edad

es s

on c

ompl

etam

ente

dep

endi

ente

s de

los

recu

rsos

ene

rgét

icos

. En

cual

quie

r con

vers

ión,

la c

antid

ad d

e en

ergí

a se

con

serv

a, p

ero

la c

alid

ad s

e de

grad

a.

C.1

Fue

ntes

de

ener

gía

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Uso

de

teor

ías

para

exp

licar

fenó

men

os n

atur

ales

: las

var

iaci

ones

de

ener

gía

en e

l mun

do q

ue n

os ro

dea

son

cons

ecue

ncia

de

las

varia

cion

es d

e en

ergí

a po

tenc

ial y

ci

nétic

a a

nive

l mol

ecul

ar.

La e

nerg

ía ti

ene

cant

idad

y c

alid

ad. (

2.2)

Com

pren

sión

:

•U

na fu

ente

de

ener

gía

útil

es a

quel

la q

ue li

bera

ene

rgía

a v

eloc

idad

razo

nabl

e y

prod

uce

mín

ima

cont

amin

ació

n.

•La

cal

idad

de

la e

nerg

ía s

e de

grad

a a

med

ida

que

se tr

ansf

iere

cal

or a

l en

torn

o. L

a en

ergí

a y

los

mat

eria

les

evol

ucio

nan

desd

e un

a fo

rma

conc

entra

da

haci

a un

a di

sper

sa. L

a ca

ntid

ad d

e la

ene

rgía

dis

poni

ble

para

real

izar

trab

ajo

dism

inuy

e.

•La

s fu

ente

s de

ene

rgía

reno

vabl

es s

e re

gene

ran

natu

ralm

ente

. Las

fuen

tes

de

ener

gía

no re

nova

bles

son

fini

tas.

•en

ergí

a lib

erad

a por

el co

mbu

stibl

een

ergí

avo

lum

en d

e com

busti

lbD

ensi

le co

dans

d de

um

ido

=

•en

ergí

a lib

erad

a po

r el c

ombu

stibl

eEn

ergí

a es

pecí

fica

mas

a de

com

busti

ble

cons

umid

o=

•sa

lida

de e

Efic

acia

de

nerg

ía ú

til u

na tr

ansf

eren

cia

de e

nerg

ía10

0en

trada

tota

l de

ener

gía

=×

%

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

Age

ncia

Inte

rnac

iona

l de

Ener

gía

es u

na o

rgan

izac

ión

autó

nom

a co

n ba

se

en P

arís

que

trab

aja

para

ase

gura

r ene

rgía

fiab

le, e

conó

mic

a y

limpi

a pa

ra s

us

28 p

aíse

s m

iem

bros

y o

tros.

•La

Age

ncia

Inte

rnac

iona

l de

Ener

gías

Ren

ovab

les

(IREN

A), c

on b

ase

en A

bu

Dab

i, EA

U, s

e fu

ndó

en 2

009

para

pro

mov

er la

ado

pció

n cr

ecie

nte

y us

o so

sten

ible

de

fuen

tes

de e

nerg

ía re

nova

bles

(bio

ener

gía,

ene

rgía

geo

térm

ica,

en

ergí

a hí

dráu

lica,

oce

ánic

a, s

olar

y e

ólic

a).

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•“N

o te

ngo

duda

s de

que

el a

prov

echa

mie

nto

de la

ene

rgía

sol

ar te

ndrá

éxi

to. S

i lo

s ra

yos

del s

ol fu

eran

arm

as d

e gu

erra

, ya

habr

íam

os te

nido

ene

rgía

sol

ar

hace

cie

ntos

de

años

.” (L

ord

Geo

rge

Porte

r). ¿

En q

ué m

edid

a de

bería

n lo

s fa

ctor

es s

ocia

les,

pol

ítico

s, c

ultu

rale

s y

relig

ioso

s af

ecta

r el t

ipo

de

inve

stig

ació

n qu

e se

ha

de fi

nanc

iar y

real

izar

ore

chaz

ar?

•Ex

iste

n m

ucho

s as

pect

os é

ticos

que

se

deriv

an d

e la

gen

erac

ión

de e

nerg

ía y

su

con

secu

ente

con

tribu

ción

a la

con

tam

inac

ión

y al

cam

bio

clim

átic

o. ¿

Cóm

o in

fluye

n la

s pr

esio

nes

polít

icas

en

las

dife

rent

es á

reas

del

con

ocim

ient

o?

Temas troncales


C.1

Fue

ntes

de

ener

gía

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

iscu

sión

del

uso

de

dife

rent

es fu

ente

s de

ene

rgía

reno

vabl

es y

no

reno

vabl

es.

•D

eter

min

ació

n de

la d

ensi

dad

de e

nerg

ía y

la e

nerg

ía e

spec

ífica

de

un

com

bust

ible

a p

artir

de

la e

ntal

pía

de c

ombu

stió

n, la

den

sida

d y

la m

asa

mol

ar

del c

ombu

stib

le.

•D

iscu

sión

de

la in

fluen

cia

de la

den

sida

d de

ene

rgía

de

un c

ombu

stib

le o

de

su

ener

gía

espe

cífic

a en

su

elec

ción

com

o co

mbu

stib

le.

•D

eter

min

ació

n de

la e

ficac

ia d

e un

pro

ceso

de

trans

fere

ncia

de

ener

gía

a pa

rtir

de lo

s da

tos

apro

piad

os.

•D

iscu

sión

de

las

vent

ajas

y d

esve

ntaj

as d

e la

s di

fere

ntes

fuen

tes

de e

nerg

ía

desd

e C

.2 h

asta

C.8

.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 5.

1: E

ntal

pías

de

com

bust

ión

Tem

a 10

.2: L

a co

mbu

stió

n de

los

hidr

ocar

buro

s Si

stem

as A

mbi

enta

les

y So

cied

ades

, tem

as 3

.2, 3

.3, 3

.5 y

3.6

Fí

sica

, tem

a 8.

1: D

ensi

dad

de e

nerg

ía

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

1:D

iscu

sión

sob

re e

l hec

ho d

e qu

e la

s po

sibl

es fu

ente

s de

ene

rgía

pr

opor

cion

enop

ortu

nida

des

para

el e

stud

io c

ient

ífico

y la

cre

ativ

idad

den

tro d

e un

con

text

o gl

obal

.

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

ría in

vest

igar

exp

erim

enta

lmen

te la

den

sida

d de

ene

rgía

de

dife

rent

es c

ombu

stib

les.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

expl

orar

bas

es d

e da

tos

esta

díst

icos

de

ener

gía

a es

cala

nac

iona

l y g

loba

l.

•O

bjet

ivo

8:La

pro

ducc

ión

de e

nerg

ía ti

ene

dim

ensi

ones

glo

bale

s a

nive

l ec

onóm

ico

y am

bien

tal.

Las

elec

cion

es q

ue s

e re

aliz

an e

n es

ta á

rea

tiene

n im

plic

acio

nes

mor

ales

y é

ticas

.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

La e

nerg

ía d

e lo

s co

mbu

stib

les

fósi

les

se o

rigin

a a

parti

r de

la e

nerg

ía s

olar

alm

acen

ada

por m

edio

de

proc

esos

quí

mic

os e

n el

tra

nscu

rso

del t

iem

po. E

stos

recu

rsos

abu

ndan

tes

no s

on re

nova

bles

per

o pr

opor

cion

an g

ran

cant

idad

de

ener

gía

debi

do a

la n

atur

alez

a de

los

enla

ces

quím

icos

pre

sent

es e

n lo

s hi

droc

arbu

ros.

C.2

Com

bust

ible

s fó

sile

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La c

omun

idad

cie

ntífi

ca y

la c

olab

orac

ión:

el u

so d

e co

mbu

stib

les

fósi

les

ha te

nido

un

pape

l fun

dam

enta

l en

el d

esar

rollo

de

la c

ienc

ia y

la te

cnol

ogía

. (4.

1)

Com

pren

sión

:

•Lo

s co

mbu

stib

les

fósi

les

se fo

rmar

on p

or re

ducc

ión

de c

ompu

esto

s bi

ológ

icos

qu

e co

ntie

nen

carb

ono,

hid

róge

no, n

itróg

eno,

azu

fre y

oxí

geno

.

•El

pet

róle

o es

una

mez

cla

com

plej

a de

hid

roca

rbur

os q

ue s

e pu

eden

de

sdob

lar,

por m

edio

de

la d

estil

ació

nfra

ccio

nada

, en

dife

rent

es p

arte

s co

mpo

nent

es ll

amad

as fr

acci

ones

.

•El

pet

róle

o cr

udo

nece

sita

ser

refin

ado

ante

s de

su

uso.

Las

dife

rent

es

fracc

ione

s se

sep

aran

por

med

io d

e un

pro

ceso

físi

co e

n la

des

tilac

ión

fracc

iona

da.

•La

tend

enci

a de

un

com

bust

ible

aar

der e

spon

táne

amen

te, q

ue c

ondu

ce a

l “g

olpe

teo”

en

el m

otor

de

un a

utom

óvil,

se

rela

cion

a co

n la

est

ruct

ura

mol

ecul

ar y

se

mid

e po

r el n

úmer

o de

oct

ano.

•El

com

porta

mie

nto

de lo

s hi

droc

arbu

ros

com

o co

mbu

stib

les

se p

erfe

ccio

na p

or

med

io d

e la

s re

acci

ones

de

craq

ueo

y re

form

ado

cata

lític

o.

•La

gas

ifica

ción

y li

cuac

ión

del c

arbó

n so

n pr

oces

os q

uím

icos

que

con

vier

ten

el

carb

ón e

n hi

droc

arbu

ros

gase

osos

y lí

quid

os.

•La

hue

lla d

e ca

rbon

o es

la c

antid

ad to

tal d

e ga

ses

que

caus

an e

fect

o in

vern

ader

o pr

oduc

ido

dura

nte

las

activ

idad

es h

uman

as. G

ener

alm

ente

, se

expr

esa

en to

nela

das

equi

vale

ntes

de

dióx

ido

de c

arbo

no.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

ele

cció

n de

un

com

bust

ible

fósi

l en

dife

rent

es p

aíse

s de

pend

e de

su

disp

onib

ilidad

y d

e fa

ctor

es e

conó

mic

os, s

ocia

les,

ambi

enta

les

y te

cnol

ógic

os.

•En

dife

rent

es p

aíse

s se

usa

n di

fere

ntes

sis

tem

as d

e cl

asifi

caci

ón d

e co

mbu

stib

les

(RO

N, M

ON

o P

ON

).

•La

s pe

rfora

cion

es o

ceán

icas

, los

ole

oduc

tos

y lo

s de

rram

es d

e pe

tróle

o so

n as

unto

s qu

e de

man

dan

coop

erac

ión

y ac

uerd

o in

tern

acio

nal.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 5

.1 y

5.3

: Var

iaci

ones

de

enta

lpía

de

com

bust

ión

Tem

as 1

0.1

y 20

.3: H

idro

carb

uros

e is

omer

íaTe

ma

10.2

y o

pció

n C

.5: C

alen

tam

ient

o gl

obal

O

pció

n C

.8: C

élul

as s

olar

esBi

olog

ía, t

ema

4.3:

Cic

lo d

el c

arbo

no

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s po

sibl

es e

xper

imen

tos

pued

en s

er d

estil

ació

n fra

ccio

nada

y

reac

cion

es d

e cr

aque

o ca

talít

ico.

•O

bjet

ivo

7:Se

pue

den

expl

orar

bas

es d

e da

tos

esta

díst

icos

de

ener

gía

a es

cala

nac

iona

l y g

loba

l.

Temas troncales


C.2

Com

bust

ible

s fó

sile

s

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

iscu

sión

del

efe

cto

de la

long

itud

y la

s ra

mifi

caci

ones

de

la c

aden

a so

bre

el

núm

ero

de o

ctan

o.

•D

iscu

sión

de

las

reac

cion

es d

e re

form

ado

y cr

aque

o de

los

hidr

ocar

buro

s y

expl

icac

ión

de c

ómo

esto

s pr

oces

os a

umen

tan

el n

úmer

o de

oct

ano.

•D

educ

ción

de

ecua

cion

es d

e la

s re

acci

ones

de

craq

ueo

y re

form

ado,

ga

sific

ació

n y

licua

ción

del

car

bón.

•D

iscu

sión

de

las

vent

ajas

y d

esve

ntaj

as d

e lo

s di

stin

tos

com

bust

ible

s fó

sile

s.

•Id

entif

icac

ión

de la

s di

stin

tas

fracc

ione

s de

l pet

róle

o, s

u vo

latil

idad

rela

tiva

y su

s us

os.

•C

álcu

los

del d

ióxi

do d

e ca

rbon

o em

itido

a la

atm

ósfe

ra d

uran

te la

com

bust

ión

de d

istin

tos

com

bust

ible

s y

dete

rmin

ació

n de

la h

uella

de

carb

ono

de d

ifere

ntes

ac

tivid

ades

.

Orie

ntac

ión:

•Se

debe

trat

ar e

l cos

to d

e pr

oduc

ción

y la

dis

poni

bilid

ad (r

eser

vas)

de

com

bust

ible

s fó

sile

s y

su im

pact

o am

bien

tal.

•O

bjet

ivo

7:Ex

iste

n m

ucho

s ca

lcul

ador

es e

n lín

ea p

ara

calc

ular

hue

llas

de

carb

ono.

•O

bjet

ivo

8:La

con

side

raci

ón d

e la

s ve

ntaj

as y

des

vent

ajas

de

los

com

bust

ible

s fó

sile

s ilu

stra

las

impl

icac

ione

s ec

onóm

icas

y a

mbi

enta

les

del

uso

de la

cie

ncia

y la

tecn

olog

ía.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

La fu

sión

de

los

núcl

eos

de h

idró

geno

en

el S

ol e

s la

fuen

te d

e gr

an p

arte

de

la e

nerg

ía n

eces

aria

par

a la

vid

a en

la T

ierra

. Exi

sten

m

ucho

s de

safío

s te

cnol

ógic

os p

ara

repr

oduc

ir es

te p

roce

so e

n la

Tie

rra, p

ero

si s

e lo

gra

podr

ía o

frece

r una

abu

ndan

te fu

ente

de

ener

gía.

La

fisió

n im

plic

a la

rupt

ura

de n

úcle

os g

rand

es in

esta

bles

en

núcl

eos

más

peq

ueño

s y

esta

bles

.

C.3

Fus

ión

y fis

ión

nucl

ear

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Eval

uar l

a ét

ica

de la

inve

stig

ació

n ci

entíf

ica:

el u

so g

ener

aliz

ado

de la

fisi

ón n

ucle

ar p

ara

prod

ucir

ener

gía

cond

ucirí

a a

la re

ducc

ión

de la

em

isió

n de

gas

es q

ue c

ausa

n el

ef

ecto

inve

rnad

ero.

La

fisió

n nu

clea

r es

el p

roce

so q

ue ti

ene

luga

r en

la b

omba

ató

mic

a y

la fu

sión

nuc

lear

, en

la b

omba

de

hidr

ógen

o. (4

.5)

Com

pren

sión

:

Fusi

ón n

ucle

ar

•Lo

s nú

cleo

s lig

eros

pue

den

sufri

r rea

ccio

nes

de fu

sión

pue

sto

que

esto

au

men

ta la

ene

rgía

de

enla

ce p

or n

ucle

ón.

•La

s re

acci

ones

de

fusi

ón c

onst

ituye

n un

a pr

omet

edor

a fu

ente

de

ener

gía

pues

to q

ue e

l com

bust

ible

no

es c

aro

y es

abu

ndan

te y

no

gene

ra re

sidu

o sra

diac

tivos

.

•Lo

s es

pect

ros

de a

bsor

ción

se

usan

par

a an

aliz

ar la

com

posi

ción

de

las

estre

llas.

Fisi

ón n

ucle

ar

•Lo

s nú

cleo

s pe

sado

s pu

eden

suf

rir re

acci

ones

de

fisió

n pu

esto

que

est

o au

men

ta la

ene

rgía

de

enla

ce p

or n

ucle

ón.

•El

235 U

suf

re u

na re

acci

ón d

e fis

ión

en c

aden

a:

U23

592

+n

1 0→

U

236

92→

X +

Y +

neu

trone

s.

•La

mas

a cr

ítica

es

la m

asa

de c

ombu

stib

le n

eces

aria

par

a qu

e la

reac

ción

sea

au

toso

sten

ible

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

uso

de

ener

gía

nucl

ear e

s co

ntro

lado

inte

rnac

iona

lmen

te p

or e

l Org

anis

mo

Inte

rnac

iona

l de

Ener

gía

Atóm

ica.

•La

inve

stig

ació

n so

bre

partí

cula

s fís

icas

rica

s en

ene

rgía

impl

ica

la

cola

bora

ción

inte

rnac

iona

l. Ex

iste

n in

stal

acio

nes

de a

cele

rado

res

en C

ERN

, D

ESY,

SLA

C, F

erm

ilab

y Br

ookh

aven

. Cie

ntífi

cos

de m

ucho

s pa

íses

difu

nden

y

com

parte

n lo

s re

sulta

dos.

•El

pro

yect

o IT

ER c

uent

a co

n la

col

abor

ació

n de

muc

hos

país

es y

pro

pone

de

mos

trar q

ue la

fusi

ón e

s la

fuen

te d

e en

ergí

a de

l fut

uro.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•El

uso

de

ener

gía

nucl

ear c

onlle

va ri

esgo

s as

í com

o ta

mbi

én b

enef

icio

s.

¿Qui

én d

eber

ía s

er e

l res

pons

able

fina

l de

eval

uar e

sto?

¿C

ómo

sabe

mos

qué

es

lo m

ejor

par

a la

soc

ieda

d y

el in

divi

duo?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 2.

1: Is

ótop

os

Tem

a 2.

2: E

spec

tro d

e em

isió

n de

l hid

róge

noFí

sica

, tem

a 7.

2: F

usió

n nu

clea

r

Temas troncales


C.3

Fus

ión

y fis

ión

nucl

ear

•El

239 P

u, u

sado

com

o co

mbu

stib

le e

n “re

acto

res

repr

oduc

tore

s” s

e pr

oduc

e cu

ando

el 23

8 U c

aptu

ra u

n ne

utró

n.

•Lo

s re

sidu

os ra

diac

tivos

pue

den

cont

ener

isót

opos

con

per

íodo

s de

se

mirr

eacc

ión

larg

os y

cor

tos.

•El

per

íodo

de

sem

irrea

cció

n es

el t

iem

po n

eces

ario

par

a qu

e un

núm

ero

de

átom

os s

e de

sint

egre

has

ta la

mita

d.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

Fusi

ón n

ucle

ar

•C

onst

rucc

ión

de e

cuac

ione

s nu

clea

res

para

reac

cion

es d

e fu

sión

.

•Ex

plic

ació

n de

reac

cion

es d

e fu

sión

en

func

ión

de la

ene

rgía

de

enla

ce p

or

nucl

eón.

•Ex

plic

ació

n de

los

espe

ctro

s de

abs

orci

ón a

tóm

ica

del h

idró

geno

y e

l hel

io,

incl

uyen

do la

s re

laci

ones

ent

re la

s lín

eas

y la

s tra

nsic

ione

s el

ectró

nica

s.

Fisi

ón n

ucle

ar

•D

educ

ción

de

ecua

cion

es n

ucle

ares

de

reac

cion

es d

e fis

ión.

•Ex

plic

ació

n de

reac

cion

es d

e fis

ión

en fu

nció

n de

la e

nerg

ía d

e en

lace

por

nu

cleó

n.

•D

iscu

sión

del

alm

acen

amie

nto

y el

imin

ació

n de

los

resi

duos

nuc

lear

es.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as d

e de

sint

egra

ción

radi

oact

iva

con

perío

dos

de

sem

irrea

cció

n de

núm

eros

ent

eros

.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:An

imac

ione

s y

sim

ulac

ione

s in

form

átic

as s

obre

des

inte

grac

ión

radi

activ

a y

reac

cion

es d

e fu

sión

y fi

sión

nuc

lear

es.

•O

bjet

ivo

8:C

onsi

dera

ción

del

impa

cto

ambi

enta

l de

la e

nerg

ía n

ucle

ar p

ara

ilust

rar l

as im

plic

acio

nes

del u

so d

e la

cie

ncia

y la

tecn

olog

ía.

Temas troncales


C.3

Fus

ión

y fis

ión

nucl

ear

Orie

ntac

ión:

•N

o se

esp

era

que

los

alum

nos

recu

erde

n re

acci

ones

de

fisió

n es

pecí

ficas

.

•N

o se

requ

iere

el f

unci

onam

ient

o de

una

pla

nta

de e

nerg

ía n

ucle

ar.

•Lo

s as

pect

os re

lativ

os a

la s

egur

idad

y ri

esgo

s in

cluy

en: s

alud

, pro

blem

as

asoc

iado

s co

n lo

s re

sidu

os n

ucle

ares

y fu

sión

del

núc

leo

y la

pos

ibilid

ad d

e qu

e lo

s co

mbu

stib

les

nucl

eare

s se

us e

n en

arm

as n

ucle

ares

.

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illode

dat

os s

e da

n la

s ec

uaci

ones

0t

NN

eλ

−=

y1 2

ln2

Tλ

=.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

La lu

z vi

sibl

e pu

ede

ser a

bsor

bida

por

mol

écul

as q

ue te

ngan

est

ruct

ura

conj

ugad

a co

n un

sis

tem

a ex

tend

ido

de e

nlac

es s

impl

es y

múl

tiple

s al

tern

ados

. La

foto

sínt

esis

con

vier

te e

nerg

ía s

olar

en

ener

gía

quím

ica.

C.4

Ene

rgía

sol

ar

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Con

ocim

ient

o pú

blic

o: e

l em

pleo

de

la e

nerg

ía d

el S

ol e

s un

tem

a ac

tual

de

inve

stig

ació

n y

sigu

e si

endo

un

desa

fío. S

in e

mba

rgo

se a

nim

a a

los

cons

umid

ores

y a

las

com

pañí

as d

e en

ergí

a a

usar

la e

nerg

ía s

olar

com

o fu

ente

alte

rnat

iva.

(5.2

)

Com

pren

sión

:

•La

luz

es a

bsor

bida

por

la c

loro

fila

y ot

ros

pigm

ento

s co

n es

truct

ura

elec

tróni

ca

conj

ugad

a.

•La

foto

sínt

esis

con

vier

te e

nerg

ía lu

min

osa

en e

nerg

ía q

uím

ica:

6CO

2+

6H2O

C

6H12

O6

+ 6O

2

•La

ferm

enta

ción

de

la g

luco

sa p

rodu

ce e

tano

l que

se

usa

com

o bi

ocom

bust

ible

:

C6H

12O

6

2C2H

5OH

+ 2

CO

2

•El

con

teni

do e

nerg

étic

o de

los

acei

tes

vege

tale

s es

sim

ilar a

l del

com

bust

ible

di

esel

per

o es

tos

no s

e pu

eden

usa

r en

el m

otor

de

com

bust

ión

inte

rna

por s

er

dem

asia

do v

isco

sos.

•La

tran

sest

erifi

caci

ón e

ntre

un

éste

r y u

n al

coho

l con

un

cata

lizad

or á

cido

fu

erte

o b

ásic

o pr

oduc

e un

ést

er d

ifere

nte:

RC

OO

R1

+ R

2 OH

R

CO

OR

2+

R1 O

H

•En

el p

roce

so d

e tra

nses

terif

icac

ión,

que

impl

ica

una

reac

ción

con

un

alco

hol

en p

rese

ncia

de

un á

cido

o b

ase

fuer

tes,

los

trigl

icér

idos

de

los

acei

tes

vege

tale

s se

con

vier

ten

en u

na m

ezcl

a fo

rmad

a pr

inci

palm

ente

por

ést

eres

de

alqu

ilo y

glic

erin

a, p

ero

con

algu

nos

ácid

os g

raso

s.

•La

tran

sest

erifi

caci

ón c

on m

etan

ol o

eta

nol p

rodu

ce a

ceite

s de

men

or

visc

osid

ad q

ue s

e pu

eden

usa

r en

mot

ores

die

sel.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Id

entif

icac

ión

de la

s ca

ract

erís

ticas

de

las

mol

écul

as q

ue le

s pe

rmite

n a

esta

s ab

sorb

er lu

z vi

sibl

e.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

“fus

ión

fría”

fue

dese

chad

a po

rque

los

resu

ltado

s no

son

repr

oduc

ible

s. ¿

es

siem

pre

posi

ble

obte

ner r

esul

tado

s re

prod

ucib

les

en la

s ci

enci

as n

atur

ales

? ¿S

on p

osib

les

los

resu

ltado

s re

prod

ucib

les

en o

tras

área

s de

l con

ocim

ient

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 5.

3: E

ntal

pías

de

enla

ce

Tem

a 20

.1: M

ecan

ism

o de

las

reac

cion

es d

e su

stitu

ción

Biol

ogía

, tem

a 2.

9: F

otos

ínte

sis

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

2:La

con

vers

ión

de e

nerg

ía s

olar

es

impo

rtant

e en

alg

unas

te

cnol

ogía

s.

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s po

dría

n in

clui

r fot

osín

tesi

s, fe

rmen

taci

ón y

tra

nses

terif

icac

ión.

•O

bjet

ivo

8:La

s re

acci

ones

de

trans

este

rific

ació

n co

n ac

eite

de

coci

na re

sidu

al

podr

ían

redu

cir l

os re

sidu

os y

pro

duci

r exc

elen

tes

bioc

ombu

stib

les.

Temas troncales


C.4

Ene

rgía

sol

ar

•Ex

plic

ació

n de

la re

ducc

ión

de v

isco

sida

d qu

e se

pro

duce

cua

ndo

los

éste

res

prod

ucid

os s

e m

ezcl

an c

on m

etan

ol y

eta

nol.

•Ev

alua

ción

de

las

vent

ajas

y d

esve

ntaj

as d

el u

so d

e bi

ocom

bust

ible

s.

•D

educ

ción

de

ecua

cion

es p

ara

reac

cion

es d

e tra

nses

terif

icac

ión.

Orie

ntac

ión:

•So

lo e

s pr

ecis

o tra

tar s

iste

mas

con

juga

dos

con

enla

ces

dobl

es a

ltern

ados

.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Los

gase

s de

la a

tmós

fera

pro

duci

dos

por l

as a

ctiv

idad

es h

uman

as e

stán

cam

bian

do e

l clim

a pu

esto

que

est

án p

ertu

rban

do e

l eq

uilib

rio e

ntre

la ra

diac

ión

entra

nte

y sa

lient

e de

la a

tmós

fera

.

C.5

Impa

cto

ambi

enta

l: ca

lent

amie

nto

glob

al

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Tran

sdis

cipl

inar

ieda

d: e

l est

udio

del

cal

enta

mie

nto

glob

al c

ompr

ende

una

var

ieda

d de

con

cept

os e

idea

s y

es tr

ansd

isci

plin

ario

. (4.

1)

Col

abor

ació

n e

impo

rtanc

ia d

e la

s ex

plic

acio

nes

cien

tífic

as a

l púb

lico:

info

rmes

del

Gru

po In

terg

uber

nam

enta

l de

Expe

rtos

sobr

e el

Cam

bio

Clim

átic

o (IP

CC

). (5

.2)

Cor

rela

ción

y c

ausa

, y c

ompr

ensi

ón d

e la

cie

ncia

: los

niv

eles

de

CO

2y

la te

mpe

ratu

ra m

edia

de

la T

ierra

mue

stra

n cl

ara

corre

laci

ón; s

in e

mba

rgo,

en

el p

asad

o, la

s va

riaci

ones

am

plia

s de

tem

pera

tura

de

la s

uper

ficie

de

la T

ierra

era

n fre

cuen

tes.

(2.8

)

Com

pren

sión

:

•Lo

s ga

ses

que

caus

an e

fect

o in

vern

ader

o pe

rmite

n la

ent

rada

de

radi

ació

n so

lar d

e lo

ngitu

d de

ond

a co

rta p

ero

abso

rben

la ra

diac

ión

de m

ayor

long

itud

de o

nda

que

sale

de

la T

ierra

. Par

te d

e la

radi

ació

n ab

sorb

ida

es re

irrad

iada

ha

cia

la T

ierra

.

•Ex

iste

un

equi

librio

het

erog

éneo

ent

re la

con

cent

raci

ón d

e di

óxid

o de

carb

ono

pres

ente

en

la a

tmós

fera

y e

l dió

xido

de

carb

ono

acuo

so, p

rese

nte

en lo

s oc

éano

s.

•Lo

s ga

ses

que

caus

an e

l efe

cto

inve

rnad

ero

abso

rben

radi

ació

n IR

ya

que

el

mom

ento

dip

olar

var

ía d

ebid

o a

que

los

enla

ces

de la

mol

écul

a se

est

iran

y cu

rvan

.

•La

s pa

rtícu

las,

com

o el

hum

o y

el p

olvo

, cau

san

oscu

reci

mie

nto

glob

al p

uest

o qu

e re

fleja

n la

luz

del s

ol, c

omo

lo h

acen

las

nube

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

los

mec

anis

mos

mol

ecul

ares

por

med

io d

e lo

s c

uale

s lo

s ga

ses

que

caus

an e

fect

o in

vern

ader

o ab

sorb

en ra

diac

ión

infra

rroja

.

•D

iscu

sión

de

la e

vide

ncia

de

la re

laci

ón e

xist

ente

ent

re e

l aum

ento

de

conc

entra

ción

de

los

gase

s y

el c

alen

tam

ient

o gl

obal

.

•D

iscu

sión

de

las

fuen

tes,

la a

bund

anci

a re

lativ

a y

los

efec

tos

de lo

s di

fere

ntes

ga

ses

que

caus

an e

fect

o in

vern

ader

o.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•Es

te a

sunt

o in

volu

cra

a la

com

unid

ad in

tern

acio

nal t

oda,

la c

ual t

raba

ja u

nida

pa

ra in

vest

igar

y re

duci

r los

efe

ctos

del

cal

enta

mie

nto

glob

al, m

edia

nte,

por

ej

empl

o, e

l Gru

po In

terg

uber

nam

enta

l de

Expe

rtos

sobr

e el

Cam

bio

Clim

átic

o (IP

CC

) y e

l pro

toco

lo d

eKi

oto

que

se e

xten

dió

a Q

atar

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•Al

guna

s pe

rson

as c

uest

iona

n la

ver

acid

ad d

el c

ambi

o cl

imát

ico,

y c

uest

iona

n lo

s m

otiv

os d

e lo

s ci

entíf

icos

que

han

“exa

gera

do” e

l pro

blem

a. ¿

Cóm

o ev

alua

mos

la e

vide

ncia

reco

gida

y lo

s m

odel

os u

sado

s pa

ra p

rede

cir e

l im

pact

o de

las

activ

idad

es h

uman

as?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as 7

.1 y

17.

1: S

iste

mas

en

equi

librio

Tem

a 8.

2: E

quilib

rios

ácid

o–ba

seTe

ma

11.3

: Esp

ectro

s in

frarro

jo

Tem

a 13

.2: C

ompl

ejos

de

los

met

ales

de

trans

ició

n Bi

olog

ía, t

ema

4.4:

Cam

bio

clim

átic

oFí

sica

, tem

a8.

1: T

rans

fere

ncia

de

ener

gía

térm

ica

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

ría in

vest

igar

exp

erim

enta

lmen

te e

l equ

ilibrio

ent

re e

l di

óxid

o de

car

bono

acuo

so y

gas

eoso

.

Temas troncales


C.5

Impa

cto

ambi

enta

l: ca

lent

amie

nto

glob

al

•D

iscu

sión

de

dife

rent

es fo

rmas

de

cont

rola

r las

em

isio

nes

de d

ióxi

do d

e ca

rbon

o.

•D

iscu

sión

de

las

varia

cion

es d

e pH

del

océ

ano

debi

das

al a

umen

to d

e co

ncen

traci

ón d

e di

óxid

o de

car

bono

en

la a

tmós

fera

.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s ga

ses

que

caus

an e

fect

o in

vern

ader

o qu

e de

ben

cons

ider

arse

son

CH

4, H

2O y

CO

2.

•O

bjet

ivo

7:El

mod

elad

o in

form

átic

o es

una

her

ram

ient

a po

dero

sa p

or m

edio

de

la c

ual s

e pu

ede

incr

emen

tar e

l con

ocim

ient

o so

bre

el e

fect

o in

vern

ader

o.

•O

bjet

ivo

8:La

s di

scus

ione

s so

bre

el c

ambi

o cl

imát

ico

y la

quí

mic

a ec

ológ

ica

prom

ueve

n la

tom

a de

con

cien

cia

sobr

e la

s im

plic

acio

nes

étic

as, e

conó

mic

as y

am

bien

tale

s de

l uso

de

la c

ienc

ia y

la te

cnol

ogía

.



Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Opc

ión

C: E

nerg

ía

15/2

5 ho

ras

Idea

fund

amen

tal:

La e

nerg

ía q

uím

ica

de la

s re

acci

ones

rédo

x se

pue

de u

sar c

omo

fuen

te p

ortá

til d

e en

ergí

a el

éctri

ca.

C.6

Ele

ctro

quím

ica,

bat

ería

s re

carg

able

s y

pila

s de

com

bust

ible

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Prob

lem

as a

mbi

enta

les:

las

reac

cion

es ré

dox

se p

uede

n us

ar c

omo

fuen

te d

e el

ectri

cida

d, p

ero

la e

limin

ació

n de

las

bate

rías

tiene

con

secu

enci

as a

mbi

enta

les.

(4.8

)

Com

pren

sión

:

•U

na p

ila e

lect

roqu

ímic

a tie

ne u

na re

sist

enci

a in

tern

a de

bida

al t

iem

po fi

nito

que

ta

rdan

los

ione

s en

difu

ndirs

e. L

a co

rrien

te m

áxim

a de

una

pila

est

á lim

itada

po

r su

resi

sten

cia

inte

rna.

•El

vol

taje

de

una

bate

ría d

epen

de e

n pr

imer

luga

r de

la n

atur

alez

a de

los

mat

eria

les

usad

os m

ient

ras

que

el tr

abaj

o to

tal q

ue s

e pu

ede

obte

ner d

e el

la

depe

nde

de s

u ca

ntid

ad.

•En

una

pila

prim

aria

, la

reac

ción

ele

ctro

quím

ica

no e

s re

vers

ible

. En

las

pila

s re

carg

able

s la

s re

acci

ones

rédo

x se

pue

den

inve

rtir u

sand

o el

ectri

cida

d.

•U

na p

ila d

e co

mbu

stib

le s

e pu

ede

usar

par

a co

nver

tir d

irect

amen

te la

ene

rgía

qu

ímic

a de

l com

bust

ible

que

se

cons

ume

en e

nerg

ía e

léct

rica.

•La

s pi

las

de c

ombu

stib

le m

icro

bian

o (M

FC) s

on u

na p

osib

le fu

ente

sos

teni

ble

de e

nerg

ía p

orqu

e us

an c

omo

com

bust

ible

dife

rent

es h

idra

tos

de c

arbo

no o

los

sust

rato

s pr

esen

tes

en la

s ag

uas

resi

dual

es.

•Pa

ra c

alcu

lar e

l pot

enci

al d

e la

sem

ipila

de

una

pila

ele

ctro

quím

ica

en

cond

icio

nes

no e

stán

dar ,

se u

sa la

ecu

ació

n de

Ner

nst,

0ln

RTE

EQ

nF

=

−

.

•En

una

pila

de

conc

entra

ción

, los

ele

ctro

dos

son

igua

les

pero

la c

once

ntra

ción

de

las

solu

cion

es d

e el

ectro

litos

en

el á

nodo

y e

l cát

odo

es d

ifere

nte.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

istin

ción

ent

re p

ilas

de c

ombu

stib

le y

pila

s pr

imar

ias.

•D

educ

ción

de

las

sem

iecu

acio

nes

para

las

reac

cion

es e

n lo

s el

ectro

dos

de u

na

pila

de

com

bust

ible

.

•C

ompa

raci

ón e

ntre

las

pila

s de

com

bust

ible

y la

s ba

tería

s re

carg

able

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿S

on e

quiv

alen

tes

los

prog

ram

as d

e re

cicl

aje

de b

ater

ías

en d

ifere

ntes

par

tes

del m

undo

?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

func

ión

prim

aria

del

leng

uaje

y e

l voc

abul

ario

cie

ntífi

co, ¿

es d

escr

iptiv

a o

inte

rpre

tativ

a? L

os té

rmin

os “c

orrie

nte

eléc

trica

” y “r

esis

tenc

ia in

tern

a”, ¿

son

desc

ripci

ones

exa

ctas

de

la re

alid

ad o

met

áfor

as?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pro

gram

aTe

ma

9.1:

Rea

ccio

nes

rédo

x Te

ma

19.1

: Cel

das

elec

troqu

ímic

asBi

olog

ía, t

ema

6.5:

Las

cél

ulas

mus

cula

res

y ne

rvio

sas

que

se d

iscu

ten

en b

iolo

gía

son

pila

s de

con

cent

raci

ónFí

sica

, tem

a 5.

3: R

elac

ión

entre

pot

enci

a, v

olta

je, r

esis

tenc

ia e

inte

nsid

ad d

e co

rrien

te

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

2:La

con

vers

ión

de e

nerg

ía q

uím

ica

en e

lect

ricid

ad e

s im

porta

nte

en

varia

s te

cnol

ogía

s di

fere

ntes

.

•O

bjet

ivo

6:Se

pod

rían

inve

stig

ar e

xper

imen

talm

ente

los

fact

ores

que

afe

ctan

el

vol

taje

de

una

pila

y la

bat

ería

de

plom

o–ác

ido.

•O

bjet

ivo

8:La

con

side

raci

ón d

e la

s ve

ntaj

as y

des

vent

ajas

de

las

dife

rent

es

fuen

tes

de e

nerg

ía e

vide

ncia

las

impl

icac

ione

s ec

onóm

icas

y a

mbi

enta

les

del

uso

de la

cie

ncia

y la

tecn

olog

ía. S

e po

dría

n di

scut

ir lo

s as

pect

os a

mbi

enta

les

de la

s pi

las

de c

ombu

stib

le, e

spec

ialm

ente

en

lo q

ue re

spec

ta a

l met

anol

.

•O

bjet

ivo

8:La

elim

inac

ión

de la

s pi

las

prim

aria

s y

los

prod

ucto

s qu

ímic

os q

ue

cont

iene

n pu

eden

aca

rrear

pro

blem

as d

e co

ntam

inac

ión

en e

l sue

lo y

el a

gua.



C.6

Ele

ctro

quím

ica,

bat

ería

s re

carg

able

s y

pila

s de

com

bust

ible

•D

iscu

sión

de

las

vent

ajas

de

los

dife

rent

es ti

pos

de p

ilas

en c

uant

o al

tam

año,

m

asa

y vo

ltaje

.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as u

sand

o la

ecu

ació

n de

Ner

nst.

•C

álcu

lo d

e la

efic

acia

term

odin

ámic

a, (Δ

G/Δ

H),

deun

a pi

la d

e co

mbu

stib

le.

•Ex

plic

ació

n de

l fun

cion

amie

nto

de p

ilas

reca

rgab

les

y de

com

bust

ible

in

cluy

endo

dia

gram

as y

sem

iecu

acio

nes

perti

nent

es.

Orie

ntac

ión:

•U

na b

ater

ía s

e de

be c

onsi

dera

r com

o un

a fu

ente

ele

ctro

quím

ica

portá

til

form

ada

por u

na o

más

pila

s vo

ltaic

as (g

alvá

nica

s) c

onec

tada

s en

ser

ie.

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se d

a la

ecu

ació

n de

Ner

nst.

•Se

deb

en c

onsi

dera

r el h

idró

geno

y e

l met

anol

com

o co

mbu

stib

les

para

las

pila

s de

com

bust

ible

. Se

debe

trat

ar e

l fun

cion

amie

nto

de la

s pi

las

en

cond

icio

nes

ácid

as y

alc

alin

as. L

os a

lum

nos

debe

n es

tar f

amilia

rizad

os c

on la

m

embr

ana

de in

terc

ambi

o pr

otón

ico

(PEM

) de

las

pila

s de

com

bust

ible

.

•La

esp

ecie

de

bact

eria

s G

eoba

cter

, por

eje

mpl

o, s

e pu

eden

usa

r en

algu

nas

pila

s pa

ra o

xida

r los

ione

s et

anoa

to (C

H3C

OO

- ) en

con

dici

ones

ana

erób

icas

.

•Se

deb

en c

onsi

dera

r la

bate

ría d

e al

mac

enam

ient

o pl

omo-

ácid

o, la

pila

de

niqu

el- c

adm

io (N

iCad

) y la

bat

ería

de

ion

litio

.

•Lo

s al

umno

s de

ben

esta

r fam

iliariz

ados

con

las

sem

iecu

acio

nes

que

se

prod

ucen

en

el á

nodo

y e

l cát

odo

y lo

s us

os d

e la

s di

fere

ntes

pila

s.

Rec

onoc

imie

nto

del i

mpa

cto

ambi

enta

l de

la c

onta

min

ació

n po

r cad

mio

y

plom

o.

•O

bjet

ivo

8:La

s pi

las

de c

ombu

stib

le b

acte

riano

usa

n co

mo

com

bust

ible

los

sust

rato

s qu

e se

enc

uent

ran

en la

s ag

uas

resi

dual

es y

por

ello

se p

uede

nus

ar

para

lim

piar

el a

mbi

ente

.



Idea

fund

amen

tal:

Se p

uede

obt

ener

gra

n ca

ntid

ad d

e en

ergí

a a

parti

r de

pequ

eña

cant

idad

de

mat

eria

.

C.7

Fus

ión

nucl

ear y

fisi

ón n

ucle

ar

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Tend

enci

as y

dis

crep

anci

as: n

uest

ro c

onoc

imie

nto

de lo

s pr

oces

os n

ucle

ares

pro

vien

en d

e av

ance

s te

óric

os y

exp

erim

enta

les.

Las

fuer

zas

inte

rmol

ecul

ares

en

el U

F 6so

n an

ómal

as y

no

sigu

en la

s te

nden

cias

nor

mal

es. (

3.1)

Com

pren

sión

:

Fusi

ón n

ucle

ar:

•El

def

ecto

de

mas

a, (∆

m),

es la

dife

renc

ia e

ntre

la m

asa

del n

úcle

o y

la s

uma

de la

s m

asas

de

sus

nucl

eone

s in

divi

dual

es.

•La

ene

rgía

de

enla

ce n

ucle

ar (∆

E),

es la

ene

rgía

nec

esar

ia p

ara

sepa

rar u

n nú

cleo

en

sus

prot

ones

y n

eutro

nes.

Fisi

ón n

ucle

ar:

•La

ene

rgía

pro

duci

da p

or u

na re

acci

ón d

e fis

ión

se p

uede

cal

cula

r a p

artir

de

la

dife

renc

ia d

e m

asa

entre

los

prod

ucto

s y

los

reac

tivos

usa

ndo

la re

laci

ón d

e eq

uiva

lenc

ia e

ntre

mas

a y

ener

gía

de E

inst

ein,

E =

mc2 .

•Pa

ra e

nriq

uece

r el c

ombu

stib

le, l

os d

ifere

ntes

isót

opos

del

ura

nio

pres

ente

s en

el

hex

aflu

orur

o de

ura

nio,

se

pued

en s

epar

ar u

sand

o di

fusi

ón o

cen

trifu

gaci

ón.

•La

vel

ocid

ad d

e ef

usió

n de

un

gas

es in

vers

amen

te p

ropo

rcio

nal a

la ra

íz

cuad

rada

de

la m

asa

mol

ar (l

ey d

e G

raha

m).

•D

esde

el p

unto

de

vist

aci

nétic

o, la

des

inte

grac

ión

radi

activ

a es

un

proc

eso

de

prim

er o

rden

en

el q

ue la

rela

ción

exi

sten

te e

ntre

el p

erío

do d

e se

mirr

eacc

ión

se re

laci

ona

con

la c

onst

ante

de

desi

nteg

raci

ón m

edia

nte

la e

cuac

ión

1 2ln2 t

λ=

.

•Lo

s pe

ligro

s de

la e

nerg

ía n

ucle

ar s

e de

ben

a qu

e la

nat

ural

eza

ioni

zant

e de

la

radi

ació

n qu

e em

ite, c

ondu

ce a

la fo

rmac

ión

de ra

dica

les

libre

s ox

ígen

o co

mo

los

supe

róxi

dos

(O2─

) e h

idro

xilo

s (O

H─).

Esto

s ra

dica

les

libre

s pu

eden

inic

iar

reac

cion

es e

n ca

dena

dañ

ando

el A

DN

y la

s en

zim

as d

e la

s cé

lula

s vi

vien

tes.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•So

lo u

n pe

queñ

o nú

mer

o de

paí

ses

ha d

esar

rolla

do a

rmas

nuc

lear

es y

el

Org

anis

mo

Inte

rnac

iona

l de

Ener

gía

Atóm

ica

se e

sfue

rza

por l

imita

r la

dise

min

ació

n de

est

a te

cnol

ogía

. Exi

sten

dis

puta

s so

bre

si a

lgun

os p

aíse

s es

tán

desa

rrolla

ndo

ener

gía

nucl

ear c

on fi

nes

pací

ficos

o n

o pa

cífic

os.

•Lo

s in

cide

ntes

nuc

lear

es ti

enen

efe

ctos

glo

bale

s; p

ara

ilust

rar l

os p

elig

ros

pote

ncia

les

se p

odría

n di

scut

ir lo

s ac

cide

ntes

de

Thre

e M

ile Is

land

, el d

e C

hern

obyl

y lo

s pr

oble

mas

de

Fuku

shim

a ca

usad

os p

or u

n ts

unam

i.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•“N

o ex

iste

pro

babi

lidad

de

que

los

hum

anos

alg

una

vez

utilic

en la

ene

rgía

del

át

omo”

(Rob

ert M

illika

n, p

rem

io n

obel

de

Físi

ca d

e19

23, c

ita d

e 19

28) ¿

Cóm

o pr

edec

ir el

impa

cto

de la

s nu

evas

tecn

olog

ías?

¿C

uál e

s la

impo

rtanc

ia d

e la

s op

inio

nes

de lo

s ex

perto

s en

la b

úsqu

eda

del c

onoc

imie

nto?

•La

libe

raci

ón d

e en

ergí

a du

rant

e la

s re

acci

ones

de

fisió

n se

pue

de u

sar e

n tie

mpo

s de

paz

par

a ge

nera

r ene

rgía

, per

o ta

mbi

én p

uede

con

duci

r a la

de

stru

cció

n en

tiem

pos

de g

uerra

. ¿D

eber

ían

los

cien

tífic

os s

entir

se

mor

alm

ente

resp

onsa

bles

de

las

aplic

acio

nes

de s

us d

escu

brim

ient

os?

¿Exi

ste

algú

n ár

ea d

el c

onoc

imie

nto

cuya

act

ivid

ad s

ea m

oral

men

te in

acep

tabl

e?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

as4.

1 y

4.3:

Est

ruct

ura

y en

lace

Te

ma

16.1

: Rea

ccio

nes

de p

rimer

ord

en

Físi

ca, t

ema

7.2:

Fus

ión

nucl

ear

Geo

graf

ía: L

as d

ifere

ntes

pol

ítica

s y

actit

udes

resp

ecto

de

la e

nerg

ía n

ucle

ar s

e di

scut

en e

n la

s se

ccio

nes

de re

curs

os d

e la

guí

a

Obj

etiv

os g

ener

ales

:



C.7

Fus

ión

nucl

ear y

fisi

ón n

ucle

ar

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

Fusi

ón n

ucle

ar:

•C

álcu

lo d

el d

efec

to d

e m

asa

y la

ene

rgía

de

enla

ce d

e un

núc

leo.

•Ap

licac

ión

de la

rela

ción

de

equi

vale

ncia

ent

re m

asa

y en

ergí

a de

Ein

stei

n, E

=

mc2 ,

para

det

erm

inar

la e

nerg

ía p

rodu

cida

en

una

reac

ción

de

fusi

ón.

Fisi

ón n

ucle

ar:

•Ap

licac

ión

de la

rela

ción

de

equi

vale

ncia

ent

re m

asa

y en

ergí

a de

Ein

stei

n,

para

det

erm

inar

la e

nerg

ía p

rodu

cida

por

una

reac

ción

de

fisió

n

•D

iscu

sión

de

las

dife

rent

es p

ropi

edad

es d

el U

O2

y el

UF 6

en c

uant

o a

su

enla

ce y

est

ruct

ura.

•R

esol

ució

n de

prob

lem

as q

ue im

pliq

uen

el p

erío

do d

e se

mid

esin

tegr

ació

n ra

diac

tiva.

•Ex

plic

ació

n de

la re

laci

ón q

ue e

xist

e en

tre la

ley

de e

fusi

ón d

e G

raha

m y

la

teor

ía c

inét

ica.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as s

obre

las

velo

cida

des

de e

fusi

ón re

lativ

as u

sand

o la

le

y de

Gra

ham

.

Orie

ntac

ión:

•N

o se

requ

iere

que

los

alum

nos

recu

erde

n re

acci

ones

de

fisió

n es

pecí

ficas

.

•N

o se

requ

iere

el f

unci

onam

ient

o de

una

pla

nta

de e

nerg

ía n

ucle

ar.

•Lo

s as

pect

os re

lativ

os a

la s

egur

idad

y ri

esgo

s in

cluy

en: s

alud

, pro

blem

as

asoc

iado

s co

n lo

s re

sidu

os n

ucle

ares

y fu

sión

del

núc

leo

y la

pos

ibilid

ad d

e qu

e lo

s co

mbu

stib

les

nucl

eare

s se

use

n en

arm

as n

ucle

ares

.

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se e

ncue

ntra

la le

y de

efu

sión

de

Gra

ham

.

•O

bjet

ivo

7:An

imac

ione

s y

sim

ulac

ione

s in

form

átic

as s

obre

des

inte

grac

ión

radi

activ

a y

reac

cion

es d

e fu

sión

y fi

sión

.

•O

bjet

ivo

8:La

con

side

raci

ón d

e la

s ve

ntaj

as y

des

vent

ajas

de

la fu

sión

nu

clea

r dem

uest

ra la

s im

plic

acio

nes

ambi

enta

les

y ec

onóm

icas

del

uso

de

la

cien

cia

y la

tecn

olog

ía. T

ambi

én s

e pu

eden

dis

cutir

las

reac

cion

es d

e fu

sión

en

las

bom

bas

de h

idró

geno

.



C.7

Fus

ión

nucl

ear y

fisi

ón n

ucle

ar

•En

la s

ecci

ón 1

del

cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

nan

las

rela

cion

es d

e de

sint

egra

ción

.

•En

la s

ecci

ón 3

6 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se in

cluy

e un

a cu

rva

de e

nerg

ía d

e en

lace

nuc

lear

.



Idea

fund

amen

tal:

Cua

ndo

la e

nerg

ía s

olar

se

conv

ierte

en

ener

gía

eléc

trica

es

prec

iso

abso

rber

la lu

z y

sepa

rar l

as c

arga

s. E

n un

a cé

lula

foto

volta

ica

ambo

s pr

oces

os o

curre

n en

el s

emic

ondu

ctor

de

silic

io, m

ient

ras

que

en u

na c

élul

a so

lar

sens

ibiliz

ada

por

colo

rant

e (D

SSC

), a

mbo

s pr

oces

os s

e pr

oduc

en p

or s

epar

ado.

C.8

Cél

ulas

foto

volta

icas

y c

élul

as s

olar

es s

ensi

biliz

adas

por

col

oran

te (D

SSC

)

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Tran

sdis

cipl

inar

ieda

d: e

l fun

cion

amie

nto

de u

na c

élul

a so

lar s

ensi

biliz

ada

por c

olor

ante

que

imita

la fo

tosí

ntes

is y

util

iza

nano

partí

cula

s de

TiO

2, co

nstit

uye

un e

jem

plo

de la

na

tura

leza

tran

sdis

cipl

iaria

de

la c

ienc

ia, q

ue re

laci

ona

la q

uím

ica

con

la b

iolo

gía.

(4.1

)

Fina

ncia

ción

: el n

ivel

de

finan

ciac

ión

y el

orig

en d

e lo

s fo

ndos

son

cruc

iale

sen

lo q

ue re

spec

ta a

l tip

o de

inve

stig

ació

n qu

e se

ha

de re

aliz

ar. L

as p

rimer

as c

élul

as

foto

volta

icas

fuer

on fa

bric

adas

por

la N

ASA

para

las

sond

as e

spac

iale

s y

solo

más

tard

e se

usa

ron

en la

Tie

rra. (

4.7)

Com

pren

sión

:

•La

s m

oléc

ulas

con

sis

tem

as c

onju

gado

s m

ás la

rgos

abs

orbe

n lu

z de

may

or

long

itud

de o

nda.

•La

con

duct

ivid

ad e

léct

rica

de u

n se

mic

ondu

ctor

aum

enta

con

el a

umen

to d

e te

mpe

ratu

ra, m

ient

ras

que

la c

ondu

ctiv

idad

de

los

met

ales

dis

min

uye.

•La

con

duct

ivid

ad d

el s

ilicio

se

pued

e in

crem

enta

r dop

ándo

lo p

ara

prod

ucir

sem

icon

duct

ores

de

tipo

n y

de ti

po p

.

•La

ene

rgía

sol

ar s

e pu

ede

conv

ertir

en

elec

trici

dad

en u

na c

élul

a fo

tovo

ltaic

a.

•La

DSS

C im

ita la

form

a en

que

las

plan

tas

apro

vech

an la

ene

rgía

sol

ar. L

os

elec

trone

s so

n “in

yect

ados

” des

de u

na m

oléc

ula

exci

tada

dire

ctam

ente

en

el

sem

icon

duct

or d

e Ti

O2.

•El

uso

de n

anop

artíc

ulas

reve

stid

as d

e pi

gmen

tos

que

abso

rben

luz

aum

enta

el

áre

a su

perfi

cial

efe

ctiv

a y

ello

per

mite

la a

bsor

ción

de

más

luz

en u

n ra

ngo

más

am

plio

del

esp

ectro

vis

ible

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•R

elac

ión

entre

el g

rado

de

conj

ugac

ión

en la

est

ruct

ura

mol

ecul

ar y

la lo

ngitu

d de

ond

a de

la lu

z ab

sorb

ida.

•Ex

plic

ació

n de

l fun

cion

amie

nto

de la

cél

ula

foto

volta

ica

y la

cél

ula

sola

r se

nsib

ilizad

a po

r col

oran

te.

•Ex

plic

ació

n de

cóm

o la

s na

nopa

rtícu

las

aum

enta

n la

efic

ienc

ia d

e la

s D

SSC

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•El

apr

ovec

ham

ient

o de

la e

nerg

ía s

olar

pod

ría c

ambi

ar la

fortu

na e

conó

mic

a de

los

país

es c

on b

uen

sum

inis

tro d

e so

l y ti

erra

s si

n ut

ilizar

.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•U

n si

stem

a co

njug

ado

pres

enta

cie

rtas

sem

ejan

zas

con

la c

uerd

a de

un

viol

ín.

¿Cuá

l es

la u

tilid

ad d

e es

ta m

etáf

ora?

¿C

uále

s so

n la

s ra

zone

s su

byac

ente

s de

est

as s

emej

anza

s? ¿

Cuá

l es

el p

apel

que

des

empe

ñan

los

mod

elos

y

met

áfor

as e

n la

adq

uisi

ción

del

con

ocim

ient

o?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 3.

2: P

atro

nes

en la

ene

rgía

de

ioni

zaci

ón

Tem

a 9.

1: R

eacc

ione

s ré

dox

Biol

ogía

, tem

a 2.

9: F

otos

ínte

sis

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s al

umno

s po

dría

n co

nstru

ir un

a cé

lula

sol

ar s

ensi

biliz

ada

por

colo

rant

e ec

onóm

ica

e in

vest

igar

sus

pro

pied

ades

foto

volta

icas

.

•O

bjet

ivo

7:La

s pr

opie

dade

s de

las

DSS

C s

e pu

eden

inve

stig

ar m

ejor

usa

ndo

regi

stra

dore

s de

dat

os.



C.8

Cél

ulas

foto

volta

icas

y c

élul

as s

olar

es s

ensi

biliz

adas

por

col

oran

te (D

SSC

)

•D

iscu

sión

de

las

vent

ajas

de

la D

SSC

com

para

da c

on la

cél

ula

foto

volta

ica

basa

da e

n el

silic

io.

Orie

ntac

ión:

•La

con

duct

ivid

ad re

lativ

a de

los

met

ales

y lo

s se

mic

ondu

ctor

es s

e de

be

rela

cion

ar c

on s

us e

nerg

ías

de io

niza

ción

.

•So

lo s

e re

quie

re u

n tra

tam

ient

o si

mpl

e de

l fun

cion

amie

nto

de la

s cé

lula

s. E

n lo

s se

mic

ondu

ctor

es d

e tip

o p,

se

crea

n hu

ecos

de

elec

trone

s en

el c

rista

l in

trodu

cien

do u

n po

rcen

taje

peq

ueño

de

un e

lem

ento

del

gru

po 3

. En

los

sem

icon

duct

ores

del

tipo

n, s

e in

cluy

e un

ele

men

to d

el g

rupo

5 q

ue

prop

orci

ona

elec

trone

s ex

tra.

•En

una

cél

ula

foto

volta

ica

la a

bsor

ción

de

luz

y la

sep

arac

ión

de la

s ca

rgas

se

prod

ucen

en

el s

emic

ondu

ctor

de

silic

io. E

n la

cél

ula

sola

r sen

sibi

lizad

a po

r co

lora

nte,

los

proc

esos

de

abso

rció

n y

sepa

raci

ón d

e ca

rga

está

n se

para

dos.

•Se

deb

en tr

atar

las

reac

cion

es ré

dox

espe

cífic

as y

las

reac

cion

es e

n lo

s el

ectro

dos

de la

nue

va D

SSC

de

Grä

tzel

. Un

ejem

plo

es la

redu

cció

n de

los

ione

s I 2/

I 3─a

I─.

Temas troncales


Tem

as tr

onca

les

Opc

ión

D: Q

uím

ica

med

icin

al

15 /2

5 ho

ras

Idea

fund

amen

tal:

Las

med

icin

as y

dro

gas

tiene

n va

rios

efec

tos

sobr

e el

func

iona

mie

nto

del o

rgan

ism

o.

D.1

Acc

ión

de lo

s pr

oduc

tos

farm

acéu

ticos

y la

s dr

ogas

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rie

sgos

y b

enef

icio

s: la

s m

edic

inas

y d

roga

s so

n so

met

idos

a e

nsay

os v

aria

dos

para

det

erm

inar

su

efec

tivid

ad y

seg

urid

ad a

ntes

de

esta

r dis

poni

bles

co

mer

cial

men

te. L

os p

rodu

ctos

farm

acéu

ticos

se

clas

ifica

n de

acu

erdo

con

su

uso

y po

tenc

ial a

buso

. (4.

8)

Com

pren

sión

:

•En

est

udio

s an

imal

es, e

l índ

ice

tera

péut

ico

es la

dos

is d

e es

a dr

oga

que

resu

lta le

tal p

ara

el 5

0% d

e la

pob

laci

ón (D

L50)

div

idid

a po

r la

dosi

s m

ínim

a ef

ectiv

a pa

ra e

l 50%

de

la p

obla

ción

(DE5

0).

•En

hum

anos

, el í

ndic

e te

rapé

utic

o es

la d

osis

de

una

drog

a qu

e re

sulta

tó

xica

par

a el

50%

de

la p

obla

ción

(DT5

0) d

ivid

ida

por l

a do

sis

mín

ima

efec

tiva

para

el 5

0% d

e la

pob

laci

ón (D

E50)

.

•El

mar

gen

tera

péut

ico

es e

l ran

go d

e do

sis

com

pren

dido

ent

re la

can

tidad

mín

ima

de la

dro

ga q

ue p

rodu

ce e

l efe

cto

dese

ado

y un

efe

cto

adve

rso

méd

icam

ente

inac

epta

ble.

•D

osis

, tol

eran

cia,

adi

cció

n y

efec

tos

secu

ndar

ios

son

los

aspe

ctos

a

cons

ider

ar e

n la

adm

inis

traci

ón d

e dr

ogas

.

•La

bio

disp

onib

ilidad

es

la fr

acci

ón d

e la

dos

isad

min

istra

da q

ue a

lcan

za s

u ob

jetiv

o en

la p

arte

des

eada

del

org

anis

mo.

•La

s et

apas

prin

cipa

les

del d

esar

rollo

de

drog

as s

inté

ticas

son

: id

entif

icac

ión

de la

nec

esid

ad y

est

ruct

ura,

sín

tesi

s, p

rodu

cció

n y

extra

cció

n.

•La

s in

tera

ccio

nes

entre

dro

ga y

rece

ptor

se

basa

n en

la e

stru

ctur

a de

la

drog

a y

el s

itio

de a

ctiv

idad

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

iscu

sión

sob

re la

s ba

ses

expe

rimen

tale

s de

l índ

ice

tera

péut

ico

y el

m

arge

n te

rapé

utic

o pa

ra e

stud

ios

en a

nim

ales

y h

uman

os.

•D

iscu

sión

sob

re lo

s m

étod

os d

e ad

min

istra

ción

de

drog

as.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•En

alg

unos

paí

ses

cier

tas

drog

as s

olo

está

n di

spon

ible

s co

n re

ceta

, m

ient

ras

que

en o

tros

país

es e

stas

mis

mas

dro

gas

son

de v

enta

libr

e.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•La

mis

ma

drog

a se

pue

de id

entif

icar

con

dife

rent

es n

ombr

es. ¿

Son

los

nom

bres

sen

cilla

men

te u

na fo

rma

de id

entif

icar

o in

fluye

n so

bre

otra

s fo

rmas

de

cono

cim

ient

o?

•En

los

ensa

yos

con

drog

as s

e re

aliz

an e

nsay

os e

n bl

anco

. ¿C

uánd

o es

ét

icam

ente

ace

ptab

le e

ngañ

ar a

la g

ente

?

•To

das

las

drog

as a

carre

an ri

esgo

s ad

emás

de

bene

ficio

s. ¿

Qui

én d

eber

ía

ser e

l res

pons

able

últi

mo

de e

valu

ar e

ste

hech

o? L

os c

uerp

os p

úblic

os

pued

en p

rote

ger a

l ind

ivid

uo, p

ero

tam

bién

lim

itar s

u lib

erta

d. ¿

Cóm

o sa

bem

os q

ué e

s lo

mej

or p

ara

la s

ocie

dad

y el

indi

vidu

o?

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

9:Se

han

pro

duci

do a

vanc

es e

n el

des

arro

llo d

e pr

oduc

tos

farm

acéu

ticos

per

o ex

iste

n m

ucha

s lim

itaci

ones

sob

re s

u im

pact

o y

alca

nce.

•O

bjet

ivo

10:E

l des

arro

llo d

e nu

evas

med

icin

as s

e re

aliz

a fre

cuen

tem

ente

co

n la

col

abor

ació

n de

bió

logo

s y

físic

os.

Temas troncales


D.1

Acc

ión

de lo

s pr

oduc

tos

farm

acéu

ticos

y la

s dr

ogas

•C

ompa

raci

ón d

el e

fect

o de

los

grup

os fu

ncio

nale

s, la

pol

arid

ad y

la fo

rma

de a

dmin

istra

ción

de

med

icam

ento

s so

bre

su b

iodi

spon

ibilid

ad.

Orie

ntac

ión:

•Po

r raz

ones

étic

as y

eco

nóm

icas

, los

ens

ayos

de

drog

as e

n an

imal

es y

hu

man

os (p

ara

DL 5

0/DE

50y

DT 5

0/DE

50re

spec

tivam

ente

) se

debe

n m

inim

izar

.

Temas troncales


Idea

fun

dam

enta

l:Lo

s pr

oduc

tos

natu

rale

s co

n pr

opie

dade

s m

edic

inal

es ú

tiles

se

pued

en a

ltera

r qu

ímic

amen

te p

ara

prod

ucir

med

icin

as m

ás s

egur

asy

pote

ntes

.

D.2

Asp

irina

y p

enic

ilina

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

La c

asua

lidad

y e

l des

cubr

imie

nto

cien

tífic

o: d

escu

brim

ient

o de

la p

enic

ilina

por S

ir Al

exan

der F

lem

ing.

(1.4

)

Rea

lizac

ión

de o

bser

vaci

ones

y re

petic

ión

de d

atos

: muc

has

drog

as n

eces

itan

ser a

isla

das,

iden

tific

adas

y m

odifi

cada

s a

parti

r de

fuen

tes

natu

rale

s. P

or e

jem

plo,

el

áci

do s

alic

ílico

de

la c

orte

za d

el s

auce

par

a al

ivia

r el d

olor

y la

fieb

re. (

1.8)

Com

pren

sión

:

Aspi

rina

•Lo

s an

algé

sico

s su

aves

func

iona

n in

terc

epta

ndo

el e

stím

ulo

del d

olor

en

la fu

ente

, con

frec

uenc

ia in

terfi

riend

o co

n la

pro

ducc

ión

de la

s su

stan

cias

qu

e ca

usan

el d

olor

, inf

lam

ació

n o

fiebr

e.

•La

asp

irina

se

prep

ara

a pa

rtir d

e ác

ido

salic

ílico

.

•La

asp

irina

se

pued

e us

ar c

omo

antic

oagu

lant

e, p

ara

evita

r el i

nfar

to

card

íaco

, der

ram

es c

ereb

rale

s y

com

o pr

ofilá

ctic

o.

Peni

cilin

a

•La

s pe

nici

linas

son

ant

ibió

ticos

pro

duci

dos

por h

ongo

s.

•Pa

rte d

el n

úcle

o de

la e

stru

ctur

a de

las

peni

cilin

as e

s un

ani

llo b

eta

lact

ámic

o.

•Al

guno

s an

tibió

ticos

act

úan

impi

dien

do la

uni

ón c

ruza

da d

e la

par

ed

celu

lar b

acte

riana

.

•La

mod

ifica

ción

de

la c

aden

a la

tera

l orig

ina

peni

cilin

as m

ás re

sist

ente

s a

la e

nzim

a pe

nici

linas

a.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

asp

irina

se

usa

de m

ucha

s fo

rmas

dife

rent

es e

n to

do e

l mun

do.

•El

prim

er a

ntib

acte

riano

cam

bió

la fo

rma

de tr

atam

ient

o de

las

enfe

rmed

ades

en

todo

el m

undo

.

Teor

ía d

elC

onoc

imie

nto:

•Lo

s di

fere

ntes

cal

man

tes

actú

an d

e di

stin

ta fo

rma.

¿C

ómo

perc

ibim

os e

l do

lor y

cóm

o nu

estra

s pe

rcep

cion

es e

stán

influ

idas

por

otra

s fo

rmas

de

cono

cim

ient

o?

•“L

a su

erte

favo

rece

sol

o a

las

men

tes

prep

arad

as” (

Loui

s Pa

steu

r). E

l de

scub

rimie

nto

de F

lem

ing

de la

pen

icilin

a se

des

crib

e co

n fre

cuen

cia

com

o ob

ra d

e la

cas

ualid

ad, p

ero

la im

porta

ncia

de

sus

obse

rvac

ione

s pu

do h

aber

se p

erdi

do e

n m

anos

no

expe

rtas.

¿Q

ué im

porta

ncia

tien

e la

m

enta

lidad

abi

erta

en

nues

tras

perc

epci

ones

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: R

endi

mie

nto

de re

acci

ónTe

ma

10.2

: Gru

pos

func

iona

les

Biol

ogía

, tem

a 6.

3: D

efen

sa c

ontra

enf

erm

edad

es in

fecc

iosa

s

Temas troncales


D.2

Asp

irina

y p

enic

ilina

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

Aspi

rina

•D

escr

ipci

ón d

el u

so d

el á

cido

sal

icíli

co y

sus

der

ivad

os c

omo

anal

gési

cos

suav

es.

•Ex

plic

ació

n de

la s

ínte

sis

de a

spiri

na a

par

tir d

e ác

ido

salic

ílico

, inc

luye

ndo

la o

bten

ción

, pur

ifica

ción

por

recr

ista

lizac

ión

y ca

ract

eriz

ació

n us

ando

IR y

pu

nto

de fu

sión

.

•D

iscu

sión

de

los

efec

tos

pote

ncia

dore

s de

la a

spiri

na c

on a

lcoh

ol.

•D

iscu

sión

de

la m

odifi

caci

ón d

e la

asp

irina

par

a ob

tene

r su

sal y

así

au

men

tar s

u so

lubi

lidad

en

agua

y c

ómo

esto

faci

lita

su b

iodi

spon

ibilid

ad.

Peni

cilin

a

•D

iscu

sión

de

los

efec

tos

deriv

ados

de

la m

odifi

caci

ón q

uím

ica

de la

ca

dena

late

ral d

e la

s pe

nici

linas

.

•D

iscu

sión

de

la im

porta

ncia

de

la o

bedi

enci

a de

l pac

ient

e y

los

efec

tos

de

la p

resc

ripci

ón a

busi

va d

e pe

nici

lina.

•Ex

plic

ació

n de

la im

porta

ncia

del

ani

llo b

eta

lact

ámic

o en

la a

cció

n de

la

peni

cilin

a.

Orie

ntac

ión:

•Lo

s al

umno

s de

ben

reco

noce

r la

capa

cida

d de

form

ar s

ales

ióni

cas

de lo

s gr

upos

áci

dos

(car

boxi

lo) y

bás

icos

(am

ino)

, por

eje

mpl

o, la

asp

irina

so

lubl

e.

•En

la s

ecci

ón 3

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se d

an la

s es

truct

uras

de

la

aspi

rina

y la

pen

icilin

a.

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6: L

os e

xper

imen

tos

podr

ían

incl

uir l

a sí

ntes

is d

e la

asp

irina

.

•O

bjet

ivo

8: D

iscu

tir e

l uso

/abu

so d

e an

tibió

ticos

par

a an

imal

es.

Temas troncales


Idea

fun

dam

enta

l:La

s dr

ogas

med

icin

ales

pot

ente

s pr

epar

adas

por

mod

ifica

ción

quí

mic

a de

pro

duct

os n

atur

ales

pue

den

ser

adic

tivas

y

trans

form

arse

en

sust

anci

as d

e ab

uso.

D.3

Opi

áceo

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Los

dato

s y

sus

post

erio

res

rela

cion

es: e

l opi

o y

sus

muc

hos

deriv

ados

se

han

usad

o co

mo

calm

ante

s de

div

ersa

s fo

rmas

dur

ante

mile

s de

año

s. U

no d

e es

tos

deriv

ados

es

la d

iam

orfin

a. (3

.1)

Com

pren

sión

:

•La

cap

acid

ad d

e un

a dr

oga

de c

ruza

r la

barre

ra s

angr

e-ce

rebr

o de

pend

e de

su

estru

ctur

a qu

ímic

a y

solu

bilid

ad e

n ag

ua y

lípi

dos.

•Lo

s op

iáce

os s

on a

nalg

ésic

os n

arcó

ticos

nat

ural

es d

eriv

ados

de

la

amap

ola

del o

pio.

•La

mor

fina

y la

cod

eína

se

usan

com

o an

algé

sico

s fu

erte

s. L

os

anal

gési

cos

fuer

tes

actú

an u

nién

dose

tem

pora

lmen

te a

los

sitio

s re

cept

ores

del

dol

or e

n el

cer

ebr o

, im

pidi

endo

la tr

ansm

isió

n de

los

impu

lsos

del

dol

or s

in d

eprim

ir el

sis

tem

a ne

rvio

so c

entra

l.

•El

uso

méd

ico

y la

s pr

opie

dade

s ad

ictiv

as d

e lo

s co

mpu

esto

s op

iáce

os s

e re

laci

onan

con

la p

rese

ncia

de

rece

ptor

es o

pioi

des

en e

l cer

ebro

.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

la s

ínte

sis

de la

cod

eína

y la

dia

mor

fina

a pa

rtir d

e la

m

orfin

a.

•D

escr

ipci

ón y

exp

licac

ión

del u

so d

e an

algé

sico

s fu

erte

s.

•C

ompa

raci

ón d

e la

s es

truct

uras

de

la m

orfin

a, la

cod

eína

y la

dia

mor

fina

(her

oína

).

•D

iscu

sión

de

las

vent

ajas

y d

esve

ntaj

as d

el u

so d

e m

orfin

a y

sus

deriv

ados

com

o an

algé

sico

s fu

erte

s.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•M

ucha

s dr

ogas

ileg

ales

se

culti

van

o pr

oduc

en e

n un

peq

ueño

núm

ero

de

país

es y

lueg

o se

ven

den

y di

strib

uyen

glo

balm

ente

. Los

pun

tos

de v

ista

cu

ltura

l y e

conó

mic

o so

bre

la p

rodu

cció

n y

vent

a de

opi

áceo

s en

todo

el

mun

do d

ifier

en.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•C

on fr

ecue

ncia

exi

ste

un c

hoqu

e de

cul

tura

s re

spec

to d

e di

fere

ntes

pe

rspe

ctiv

as e

idea

s. ¿

Exis

te a

lgún

con

ocim

ient

o qu

e se

a in

depe

ndie

nte

de la

cul

tura

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 10

.2: G

rupo

s fu

ncio

nale

s

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

7:U

so d

e an

imac

ione

s in

form

átic

as p

ara

la in

vest

igac

ión

de

visu

aliz

acio

nes

3D d

e dr

ogas

y s

itios

rece

ptor

es.

Temas troncales


D.3

Opi

áceo

s

•D

iscu

sión

de

los

efec

tos

secu

ndar

ios

de lo

s co

mpu

esto

s op

iáce

os.

•Ex

plic

ació

n de

l aum

ento

de

la p

oten

cia

de la

dia

mor

fina

en c

ompa

raci

ón

con

la m

orfin

a ba

sánd

ose

en s

u es

truct

ura

quím

ica

y so

lubi

lidad

.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se e

ncue

ntra

n la

s es

truct

uras

de

la m

orfin

a, la

cod

eína

y la

dia

mor

fina.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

El e

xces

o de

aci

dez

esto

mac

al e

s un

pro

blem

a fre

cuen

te y

se

pued

e al

ivia

r por

med

io d

e co

mpu

esto

s qu

e au

men

ten

el p

H d

el

estó

mag

o ne

utra

lizan

do o

redu

cien

do s

u se

crec

ión.

D.4

Reg

ulac

ión

del p

H d

el e

stóm

ago

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Rec

olec

ción

de

dato

s po

r mue

stre

o y

ensa

yos:

uno

de

los

sínt

omas

de

la d

ispe

psia

es

la s

obre

prod

ucci

ón d

e ác

ido

en e

l est

ómag

o. E

l tra

tam

ient

o m

édic

o de

est

a af

ecci

ón c

on fr

ecue

ncia

incl

uye

la p

resc

ripci

ón d

e an

tiáci

dos

que

inst

antá

neam

ente

neu

traliz

an e

l áci

do d

el e

stóm

ago,

obi

en a

ntag

onis

tas

de H

2-re

cept

ores

o

inhi

bido

res

de b

omba

de

prot

ón q

ue im

pide

n la

pro

ducc

ión

del á

cido

est

omac

al. (

2.8)

Com

pren

sión

:

•La

s re

acci

ones

no

espe

cífic

as, c

omo

el u

so d

e an

tiáci

dos,

son

las

que

redu

cen

el e

xces

o de

aci

dez

esto

mac

al.

•Lo

s m

etab

olito

s ac

tivos

son

las

form

as a

ctiv

as d

e un

a dr

oga

desp

ués

de

habe

r sid

o pr

oces

ada

por e

l org

anis

mo.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

l uso

de

dife

rent

es b

ases

par

a re

duci

r el e

xces

o de

aci

dez

esto

mac

al.

•C

onst

rucc

ión

de e

cuac

ione

s aj

usta

das

para

las

reac

cion

es d

e ne

utra

lizac

ión

y ap

licac

ión

este

quio

mét

rica

de e

stas

ecu

acio

nes.

•R

esol

ució

n de

pro

blem

as d

e ta

mpo

nes

usan

do la

ecu

ació

n de

Hen

ders

on-

Has

selb

alch

.

•Ex

plic

ació

n de

l uso

de

com

pues

tos

com

o la

rani

tidin

a (Z

anta

c) p

ara

inhi

bir

la p

rodu

cció

n de

áci

do d

el e

stóm

ago.

•Ex

plic

ació

n de

l uso

de

com

pues

tos

com

o el

om

epra

zol (

Prilo

sec)

y e

l es

omep

razo

l (N

exiu

m) p

ara

supr

imir

la s

ecre

ción

de

ácid

o en

el

estó

mag

o.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

s di

fere

ntes

cul

tura

s (e

s de

cir,

diet

as, e

stilo

de

vida

, etc

.) y

la g

enét

ica

pued

en a

fect

ar la

nec

esid

ad d

e re

gula

ción

del

pH

del

est

ómag

o.

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•En

oca

sion

es, u

tiliz

amos

dife

rent

es e

nfoq

ues

para

reso

lver

el m

ism

o pr

oble

ma.

¿C

ómo

deci

dim

os e

ntre

evi

denc

ias

conf

lictiv

as y

enf

oque

s?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 1.

3: C

álcu

los

que

impl

ique

n so

luci

ones

Tem

as 8

.2 y

8.4

: Neu

traliz

ació

nTe

ma

10.2

: Gru

pos

func

iona

les

Tem

a 20

.3: E

nant

ióm

eros

Opc

ión

B.7:

Tam

pone

s am

inoá

cido

sBi

olog

ía, o

pció

n D

.1: D

iges

tión

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

6:Lo

s ex

perim

ento

s pu

eden

incl

uir t

itula

cion

es p

ara

com

prob

ar

la e

fect

ivid

ad d

e di

fere

ntes

ant

iáci

dos.

Temas troncales


D.4

Reg

ulac

ión

del p

H d

el e

stóm

ago

Orie

ntac

ión:

•Se

deb

en in

clui

r com

pues

tos

antiá

cido

s co

mo

hidr

óxid

o de

cal

cio,

hi

dróx

ido

de m

agne

sio,

hid

róxi

do d

e al

umin

io, c

arbo

nato

de

sodi

o y

bica

rbon

ato

de s

odio

.

•En

la s

ecci

ón 3

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

nan

las

estru

ctur

as

de la

rani

tidin

a y

el o

mep

razo

l.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

Para

alg

unas

infe

ccio

nes

víric

as, r

ecie

ntem

ente

han

sid

o de

sarro

llado

s m

edic

amen

tos

antiv

irale

s, m

ient

ras

que

para

otra

s aú

n se

est

án in

vest

igan

do.

D.5

Med

icam

ento

s an

tivira

les

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Col

abor

ació

n ci

entíf

ica:

nue

stra

com

pren

sión

de

cóm

o lo

s vi

rus

inva

den

nues

tros

sist

emas

se

ha p

erfe

ccio

nado

gra

cias

a la

s re

cien

tes

inve

stig

acio

nes

de la

com

unid

ad c

ient

ífica

. (4.

1)

Com

pren

sión

:

•Lo

s vi

rus

care

cen

de u

na e

stru

ctur

a ce

lula

r y p

or e

llo a

taca

rlos

con

drog

as

resu

lta m

ás d

ifíci

l que

en

el c

aso

de la

s ba

cter

ias.

•La

s dr

ogas

ant

ivira

les

pued

en tr

abaj

ar a

ltera

ndo

el m

ater

ial g

enét

ico

de la

cé

lula

par

a qu

e el

viru

s no

se

pued

a m

ultip

licar

. Alte

rnat

ivam

ente

, pue

den

evita

r que

los

viru

s se

mul

tipliq

uen

bloq

uean

do la

act

ivid

ad e

nzim

átic

a de

ntro

de

la c

élul

a hu

éspe

d.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

las

dife

rent

es fo

rmas

de

acci

ón d

e lo

s m

edic

amen

tos

antiv

irale

s.

•D

escr

ipci

ón d

e la

s di

fere

ncia

s en

tre v

irus

y ba

cter

ias.

•Ex

plic

ació

n de

la a

cció

n de

l ose

ltam

ivir

(Tam

iflu)

y e

l zan

amiv

ir (R

elen

za)

com

o ag

ente

pre

vent

ivo

cont

ra lo

s vi

rus

de la

grip

e.

•C

ompa

raci

ón d

e la

s es

truct

uras

del

ose

ltam

ivir

y el

zan

amiv

ir.

•D

iscu

sión

de

las

dific

ulta

des

asoc

iada

s co

n la

sol

ució

n de

l pro

blem

a de

l SI

DA.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

nan

las

estru

ctur

as

del o

selta

miv

ir y

el z

anam

ivir.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•¿C

ómo

ha c

ambi

ado

la e

pide

mia

del

SID

A de

sde

su d

escu

brim

ient

o a

prin

cipi

os d

e lo

s 80

? ¿Q

ué s

e ne

cesi

ta p

ara

dete

ner l

a pr

opag

ació

n de

la

enfe

rmed

ad?

¿Cuá

l es

el im

pact

o gl

obal

de

esta

enf

erm

edad

?

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Opc

ione

s B.

2 y

B.7:

Pro

teín

as y

enz

imas

Biol

ogía

, tem

a 11

.1:V

acun

ació

n

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

8:El

con

trol y

trat

amie

nto

del V

IH e

s ag

rava

do p

or e

l ele

vado

pr

ecio

de

los

agen

tes

anti-

retro

vira

les

y lo

s as

pect

os s

ocio

cultu

rale

s.

Temas troncales


Idea

fund

amen

tal:

La s

ínte

sis,

ais

lam

ient

o y

adm

inis

traci

ón d

e m

edic

amen

tos

pued

en te

ner u

n ef

ecto

sob

re e

l am

bien

te.

D.6

Impa

cto

ambi

enta

l de

algu

nos

med

icam

ento

s

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Impl

icac

ione

s ét

icas

y ri

esgo

s y

prob

lem

as: l

a co

mun

idad

cie

ntífi

ca d

ebe

cons

ider

ar ta

nto

los

efec

tos

secu

ndar

ios

de la

s m

edic

inas

en

el p

acie

nte,

com

o lo

s ef

ecto

s se

cund

ario

s de

l des

arro

llo, p

rodu

cció

n y

uso

de lo

s m

edic

amen

tos

sobr

e el

am

bien

te (e

s de

cir,

elim

inac

ión

de re

sidu

os n

ucle

ares

, dis

olve

ntes

y re

sidu

os

de a

ntib

iótic

os).

(4.8

)

Com

pren

sión

:

•R

esid

uos

de a

lto n

ivel

(HLW

) son

aqu

ello

s qu

e lib

eran

gra

n ca

ntid

ad d

e ra

diac

ión

ioni

zant

e du

rant

e m

ucho

tiem

po.

•R

esid

uos

de b

ajo

nive

l (LL

W) s

on a

quel

los

que

liber

an p

eque

ñas

cant

idad

es d

e ra

diac

ión

ioni

zant

e du

rant

e po

co ti

empo

.

•La

resi

sten

cia

a lo

s an

tibió

ticos

se

prod

uce

cuan

do lo

s m

icro

orga

nism

os

se v

uelv

en re

sist

ente

s a

los

antib

acte

riano

s.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•D

escr

ipci

ón d

el im

pact

o am

bien

tal d

e la

elim

inac

ión

de lo

s re

sidu

os d

e m

edic

ina

nucl

ear.

•D

iscu

sión

de

los

aspe

ctos

am

bien

tale

s re

laci

onad

os c

on lo

s di

solv

ente

s so

bran

tes.

•Ex

plic

ació

n de

los

pelig

ros

de lo

s re

sidu

os d

e an

tibió

ticos

, de

la

elim

inac

ión

inap

ropi

ada

de d

roga

s y

los

resi

duos

ani

mal

es, y

del

de

sarro

llo d

e re

sist

enci

a a

los

antib

iótic

os.

•D

iscu

sión

de

los

conc

epto

s bá

sico

s de

los

proc

esos

de

la q

uím

ica

ecol

ógic

a (q

uím

ica

sost

enib

le).

•Ex

plic

ació

n de

cóm

o la

quí

mic

a ec

ológ

ica

se u

só p

ara

desa

rrolla

r el

prec

urso

r par

a el

Tam

iflu

(ose

ltam

ivir)

.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•C

onsi

dera

r cóm

o la

s co

mpa

ñías

farm

acéu

ticas

det

erm

inan

la fo

rma

de

inve

rtir f

ondo

s pa

ra la

inve

stig

ació

n y

el d

esar

rollo

de

nuev

os

med

icam

ento

s.

•¿T

iene

n la

s co

mpa

ñías

farm

acéu

ticas

la re

spon

sabi

lidad

de

inve

stig

ar

enfe

rmed

ades

rara

s qu

e no

les

prop

orci

onar

án b

enef

icio

s ec

onóm

icos

si

gnifi

cativ

os?

•La

pro

ducc

ión

deun

a dr

oga

impl

ica

varia

s re

acci

ones

org

ánic

as

dife

rent

es. ¿

Cuá

l es

la é

tica

que

gobi

erna

el d

iseñ

o (s

ínte

sis)

de

drog

as?

¿Var

ían

las

norm

as y

prá

ctic

as p

or p

aís

y re

gión

?

Teor

ía d

el C

onoc

imie

nto:

•¿C

ómo

equi

libra

mos

los

prob

lem

as é

ticos

que

par

ecen

est

ar e

nde

sacu

erdo

ent

re s

í cua

ndo

trata

mos

de

form

ular

una

sol

ució

n al

pr

oble

ma?

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

8:¿C

ómo

elim

inam

os c

on s

egur

idad

resi

duos

de

med

icin

a nu

clea

r?

•O

bjet

ivo

8:El

Tej

o de

l Pac

ífico

, fue

nte

de la

dro

ga T

axol

que

se

usa

en

quim

iote

rapi

a, s

e en

frent

a a

la e

xtin

ción

.

•O

bjet

ivo

8:La

elim

inac

ión

de lo

s di

solv

ente

s es

un

prob

lem

a am

bien

tal

crec

ient

e.

Temas troncales


D.6

Impa

cto

ambi

enta

l de

algu

nos

med

icam

ento

s

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

na la

est

ruct

ura

del

osel

tam

ivir.



Tem

as a

dici

onal

es d

el N

ivel

Sup

erio

r

Opc

ión

D: Q

uím

ica

med

icin

al

15 /2

5 ho

ras

Idea

fund

amen

tal:

Los

auxi

liare

s qu

irale

s pe

rmite

n la

obt

enci

ón d

e en

antió

mer

os in

divi

dual

es d

e m

oléc

ulas

qui

rale

s.

D.7

Tax

ol: u

n es

tudi

o de

cas

ode

aux

iliar

qui

ral

Nat

ural

eza

de la

cie

ncia

:

Avan

ces

tecn

ológ

icos

: muc

has

de e

stas

sus

tanc

ias

natu

rale

s se

pue

den

obte

ner a

hora

en

los

labo

rato

rios

en c

antid

ad s

ufic

ient

e co

mo

para

sat

isfa

cer l

a de

man

da. (

3.7)

Rie

sgos

y p

robl

emas

: la

dem

anda

de

cier

tas

drog

as e

xced

e la

s re

serv

as d

e su

stan

cias

nat

ural

es n

eces

aria

s pa

ra s

inte

tizar

est

as d

roga

s. (4

.8)

Com

pren

sión

:

•El

Tax

ol e

s un

a dr

oga

que

se u

sa p

ara

el tr

atam

ient

o de

var

ios

tipos

de

cánc

er.

•El

Tax

ol s

e en

cuen

tra d

e fo

rma

natu

ral e

n el

árb

ol d

el te

jo, p

ero

ahor

a se

pr

oduc

e no

rmal

men

te d

e fo

rma

sint

étic

a.

•U

n au

xilia

r qui

ral e

s un

a su

stan

cia

óptic

amen

te a

ctiv

a qu

e se

inco

rpor

a de

form

a tra

nsito

ria d

uran

te la

sín

tesi

s or

gáni

ca p

ara

que

se p

ueda

llev

ar a

ca

bo d

e m

aner

a as

imét

rica

con

la fo

rmac

ión

sele

ctiv

a de

un

solo

en

antió

mer

o.

Apl

icac

ione

s y

habi

lidad

es:

•Ex

plic

ació

n de

la o

bten

ción

del

Tax

ol (p

aclit

axel

) y s

u us

o co

mo

agen

te

quim

iote

rapé

utic

o.

•D

escr

ipci

ón d

el u

so d

e au

xilia

res

quira

les

para

form

ar e

l ena

ntió

mer

o de

sead

o.

•Ex

plic

ació

n de

l uso

del

pol

arím

etro

par

a id

entif

icar

ena

ntió

mer

os.

Orie

ntac

ión:

•En

la s

ecci

ón 3

7 de

l cua

dern

illo d

e da

tos

se p

ropo

rcio

na la

est

ruct

ura

del

Taxo

l.

Men

talid

ad in

tern

acio

nal:

•La

dis

poni

bilid

ad y

dis

tribu

ción

de

cier

tas

drog

as y

med

icin

as e

n el

pla

neta

es

des

igua

l.

Util

izac

ión:

Vínc

ulos

con

el r

esto

del

pro

gram

a de

est

udio

s y

con

otra

s as

igna

tura

s de

l pr

ogra

ma:

Tem

a 20

.2: R

utas

de

sínt

esis

Tem

a 20

.3: E

ster

eois

omer

ía

Obj

etiv

os g

ener

ales

:

•O

bjet

ivo

8:C

onsi

dera

r las

impl

icac

ione

s ét

icas

del

uso

de

drog

as

sint

étic

as e

n lu

gar d

e la

s ob

teni

das

de fu

ente

s na

tura

les.



Idea

fund

amen

tal:

La ra

diac

ión

nucl

ear,

a pe

sar d

e se

r pel

igro

sa d

ebid

o a

su c

apac

idad

de

daña

r las

cél

ulas

y c

ausa

r mut

acio

nes,

tam

bién

se

pued

e us

ar p

ara

el d

iagn

óstic

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Evaluación

La evaluación en el Programa del Diploma

Información generalLa evaluación es una parte fundamental de la enseñanza y el aprendizaje. Los objetivos más importantes de la evaluación en el Programa del Diploma son los de apoyar los objetivos del currículo y fomentar un aprendizaje adecuado por parte de los alumnos. En el Programa del Diploma, la evaluación es tanto interna como externa. Los trabajos preparados para la evaluación externa son corregidos por examinadores del IB, mientras que los trabajos presentados para la evaluación interna son corregidos por los profesores y moderados externamente por el IB.

El IB reconoce dos tipos de evaluación:

• La evaluación formativa orienta la enseñanza y el aprendizaje. Proporciona a los alumnos y profesores información útil y precisa sobre el tipo de aprendizaje que se está produciendo y sobre los puntos fuertes y débiles de los alumnos, lo que permite ayudarles a desarrollar su comprensión y aptitudes. La evaluación formativa también ayuda a mejorar la calidad de la enseñanza, pues proporciona información que permite hacer un seguimiento de la medida en que se alcanzan los objetivos generales y los objetivos de evaluación del curso.

• La evaluación sumativa ofrece una impresión general del aprendizaje que se ha producido hasta un momento dado y se emplea para determinar los logros de los alumnos.

En el Programa del Diploma se utiliza principalmente una evaluación sumativa concebida para identificar los logros de los alumnos al final del curso o hacia el final del mismo. Sin embargo, muchos de los instrumentos de evaluación se pueden utilizar también con propósitos formativos durante la enseñanza y el aprendizaje, y se anima a los profesores a que los utilicen de este modo. Un plan de evaluación exhaustivo debe ser una parte fundamental de la enseñanza, el aprendizaje y la organización del curso. Para obtener más información, consulte el documento del IB Normas para la implementación de los programas y aplicaciones concretas (2010).

La evaluación en el IB se basa en criterios establecidos; es decir, se evalúa el trabajo de los alumnos en relación con niveles de logro determinados y no en relación con el trabajo de otros alumnos. Para obtener más información sobre la evaluación en el Programa del Diploma, consulte la publicación titulada Principios y práctica del sistema de evaluación del Programa del Diploma (2009).

Para ayudar a los profesores en la planificación, implementación y evaluación de los cursos del Programa del Diploma, hay una variedad de recursos que se pueden consultar en el CPEL o adquirir en la tienda virtual del IB (http://store.ibo.org). En el CPEL pueden encontrarse también publicaciones tales como exámenes de muestra y esquemas de calificación, materiales de ayuda al profesor, informes de la asignatura, y descriptores de las calificaciones finales. En la tienda virtual del IB se pueden adquirir exámenes de convocatorias pasadas y esquemas de calificación.



Métodos de evaluaciónEl IB emplea diversos métodos para evaluar el trabajo de los alumnos.

Criterios de evaluaciónCuando la tarea de evaluación es abierta (es decir, se plantea de tal manera que fomenta una variedad de respuestas), se utilizan criterios de evaluación. Cada criterio se concentra en una habilidad específica que se espera que demuestren los alumnos. Los objetivos de evaluación describen lo que los alumnos deben ser capaces de hacer y los criterios de evaluación describen qué nivel deben demostrar al hacerlo. Los criterios de evaluación permiten evaluar del mismo modo respuestas muy diferentes. Cada criterio está compuesto por una serie de descriptores de nivel ordenados jerárquicamente. Cada descriptor de nivel equivale a uno o varios puntos. Se aplica cada criterio de evaluación por separado, y se localiza el descriptor que refleja más adecuadamente el nivel conseguido por el alumno. Distintos criterios de evaluación pueden tener puntuaciones máximas diferentes en función de su importancia. Los puntos obtenidos en cada criterio se suman, para obtener la puntuación total del trabajo en cuestión.

Bandas de calificaciónLas bandas de calificación describen de forma integradora el desempeño esperado y se utilizan para evaluar las respuestas de los alumnos. Constituyen un único criterio holístico, dividido en descriptores de nivel. A cada descriptor de nivel le corresponde un rango de puntos, lo que permite diferenciar el desempeño de los alumnos. Del rango de puntos de cada descriptor de nivel, se elige la puntuación que mejor corresponda al nivel logrado por el alumno.

Esquemas de calificación analíticosEstos esquemas se preparan para aquellas preguntas de examen que se espera que los alumnos contesten con un tipo concreto de respuesta o una respuesta final determinada. Indican a los examinadores cómo desglosar la puntuación total disponible para cada pregunta con respecto a las diferentes partes de esta.

Notas para la correcciónPara algunos componentes de evaluación que se corrigen usando criterios de evaluación se proporcionan notas para la corrección. En ellas se asesora a los correctores sobre cómo aplicar los criterios de evaluación a los requisitos específicos de la pregunta en cuestión.

Adecuaciones inclusivas de evaluaciónExisten adecuaciones inclusivas de evaluación disponibles para los alumnos con necesidades específicas de acceso a la evaluación. Estas adecuaciones permiten que los alumnos con todo tipo de necesidades accedan a los exámenes y demuestren su conocimiento y comprensión de los elementos que se están evaluando.

El documento del IB titulado Alumnos con necesidades específicas de acceso a la evaluación contiene especificaciones sobre las adecuaciones inclusivas de evaluación que están disponibles para los alumnos con necesidades de apoyo para el aprendizaje. El documento La diversidad en el aprendizaje y las necesidades educativas especiales en los programas del Bachillerato Internacional describe la postura del IB con respecto a los alumnos con diversas necesidades de aprendizaje que cursan los programas del IB. Para los alumnos afectados por circunstancias adversas, los documentos Reglamento general del Programa del Diploma (2011) y el Manual de procedimientos del Programa del Diploma incluyen información detallada sobre los casos de consideración de acceso a la evaluación.



Responsabilidades del colegioCada colegio debe garantizar que los alumnos con necesidades de apoyo para el aprendizaje cuenten con un acceso equitativo y los ajustes razonables correspondientes según los documentos del IB titulados Alumnos con necesidades específicas de acceso a la evaluación y La diversidad en el aprendizaje y las necesidades educativas especiales en los programas del Bachillerato Internacional.


Evaluación

Resumen de la evaluación: NM


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Porcentaje aproximado con respecto a los objetivos de evaluación

Duración (horas)

1+2 3

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Evaluación interna

20Cubre los objetivos de evaluación

1, 2, 3 y 410


Evaluación

Resumen de la evaluación: NS


Componente Porcentaje con respecto al total

de la evaluación (%)

Porcentaje aproximado con respecto a los objetivos de evaluación

Duración (horas)

1+2 3

Prueba 1 20 10 10 1

Prueba 2 36 18 18 2¼

Prueba 3 24 12 12 1¼

Evaluación interna 20

Cubre los objetivos de evaluación

1, 2, 3 y 410


Evaluación

Evaluación externa

Para evaluar a los alumnos se emplean esquemas de calificación detallados, específicos para cada prueba de examen.

Descripción detallada de la evaluación externa: NM

Prueba 1Duración: ¾ horaPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 20%Puntos: 30• 30 preguntas de opción múltiple sobre los temas troncales, aproximadamente 15 de ellas son comunes

con el NS.

• Las preguntas de la prueba 1 abordan los objetivos de evaluación 1, 2 y 3.

• No se permite el uso de calculadoras.

• Se proporcionará a los alumnos una tabla periódica.

• No se descuentan puntos por respuestas incorrectas.

Prueba 2Duración: 1 ¼ horasPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 40%Puntos: 50• Combinación de preguntas de respuesta corta y de respuesta larga sobre los temas troncales.


• Se permite el uso de calculadoras. (Véase la sección Calculadoras del CPEL).

• El colegio proporcionará el cuadernillo de datos de Química.

Prueba 3Duración: 1 horaPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 20%Puntos: 35• Esta prueba tendrá preguntas sobre los temas troncales y sobre el material opcional de NM.

• Sección A: una pregunta basada en datos y varias preguntas de respuesta corta sobre trabajos experimentales.

• Sección B: combinación de preguntas de respuesta corta y de respuesta larga sobre una opción.




Evaluación externa


Descripción detallada de la evaluación externa: NS

Prueba 1Duración: 1 horaPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 20%Puntos: 40• 40 preguntas de opción múltiple sobre los temas troncales y los TANS, aproximadamente 15 de ellas

son comunes con el NM.


• No se permite el uso de calculadoras.

• Se proporcionará a los alumnos una tabla periódica.

• No se descuentan puntos por respuestas incorrectas.

Prueba 2Duración: 2 ¼ horasPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 36%Puntos: 90• Combinación de preguntas de respuesta corta y de respuesta larga sobre los temas troncales y los

TANS.




Prueba 3Duración: 1 ¼ horasPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 24%Puntos: 45• Esta prueba tendrá preguntas sobre los temas troncales, los TANS y el material opcional.

• Sección A: una pregunta basada en datos y varias preguntas de respuesta corta sobre trabajos experimentales.

• Sección B: combinación de preguntas de respuesta corta y de respuesta larga sobre una opción.





Evaluación

Evaluación interna

Propósito de la evaluación internaLa evaluación interna es una parte fundamental del curso y es obligatoria tanto en el NM como en el NS. Permite a los alumnos demostrar la aplicación de sus habilidades y conocimientos y dedicarse a aquellas áreas que despierten su interés sin las restricciones de tiempo y de otro tipo asociadas a los exámenes escritos. La evaluación interna debe, en la medida de lo posible, integrarse en la enseñanza normal de clase, y no ser una actividad aparte que tiene lugar una vez que se han impartido todos los contenidos del curso.

Los requisitos de evaluación interna son los mismos para el NM y el NS. Esta sección acerca de la evaluación interna se debe leer junto con la sección sobre la evaluación interna de los materiales de ayuda al profesor.

Orientación y autoría originalLos trabajos presentados para la evaluación interna deben ser trabajo original del alumno. Sin embargo, no se pretende que los alumnos decidan el título o el tema y que se les deje trabajar en el componente de evaluación interna sin ningún tipo de ayuda por parte del profesor. El profesor debe desempeñar un papel importante en las etapas de planificación y elaboración del trabajo de evaluación interna. Es responsabilidad del profesor asegurarse de que los alumnos estén familiarizados con:

• Los requisitos del tipo de trabajo que se va a evaluar internamente.

• La política del IB sobre la experimentación con animales.

• Los criterios de evaluación: los alumnos deben entender que el trabajo que presenten para evaluación ha de abordar estos criterios eficazmente.

Los profesores y los alumnos deben discutir el trabajo evaluado internamente. Se debe animar a los alumnos a dirigirse al profesor en busca de consejos e información, y no se les debe penalizar por solicitar orientación. Como parte del proceso de aprendizaje, los profesores deben leer un borrador del trabajo y asesorar a los alumnos al respecto. El profesor debe aconsejar al alumno de manera oral o escrita sobre cómo mejorar su trabajo, pero no debe modificar el borrador. La siguiente versión que llegue a manos del profesor debe ser la versión definitiva lista para entregar.

Los profesores tienen la responsabilidad de asegurarse de que todos los alumnos entiendan el significado y la importancia de los conceptos relacionados con la probidad académica, especialmente los de autoría original y propiedad intelectual. Los profesores deben verificar que todos los trabajos que los alumnos entreguen para evaluación hayan sido preparados conforme a los requisitos, y deben explicar claramente a los alumnos que el trabajo que se evalúe internamente debe ser original en su totalidad. Cuando se permita la colaboración entre alumnos, a estos debe quedarles clara la diferencia entre colaboración y colusión.

Los profesores deben verificar la autoría original de todo trabajo que se envíe al IB para su moderación o evaluación, y no deben enviar ningún trabajo que sepan que constituye (o sospechen que constituye) un caso de infracción académica. Cada alumno debe confirmar que el trabajo que presenta para la evaluación es original y que es la versión final. Una vez que el alumno ha entregado oficialmente la versión final de su trabajo, no puede pedir que se lo devuelvan para modificarlo. El requisito de confirmar la originalidad del trabajo se aplica al trabajo de todos los alumnos, no solo de aquellos que formen parte de la muestra que se

Evaluación interna


enviará al IB para moderación. Para obtener más información, sírvase consultar los siguientes documentos del IB: Probidad académica (2011), El Programa del Diploma: de los principios a la práctica (2009) y el Reglamento general del Programa del Diploma (2011).

La autoría de los trabajos se puede comprobar debatiendo su contenido con el alumno y analizando con detalle uno o más de los siguientes aspectos:

• La propuesta inicial del alumno

• El borrador del trabajo escrito

• Las referencias bibliográficas citadas

• El estilo de redacción, comparado con trabajos que se sabe que ha realizado el alumno

• El análisis del trabajo con un servicio en línea de detección de plagio como, por ejemplo, www.turnitin.com

No se permite presentar un mismo trabajo para la evaluación interna y la Monografía.

Trabajo en grupoCada investigación es un trabajo individual basado en diferentes datos recabados o mediciones generadas. Lo ideal es que los alumnos trabajen en la obtención de datos de manera individual. En algunos casos, los datos recabados o las mediciones realizadas pueden proceder de un experimento en grupo, siempre que cada alumno haya recabado sus propios datos o realizado sus propias mediciones. En Química, en algunos casos, los datos o las mediciones en grupo se pueden combinar para que haya suficiente cantidad como para realizar un análisis individual. Incluso en este caso, cada alumno debe haber recabado y registrado sus propios datos y deben indicar claramente qué datos son los suyos.

Debe dejarse claro a los alumnos que todo trabajo relacionado con la investigación debe ser de su autoría original. Por tanto, es conveniente que los profesores les ayuden a desarrollar el sentido de responsabilidad sobre el propio aprendizaje para que se sientan orgullosos de su trabajo.

Distribución del tiempoLa evaluación interna es una parte fundamental del curso de Química y representa un 20% de la evaluación final en el NM y el NS. Este porcentaje debe verse reflejado en el tiempo que se dedica a enseñar los conocimientos y las habilidades necesarios para llevar a cabo el trabajo de evaluación interna, así como en el tiempo total dedicado a realizar el trabajo.

Se recomienda asignar un total de aproximadamente 10 horas lectivas tanto en NM como en NS para el trabajo de evaluación interna. En estas horas se deberá incluir:

• El tiempo que necesita el profesor para explicar a los alumnos los requisitos de la evaluación interna

• Tiempo de clase para que los alumnos trabajen en el componente de evaluación interna y planteen preguntas

• El tiempo para consultas entre el profesor y cada alumno

• Tiempo para revisar el trabajo y evaluar cómo progresa, y para comprobar que es original

Evaluación interna


Requisitos y recomendaciones de seguridadAunque los profesores deberán ajustarse a las directrices nacionales o locales (las cuales pueden diferir entre los distintos países), se deberá prestar atención a las siguientes directrices, que han sido desarrolladas por The Laboratory Safety Institute (LSI) para la comisión de seguridad de ICASE (International Council of Associations for Science Education, Consejo Internacional de Asociaciones de Educación Científica).

Es responsabilidad de todas y cada una de las personas involucradas en estas actividades el hacer de este compromiso con la seguridad y la salud algo permanente. Las recomendaciones que se hagan a este respecto deberán reconocer la necesidad de respetar el contexto local, las diferentes tradiciones educativas y culturales, las limitaciones económicas y los sistemas legales de los distintos países.

The Laboratory Safety Institute

Guía de seguridad para laboratorios40 sugerencias para un laboratorio más seguro

Pasos que requieren gastos mínimos1. Tenga una declaración por escrito de su política de aspectos de medio ambiente, salud y seguridad

(MASS).

2. Organice un comité departamental de MASS de empleados, gerentes, maestros, administrativos y estudiantes, que se reunirán regularmente para discutir los asuntos de MASS.

3. Desarrolle un programa de inducción en MASS para los todos los empleados y/o estudiantes de nuevo ingreso.

4. Motive a los empleados y/o estudiantes a preocuparse por su salud y seguridad, así como la de otros.

5. Involucre a cada empleado y/o estudiante en algún aspecto del programa de seguridad y dele a cada uno responsabilidades específicas.

6. Proporcione incentivos para los empleados y/o estudiantes para el desempeño con seguridad.

7. Exija a todos los empleados que lean el manual de seguridad apropiado. Exija a los estudiantes que lean las reglas de la institución para seguridad en el laboratorio. Haga que ambos grupos firmen una declaración de que así lo han hecho, de que entienden su contenido y que están de acuerdo en seguir esos procedimientos y prácticas. Mantenga estas declaraciones en los archivos del departamento.

8. Realice inspecciones periódicas del laboratorio, sin previo aviso, para identificar y corregir las condiciones peligrosas y las prácticas inseguras. Involucre a los empleados y/o los estudiantes en inspecciones simuladas de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social.

9. Haga que el aprendizaje de cómo actuar con seguridad sea parte integral e importante de la educación en las ciencias, de su trabajo y de su vida.

10. Programe juntas regulares de seguridad en el departamento con todos los estudiantes y empleados, para discutir los resultados de las inspecciones y los aspectos de seguridad del laboratorio.

11. Cuando realice experimentos de alto riesgo o potencialmente riesgosos, hágase estas preguntas:

– ¿Cuáles son los riesgos?

– ¿Cuáles son las posibles cosas que pueden salir mal?

– ¿Cómo las voy a manejar?

– ¿Cuáles son las prácticas prudentes, los dispositivos de protección y los equipos necesarios para minimizar el riesgo de exposición a estos riesgos?

Evaluación interna


12. Exija que se reporten todos los accidentes. Estos (incidentes), deben ser evaluados por el comité de seguridad del departamento, y que se discutan en las juntas de seguridad.

13. Exija que en toda discusión antes de iniciar un experimento se consideren los aspectos de salud y seguridad.

14. No permita que se dejen corriendo experimentos sin atención, a menos que sean a prueba de fallas.

15. Prohíba el trabajo solitario en cualquier laboratorio y el trabajo sin el conocimiento previo de un miembro del equipo de trabajo.

16. Amplíe el programa de seguridad más allá del laboratorio, al automóvil y al hogar.

17. Permita solo cantidades mínimas de líquidos inflamables en cada laboratorio.

18. Prohíba fumar, comer y beber en el laboratorio.

19. No permita que se almacene comida en los refrigeradores de sustancias químicas.

20. Desarrolle planes y conduzca simulacros de respuesta a emergencias, tales como incendio, explosión, intoxicación, derrame de sustancias químicas o desprendimiento de vapores, descargas eléctricas, hemorragias y contaminación del personal.

21. Exija prácticas de orden y limpieza en todas las áreas de trabajo.

22. Publique los números telefónicos del departamento de bomberos, de la policía y de las ambulancias locales, ya sea cerca o encima de cada teléfono.

23. Almacene los ácidos y las bases por separado. Almacene los combustibles y los oxidantes por separado.

24. Mantenga un sistema de control de sustancias químicas para evitar su compra en cantidades innecesarias.

25. Utilice letreros de advertencia para señalizar riesgos particulares.

26. Desarrolle prácticas de trabajo específicas para ciertos experimentos, tales como los que deben realizarse solo en campanas ventiladas o que involucren sustancias particularmente peligrosas. Siempre que sea posible, los experimentos más riesgosos deben realizarse en una campana.

Pasos que requieren gastos moderados27. Asigne una parte del presupuesto del departamento a la seguridad.

28. Requiera el uso de protección apropiada de los ojos, en todo momento, en los laboratorios y en las áreas donde se transporten sustancias químicas.

29. Proporcione la cantidad adecuada de equipo de protección personal, tal como lentes de seguridad, goggles, máscaras, guantes, batas y mamparas para las mesas de trabajo.

30. Proporcione extintores de fuego, regaderas de emergencia, estaciones lava-ojos, botiquines de primeros auxilios, cobertores para casos de incendio y campanas para humos en cada laboratorio y revíselas o pruébelas mensualmente.

31. Proporcione guardas en todas las bombas de vacío y asegure todos los cilindros de gases comprimidos.

32. Proporcione una cantidad apropiada de equipo de primeros auxilios y las instrucciones para su uso adecuado.

33. Proporcione gabinetes a prueba de fuego para el almacenamiento de sustancias inflamables.

34. Mantenga una biblioteca de seguridad del departamento:

– “Safety in School Science Labs”, Clair Wood, 1994, Kaufman & Associates, 101 Oak Street, Wellesley, MA 02482

– “The Laboratory Safety Pocket Guide”, 1996, Genium Publisher, One Genium Plaza, Schnectady, NY

Evaluación interna


– “Safety in Academic Chemistry Laboratories”, ACS, 1155 Sixteenth Street NW, Washington, DC 20036

– “Manual of Safety and Health Hazards in The School Science Laboratory”, “Safety in the School Science Laboratory”, “School Science Laboratories: A guide to Some Hazardous Substances” Council of State Science Supervisors (disponible solo a través de LSI)

– “Handbook of Laboratory Safety”, 4th Edition, CRC Press, 2000 Corporate Boulevard NW, Boca Raton, FL 33431

– “Fire Protection Guide on Hazardous Materials”, National Fire Protection Association, Batterymarch Park, Quincy, MA 02269

– ”Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Hazardous Chemicals”, 2nd Edition, 1995

– “Biosafety in the Laboratory”, National Academy Press, 2101 Constitution Avenue, NW, Washington, DC 20418

– “Learning By Accident”, Volumes 1-3, 1997-2000, The Laboratory Safety Institute, Natick, MA 01760

(Todos estos libros están disponibles a través de The Laboratory Safety Institute.)

35. Retire todas las conexiones eléctricas del interior de los refrigeradores de sustancias químicas y exija cerraduras magnéticas.

36. Exija conectores con clavijas de tierra en todos los equipos eléctricos, e instale interruptores de circuitos por falla de tierra donde sea necesario.

37. Etiquete todas las sustancias químicas para indicar el nombre del material, la naturaleza y el grado de peligro, las precauciones apropiadas y el nombre de la persona responsable del recipiente.

38. Desarrolle un programa para fechar las sustancias químicas almacenadas, y para re-certificarlas o desecharlas después de los períodos de almacenamiento máximo predeterminados.

39. Desarrolle un sistema para la disposición legal, segura y ecológicamente aceptable de los residuos químicos.

40. Proporcione almacenamiento seguro de sustancias químicas, en espacios adecuados y bien ventilados.

Uso de los criterios de evaluación en la evaluación internaPara la evaluación interna, se ha establecido una serie de criterios de evaluación. Cada criterio cuenta con cierto número de descriptores; cada uno describe un nivel de logro específico y equivale a un determinado rango de puntos. Los descriptores se centran en aspectos positivos aunque, en los niveles más bajos, la descripción puede mencionar la falta de logros.

Evaluación interna


Los profesores deben valorar el trabajo de evaluación interna del NM y del NS con relación a los criterios, utilizando los descriptores de nivel.

• Se utilizan los mismos criterios para el NM y el NS.

• El propósito es encontrar, para cada criterio, el descriptor que exprese de la forma más adecuada el nivel de logro alcanzado por el alumno. Esto implica que, cuando un trabajo demuestre niveles de logro distintos para los diferentes aspectos de un criterio, será necesario compensar dichos niveles. La puntuación asignada debe ser aquella que refleje más justamente el logro general de los aspectos del criterio. No es necesario cumplir todos los aspectos de un descriptor de nivel para obtener dicha puntuación.

• Al evaluar el trabajo de un alumno, los profesores deben leer los descriptores de cada criterio hasta llegar al descriptor que describa de manera más apropiada el nivel del trabajo que se está evaluando. Si un trabajo parece estar entre dos descriptores, se deben leer de nuevo ambos descriptores y elegir el que mejor describa el trabajo del alumno.

• En los casos en que un mismo descriptor de nivel comprenda dos o más puntuaciones, los profesores deben conceder las puntuaciones más altas si el trabajo del alumno demuestra en gran medida las cualidades descritas; el trabajo puede estar cerca de alcanzar las puntuaciones del descriptor de nivel superior. Los profesores deben conceder las puntuaciones más bajas si el trabajo del alumno demuestra en menor medida las cualidades descritas; el trabajo puede estar cerca de alcanzar las puntuaciones del descriptor de nivel inferior.

• Solamente deben utilizarse números enteros y no notas parciales, como fracciones o decimales.

• Los profesores no deben pensar en términos de aprobado o no aprobado, sino que deben concentrarse en identificar el descriptor apropiado para cada criterio de evaluación.

• Los descriptores de nivel más altos no implican un trabajo perfecto: están al alcance de los alumnos. Los profesores no deben dudar en conceder los niveles extremos si corresponden a descriptores apropiados del trabajo que se está evaluando.

• Un alumno que alcance un nivel de logro alto en un criterio no necesariamente alcanzará niveles altos en los demás criterios. Igualmente, un alumno que alcance un nivel de logro bajo en un criterio no necesariamente alcanzará niveles bajos en los demás criterios. Los profesores no deben suponer que la evaluación general de los alumnos debe dar como resultado una distribución determinada de puntuaciones.

• Se recomienda que los alumnos tengan acceso a los criterios de evaluación.


GeneralidadesLos requisitos de evaluación interna son los mismos para Biología, Química y Física. La evaluación interna, que representa el 20% de la evaluación final, consiste en una investigación científica. La investigación individual debe cubrir un tema que sea acorde con el nivel del programa de estudios.

Los trabajos de los alumnos los evalúa el profesor internamente y los modera el IB externamente. La evaluación interna se realiza aplicando criterios de evaluación que son comunes a NM y NS, y su puntuación máxima total son 24 puntos.

Evaluación interna


Nota: Toda investigación que se utilice para evaluar a los alumnos deberá diseñarse específicamente para que se corresponda con los criterios de evaluación.

La tarea de evaluación interna será una investigación científica de unas 10 horas de duración, y el informe debe ocupar aproximadamente entre 6 y 12 páginas. Las investigaciones que superen esta extensión se penalizarán en el criterio “Comunicación” por no ser concisas.

La investigación práctica, con criterios genéricos, permitirá una amplia variedad de actividades prácticas que satisfagan las diversas necesidades de Biología, Química y Física. La investigación aborda adecuadamente muchos de los atributos del perfil de la comunidad de aprendizaje. Para obtener más información, consulte la sección “Enfoques de la enseñanza y el aprendizaje de Química”.

El trabajo que se cree deberá ser complejo y acorde con el nivel del programa de estudios. Además, deberá tener una pregunta de investigación dirigida hacia un fin determinado y su correspondiente fundamentación científica. Los trabajos evaluados que se presenten como ejemplo en el material de ayuda al profesor demostrarán que la evaluación será rigurosa y del mismo nivel que la realizada en los cursos anteriores.

Algunas posibles tareas son:

• Una investigación práctica de laboratorio

• Utilizar una hoja de cálculo para análisis y creación de modelos

• Extraer información de una base de datos y analizarla de manera gráfica

• Realizar trabajos híbridos de hoja de cálculo o base de datos con una investigación práctica tradicional

• Utilizar una simulación, siempre que sea interactiva y abierta

Algunas tareas pueden consistir en trabajo cualitativo pertinente y adecuado, combinado con trabajo cuantitativo.

Entre las posibles tareas se incluyen investigaciones prácticas tradicionales, como en el curso anterior. El grado de profundidad que se requiere en el tratamiento de las investigaciones prácticas sigue siendo el mismo que en la anterior evaluación interna y se mostrará en detalle en el material de ayuda al profesor. Además, en las pruebas escritas se evaluarán detalladamente aspectos específicos de las actividades prácticas, tal como se indica en los correspondientes temas en la sección “Contenido del programa de estudios” de la guía.

La tarea tendrá los mismos criterios de evaluación para el NM y el NS. Los cinco criterios de evaluación son “Compromiso personal”, “Exploración”, “Análisis”, “Evaluación y Comunicación”.

Descripción detallada de la evaluación interna

Componente de evaluación internaDuración: 10 horasPorcentaje con respecto al total de la evaluación: 20%• Investigación individual.

• Esta investigación cubre los objetivos de evaluación 1, 2, 3 y 4.

Evaluación interna


Criterios de evaluación internaEl nuevo modelo de evaluación utiliza cinco criterios para evaluar el informe final de la investigación individual con las siguientes puntuaciones y porcentajes:

Compromiso personal

Exploración Análisis Evaluación Comunicación Total

2 (8%) 6 (25%) 6 (25%) 6 (25%) 4 (17%) 24 (100%)

Los niveles de desempeño se describen mediante el uso de varios indicadores por nivel. En muchos casos, los indicadores se presentan simultáneamente en un nivel específico, pero no siempre. Además, no siempre aparecen todos los indicadores. Esto significa que un alumno puede demostrar desempeños que se corresponden con distintos niveles. Para adaptarse a esta realidad, los modelos de evaluación del IB utilizan bandas de calificación. A la hora de decidir qué nota otorgar en un criterio determinado, tanto examinadores como profesores deben encontrar el descriptor que exprese de la forma más adecuada el nivel de logro alcanzado por el alumno.

Los profesores deben leer la orientación acerca del uso de bandas de calificación que se da en la sección “Uso de los criterios de evaluación en la evaluación interna” antes de empezar a corregir. También es esencial conocer a fondo la corrección de los ejemplos que figuran en el material de ayuda al profesor. El significado concreto de los términos de instrucción que se utilizan en los criterios se puede encontrar en el glosario de las guías de cada asignatura.

Compromiso personalEste criterio evalúa la medida en que el alumno se compromete con la exploración y la hace propia. El compromiso personal se puede reconocer en distintos atributos y habilidades, como abordar intereses personales o mostrar pruebas de pensamiento independiente, creatividad o iniciativa en el diseño, la implementación o la presentación de la investigación.

Puntos Descriptor

0 El informe del alumno no alcanza ninguno de los niveles especificados por los descriptores que figuran a continuación.

1 Las pruebas que demuestran el compromiso personal con la exploración son limitadas, con poco pensamiento independiente, poca iniciativa o poca creatividad.

La justificación aportada para elegir la pregunta de investigación y/o el tema que se investiga no demuestra interés, curiosidad o importancia de índole personal.

Hay pocas pruebas que demuestren una iniciativa y un aporte de índole personal en el diseño, la implementación o la presentación de la investigación.

2 Las pruebas que demuestran el compromiso personal con la exploración son claras, con un grado significativo de pensamiento independiente, iniciativa o creatividad.

La justificación aportada para elegir la pregunta de investigación y/o el tema que se investiga demuestra interés, curiosidad o importancia de índole personal.

Hay pruebas que demuestran una iniciativa y un aporte de índole personal en el diseño, la implementación o la presentación de la investigación.

Evaluación interna


ExploraciónEste criterio evalúa en qué medida el alumno establece el contexto científico del trabajo, plantea una pregunta de investigación clara y bien centrada, y utiliza conceptos y técnicas adecuados al nivel del Programa del Diploma. Cuando corresponde, este criterio también evalúa la conciencia sobre consideraciones de seguridad, ambientales y éticas.

Puntos Descriptor


1-2 Se identifica el tema de la investigación y se plantea una pregunta de investigación de cierta pertinencia, pero la pregunta no está bien centrada.

La información de referencia que se proporciona para la investigación es superficial o de pertinencia limitada, y no ayuda a comprender el contexto de la investigación.

La metodología de la investigación solo es adecuada para abordar la pregunta de investigación de manera muy limitada, ya que considera unos pocos factores importantes que pueden influir en la pertinencia, fiabilidad y suficiencia de los datos obtenidos.

El informe muestra pruebas de una conciencia limitada acerca de las importantes cuestiones de seguridad, éticas o ambientales que son pertinentes para la metodología de la investigación*.

3-4 Se identifica el tema de la investigación y se describe una pregunta de investigación pertinente, pero la pregunta no está totalmente bien centrada.

La información de referencia que se proporciona para la investigación es, en su mayor parte, adecuada y pertinente, y ayuda a comprender el contexto de la investigación.

La metodología de la investigación es, en su mayor parte, adecuada para abordar la pregunta de investigación, pero tiene limitaciones, ya que considera solo algunos de los factores importantes que pueden influir en la pertinencia, la fiabilidad y la suficiencia de los datos obtenidos.

El informe muestra pruebas de cierta conciencia acerca de las importantes cuestiones de seguridad, éticas o ambientales que son pertinentes para la metodología de la investigación*.

5-6 Se identifica el tema de la investigación y se describe con claridad una pregunta de investigación pertinente y totalmente bien centrada.

La información de referencia que se proporciona para la investigación es totalmente adecuada y pertinente, y mejora la comprensión del contexto de la investigación.

La metodología de la investigación es muy adecuada para abordar la pregunta de investigación porque considera todos, o casi todos, los factores importantes que pueden influir en la pertinencia, la fiabilidad y la suficiencia de los datos obtenidos.

El informe muestra pruebas de una completa conciencia acerca de las importantes cuestiones de seguridad, éticas o ambientales que son pertinentes para la metodología de la investigación*.

* Este indicador debe aplicarse solo cuando sea pertinente para la investigación. Véanse ejemplos en el material de ayuda al profesor.

Evaluación interna


AnálisisEste criterio evalúa en qué medida el informe del alumno aporta pruebas de que este ha seleccionado, registrado, procesado e interpretado los datos de maneras que sean pertinentes para la pregunta de investigación y que puedan respaldar una conclusión.

Puntos Descriptor


1-2 El informe no incluye suficientes datos brutos pertinentes como para respaldar una conclusión válida para la pregunta de investigación.

Se realiza cierto procesamiento básico de datos, pero es demasiado impreciso o demasiado insuficiente como para llevar a una conclusión válida.

El informe muestra pruebas de que el efecto de la incertidumbre de las mediciones en el análisis apenas se toma en consideración.

Los datos procesados se interpretan de manera incorrecta o insuficiente, de tal forma que la conclusión no es válida o es muy incompleta.

3-4 El informe incluye datos brutos cuantitativos y cualitativos pertinentes pero incompletos que podrían respaldar una conclusión simple o parcialmente válida con respecto a la pregunta de investigación.

Se realiza un procesamiento adecuado y suficiente de datos que podría llevar a una conclusión válida a grandes rasgos, pero hay importantes imprecisiones e incoherencias en el procesamiento.

El informe muestra pruebas de que el efecto de la incertidumbre de las mediciones en el análisis se toma en consideración de manera limitada.

Los datos procesados se interpretan de tal forma que se puede deducir una conclusión válida a grandes rasgos, pero incompleta o limitada, con respecto a la pregunta de investigación.

5-6 El informe incluye suficientes datos brutos cuantitativos y cualitativos pertinentes que podrían respaldar una conclusión detallada y válida en relación con la pregunta de investigación.

Se realiza un procesamiento adecuado y suficiente de datos con la precisión necesaria como para permitir extraer una conclusión con respecto a la pregunta de investigación que sea completamente coherente con los datos experimentales.

El informe muestra pruebas de que el efecto de la incertidumbre de las mediciones en el análisis se toma en consideración de manera completa y adecuada.

Los datos procesados se interpretan correctamente, de tal forma que se puede deducir una conclusión completamente válida y detallada de la pregunta de investigación.

Evaluación interna


EvaluaciónEste criterio evalúa en qué medida el informe del alumno aporta pruebas de que este ha evaluado la investigación y los resultados con respecto a la pregunta de investigación y al contexto científico aceptado.

Puntos Descriptor


1-2 Se resume una conclusión que no es pertinente para la pregunta de investigación o que no cuenta con el respaldo de los datos que se presentan.

La conclusión hace una comparación superficial con el contexto científico aceptado.

Los puntos fuertes y débiles de la investigación, como las limitaciones de los datos y las fuentes de error, se resumen pero se limitan a exponer las cuestiones prácticas o de procedimiento a las que el alumno se ha enfrentado.

El alumno ha resumido muy pocas sugerencias realistas y pertinentes para la mejora y la ampliación de la investigación.

3-4 Se describe una conclusión que es pertinente para la pregunta de investigación y que cuenta con el respaldo de los datos que se presentan.

Se describe una conclusión que realiza cierta comparación pertinente con el contexto científico aceptado.

Los puntos fuertes y débiles de la investigación, como las limitaciones de los datos y las fuentes de error, se describen y demuestran cierta conciencia de las cuestiones metodológicas* implicadas en el establecimiento de la conclusión.

El alumno ha descrito algunas sugerencias realistas y pertinentes para la mejora y la ampliación de la investigación.

5-6 Se describe y se justifica una conclusión detallada que es totalmente pertinente para la pregunta de investigación y que cuenta con el respaldo absoluto de los datos que se presentan.

Se describe y se justifica correctamente una conclusión mediante una comparación pertinente con el contexto científico aceptado.

Los puntos fuertes y débiles de la investigación, como las limitaciones de los datos y las fuentes de error, se discuten y demuestran una clara comprensión de las cuestiones metodológicas* implicadas en el establecimiento de la conclusión.

El alumno ha discutido sugerencias realistas y pertinentes para la mejora y la ampliación de la investigación.

*Para obtener aclaraciones, véanse los ejemplos disponibles en el material de ayuda al profesor.

Evaluación interna


ComunicaciónEste criterio evalúa si la presentación de la investigación y su informe contribuyen a comunicar de manera eficaz el objetivo, el proceso y los resultados.

Puntos Descriptor


1-2 La presentación de la investigación es poco clara, lo cual dificulta comprender el objetivo, el proceso y los resultados.

El informe es poco claro y no está bien estructurado: la información necesaria acerca del objetivo, el proceso y los resultados es inexistente o se presenta de manera incoherente o desorganizada.

La presencia de información inadecuada o no pertinente dificulta la comprensión del objetivo, el proceso y los resultados de la investigación.

Hay muchos errores en el uso de convenciones y terminología específicas de la asignatura*.

3-4 La presentación de la investigación es clara. Los errores que pueda haber no obstaculizan la comprensión del objetivo, el proceso y los resultados.

El informe es claro y está bien estructurado: la información necesaria acerca del objetivo, el proceso y los resultados se presenta de manera coherente.

El informe es pertinente y conciso, lo cual facilita una rápida comprensión del objetivo, el proceso y los resultados de la investigación.

El uso de convenciones y terminología específicas de la asignatura es adecuado y correcto. Los errores que pueda haber no obstaculizan la comprensión.

*Por ejemplo, no rotular (o rotular de manera incorrecta) gráficos, tablas o imágenes; uso incorrecto de unidades; uso incorrecto de decimales. Para cuestiones relacionadas con la citación de referencias, consulte la sección “Probidad académica”.

Propósitos de las actividades prácticasAunque los requisitos de evaluación interna se centran en la investigación, los distintos tipos de actividades prácticas que un alumno puede realizar sirven también para otros propósitos, tales como:

• Ejemplificar, enseñar y reforzar los conceptos teóricos

• Apreciar el carácter esencialmente práctico del trabajo científico

• Apreciar el uso que los científicos hacen de datos secundarios obtenidos de bases de datos

• Apreciar el uso que los científicos hacen de la creación de modelos

• Apreciar las ventajas y limitaciones de la metodología científica

Evaluación interna


Plan de trabajos prácticosEl plan de trabajos prácticos es el programa práctico planificado por el profesor. Su propósito es resumir todas las actividades de investigación que lleva a cabo el alumno. Algunos de los trabajos realizados por los alumnos en el NM y el NS de una misma asignatura pueden ser iguales.

Cobertura del programa de estudiosLa gama de actividades prácticas llevadas a cabo deberá reflejar la amplitud y profundidad del programa de la asignatura en cada nivel, pero no es necesario realizar una actividad para cada uno de los temas del programa. Sin embargo, todos los alumnos deben participar en el proyecto del Grupo 4 y en la investigación para la evaluación interna.

Organización del plan de trabajos prácticosLos profesores tienen libertad para diseñar sus propios planes de trabajos prácticos, de acuerdo con determinados requisitos. La elección se debe basar en:

• Las asignaturas, niveles y opciones que se enseñan

• Las necesidades de los alumnos

• Los recursos disponibles

• Los estilos de enseñanza

Cada plan debe incluir algunos experimentos complejos que requieran un mayor esfuerzo conceptual por parte de los alumnos. Un plan de trabajo compuesto totalmente por experimentos sencillos, como marcar casillas o ejercicios de completar tablas, no constituye una experiencia suficientemente amplia para los alumnos.

Se alienta a los profesores a que usen el Centro pedagógico en línea (CPEL) para que, a través de los foros de debate, intercambien ideas acerca de posibles trabajos y añadan materiales en las páginas de las asignaturas.

FlexibilidadEl programa de trabajos prácticos es lo suficientemente flexible como para permitir que se lleve a cabo una amplia gama de actividades prácticas. Algunos ejemplos podrían ser:

• Prácticas breves de laboratorio, o proyectos que se extiendan a lo largo de varias semanas

• Simulaciones por computador

• Uso de bases de datos para datos secundarios

• Desarrollo y uso de modelos

• Ejercicios de recopilación de datos, como cuestionarios, pruebas con usuarios y encuestas

• Ejercicios de análisis de datos

• Trabajo de campo

Evaluación interna


Documentación de las actividades prácticasEl formulario 4/PSOW es un registro de todas las actividades prácticas realizadas por la clase. El formulario no es necesario para la moderación de las investigaciones individuales, así que no se requiere su carga. No obstante, el formulario 4/PSOW es un documento de planificación y registro que resulta esencial para que los profesores se aseguren de realizar una variedad adecuada de actividades prácticas, y de asignar el número correspondiente de horas al trabajo práctico. Los profesores deben seguir empleando este formulario (o una versión personal de él que incluya la misma información) para llevar un registro de las actividades prácticas que realiza la clase. El colegio deberá conservar el formulario y ponerlo a disposición del IB, por ejemplo, durante el proceso de evaluación del colegio que se realiza cada cinco años.

Tiempo asignado a las actividades prácticasLas horas lectivas recomendadas para el conjunto de los cursos del Programa del Diploma son 150 en el NM y 240 en el NS. Los alumnos deben dedicar a las actividades prácticas 40 horas en el NM y 60 horas en el NS (sin incluir el tiempo de redacción del trabajo). Este tiempo incluye 10 horas para el proyecto del Grupo 4 y 10 horas para la investigación de la evaluación interna. Si se ha continuado investigando después del vencimiento del plazo para el envío de trabajos al moderador, solamente podrán considerarse 2 o 3 horas de investigación extra en el total de horas del plan de trabajos prácticos.


Evaluación


El proyecto del Grupo 4 es una actividad interdisciplinaria en la que deben participar todos los alumnos de Ciencias del Programa del Diploma. Se pretende que los alumnos de las diferentes asignaturas del Grupo 4 analicen un tema o problema común. El ejercicio debe ser una experiencia de colaboración en la que se destaquen preferentemente los procesos que comprende la actividad más que los productos de esta.

En la mayoría de los casos, los alumnos de un colegio participarán en la investigación del mismo tema. En aquellos casos en los que existe un gran número de alumnos, es posible dividirlos en grupos más pequeños en los que estén representadas cada una de las asignaturas de Ciencias. Los grupos pueden investigar el mismo tema, o temas distintos; es decir, pueden existir varios proyectos del Grupo 4 en el mismo colegio.

Los alumnos que estudien Sistemas Ambientales y Sociedades no tienen el requisito de realizar el proyecto del Grupo 4.

Proyecto del Grupo 4: resumenEl proyecto del Grupo 4 es una actividad cooperativa en la que alumnos de diferentes asignaturas del Grupo 4 trabajan juntos en un tema científico o tecnológico, y que permite el intercambio de conceptos y percepciones de las diferentes disciplinas, de conformidad con el objetivo general 10: “Desarrollar la comprensión de las relaciones entre las distintas disciplinas científicas y su influencia sobre otras áreas de conocimiento”. El proyecto puede ser de naturaleza práctica o teórica. Se alienta la colaboración entre colegios de regiones diferentes.

El proyecto del Grupo 4 permite a los alumnos valorar las implicaciones ambientales, sociales y éticas de la ciencia y la tecnología. Permite además comprender las limitaciones del estudio científico, por ejemplo, la escasez de datos adecuados y/o la falta de recursos. El énfasis debe recaer sobre la cooperación interdisciplinaria y los procesos implicados en la investigación más que en los productos de la investigación misma.

Puede elegirse libremente un tema científico o tecnológico, pero el proyecto debe abordar claramente los objetivos generales 7, 8 y 10 de las guías de las asignaturas del Grupo 4.

Lo ideal es que en todas las etapas del proyecto los alumnos colaboren con compañeros de otras asignaturas del Grupo 4. No es necesario para ello que el tema elegido esté integrado por componentes claramente identificables correspondientes a asignaturas diferentes. No obstante, por motivos logísticos, algunos colegios pueden optar por dedicar fases de “acción” diferentes para cada asignatura (véase la sección “Etapas del proyecto”, a continuación).

Etapas del proyectoLas 10 horas asignadas al proyecto del Grupo 4, que forman parte de las horas lectivas dedicadas al desarrollo del plan de trabajos prácticos, se pueden dividir en tres etapas: planificación, acción y evaluación de resultados.



PlanificaciónEsta etapa es crucial para todo el proyecto y deberá tener una duración de unas dos horas.

• Puede desarrollarse en una sesión única o en dos o tres más cortas.

• Debe incluir una sesión de lluvia de ideas (brainstorming), en la que participen todos los alumnos del Grupo 4, se discuta el tema central y se compartan ideas e información.

• El tema puede ser elegido por los alumnos o por los profesores.

• Si participa un gran número de alumnos, puede ser recomendable que se constituya más de un grupo interdisciplinario.

Una vez que el tema o asunto haya sido seleccionado, se deben definir con claridad las actividades que se llevarán a cabo antes de pasar a las etapas de acción y evaluación de resultados.

Una estrategia puede ser que los alumnos definan por sí mismos las tareas que emprenderán, individualmente o como miembros de los grupos, e investiguen los diversos aspectos que plantea el tema seleccionado. En esta etapa, si el proyecto va a ser de tipo experimental, debe especificarse el equipo que se utilizará, de modo que la etapa de acción no se retrase. En el caso de haber concertado un proyecto conjunto con otros colegios, el contacto con estos es importante en esta etapa.

AcciónEsta etapa debe durar unas seis horas y puede llevarse a cabo a lo largo de una o dos semanas dentro del tiempo de clase programado. También se puede realizar en un solo día de clase completo si, por ejemplo, el proyecto requiere trabajo de campo.

• Los alumnos deben investigar el tema en grupos interdisciplinarios o en grupos de una sola asignatura.

• Debe haber colaboración durante la etapa de acción: los resultados de la investigación se deben compartir con los otros alumnos que forman parte del grupo, ya sea interdisciplinario o de una sola asignatura. Durante esta etapa, es importante prestar atención a las cuestiones de seguridad, éticas y ambientales en cualquier actividad de tipo práctico.

Nota: Los alumnos que cursen dos asignaturas del Grupo 4 no están obligados a realizar dos fases de acción diferentes.

Evaluación de resultadosDurante esta etapa, para la que se necesitarán probablemente dos horas, el énfasis debe recaer en que los alumnos compartan con sus compañeros los resultados de la investigación, tanto los éxitos como los fracasos. La forma de alcanzar este objetivo puede ser decidida por el profesor o los alumnos, o bien en forma conjunta.

• Una de las soluciones posibles puede ser dedicar una mañana o una tarde a un simposio en el que todos los alumnos, de forma individual o en grupo, realicen breves exposiciones.

• Otra opción puede ser la presentación de los resultados de manera más informal, en una feria de ciencias en la que los alumnos observen diversos paneles en los que se expongan resúmenes de las actividades de cada grupo.

Al simposio o la feria de ciencias podrían asistir los padres, miembros del consejo escolar y representantes de los medios de comunicación. Este hecho puede ser especialmente pertinente cuando la investigación se refiere a un asunto de importancia local. Algunos de los hallazgos podrían repercutir en la interacción entre el colegio y su entorno o la comunidad local.



Cumplimiento de los objetivos generales 7 y 8Objetivo general 7: “Desarrollar las habilidades de comunicación del siglo XXI para aplicarlas al estudio de la ciencia”.

El objetivo general 7 se puede abordar en parte en la etapa de planificación, mediante el uso de medios electrónicos para la comunicación en los colegios y entre colegios. Las tecnologías (por ejemplo, registro de datos, hojas de cálculo, bases de datos, etc.) podrían utilizarse en la fase de acción y, sin duda, en la etapa de presentación y evaluación de resultados (por ejemplo, uso de imágenes digitales, programas para presentaciones, sitios web, video digital, etc.).

Objetivo general 8: “Tomar conciencia crítica, como ciudadanos del mundo, de las implicaciones éticas del uso de la ciencia y la tecnología”.

Cumplimiento del objetivo de dimensión internacionalLa elección del tema también ofrece posibilidades de ilustrar el carácter internacional de las actividades científicas y la necesidad de una cooperación cada vez mayor para abordar cuestiones de repercusión mundial en las que intervienen la ciencia y la tecnología. Otra forma de aportar una dimensión internacional al proyecto es colaborar con un colegio de otra región.

Tipos de proyectosEl proyecto, además de abordar los objetivos generales 7, 8 y 10, debe basarse en la ciencia o en sus aplicaciones. La fase de acción del proyecto puede ser de tipo práctica o abordar aspectos puramente teóricos. Puede realizarse de muy diversas formas:

• Diseñando y realizando un trabajo práctico de laboratorio o de campo

• Realizando un estudio comparativo (experimental o de otro tipo) en colaboración con otro colegio

• Compilando, procesando y analizando datos de otras fuentes, como publicaciones científicas, organizaciones ambientales, industrias del ámbito científico y tecnológico e informes gubernamentales

• Diseñando y utilizando un modelo o simulación

• Contribuyendo a un proyecto a largo plazo organizado por el colegio

Estrategias logísticasLa organización logística del proyecto del Grupo 4 supone con frecuencia un reto para los colegios. Los modelos siguientes ilustran posibles formas de ejecución del proyecto.

Los modelos A, B y C se refieren a proyectos realizados en un único colegio, mientras que el modelo D se refiere a un proyecto de colaboración entre colegios.

Modelo A: grupos interdisciplinarios y un único tema

Los colegios pueden formar grupos de varias asignaturas y elegir un único tema. El número de grupos dependerá del número de alumnos.



Modelo B: grupos interdisciplinarios con más de un tema

Los colegios con un gran número de alumnos pueden decidir trabajar en más de un tema.

Modelo C: grupos de una sola asignatura

Por motivos de logística, es posible que algunos colegios elijan el modelo de grupos de una sola asignatura, con uno o más temas en la fase de acción. Este modelo es el menos recomendable, ya que no muestra la colaboración entre distintas materias en la que participan muchos científicos.

Modelo D: colaboración con otro colegio

Cualquier colegio puede optar por el modelo de colaboración. Para ello, el IB incluirá en el CPEL un foro de colaboración en el que los colegios puedan publicar sus ideas de proyectos e invitar a otro colegio a que colabore con ellos. La colaboración puede realizarse de diversos modos, desde únicamente compartir la evaluación de los resultados de un tema común a la colaboración plena en todas las etapas.

Los colegios con algunos pocos alumnos que solo estudian determinados cursos del Programa del Diploma pueden incorporar al proyecto alumnos no inscritos en el Programa del Diploma o no pertenecientes al Grupo 4, o bien realizar el proyecto una vez cada dos años. No obstante, se alienta a estos colegios a que colaboren con otro colegio. Esta estrategia se recomienda también para casos individuales de alumnos que no hayan participado en el proyecto ya sea, por ejemplo, por enfermedad o porque han sido transferidos a otro colegio en el que el proyecto ya se había realizado.

Distribución del tiempoLas 10 horas de dedicación al proyecto que recomienda el IB pueden estar distribuidas a lo largo de varias semanas. Es necesario tener en cuenta la distribución de dichas horas al decidir el momento óptimo para llevarlo a cabo. Sin embargo, es posible que un grupo se dedique exclusivamente al proyecto durante un período de tiempo, si se suspenden todas o la mayoría de las demás actividades escolares.

Año 1En el primer año, es posible que la experiencia y las habilidades de los alumnos sean limitadas y no sea aconsejable comenzar el proyecto en este curso. Sin embargo, realizarlo en la parte final del primer año puede tener la ventaja de reducir la carga de trabajo que tienen más tarde los alumnos. Esta estrategia proporciona tiempo para resolver problemas imprevistos.

Años 1 y 2Al final del primer año podría comenzar la etapa de planificación, decidirse el tema y realizarse una discusión provisional en cada una de las asignaturas. Los alumnos podrían aprovechar el período de vacaciones subsiguiente para pensar cómo van a abordar el trabajo y estarían listos para comenzar el trabajo experimental al principio del segundo año.

Año 2Retrasar el comienzo del proyecto hasta algún momento del segundo año, especialmente si se deja hasta demasiado tarde, aumenta la presión sobre los alumnos de diversas formas: el plazo para la realización del proyecto es mucho más ajustado que en los demás casos; la enfermedad de algún alumno o problemas inesperados pueden crear dificultades adicionales. No obstante, empezar en el segundo año tiene la ventaja de que alumnos y profesores se conocen, y probablemente se han acostumbrado a trabajar en equipo y tienen más experiencia en los aspectos pertinentes que durante el primer año.



Combinación del NM y el NSEn los casos en los que el proyecto solo se realice cada dos años, puede combinarse a alumnos principiantes del NS con alumnos más experimentados del NM.

Elección del temaLos alumnos pueden elegir el tema o proponer varios posibles; el profesor decidirá cuál es el más viable en función de la disponibilidad de recursos, de personal, etc. Otra posibilidad es que el profesor elija el tema o proponga varios para que los alumnos escojan uno.

Temas elegidos por los alumnosSi los alumnos eligen el tema por sí mismos es más probable que demuestren un mayor entusiasmo y lo sientan como algo propio. Se resume aquí una estrategia posible para que los alumnos seleccionen un tema, la cual incluye también parte de la fase de planificación. En este momento, los profesores de la asignatura pueden aconsejar a los alumnos sobre la viabilidad de los temas propuestos.

• Identificar los posibles temas consultando a los alumnos por medio de un cuestionario o una encuesta.

• Realizar una sesión inicial de lluvia de ideas (brainstorming) sobre posibles temas o cuestiones para investigar.

• Discutir brevemente dos o tres temas que parezcan interesantes.

• Elegir un tema por consenso.

• Los alumnos hacen una lista de los trabajos prácticos que se podrían llevar a cabo. A continuación, todos los alumnos comentan los aspectos comunes entre los temas y las posibilidades de colaborar en sus trabajos.

Cada alumno deberá escribir una reflexión acerca de su participación en el proyecto del Grupo 4. Dicha reflexión debe incluirse en la portada de cada investigación de evaluación interna. Para obtener más información, consulte el Manual de procedimientos del Programa del Diploma.


Apéndices

Glosario de términos de instrucción

Términos de instrucción para QuímicaLos alumnos deberán familiarizarse con los siguientes términos y expresiones utilizados en las preguntas de examen. Los términos se deberán interpretar tal y como se describe a continuación. Aunque estos términos se usarán frecuentemente en las preguntas de examen, también podrán usarse otros términos con el fin de guiar a los alumnos para que presenten un argumento de una manera específica.

Estos términos de instrucción indican el grado de profundidad en el tratamiento de un aspecto.

Objetivo de evaluación 1

Término de instrucción Definición

Clasificar Disponer u ordenar por clase o categoría.

Definir Dar el significado exacto de una palabra, frase, concepto o magnitud física.

Dibujar con precisión Representar a lápiz por medio de un diagrama o un gráfico precisos y rotulados. Se debe utilizar la regla para las líneas rectas. Los diagramas se deben dibujar a escala. En los gráficos, cuando el caso lo requiera, los puntos deben aparecer correctamente marcados y unidos, bien por una línea recta o por una curva suave.

Enumerar Proporcionar una lista de respuestas cortas sin ningún tipo de explicación.

Indicar Especificar un nombre, un valor o cualquier otro tipo de respuesta corta sin aportar explicaciones ni cálculos.

Medir Obtener el valor de una cantidad.

Rotular Añadir rótulos o encabezamientos a un diagrama.



Anotar Añadir notas breves a un diagrama o gráfico.

Aplicar Utilizar una idea, ecuación, principio, teoría o ley con relación a una cuestión o problema determinados.

Calcular Obtener una respuesta numérica y mostrar las operaciones pertinentes.

Describir Exponer detalladamente.

Distinguir Indicar de forma clara las diferencias entre dos o más conceptos o elementos.

Estimar Obtener un valor aproximado.




Formular Expresar los conceptos o argumentos pertinentes con claridad y de forma sistemática.

Identificar Dar una respuesta entre un número de posibilidades.

Resumir Exponer brevemente o a grandes rasgos.



Analizar Separar [las partes de un todo] hasta llegar a identificar los elementos esenciales o la estructura.

Comentar Emitir un juicio basado en un enunciado determinado o en el resultado de un cálculo.

Comparar Exponer las semejanzas entre dos (o más) elementos o situaciones refiriéndose constantemente a ambos (o a todos).

Comparar y contrastar Exponer las semejanzas y diferencias entre dos (o más) elementos o situaciones refiriéndose constantemente a ambos (o a todos).

Deducir Establecer una conclusión a partir de la información suministrada.

Demostrar Aclarar mediante razonamientos o datos, ilustrando con ejemplos o aplicaciones prácticas.

Derivar Manipular una relación matemática para obtener una nueva ecuación o relación.

Determinar Obtener la única respuesta posible.

Dibujar aproximadamente

Representar por medio de un diagrama o gráfico (rotulados si fuese necesario). El esquema deberá dar una idea general de la figura o relación que se pide y deberá incluir las características pertinentes.

Discutir Presentar una crítica equilibrada y bien fundamentada que incluye una serie de argumentos, factores o hipótesis. Las opiniones o conclusiones deberán presentarse de forma clara y justificarse mediante pruebas adecuadas.

Diseñar Idear un plan, una simulación o un modelo.

Elaborar Mostrar información de forma lógica o con un gráfico.

Evaluar Realizar una valoración de los puntos fuertes y débiles.

Examinar Considerar un argumento o concepto de modo que se revelen los supuestos e interrelaciones inherentes a la cuestión.

Explicar Exponer detalladamente las razones o causas de algo.

Explorar Llevar a cabo un proceso sistemático de indagación.

Interpretar Utilizar el conocimiento y la comprensión para reconocer tendencias y extraer conclusiones a partir de información determinada.




Justificar Proporcionar razones o pruebas válidas que respalden una respuesta o conclusión.

Mostrar Indicar los pasos realizados en un cálculo o deducción.

Predecir Dar un resultado esperado.

Resolver Obtener la respuesta por medio de métodos algebraicos, numéricos o gráficos.

Sugerir Proponer una solución, una hipótesis u otra posible respuesta.


Apéndices

Bibliografía

Esta bibliografía contiene las principales obras consultadas durante el proceso de revisión del currículo. No es una lista exhaustiva ni incluye toda la literatura disponible: se trata de una selección juiciosa con el fin de ofrecer una mejor orientación a los docentes. Esta bibliografía no debe verse como una lista de libros de texto recomendados.

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guía de química - fq

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