Semana 20
Cargas eléctricas y la estructura de la materia
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Indicadores de logro:
Identifica los tipos de transferencia de carga.
Ejemplifica la formación de iones monoatómicos.
Carlos: Yo también me he cuestionado este fenómeno, ¿qué tal si investigamos por qué sucede?
En un día de verano estás en casa y decides salir a dar un paseo, por tanto, te arreglas y te peinas el cabello seco con un peine de plástico, probablemente escucharás una especie de chasquido y, al retirar el peine del cabello, verás que este tiende a flotar en dirección de donde alejas el peine. Te puede causar mucha gracia o asombro, pero ¿por qué pasa esto? ¿tendrán los átomos qué ver con que se lleve a cabo este fenómeno?
A. ¡Virutas voladoras!
Es hora de investigar, lo realizarás experimentando y para ello necesitarás los siguientes materiales. Luego, sigue el procedimiento.
Materiales: vejiga, viruta de papel, pedacitos de papel aluminio, viruta de madera.
Procedimiento:
Coloca las porciones de viruta de los diferentes materiales por separado.
Infla la vejiga y hazle nudo, puedes solicitar ayuda a tu docente.
En tu cabello, pantalón o falda frota la vejiga varias veces.
Acerca la vejiga a una porción de viruta de uno de los materiales y observa qué sucede, repite con los otros materiales.
Escribe con tus propias palabras las observaciones en tu cuaderno de trabajo. Contesta la siguiente pregunta:
a. ¿Por qué crees que se da este fenómeno?
Irene: Ahora hagamos otro experimento, para ello necesitarás los materiales siguientes:
B. Moviendo la bolita sin tocarla
Sigue investigando por qué suceden ciertos fenómenos, para ello utilizarás los siguientes materiales y sigue el procedimiento.
Materiales: soporte metálico, pinza de sostén, lana, papel aluminio, vejiga.
Procedimiento:
Haz una bolita de papel aluminio y sujeta con un trozo de lana en el soporte metálico.
En tu cabello, pantalón o falda frota la vejiga varias veces.
Luego acerca la vejiga a la bolita y registra tus observaciones en el cuaderno de trabajo y trata de responder:
a. ¿Qué sucedió?
Toca con tu mano la bolita y nuevamente repite el paso 2 y 3 del procedimiento, contesta la siguiente pregunta:
b. ¿Qué fenómeno ocurre en el experimento?
Carlos: Todo lo que observes, anótalo en tu cuaderno de trabajo y responde según tu criterio.
Los objetos que has utilizado han adquirido carga eléctrica, esta se debe a las interacciones de las partículas subatómicas.
Por tanto, hubo una ganancia, pérdida o reordenamiento de electrones. Debes saber que el mismo número de electrones que un cuerpo pierde, otro cuerpo lo gana.
¿Alguna vez has recibido una pequeña carga eléctrica luego de tocar la perilla de una puerta? Este ejemplo resume los tres
tipos de electrización:
Notación
Representación de cargas que se atraen o repelen.
Nico: En la lección anterior aprendiste que el átomo tiene partículas subatómicas con ciertas propiedades, tanto negativas como positivas y neutras.
C. Identifiquemos tipos de electrización
Procedimiento:
Observa las imágenes que se muestran en tu cuaderno de trabajo y con la ayuda de los experimentos y lectura anterior identifica qué tipo de electrización ocurre.
Cuando se acercan dos cuerpos con cargas eléctricas iguales, estos se repelen.
Si se acercan dos cuerpos con cargas eléctricas diferentes, estos se atraen.
Los cuerpos sin carga (neutros) pueden ser atraídos por cuerpos de cualquier carga.
La fuerza eléctrica en el átomo se establece entre los protones, que son cargas positivas, y los electrones, que son cargas negativas.
Nico: Existen dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa.
Notación
Representación de la identidad de un anión y un catión.
Hemos visto ya algunos ejemplos de objetos que inicialmente eran neutros, pero que, luego de ser manipulados, adquirieron carga eléctrica, por lo que se dice que «quedaron cargados».
D. ¡Contemos partículas subatómicas!
Procedimiento:
Observa la siguiente imagen y completa el cuadro en tu cuaderno de trabajo:
Los protones se encuentran posicionados firmemente en el núcleo del átomo; en cambio, los electrones, bajo ciertas condiciones, pueden abandonar el átomo. A este fenómeno de ganar o perder electrones se le conoce como ionización, y a los átomos que poseen carga eléctrica neta positiva o negativa se les llama iones.
Cuando un átomo pierde uno o más de sus electrones, queda cargado positivamente y se le llama ion positivo o catión.
Cuando gana electrones adicionales, queda cargado negativamente y se le llama ion negativo o anión.
E. ¡Clasifiquemos los tipos de iones!
En tu cuaderno de trabajo observa cada par de imágenes, a la izquierda se representa el átomo neutro y a la derecha su respectivo ion.
Procedimiento:
Cuenta los electrones y predice cuál carga es la que predomina, ¿positiva o negativa? y qué tipo de ion es, ¿catión o anión?
Conversa con tus compañeros por qué son cationes y por qué son aniones.
Las interacciones eléctricas entre las partículas cargadas en el interior del átomo hacen que se mantengan unidos los átomos que forman la materia, evitando que estos se atraviesen entre sí. Estas interacciones eléctricas tienen muchísima importancia en la química, física y biología, además de contar con diversas aplicaciones tecnológicas.
F. Electrizando objetos
Ahora, investiga otros experimentos en los que puedas electrizar algunos objetos.
Procedimiento:
Prepara una demostración y preséntala a tus compañeros. Esta actividad la puedes realizar de manera individual o en compañía.
Deben explicar con detalle en qué punto se da alguno de los tres tipos de electrización. Ve el ejemplo a continuación:
Materiales: vejiga, lata de refresco vacía, cabello, 2 tiras de cinta adhesiva, lápiz.
Procedimiento:
Inflar el globo.
Colocar cinta adhesiva como en la imagen.
Frotar el globo con el cabello.
Acercar el globo a la lata.
Interactúa con tu móvil o tableta y observa en qué consiste el efecto triboeléctrico.
Carlos: ¿Quieres saber cuáles son sus aplicaciones tecnológicas?
¿Por qué es importante?
Una aplicación tecnológica de las fuerzas entre cuerpos cargados sucedió al imprimir este libro, pues se utilizó una impresora láser.
Al inicio del proceso de impresión, se da una carga positiva al tambor formador de imágenes que es sensible a la luz. Mientras el tambor gira, un rayo láser ilumina áreas seleccionadas del tambor, lo cual deja esas áreas con carga negativa. Partículas cargadas positivamente de la tinta se adhieren solo en las superficies del tambor en que el láser “escribió”. Cuando una hoja de papel entra en contacto con el tambor, partículas de la tinta se adhieren a la hoja y forman la imagen que ahora tú observas.
Impresora láser
Tambor rotatorio formador de imagen
Impresión
Teleclase
Teleclase
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