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Indicador de logro:
Interpreta las propiedades periódicas de los elementos químicos.
Salti: Seguramente conoces muchos juegos y sabes que es más divertido si aceptas más amigos, ¿lo crees así? De tu respuesta depende la definición de tus amigos sobre ti. Los átomos también pueden definirse según sus propiedades.
Tanto en casa como en la escuela haces actividades que son periódicas; es decir, que las repites a intervalos regulares, pueden ser a diario, semanal, mensual o anualmente. Por ejemplo, si preparas tus materiales para estudiar y realizas tus tareas todos los días, ordenas tu habitación cada mes y celebras tu cumpleaños cada año.
Carlos: Reflexiona si desayunar, almorzar y cenar son actividades periódicas. O qué tal la acción de enjabonarse y ponerse champú, ¿serán actividades periódicas? Imagínate, el vestirse con ropa abrigada durante la época lluviosa del país, ¿puede ser o no una actividad periódica?
Completa la siguiente tabla con actividades periódicas que realizas en tu casa. Piensa por lo menos en lo que tengas programado para este mes. ¿Crees que sean actividades que repetirás el próximo mes? ¿O en este mismo mes, pero del próximo año?
Luis: Observa la siguiente imagen, a. ¿existe algún tipo de tendencia en la ubicación de estas bolas?
b. ¿Y respecto al tamaño?
c. ¿Qué indica el incremento de tamaño?
d. ¿Cómo incrementa el tamaño en los periodos y grupos?
Nico: Los elementos químicos tienen propiedades que varían de manera gradual al movernos de un sentido a otro en la tabla periódica. Estas son de carácter permanente en cualquier circunstancia.
Conocerás la variación periódica de las propiedades: radio atómico e iónico, afinidad electrónica, electronegatividad y energía de ionización.
A. La distancia nos separa (radio atómico)
Con esta actividad comprenderás qué es el radio atómico, es decir, la distancia que separa el núcleo de la capa más externa del átomo.
Carlos: a. Al aumentarse los electrones externos en un periodo, ¿cuál será su relación con el núcleo atómico? b. ¿Los electrones ubicados en niveles de energía altos están más cerca o más lejos del núcleo atómico?
Luis: c. ¿Cómo aumentan los niveles de energía en un grupo?
No olvides que...
Los elementos son sustancias neutras, porque no poseen carga eléctrica. Pero, cuando pierden o ganan electrones, dejan de ser neutros para transformarse en iones. Si un átomo pierde electrones, se llama catión y, si los gana, anión.
Procedimiento:
Indica con flechas como es que aumenta el radio atómico en un grupo y periodo.
2. Siguiendo la lógica de tu respuesta: toma tres círculos de papel y anota el símbolo químico de los elementos que se te han asignado.
3. Con los círculos de papel representa el radio de los elementos y pégalos en la casilla correspondiente de la tabla. Responde:
a. Al aumentarse los electrones externos en un periodo, ¿cuál será su relación con el núcleo atómico?
b. Los electrones ubicados en niveles de energía cada vez más altos ¿están cerca o lejos del núcleo atómico?
c. ¿Cómo aumentan los niveles de energía en un grupo?
B. Si te vas, cambio mi tamaño (radio iónico)
Haremos una actividad para comprender el concepto de radio iónico. Se dividirá el aula en dos grupos de estudiantes y formarán un átomo cada grupo, como se muestra en la imagen. Tomarse de las manos ayudará a lograrlo.
Carlos: Si un átomo de un elemento pierde electrones, ¿se hace más pequeño o grande? Y si los gana, ¿qué le sucedería?
Procedimiento:
Vamos a construir el átomo del nitrógeno (N) (Z =7), ¿cuántos protones, electrones y neutrones tiene? Los estudiantes del Grupo 1, del último nivel de energía, cambiarán hacia el Grupo 2, de uno en uno, para que todos participen en este compartimiento de “electrones”.
Responde.
a. ¿Qué sucedió con el átomo cuando cada estudiante cambiaba de lugar?
b. ¿Cómo se ve afectado el radio del átomo?
c. ¿Qué modificaciones sufre el átomo al ganar o perder electrones?
d. ¿Cómo es el tamaño del radio iónico de un catión en comparación con su átomo neutro? ¿Y el de un anión?
C. Sácame (electroafinidad y energía de ionización)
¿Alguna vez has jugado «arranca cebolla»? ¿Es más fácil desprender a tu compañero que está agarrado del poste o al que está de último en la «cola»? ¿Cómo haces para sacar a un compañero de la «cola»? Exacto, necesitas energía para sacarlo. Ahora, imagina que el poste es el núcleo del átomo y cada compañero es un electrón.
Luis: a. A mayor atracción núcleo-electrón, ¿será más o menos difícil quitar un electrón al átomo?
b. Si hay menos cantidad de niveles de energía, ¿los electrones sentirán más o menos fuerza de atracción hacia el núcleo?
Con los grupos anteriores vamos a seguir jugando para comprender en qué consiste la electroafinidad y energía de ionización, ejemplificando lo que pasa con los electrones al momento de ser arrancados del átomo y agregarse a otro.
Procedimiento:
Tómense de las manos para volver a formar la figura de los átomos.
Los integrantes del grupo 1 deben intentar arrebatarle un estudiante al grupo 2. Procura mantener el orden para que pueda realizarse la actividad. ¿Es difícil o fácil arrebatar al integrante del grupo 1?
c. ¿Cómo es la atracción del núcleo por los electrones externos?
d. Si en un periodo incrementan los electrones, ¿también aumentan los protones?
e. Indica con flechas, cómo aumenta la electroafinidad y energía de ionización en un grupo y periodo, según tus respuestas anteriores.
Carlos: Indica en la plantilla de la tabla periódica mediante flechas cómo aumenta la electroafinidad y energía de ionización en un grupo y periodo.
Nico: La electroafinidad es la energía que se libera por un átomo al captar un electrón o, mejor dicho, como «qué tanto le gustan los electrones a un átomo».
Lo que has representado a través del juego es precisamente la energía de ionización, es decir, la energía que se necesita para sacar un electrón de un átomo. Esa propiedad que mide la capacidad de un átomo para aceptar el electrón y así formar aniones es la electroafinidad.
D. Déjalos que vengan a mí (electronegatividad)
Nos hemos divertido ejemplificando las propiedades periódicas, pero existe otra que también es muy importante y no podemos olvidarla, esta es la electronegatividad, la cual determina el tipo de unión que existe entre dos átomos. ¿Cómo así? ¡Ya lo verás!
A continuación, se te presentan varias relaciones y deberás responder a lo que se solicita. Piensa muy bien tu elección:
¿Qué preferirá un ave?
2. ¿Qué preferirá un ratón?
3. ¿Qué preferirá un jugador de fútbol?
4. Y tú, ¿qué prefieres?
Has de haber elegido siguiendo los criterios de preferencia de un ave, un ratón, un jugador de fútbol y hasta de ti mismo. Pues, de igual manera, un átomo tiene la capacidad para atraer a sí mismo los electrones, esto es lo que se llama electronegatividad.
Irene: a. Si un átomo tiene un alto «gusto por los electrones», ¿tendrá una alta fuerza para atraer a sus propios electrones?
b. De acuerdo con tu respuesta anterior, ¿será difícil sacarle los electrones?
c. Si un átomo posee una alta electronegatividad, ¿tendrá una alta fuerza para atraer los electrones de otro átomo?
Carlos: d. Indica con flechas cómo aumenta la electronegatividad en un grupo y periodo.
La electronegatividad de un elemento es la capacidad relativa de un átomo para atraer electrones de otro átomo y poder enlazarse químicamente.
Salti: Si a una bebé
le entregas un sonajero,
¿crees que te lo cambiaría por un cactus?
¡Seguramente no! Ella se sentirá atraída por el sonajero, porque le gustará más que el cactus, pues tiene espinas y es áspero a la piel, por lo que será difícil sacarle el sonajero por más que lo intentes; así son los átomos con sus electrones.
Hemos repasado las propiedades periódicas de los elementos en la tabla periódica. ¿Cuál te ha gustado más?
En el siguiente mapa visualizarás un resumen de lo que has aprendido, pero lo completarás indicando la propiedad periódica que le atañe de acuerdo con la dirección de aumento de su tendencia. ¡Ánimo, tú lo sabes!
Realízalo en una página de papel bond o en medio pliego de cartulina, luego compara tus resultados con el de tus compañeros.
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