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INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA


La investigación científica, nos ayuda a mejorar el estudio porque nos permite establecer contacto con la realidad a fin de que la conozcamos mejor. Constituye un estímulo para la actividad intelectual creadora. La Investigación es un proceso que, mediante la aplicación del método científico, procura obtener información relevante, para entender, verificar, corregir o aplicar el conocimiento.

El método científico consta de las siguientes fases: identificación del problema, formulación de hipótesis, comprobación de hipótesis, extracción de conclusiones y comunicación de resultado.

En este vídeo se explica el método científico y sus etapas:

 
 

Una magnitud física es toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida.

Un factor de conversión es una fracción igual a la unidad que expresa la equivalencia entre dos unidades.

Un número expresado en notación científica estará formado por un número decimal con una parte entera de una sola cifra distinta de 0, multiplicado por una potencia de 10 de exponente entero.

El error absoluto de una medida es la diferencia, en valor absoluto, entre el valor aproximado obtenido en la medición y el valor verdadero o exacto de la medida. Se expresa en las mismas unidades que la magnitud medida.
El error relativo de una medida es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero o exacto de la medida. No tiene dimensiones y determina el error que se comete por cada unidad de la magnitud medida.
Las cifras significativas de una medida son todas las que se conocen con certeza, más una dudosa, es decir, que tiene un margen de error.
Una medida experimental se expresa mediante un intervalo determinado por el valor numérico obtenido, con todas sus cifras significativas, y el error absoluto correspondiente, que supondremos igual a la resolución del instrumento de medidad.

Algunos de los intrumentos y productos que se utilizan en el laboratorio pueden resultar peligrosos si no se manipulan correctamente. Para evitar riesgos, deberemos respetar siempre las normas de seguridad y observar los símbolos que aparecen en la etiqueta de los envases.


Desde la web de FÍSICA Y QUÍMICA FLASH, FÍSICA ANAYA 4º y TESTEANDO puedes repasar el tema.


ESTRUCTURA DE LA MATERIA




Los modelos atómicos han variado a lo largo de la historia, los resumiremos a continuación.
RESUMEN DEL TEMA: Átomos y Modelos Atómicos

Este vídeo también te ayudará:

ACTIVIDAD I: El Átomo

Modelo de Dalton: Propone que los átomos están formados por esferas compactas e indivisibles. Explica adecuadamente los aspectos ponderales de las reacciones químicas, pero es insuficiente para explicar la naturaleza eléctrica de la materia.
ACTIVIDAD II : Modelo de Dalton

Modelo de Thomson: El átomo está formado por unas partículas con carga eléctrica negativa (electrones), inmersas en un fluido de carga eléctrica positiva.
Modelo nuclear: Los átomos tienen dos partes: el núcleo central, pequeño y compacto, y la corteza alrededor del núcleo y prácticamente vacía. Aspectos a tener en cuenta en este modelo son los siguientes:
  • El núcleo está formado por los protones, con carga eléctrica positiva, y los neutrones, eléctricamente neutros.
  • El número atómico. Es el número de protones que tiene el núcleo. Se representa con la letra Z y coincide con el número de electrones cuando el átomo es neutro. Todos los átomos de un elemento químico tienen el mismo número atómico.
  • El número másico. Es el número total de partículas que hay en el núcleo de un átomo (protones y neutrones). Se representa con la letra A.
  • Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico, pero distinto número másico.
 ACTIVIDAD V: Isótopos
La corteza atómica es la zona exterior del átomo donde están los electrones moviéndose en torno al núcleo, ocupa casi todo el volumen del átomo, aunque tiene una masa muy pequeña comparada con la del núcleo.

Los electrones se distribuyen en la corteza en capas o niveles de energía que contienen subniveles. En cada capa pueden situarse: 2 electrones en la 1ª capa (El subnivel s), 8 electrones en la 2ª capa (Dos en el subnivel s y Seis en el subnivel p), 18 electrones en la 3ª capa (Dos en el subnivel s, Seis en el subnivel p y Diez en el subnivel d), 32 electrones en la 4ª capa, etc..


Los iones son átomos que ha perdido o ganado electrones en su corteza electrónica. Pueden ser aniones (iones  negativos) o cationes (iones positivos).


Los elementos químicos aparecen clasificados en orden creciente de número atómico en la Tabla Periódica distribuidos a lo largo de 18 columnas o grupos y 7 filas o períodos.
Los átomos, por lo general, se presentan agrupados formando elementos (átomos del mismo número atómico) o compuestos (átomos de distinto número atómico). Las moléculas están formadas por dos o más átomos de un mismo o de diferentes elementos.




El principio de exclusión de Pauli es una regla que establece, que no puede haber en un átomo dos electrones con todos sus números cuánticos idénticos. En un mismo orbital solamente pueden existir dos electrones y con sus espines opuestos.

El principio de máxima multiplicidad de Hund indica que al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula es más estable  cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o antiparalelos).

ACTIVIDAD I: Principios de exclusión de Pauli y de máxima multiplicidad de Hund
ACTIVIDAD II: Orden energético creciente de llenado de electrones
ACTIVIDAD III: Estructuras electrónicas de los átomos
ACTIVIDAD IV: Repasa las configuraciones electrónicas
ACTIVIDAD V: Práctica las configuraciones electrónicas


Los elementos químicos aparecen clasificados en orden creciente de número atómico en la Tabla Periódica distribuidos a lo largo de 18 columnas o grupos y 7 filas o períodos. En cada grupo se colocan elementos con propiedades similares y en cada período se van colocando los elementos en orden creciente de número atómico.

ACTIVIDAD VI: Conoce la Tabla Periódica
ACTIVIDAD VII: Elige tu Tabla Periódica favorita
ACTIVIDAD VIII: Juega al tetris con la Tabla Periódica
ACTIVIDAD IX: Tabla periódica interactiva muy útil
ACTIVIDAD X: 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica y de los Elementos Químicos

Recuerda:
"Solamente hay dos tipos de personas, los que se saben la tabla periódica y los que no...."
Los átomos de los elementos tienden a ganar, perder o compartir electrones para conseguir que su nivel más externo adquiera una configuración más estable. El enlace químico es la unión que se establece entre las partículas elementales que constituyen una sustancia. Existe este tipo de enlaces:

  • El enlace iónico es la unión que resulta de la presencia de fuerzas de atracción electrostática entre iones de distinto signo.
  • El enlace covalente es la unión de dos átomos que comparten uno o más pares de electrones.
  • El enlace metálico es la unión que existe entre los átomos de los metales, que se encuentran formando una red cristalina.

                                  ACTIVIDAD IX: Tabla Periódica y Tipos de Enlaces



ENLACE QUÍMICO


Un enlace químico es la interacción física responsable de las interacciones entre átomos, moléculas e iones, que tiene una estabilidad en los compuestos diatómicos y poliatómico.

En general, el enlace químico fuerte está asociado a la transferencia de electrones de valencia entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos está unido por enlaces químicos, que determinan las propiedades físicas y químicas de la materia.

Las cargas opuestas se atraen, porque, al estar unidas, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados. Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles ya que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.

ACTIVIDAD : Los átomos se combinan


Existen varios tipos de enlaces químicos como son el iónico, covalente y químico

Las uniones intermoleculares son las interacciones atractivas entre las moléculas de las sustancias covalentes moleculares.

ACTIVIDAD: Enlace químico
ACTIVIDAD: Tipos de enlaces
ACTIVIDAD: Propiedad de los enlaces
ACTIVIDAD: Uniones entre átomos
ACTIVIDAD: Repasa los enlaces
ACTIVIDAD: Constructor de Moléculas


EJERCICIOS DE ENLACE IÓNICO Y COVALENTE 




FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA


Para representar una sustancia química utilizaremos la fórmula química que nos indicará los tipos de átomos que la forman así como el número o proporción de estos átomos en dicha sustancia. 
El objetivo de la formulación y nomenclatura química es que a partir del nombre de un compuesto sepamos cuál es su fórmula y a partir de una fórmula sepamos cuál es su nombre. Antiguamente esto no era tan fácil, pero gracias a las normas de la I.U.P.A.C. la formulación puede llegar a ser incluso entretenida. 

Cuando estudiamos las configuraciones electrónicas de los átomos vimos que los electrones de la capa de valencia tenían una importancia especial ya que eran los que participaban en la formación de los enlaces y en las reacciones químicas. También vimos que los gases nobles tenían gran estabilidad, y eso lo achacábamos a que tenían las capas electrónicas completas. Pues bien, tener las capas electrónicas completas será la situación a que tiendan la mayoría de los átomos a la hora de formar enlaces, o lo que es lo mismo a la hora de formar compuestos.

Os dejo estos enlaces para practicar Nomenclatura y Formulación 
Formulación FisQuiWeb 
Formulación AlonsoFormula 
Ejercicios de Formulación 
Ponencia sobre Formulación y Nomenclatura Universidad de Sevilla 
Orientaciones PAU 2012 Madrid 
Apps para móviles
LAS REACCIONES QUÍMICAS



Una reacción química es un proceso mediante el cual una o varias sustancias iniciales, llamadas reactivos, se transforman en otras distintas a estas, denominadas productos.
ACTIVIDAD: Concepto de reacción química
ACTIVIDAD: Simulación síntesis del agua
ACTIVIDAD: Simulación de la Precipitación del Diyoduro de plomo
ACTIVIDAD: Simulador del reactivo limitante

Según la teoría de colisiones para que tenga lugar una reacción química es necesario:
  • Energía suficiente para que se rompan los enlaces entre átomos de reactivos. La energía mínima necesaria para que se produzca la reacción se denomina energía de activación.
  • Orientación adecuada para que, al romperse los enlaces, los átomos libres se puedan unir de la manera que requiere la formación de productos.

Una ecuación química es la representación escrita y abreviada de una reacción química. Ajustar una reacción química consiste en asignar a cada fórmula un coeficiente para que haya el mismo número de átomos de cada elemento en ambos miembros.

ACTIVIDAD: Ajuste de reacciones
ACTIVIDAD: Ajuste de reacciones II
ACTIVIDAD: Ajuste de reacciones III
ACTIVIDAD: Ajuste de reacciones IV


Según la ley de conservación de la masa en una reacción química, la suma de las masas de todas las sustancias que intervienen se mantiene constante. Es decir, la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos.
ACTIVIDAD: Simulación Ley de Lavoisier
ACTIVIDAD: Calculadora de masas moleculares

Cuando trabajamos con gases según la hipótesis de Avogadro, volúmenes iguales de cualquier gas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas.
ACTIVIDAD: Simulación Hipótesis de Avogadro

En el siguiente vídeo vemos diferentes tipos de reacciones químicas:


La velocidad de reacción es la rapidez con la que se combinan los reactivos o la rapidez con la que se forman los productos, la velocidad de reacción depende de diversos factores como son la temperatura, la concentración de los reactivos, el grado de división de los reactivos sólidos y la presencia de catalizadores.

ACTIVIDAD: Velocidad de reacción y factores de los que depende

En una reacción química, siempre tiene lugar un intercambio de energía entre las sustancias que intervienen y el medio en el que se encuentran. Según sea el sentido del intercambio de energía estas pueden ser:
  • Reacciones endotérmicas tienen lugar con absorción de energía en forma de calor.
  • Reacciones exotérmicas transcurren con desprendimiento de energía en forma de calor.

Si conocemos la masa y el volumen de algunos de los reactivos o productos de reacción, podremos calcular la masa y el volumen de las demás sustancias de la reacción. Para obtener esta información cuantitativa, efectuamos cálculos estequimétricos, que resolveremos aplicando factores de conversión.

 ACTIVIDAD: Cálculos estequiométricos



Procedimiento para efectuar cálculos estequimétricos:
  1. Escribimos y ajustamos la ecuación química correspondiente.
  2. Convertimos a moles el dato de partida.
  3. Aplicamos la relación molar entre la sustancia conocida y la que queremos conocer, según los coeficientes de la ecuación química ajustada.
  4. Calculamos la masa o el volumen de la sustancia requerida.
ACTIVIDAD: Repaso del tema ANAYA

QUÍMICA ORGÁNICA



La química orgánica es la química del carbono y de sus compuestos. Estos compuestos de carbono se encuentran formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, todos estos compuestos son los que llamamos compuestos orgánicos. Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la química estudia esta disciplina también es llamada química del carbono.

La química orgánica tiene una gran importancia debido a que los seres vivos estamos formados por moléculas orgánicas, proteínas, ácidos nucleicos, azúcares y grasas. Todos ellos son compuestos cuya base principal es el carbono. Los productos orgánicos están presentes en todos los aspectos de nuestra vida: la ropa que vestimos, los jabones, champús, desodorantes, medicinas, perfumes, utensilios de cocina, la comida, etc.



EJERCICIOS INTERACTIVOS (Alonso-Formula)




"Existen dos tipos de personas en la vida los que saben la tabla periódica y los que no"



CINEMÁTICA


Las magnitudes fundamentales para estudiar el movimiento de un cuerpo son el tiempo, la posición, la velocidad y la aceleración.

ACTIVIDAD II: Cinemática y Cinemática II

Cuando un objeto se mueve en línea recta decimos que su movimiento es rectilíneo. Si este movimiento es siempre a la misma velocidad, se llama movimiento rectilíneo uniforme (MRU).
Si, por el contrario, el movimiento está acelerado y está aceleración es siempre la misma, se denomina movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).

ACTIVIDAD III: Ejemplos de MRU y MRUA
Decimos que un cuerpo realiza un movimiento circular uniforme (MCU) cuando su trayectoria es una circunferencia y su velocidad angular es constante, parámetros característicos de este movimiento es el período y la frecuencia.

ACTIVIDAD VII: Movimiento circular uniforme MCU
ACTIVIDAD REPASO: Repasa la Cinemática

DINÁMICA

La dinámica es la rama de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con los motivos o causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.

Las tres leyes de Newton son:
  • Primera ley: Todo cuerpo mantiene su estado de movimiento hasta que actúa una fuerza sobre él
  • Segunda ley: La aceleración que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él.
  • Tercera ley: Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, recibe esa misma fuerza en sentido contrario.
Aplicando estas tres leyes sobre las fuerzas que habitualmente actúan sobre un cuerpo podemos establecer cómo se mueve dicho cuerpo.
La ley de la gravitación universal establece que entre dos cuerpos siempre existe una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Esta fuerza explica por qué los objetos pesan y por qué unos astros están orbitando en torno a otros. Para poder percibir está fuerza necesitamos que al menos uno de los objetos tenga una masa enorme (como la Tierra, la Luna o el Sol).

ACTIVIDAD I: Fuerza y Movimiento
ACTIVIDAD II: Fuerza y Equilibrio
ACTIVIDAD III: Dinámica
ACTIVIDAD VI: Fuerzas

ENERGÍA Y TRABAJO



El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.

Como la energía mecánica es igual a la suma de la energía cinética y la energía potencial gravitatoria que posee un cuerpo, la única forma de mantenerse constante es que:
  • Cuando la energía cinética aumenta la energía potencial gravitatoria disminuye,
  • Cuando la energía potencial gravitatoria aumenta la energía cinética disminuye.
ACTIVIDAD I: Fuerza y Movimiento
ACTIVIDAD II: Trabajo y Energía
ACTIVIDAD IV: Trabajo y Energía











 Estándares evaluables de aprendizaje:

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