GEOLOGÍA: El planeta Tierra
MATEMÁTICAS: Educación financiera
QUÍMICA: La estructura de la materia
EL PLANETA TIERRA
La historia de la Tierra (Skaleton kids)
La geosfera es la parte sólida del planeta Tierra, compuesta por rocas y minerales, que se extiende desde la superficie hasta el centro del planeta. Se divide en tres capas principales: la corteza, el manto y el núcleo.
Características de la Tierra que permiten la vida
Las características clave que permiten la vida en la Tierra incluyen el agua en estado líquido, una atmósfera protectora con gases como oxígeno y nitrógeno, una temperatura adecuada gracias a su distancia al Sol, y la presencia de un campo magnético. Otros factores son el tamaño y masa del planeta para mantener una atmósfera y la disponibilidad de elementos químicos esenciales.
Agua en estado líquido
Esencial para la vida: El agua es fundamental para todos los procesos vitales y los seres vivos están compuestos en gran parte por ella.
Moderador de temperatura: Los océanos y cuerpos de agua ayudan a moderar las temperaturas globales.
Origen de la vida: En los océanos, las moléculas simples se unieron para formar compuestos más complejos.
Atmósfera protectora
Componentes vitales: Contiene gases como el nitrógeno y el oxígeno (necesario para la respiración) y dióxido de carbono (necesario para la fotosíntesis).
Escudo protector: Protege de la radiación solar dañina (como los rayos UV) y la mayoría de los meteoritos, que se desintegran en ella antes de llegar a la superficie.
Regulación térmica: Ayuda a mantener una temperatura adecuada en el planeta a través del efecto invernadero.
Distancia al Sol y temperatura
Zona habitable: La Tierra se encuentra en la distancia ideal del Sol, conocida como "zona habitable", lo que permite que el agua exista en estado líquido.
Temperatura moderada: Esta distancia proporciona una temperatura media suave de aproximadamente
15∘C15 raised to the composed with power cap C
15∘𝐶, lo que es crucial para el equilibrio de los ecosistemas.
Campo magnético
Protección contra la radiación: El campo magnético terrestre actúa como una barrera que desvía la radiación solar de alta energía, la cual es peligrosa para la vida.
Tamaño y masa
Gravedad atmosférica: Su tamaño y masa le permiten tener la gravedad suficiente para retener una atmósfera esencial.
Elementos químicos
Bioelementos: La Tierra posee la abundancia de elementos químicos, como carbono, nitrógeno y fósforo, que son los componentes básicos de los organismos vivos.
El ahorro (para profundizar)
PROPORCIONALIDAD Y PORCENTAJES
Los primeros modelos atómicos relevantes en la historia de la ciencia, que sentaron las bases para nuestra comprensión actual del átomo, fueron:
1. Modelo de Demócrito y Leucipo (c. 400 a.C.)
Aunque fue una idea filosófica y no un modelo científico basado en experimentación, es el punto de partida conceptual.
Concepto: La materia está formada por partículas extremadamente pequeñas, indivisibles, indestructibles y eternas, llamadas átomos (del griego átomos, que significa "sin división").
Descripción: Los átomos difieren en forma y tamaño, y sus distintas combinaciones dan lugar a las diferentes propiedades de la materia.
2. Modelo de Dalton (1803-1807 d.C.)
Fue el primer modelo atómico con bases científicas y experimentales.
Concepto: El átomo es una esfera sólida, compacta, diminuta e indivisible, similar a una bola de billar.
Postulados clave:
La materia está compuesta por átomos.
Los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades.
Los compuestos se forman por la combinación de átomos de diferentes elementos en proporciones fijas y simples.
En las reacciones químicas, los átomos se reordenan, pero no se crean ni se destruyen.
3. Modelo de Thomson (1904 d.C.)
Este modelo surgió tras el descubrimiento del electrón.
Concepto: El átomo es una esfera de carga positiva uniformemente distribuida, con electrones (partículas subatómicas de carga negativa) incrustados en su interior, como pasas en un pudín ("plum pudding").
Descripción: El átomo en su conjunto es eléctricamente neutro, ya que las cargas positivas y negativas se equilibran.
4. Modelo de Rutherford (1911 d.C.)
Conocido como el "modelo planetario", revolucionó la comprensión de la estructura interna del átomo.
Concepto: El átomo tiene un núcleo central denso y cargado positivamente, que concentra casi toda la masa. Los electrones orbitan alrededor de este núcleo, como los planetas alrededor del Sol, en un espacio mayormente vacío.
Descripción: Este modelo surgió de su famoso experimento con láminas de oro, que demostró la existencia del núcleo atómico.
Estos primeros modelos, cada uno superando al anterior mediante evidencia experimental, construyeron progresivamente la base de la teoría atómica moderna.
5. El Átomo en la Actualidad (Modelo Mecánico Cuántico)
El modelo atómico actual, conocido como el modelo mecánico cuántico o modelo de la nube electrónica, se basa en los postulados de la mecánica cuántica desarrollados por científicos como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg y Paul Dirac, entre otros. Este modelo supera las limitaciones de los anteriores y describe el átomo en términos de probabilidades y funciones de onda, en lugar de órbitas fijas.
Características clave del modelo actual:
Núcleo denso: El centro del átomo contiene un núcleo pequeño y denso compuesto por protones (carga positiva) y neutrones (sin carga), que concentra casi toda la masa del átomo.
Nube electrónica: Los electrones no orbitan en trayectorias definidas (como planetas), sino que se mueven en una región de espacio difusa alrededor del núcleo, llamada "nube electrónica".
Orbitales atómicos: El modelo define orbitales atómicos como las regiones del espacio donde existe la mayor probabilidad de encontrar un electrón en un momento dado. Cada orbital tiene una forma y un nivel de energía característicos.
Cuantización de la energía: La energía de los electrones está cuantizada, lo que significa que solo pueden ocupar niveles de energía específicos y discretos. Estos niveles se describen mediante números cuánticos.
Dualidad onda-partícula: Los electrones se comportan tanto como partículas como ondas de materia (principio de dualidad onda-partícula).
6. Configuración Electrónica
La configuración electrónica es la descripción de cómo se distribuyen los electrones de un átomo en sus diferentes niveles, subniveles y orbitales atómicos. Es fundamental para entender las propiedades químicas de un elemento y cómo forma enlaces con otros átomos.
La distribución sigue un conjunto de reglas y principios fundamentales:
Principio de Aufbau (o de construcción): Los electrones llenan los orbitales de menor energía disponible antes de ocupar los de mayor energía. Para determinar el orden, se utiliza comúnmente el diagrama de Moeller (regla de las diagonales).
Principio de Exclusión de Pauli: No puede haber dos electrones en un mismo átomo con los cuatro números cuánticos idénticos. En la práctica, esto significa que cada orbital puede albergar un máximo de dos electrones, y deben tener espines opuestos (uno "hacia arriba" y otro "hacia abajo").
Regla de Hund (o de máxima multiplicidad): Al llenar orbitales que tienen la misma energía (orbitales degenerados, como los tres orbitales p), los electrones ocupan primero cada orbital individualmente con espines paralelos antes de empezar a aparearse en el mismo orbital.
Ejemplo de notación:
La configuración electrónica se escribe utilizando el nivel de energía principal (un número), el subnivel (letras s, p, d, f) y un superíndice que indica el número de electrones en ese subnivel.
Oxígeno (0, 8 electrones): 1𝑠22𝑠22𝑝4
Neón (Ne, 10 electrones): 1𝑠22𝑠22𝑝6
La tabla periódica organiza los elementos en función de su número atómico creciente, y utiliza los conceptos de grupos, períodos, bloques y categorías (metales, no metales, etc.) para clasificar y predecir sus propiedades.
Los grupos son columnas verticales en la tabla periódica, los períodos son filas horizontales y los bloques dividen la tabla según la configuración electrónica de los elementos. La clasificación principal de los elementos en categorías es en metales, no metales y metaloides, donde los metales se subdividen aún más y los no metales incluyen los gases nobles.
Grupos
Definición: Son las columnas verticales de la tabla periódica.
Cantidad: Existen 18 grupos en total, numerados del 1 al 18.
Significado: Los elementos dentro del mismo grupo tienen configuraciones electrónicas similares en su capa más externa (electrones de valencia), lo que les otorga propiedades químicas análogas.
Nomenclatura: A menudo se les conoce como "familias" (ej. metales alcalinos, halógenos, gases nobles).
Ejemplos:
Grupo 1 (IA): Metales alcalinos.
Grupo 17 (VIIA): Halógenos.
Grupo 18 (VIIIA): Gases nobles.
Períodos
Definición: Son las filas horizontales de la tabla periódica.
Cantidad: Hay 7 períodos en total.
Significado: Los elementos en el mismo período tienen el mismo número de niveles o capas electrónicas. El número atómico aumenta a medida que se avanza de izquierda a derecha en un período.
Bloques
Definición: La tabla periódica se divide en 4 bloques (s, p, d, y f) según el último subnivel de energía que ocupan los electrones de un átomo en su configuración electrónica fundamental.
Tipos:
Bloque s (Grupos 1 y 2).
Bloque p (Grupos 13 a 18).
Bloque d (Grupos 3 a 12).
Bloque f (Lantánidos y actínidos).
Categorías principales
Estas categorías clasifican los elementos según sus propiedades físicas y químicas generales, y se visualizan en la tabla periódica con una línea divisoria en zigzag:
Metales: Se encuentran predominantemente en la parte izquierda y central de la tabla. Son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen brillo metálico, y son maleables y dúctiles.
Características: Buenos conductores de calor y electricidad, maleables y dúctiles. La mayoría de los elementos son metales.
Ejemplos: Metales alcalinos, alcalinotérreos, de transición.
No metales:Ubicados en la parte derecha de la tabla. Generalmente son malos conductores del calor y la electricidad, frágiles, y carecen de brillo metálico. Muchos existen como gases a temperatura ambiente.
Características: Malos conductores, frágiles en estado sólido.
Ejemplos: Halógenos, gases nobles.
Metaloides o semimetales:Se sitúan a lo largo de la línea divisoria en zigzag entre metales y no metales. Tienen propiedades intermedias entre ambos, por ejemplo, son semiconductores de la electricidad, lo que los hace útiles en la industria electrónica.
Características: Propiedades intermedias entre metales y no metales.
Ejemplos: Silicio, arsénico.
Gases nobles:Conforman el Grupo 18 (VIII A). Se caracterizan por ser muy estables y poco reactivos, ya que tienen su capa de valencia completa (ocho electrones, excepto el helio con dos).
Un grupo de no metales ubicados en el grupo 18.
Son químicamente inertes debido a su configuración electrónica completa.
Esta SdA integra contenidos esenciales de geología, química y matemáticas aplicadas a la vida real, partiendo de actividades muy simples, prácticas y visuales. El alumnado aprenderá a:
Comprender, de manera muy básica, cómo se formó el universo y la Tierra.
Identificar capas de la geosfera y las condiciones que permiten la vida.
Interpretar los primeros modelos atómicos y reconocer la utilidad de la tabla periódica.
Aplicar proporcionalidad y porcentajes a situaciones reales de ahorro y consumo responsable.
2. Competencias clave trabajadas
CMCT – Competencia matemática y competencia básica en ciencia y tecnología
CCL – Competencia en comunicación lingüística
CD – Competencia digital
SIE – Sentido de iniciativa y espíritu emprendedor
CCEC – Conciencia y expresiones culturales
3. Competencias específicas y criterios de evaluación
CE1.1: Identificar ideas esenciales del origen del universo y evolución de la Tierra con apoyo visual.
CE1.2: Reconocer de manera básica modelos atómicos y la tabla periódica.
CE2.1: Describir la geosfera y características que permiten la vida.
MAT. CE1.1: Resolver problemas sencillos de proporcionalidad y porcentajes con apoyo de material visual.
MAT. CE2.1: Interpretar situaciones de ahorro y consumo usando representaciones simples (tablas o dibujos).
4. Producto final: Un tríptico digital o en papel titulado:
👉 “Así es nuestro mundo y así manejamos nuestro dinero”
Incluye tres partes:
Mini-resumen visual del origen del universo y la Tierra.
Pequeñas fichas de modelos atómicos y una mini-tabla periódica simplificada.
Dos ejemplos de ahorro y consumo con porcentajes aplicados.
Lista de cotejo para cada sesión
Rúbrica del tríptico (Anexo)
Guía SdA
Con los credenciales (usuario y claves) de IPASEN vuestros (no los de vuestros padres) podréis entrar un vuestra moodle, y desde el curso 4 ESO DICU ACT, en la pestaña del TEMA 3, podréis hacer la tarea que se os plantea.
En este primer tema debéis hacer como TAREA OBLIGATORIA para optar a superar la materia la subida de un archivo PDF con vuestro cuaderno escaneado, a continuación os dejaré instrucciones de la actividad y tutoriales para facilitar dicha entrega:
Tenéis que subir UN ÚNICO ARCHIVO en PDF con los contenidos, explicaciones y ejercicios del TEMA 3. Se valorarán los siguientes criterios:
Calidad de la entrega (idoneidad del archivo subido, claridad y nivel de visualización del documento).
Contenido de lo entregado (deben estar las explicaciones de clase y las actividades corregidas).
Orden, limpieza del contenido.
Con este trabajo se contribuirá a la valoración de los criterios de evaluación vistos en esta unidad.