Operació món: Física i Química 3º ESO. Proposta didàctica (demo)

DEMO

Ba lear

s

ESO

es

3

Ill

FÍSICA I QUÍMICA J. M. Vílchez González, A. M.a Morales Cas, G. Villalobos Galdeano

P R O P O S TA DIDÀCTICA r e p

ió c a

n ó O m

Índex Les claus d’Operación món .................................................................................................... 4 Materials per a l’etapa .............................................................................................................. 6 Projecte digital ............................................................................................................................ 8 1. Característiques generals 2. Índex visual de recursos 3. Inclusió en anayaeducacion.es 4. Avaluació en anayaeducacion.es 5. Programació i claus del projecte De la LOMLOE a Operació món ........................................................................................... 17 • Perfil de sortida de l’Educació Secundària - Perfil de sortida i claus pedagògiques d’Operació món - Perfil de sortida i competències específiques de l’àrea • Sabers bàsics dels cursos 1r i 2n • Inclusió en Operació món Unitats............................................................................................................................................. 27 • Unitat inicial. El coneixement científic • Unitat 1. La matèria. Els gasos • Unitat 2. Dissolucions • Unitat 3. L’àtom • Unitat 4. Les substàncies químiques • Unitat 5. Reaccions químiques • Unitat 6. Les forces i els efectes que tenen....

• Unitat 7. Naturalesa de les forces • Unitat 8. Circuits • Unitat 9. Fonts d’energia

Les claus d’OPERACIÓ MÓN Què és Operació món?

Operació món és un projecte configurat per contribuir a donar resposta a una de les qüestions que amb més freqüència se susciten a les aules:

par a què serveix el que aprenc?

A través de situacions d’aprenentatge i de propostes d’activitats competencials, pretén afavorir un aprenentatge per la vida i els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització que planteja a l’alumnat la societat del segle XXI. En poques paraules, Operació món es pot definir com un projecte

competencial, compromès, interdisciplinari, que potencia les metodologies actives i la competència digital.

4

Competencial Operació món planteja l’adquisició gradual i integradora de les competències. El seu desenvolupament afavoreix en l’alumnat la capacitat d’aprendre a moure’s en les situacions de la realitat quotidiana.

Activitats competencials Se centren en el saber fer i en el desenvolupament de destreses.

Fomenten l’aplicació dels aprenentatges en diferents contextos, promouen l’anàlisi, la justificació, la predicció, l’experimentació, l’argumentació, la interpretació o la revisió. Són activitats que preparen l’alumnat per al dia a dia en la presa de decisions.

Situacions d’aprenentatge Són contextos, emmarcats en la vida real i en un objectiu de desenvolupament sostenible, que plantegen una situació problema. Amb aquests s’invita l’alumnat a dur a terme una reflexió transformadora per a la qual serà necessari posar en acció els sabers bàsics adquirits al llarg de diverses unitats.

Avaluacions competencials Per mesurar el grau d’adquisició del perfil de sortida i reflexionar sobre el propi procés d’aprenentatge.

Es disposarà de diverses proves escrites i digitals a fi d’avaluar el que s’ha après, i l’aplicació i la generalització d’això a altres situacions; i d’un dossier d’aprenentatge i una bateria d’instruments d’avaluació perquè l’alumnat autoavaluï el seu procés d’aprenentatge (quines dificultats ha trobat, què l’ha satisfet més, com s’ha organitzat, com ha treballat en equip...; en definitiva: com ha après).

Compromès

Interdisciplinari

Inclusiu

L’alumnat juga un paper actiu en el projecte que va més enllà de l’àmbit acadèmic. S’implicarà en propostes que contribuesquin a transformar el seu entorn familiar, social, cultural i natural en benefici d’un món més compromès i sostenible en tots els àmbits.

Operació món és un projecte intrínsecament interdisciplinari, ja que està concebut perquè, des de cada matèria i al llarg de les diferents etapes educatives, es contribuesqui al desenvolupament de les claus pedagògiques i de les metodologies actives que s’hi proposen.

A més:

Operació món és un projecte que neix compromès amb el principi d’educació inclusiva i amb la creació de condicions d’aprenentatge millors per a tot l’alumnat, amb la qual cosa s’afavoreix la posada en pràctica de recursos per a un ensenyament personalitzat.

Per a això, el projecte incorpora:

Objectius de Desenvolupament Sostenible Les situacions d’aprenentatge i altres activitats proposades emmarcades en un ODS tenen com a finalitat que l’alumnat prengui consciència i dugui a terme una reflexió que provoqui una transformació d’hàbits, actituds i comportaments que repercutesquin positivament en algunes metes establides en els Objectius de Desenvolupament Sostenible.

Orientació acadèmica i professional Per despertar o detectar vocacions i ajudar l’alumnat a decidir un itinerari formatiu i professional, conforme a les seves habilitats i interessos personals, que el capaciti per afrontar els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització de la societat del segle xxi.

Cultura emprenedora Per tal que l’alumnat desenvolupi les habilitats i la consciència necessàries per transformar idees creatives en accions i contribuir a assolir els ODS.

• Inclou tasques i projectes que posen en joc aprenentatges adquirits en diferents àrees, amb la qual cosa en fomenten l’aplicació de forma integrada a contextos diferents.

• Compta amb propostes de treball per àmbits per a l’Àmbit Cientificotècnic i per a l’Àmbit Sociolingüístic.

Per a això, el projecte incorpora:

Pautes DUA Basat en els principis i pautes sobre el Disseny Universal per a l’Aprenentatge, el projecte ofereix al professorat tota la informació relativa a les opcions múltiples d’acció i expressió, de representació i d’implicació.

Recursos inclusius Operació món ofereix opcions múltiples de presentació de la informació com vídeos, àudios, resums, organitzadors gràfics, activitats interactives... que faciliten la personalització i la flexibilització de l’experiència d’aprenentatge de l’alumnat.

L’essencial Aquest recurs inclusiu del projecte identifica els aprenentatges essencials que permetran adquirir el perfil de sortida previst per ajudar el professorat a adaptar el ritme, l’estil, la profunditat i les metodologies actives més adequades a l’alumnat.

Metodologies actives Operació món proposa un conjunt de mètodes, tècniques i estratègies que fomenten el treball en equip i incentiven l’esperit crític. Una manera de treballar que prepara l’alumnat per a situacions de la vida real a través de l’aprenentatge cooperatiu, l’educació emocional, el desenvolupament del pensament, la cultura emprenedora o el Pla lingüístic.

Competència digital Operació món compta amb un Pla TIC i un nou projecte digital, amb llibres digitals especialment dissenyats per facilitar l’adquisició de competències digitals, que compten amb una àmplia oferta de recursos.

5

Proposta didàctica

Materials per a l’etapa

Una proposta didàctica per a cada llibre de l’alumnat amb la solució de les activitats, orientacions metodològiques, suggeriments per aplicar metodologies actives, etc.

Què és Operació món?

OPERACIÓ MÓN és un projecte configurat per contribuir a donar resposta a una de les qüestions que amb més freqüència se susciten a les aules: per a què serveix el que s’aprèn? A través de situacions d’aprenentatge i de propostes d’activitats competencials, pretén afavorir un aprenentatge per a la vida i els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització que planteja a l’alumnat la societat del segle xxi.

En poques paraules, OPERACIÓ MÓN es pot definir com un projecte competencial, compromès, interdisciplinari, que potencia les metodologies actives i la competència digital.

Llibre de l’alumnat

5

Dispositius elèctrics

El llibre de l’alumnat presenta els continguts i les activitats ajustats al desenvolupament curricular fixat per la LOMLOE. Seguint una metodologia competencial, permeten respondre d’una forma creativa i innovadora al nostre compromís amb la inclusió i els Objectius del Desenvolupament Sostenible, cosa que possibilita el creixement de les habilitats i les aptituds que exigeix la nostra societat, cada vegada més diversa.

Controla

el conden

sador

Dibuixa un circuit elèc d’un gene tric que consti rador i d’un sèrie amb a un condensa resistència en que amb dos interrupt dor, de manera ors puguem trolar que el condensa condor es carre es descarreg gui o ui.

Ele me nts

del s apa rell s elè ctri cs

Circuit impr ès

5.1 Circuit

Dispositius

A

Des de la plac targetes d’ex a base d’un ordinador , passant per elèctric, com pansió (gràfica, de les diferents so, on s’organitz una ràdio, hi ha plaq etc.), a qualsevol apar funciona l’apaa apropiadament el ues de circuits impr ell circuit elèc esos rell. tric amb el qual 216

imprè

s Si desmunta m qualsev ol aparell plaques de elèctric, pod material no em observar conducto conducto r unint dife a l’interior r en les qua rents disp unes ls hi ha piste ositius (ima Els elements s de materia tge inferior següents l esquerra). són molt inferior dret comuns en a): els circuits impresos • Resistè (imatge ncies. Són petits cilin ara materia dres, de dife ls ceràmics rents mat , grafit, algu ficulten el erials aïlla pas del corr ns òxids nts com metàl·lics, trems. Tene ent i fan que aparegu etc., que n dibuixad dies i una ddp de la resi stència elèc unes bandes de colo entre els extrica, la seva rs que indi l’ohm, Z. quen el valo unitat en r el SI, reco rdem-ho, • Conden és sadors. Aqu ests dispositi En connecta us emmaga r un cond ensador en tzemen ene que es carr un circuit, rgia elèctrica ega, mom passa un corr ent en el . na manera qual es talla ent elèctric s’acciona el pas de fins el circuit gar-se, ho corrent. Si perquè farà manteni d’algunt el corrent el condensador pug ha de dife rents tipu ui descarre elèctric dura s, i la prop C, mesurad nt la desc ietat que a en farads, àrrega. N’hi els caracter F, en el SI. itza és la • Bobines capacitat, . Són que pot ser bàsicament un fil de cilíndric o coure enro toroidal. Són tllat a un tenta evita nucli de ferro r-ne l’ús qua bastant volu n es , dispositius minosos i per això s’inemmagatzem vol que el circuit imprès sigu alliberar post en a l’inte i petit. Aqu rior energia eriorment ests bobines es en el circu magnètica, it. La prop denomina que poden ietat que coeficient en el SI l’he caracteritza d’autoinduc nry, H. les ció, que té com a unitat

nació de

elèctrics

B

R

5.2 Determi

la resistè Per disposar U8 ncia elèctr d’una estim resistència ació del valo ica s’utilitza el r de la resis codi de colo perior): Cod i de tència elèc col ors rs que hi trica d’un ve imprès a – La prim (imatge dret era banda a su(la més pròx xifra del valo 0 ima a un r de la resis dels extrems Banda 1 tència, en Multiplica ) indica la – La sego ohms. dor na indica primera 1 la segona xifra del valo – La tercera, r, en ohm denominad s.

2 a multipli cal afegir Banda 2 cador, indi a les xifre Tolerància s anteriors ca el nom .

– La quarta bre de zero 3 indica la tole s que rància (erro un 5 %; el r): el verm plata, a un 4 ell correspo 10 %, i si no Si volem mes n a un 2 %; en duu, la l’or a urar directam tolerància utilitzar un és del 20 %. ent el valo 5 22 kX polímetre, un instrume r de la resistència elèctriques. elèctrica, nt de mes Depenent podem 6 ura de dife de la posi podrà actu rent ció de la ar com a voltí s magnitu roda sele ds de mesura, metre, amp ctora, un 7 1,5 kX com ara un erímetre o polímetre qua elèctrica entr ohmímetre, que mesura lsevol altre instrume e dos pun ts. nt el valor de 8 la resistènc ia Si es vol mes urar 6,8 kX 9 Si connectà elèctrica d’un la resistència ssim l’ohmím a punts d’un Exemples etre a dos s’ha de sepa resistència, circuit, el rar del circu Mitjançan que mesurar em en reali connectar t el codi de ítat seria la els dos extre it i colors es xer el valo resis la pot conèir de la resis qual equival ms als tència a dos cables tència amb precisió. de l’ohmímet una certa dels dos pun tot el circuit vista des re. ts Finalment, l’ohmímetre als quals es connecta es podrà . esbrinar el resistència valor de si, estant la resistènc en un circu la intensita ia elèctrica it, mesuram t de corrent d’una el voltatge que la reco Pol íme entr rre, i aplic tre e els extrems am la llei i d’Ohm. EXERCICI RESOLT 6 Una resis tènc

C

C

ia amb ban ta a una des blava, bateria de verda, mar 12 intensitat ró i plata, de corrent. V. Determina quin s valors pod es connecSegons el ria agafar codi la deu per cent de colors, la resis tència és , és a dir, de 650 Z 65 Z. amb un erro Per tant, el valor de la r del resistència 650 Z + 65 oscil·la entr Z = 715 Z. e 650 Z – Els valors 65 Z = 585 de la inten Z, i sitat elèctrica oscil·laran entre: I = V = 12 V R 715 Z . 16, 8 mA fins a I = V = 12 V R 858 Z . 20, 5 mA

L

Els símbols amb els qual condensa s es repre dor senten la resistència de cada un. (B) i la bobina (C) són (A), el Un circuit els que es ments com imprès pot mos ara díodes, contenir tamb tren davall parlarem transistors, é altres elea la secció xips, etc., següent. dels qual s en

COM PRÈ

N, PEN SA, INV EST IGA …

Aturada cies en sèrie de 5 minuts. Es col·l oquen dues amb aque sts colors: or, i groc, resistènviole gris, mina els valo vermell i or, a un gene ta, taronja, vermell i rs que pod rador de 25 rà agafar el V. Detercorrent elèc tric.

Instrument que mesura de magnitud una gran varietat s elèctriqu es.

24

25 Determin a

quins sera n els tres resistència primers colo si en conn ectar-la a una inten una pila d’1,5 rs d’una sitat elèctrica rància si la de 25 µA. V circula quarta band Quant vald ria la tolea fos verm ella?

217

LA DIFUSIÓ DE LA CIÈNCIA

S’acompanya de nombroses activitats competencials d’exercitació i de reflexió

La ciència es construeix a través del mètode científic. Una de les etapes d’aquest m és la difusió dels resultats de la investigació i de les conclusions obtengudes. Per ciència, en general, i la física i la química, en particular, creixen gràcies a la seva a través de les revistes científiques, la qual cosa permet compartir aquests coneix tant amb la resta de les persones dedicades a estudiar-los i a desenvolupar-los co qualsevol persona interessada a aprendre les matèries esmentades.

Avui en dia és molt comú recórrer a Internet com a font d’informació sobre fets c i, cada dia més, aquesta transmissió del coneixement al públic en general no es d mitjà d’un text escrit, sinó en un format audiovisual. Així, en les distintes xarxes trobar una gran quantitat de vídeos sobre divulgació científica; però cal parar ate que no tota la informació que trobam és necessària ni fiable.

SEQÜÈNCIA D’APRENENTATGE

Cerca

Compara

Estableix

vídeos de YouTube sobre les distintes teories atòmiques.

i analitza el contingut dels distints vídeos.

un model de bones pràctiques per fer vídeos de divulgació.

Unitat 3

72

6

un víde els e aconse de Unitat 4

Projecte digital Un projecte que t’ofereix tots els continguts del curs a través del llibre digital, juntament amb una gran diversitat de recursos.

U4

4

Molècules i cristalls

des per diversos àtoms poden ser molècules

l’entitat elemental que Els cristalls es classifiquen segons iònics, metàl·lics o co­ es repeteixi a l’estructura: cristalls valents. per cations i anions • Els cristalls iònics estan formats de càrregues que s’uneixen com a resultat de l’atracció a dir, com a resultat és contrari; signe de elèctriques d’enllaços iònics. per àtoms del ma­ • Els cristalls metàl·lics estan formats electrons. Els elec­ teix metall, que comparteixen els lliurement, amb trons de la xarxa metàl·lica s’hi mouen de l’element metàl·lic major o menor facilitat en funció que formi la xarxa. de la unió d’àtoms • Els cristalls covalents són resultat covalent. Per enllaç mitjançant d’elements no metàl·lics no es mouen lliu­ això, els electrons en aquestes xarxes

o cristalls.

4.1 Molècules

per molècules. Aquestes La majoria de les substàncies estan formades d’àtoms d’elements no metàl­ entitats elementals són el resultat de la unió resultat d’enllaços covalents. lics, compartint els electrons, és a dir, són el per àtoms units entre Una molècula és una entitat elemental formada si mitjançant enllaç covalent. ser del mateix o de diferents Els àtoms que formen una molècula poden componen una molècula de­ elements químics. El nombre d’àtoms que molècules d’una substància terminada no és variable, sinó que totes les

rement. els àtoms que formen Aquesta varietat d’unions entre resultat propietats molt cada tipus de cristall dona com a diferents entre si. iònics, anomena­ • Les substàncies formades per cristalls aigua, com el clorur des sals, són fràgils i solubles en de sodi. cristalls metàl·lics, ano­ • Les substàncies formades per de l’electricitat, menades metalls, són conductores tracta de substàncies flexibles, dúctils i mal·leables. Es simples, com el ferro. s’anomenen les subs­ • Els sòlids covalents, que és com són durs, no tàncies formades per cristalls covalents, estables. Un exem­ condueixen l’electricitat i són molt ple d’això és el diamant.

tenen el mateix nombre i tipus d’àtoms. l’ozó o l’aigua; unes altres Existeixen molècules molt senzilles, com el diclor, o la glucosa, i molècules un poc més complexes, com els àcids grassos les proteïnes, que tenen una d’una complexitat estructural notable, com estructura tridimensional. funció a l’organisme determinada per la seva

Interpreta models moleculars En els models moleculars, la unió en­ tre àtoms es representa per barres i els àtoms, per esferes.

Quants àtoms té una molècula de glu­ cosa? A quants d’àtoms està unit cada nitrogen (esfera blava) en una molècula d’amoníac?

4.2 Cristalls

En l’estat sòlid, les partícules presenten un ordre tructura es denomina cristall.

Un cristall és una estructura tridimensional a les unitats que la formen.

tridimensional. Aquesta es­

que manté un ordre regular

Hi ha sòlids que no estan formats per cristalls,

i s’anomenen sòlids amorfs.

Descobreix una altra forma d’aprendre senzilla, intuïtiva i compatible amb qualsevol plataforma i dispositiu.

Tipus de cristalls

Els anions (verd) i els cations (violeta) s’uneixen i formen un cristall iònic.

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA…

Models per representar les molècules

de la sal comuna (NaCl)

comparteixen de manera En els metalls, els electrons es col·lectiva, i tenen llibertat de moviment.

la infor­ Fes un esquema en què es relacioni amb la classe d’en­ mació de les unions entre àtoms tenir les substàncies. titats elementals que poden que t’oferim Visualitza els distints tipus de cristalls 10 són les diferènci­ quines explica i n.es en anayaeducacio i un de covalent. es entre un cristall iònic, un de metàl·lic un mètode A partir del que has estudiat, proposa 11 de cristalls. per identificar els diferents tipus sobre el material Veig, pens, em deman. Investiga 12 per a la termosolar central que se situa a la part alta d’una generació de corrent elèctric.

9

13

Molècules d’amoníac.

Molècules de glucosa.

Molècules d’aigua.

tipus de cristall Cerca informació sobre el quart text, el cristall molecu­ que no està esmentat en aquest així com algunes de les lar, i explica com està constituït, seves característiques.

covalent d’àtoms de car­ El diamant és una xarxa cristal·lina del carboni. boni. És la segona forma més estable 105

104

Els Desafiaments que marquen incorporen una situació d’aprenentatge que invita l’alumnat a la reflexió i tenen un caràcter transformador.

Les pàgines finals de cada unitat ofereixen propostes dissenyades per reforçar, reflexionar i consolidar el que s’ha après.

Recorda seleccion arRecorda el material selecciona de treball r el material de treball d’aquesta unitat perd’aquesta al teu dossier unitat per al teu d’aprene dossier d’aprenen ntatge.

COMPRÈN COMPRÈN Organitza les teves idees Organitza les tevesMapa ideesconceptual sistèmic

tatge.

Mapa conceptual sistèmic

preparen

Les dissolucions es classifi Les dissolucions quen segons

es preparen

...............?..............

es classifiquen segons ..............?............... ...............?..............

són mescles homog

són

ènies mescles homogè nies formades per

dissolvent

ME CONVERTESC CONVIERTO EN EM ENINFLUENCER INFLUENCIADOR O INFLUENCIADORA

dissolvent

Crea Crea

oeo explicando cómo explicant com ementos pueden elements poden guir eguirconfiguración configuració ee gas gas noble. noble.

si és màxima es solubilitat

EnYouTube YouTubeessepot puede encontrar A trobar mucha informació abundant y variada i variada sobresobre ciència. información N’hi ha ciencia.

La hay té que tiene calidad; que una grangran otra qualitat; d’altra nono es realmente és realment científica, sinó que enganyosa científica, sinoésque trasmite y falacias, y también ibulos transmet existe fal·làcies, i també hi haaquella informació de lade la simplemente qual simplement que ignoram la desconocemos su fiabilidad. fiabilitat.

22

Debido esto, con la la primera A causa ad’això, unidad amb primera unitatded’aquest este bloque blocaprenderemos aprendrem a adistingir la distinguir la información veraz y contrastada informació veraç i contrastada deque de la la que no ho és es i establirem no lo un protocol y estableceremos de un protocolo pràctiques. de buenas prácticas. bones

Elabora Elabora

un un vídeo vídeo que que explique expliquilos els distintos distints tipos enlaces. tipus de d’enllaços.

Explica en se calcula calcula enun unvídeo vídeocómo com es la un la masa massamolecular molecularde d’un compuesto de interés compost d’interès industrial.

diu si és màxima es diu

augmenta amb

Dissolucions Dissolucions

siguientecrearem crearemos En la unidad unitat següent un canal un canal de de YouTube propi YouTube (en principi, d’accés propio (en principio, de acceso limitado), e incorporaremos limitat), i incorporarem alguns vídeos algunos de divulgació vídeossobre continguts de la unitat de divulgación sobre conde larelacionades unidad o curiosidades otenidos curiositats amb aquests. relacionadas Es faran percon mitjà d’una que ellos.

Se presentació harán mediante una presentación que explicará explicarà els continguts, amb unadichos música contenidos, de fons o una conveu inclouunaexplicativa, música de ifondo o una informació voz explicativa ran sobreincluyendo información respectant les fonts consultades, sobre las fuentes l’autoriaconsultadas, de les imatges respetando autoríastotes de las utilitzadeslas i aplicant lesimágenes normes que utilizadas hem après en la primera y aplicando todasunitat. las normas que hemos aprendido en la primera unidad.

Finalment, gravarem experiments senzills, editarem els vídeos i els pujarem com Finalmente, grabaremos a exemples dels distints conceptes pequeñosque experimentos veurem al llarg de la unitat, seguintlos sencillos, tameditaremos vídeos los subiremos bé lesypautes ejemplos abans. de bon como ús comentades de los distintos conceptos que vamos a ir viendo a lo largo de la unidad, siguiendo también las pautas de buen uso antes comentadas.

hechos científics neralper no dona aspodem redes, hay que enció, ja

formades per solut

descobriràs?

Què Què descobriràs? solut

la proporció entre

Teproposam proponemos aprender Et a ser una aprendre a divulgar buena bé la ciència a les xarxes divulgadora i a crear el teu canal o divulgador científico en YouTube, las redes yencrear tu propio de el qual podràscanal de YouTube difondre distints vídeos sobre fets científics en el que la difundir distintoso vídeos sobred’experiments hechos científicos realització o la realización d’elaboració pròpia sobre la matèria estudiada de experimentos en les de elaboración propia següents. sobre la materia estudiada en las unidades siguientes. unitats

L’AIGUA, DISSOLVENT UNIVERSAL L’AIGUA, DISSOLVENT UNIVERSAL

Graba Grava

Mostra Muestra

un vídeo sobre un experimento experiment sencillo. senzill.

Explica

llei de en vídeo la ley conservació de conservación de la la massa. masa.

importància en un vídeo la importancia reacció ded’una una reacción química en un problema mediambiental. medioambiental.

73 73

solubilitat

solut i dissolvent En aquesta En aquesta unitat unitat la proporció entre solut i dissolvent dissolvent universal L’aigua,L’aigua, dissolvent universal es coneix com

50

1. Substàncies, mescles

i sistemes materials 1.esSubstàncies, coneix com mescles i sistemes materials concentració 2. Dissolucions, 2. Dissolucions, suspensions i col·loides suspensions i col·loides

3. ració Concentració d’una dissolució 3.concent Concentració d’una dissolució es pot 4. Solubilitat expres 4. Solubilitat disminueix amb sar com es pot ..............?.............. .

5.ar L’aigua.

Característiques i contaminació temperatura 5.express L’aigua.

Característiques i contaminació com ...............?.............. per a % massa Taller de ciències Taller de ciències % vol massa/ volum per a soluts gasosos Projecte d’investigació: % massaProjecte d’investigació: Aigua Aigua % vol soluts sòlids massa/volum ? .

Aigua embotellada .............. ? potable.potable.

Aigua embotellada .......... soluts gasosos ..............?............... ? .............. ? ............................. ............... soluts sòlids ?

Treball pràctic: Concentració Treball ............... ?pràctic: ..............?...............

Concentració .......... ...............?.............. ...............?.............. i densitat d’una dissolució i densitat ...............?.............. d’una dissolució ?.............. ............... augmen temper taatura amb

disminueix amb

COMPROMÍS COMPROMÍS ODS ODS

de per treball per respondre EstabliuEstabliu la pregunta equips equips de treball serespondre la pregunta se66 una substància imprescindible L’aigua L’aigua és una és substància imprescindible per a laper a la güent: güent: vida. és així que aquesta vida. Tant de les subsés Tant així que aquesta és una és de una les subsésera i com era lade gestió de en l’aigua 66 1. Com1.ésCom enentorn? el teu entorn? i com la gestió l’aigua el teu que estudien els investigadors tàncies tàncies en l’observaque estudien els investigadors en l’observaPer contextualitzar i respondre la pregunta Per contextualitzar anterior, heu i respondre la pregunta anterior, heu ció planetària.

Però també aquí a Terra, i allunyats ció planetària. Però també aquí a la Terra,lai allunyats de començar per consultar la informació de començar sobre per consultar la informació sobre les me-les med’elucubracions la viabilitat deen la vida d’elucubracions sobre lasobre viabilitat de la vida altresen altres 6.2 i 6.b. tes 6.2 tes i 6.b. planetes, és imprescindible gestionar planetes, adequadaés imprescindible gestionar adequadaA continuació realitzau unainvestigació petita investigació ment els recursos al vostreal vostre salut dels nostres ment els recursos hídrics ihídrics la saluti la dels nostres oce- oce- A continuació realitzau una petita un de pròxim la situació que es o un deopròxim sobre lasobre per assegurar situació que es vivia un desenvolupament fa vivia fa ans per ans sostenible. municipimunicipi assegurar un desenvolupament sostenible. cinquanta anys, relativa a la gestió d’aigua cinquanta residual. anys, relativa a la gestió d’aigua residual. Heu Heu La capacitat que té per l’aigua per transportar La capacitat sals i gaque té l’aigua transportar sals i gadeles seguir les següents: etapes següents: de seguir etapes sos dissolts de les característiques sos dissolts és una és de una les característiques que fanque fan • Dissenyau una enquesta amb una aplicació una enquesta única aquesta amb una aplicació substància. informà-informàLa qualitat única aquesta de l’aigua té • Dissenyau substància.

La qualitat de l’aigua té tica apropiada feis-la aarribar a persones tica apropiada que varen i feis-la i arribar un impacte persones que varen és gràcies un impacte a això positiu, positiu, perquè perquè és gràcies a això que es que es en aquella viure enviure aquella època. època. transporten nutrients, sals minerals necessàries transporten per nutrients, sals minerals necessàries per a lai gasos, vida, i com • Preguntau gasos, al personal com l’oxigen, delde a la vida, centre a la vida • Preguntau salut més al personal l’oxigen, sanitari sanitari vital pervital del centre a laper vida salutde més aquàtica, però implica també implica la incidència que contengui, l’aigua contengui, en ladesalut aquàtica, pròxim pròxim de les pràctiperò també sobre lasobre incidència que l’aigua en la salut les pràctide manera ques d’abocament i duradora, contaminants i absència de manera ques d’abocament de sanejaments estable estable i duradora, d’aiguad’aigua contaminants i absència de sanejaments i subs- i subsen aquella tòxiques. tàncies tàncies en aquella tòxiques. època. època.

En aquesta • Comparau unitat estudiarem els resultats les dissolucions de l’enquesta En aquesta • Comparau anterior aquunitat estudiarem els resultats les dissolucions de l’enquesta anterior amb amb aqula manera dades actuals. d’expressar de la la concentració passar oses, laoses, la mateixa dades actuals. manera enquesta d’expressar a Heu deHeu la concentració passar mateixa d’una d’una enquesta a dissolució companys i les característiques i companyes especials dissolució de l’aigua companys i les característiques i companyes d’altres d’altres especials classes.classes. de l’aigua i la que relació que té amb problemes alguns problemes i la relació ambientals. • Extreis• conclusions té amb alguns Extreis conclusions ambientals. i exposau-les a la classe. i exposau-les a la classe.

Unidad Unitat 55

U2

U2

Recorda que dispos Record esade que lesdispose soluciosnsde activitats numèriques deles solucion totes les s deDissol activitaten totesucions Dissolu les , col·loi s numèriq anayaeducaci cions, des col·loid ues enon.es. i suspen anayaeducacion.es. es i suspensions sions Materials, mescle 7 Materi s i substà Indica si7les afirmac als, mescle nciess i substàncies Indica les afirmac ionssisegüen ions següen ts són res o falses. Consu 1 vertad e- ts són vertadeMeta 9.a. resltant, o falses.

1 Un dels per aConsult materi Meta això, laant, per a això, la informa 9.a.als Unde dels major lativa a la meta 11.7: materia és el «coltan». Investi valorlsafegit reció rede major valor afegit lativa a la meta 11.7: informació és el «coltan ga si es».tracta Investig d’una a si substà d’una mescla, el es tracta ncia d’una L’aire o substàna)cia perquè d’una a) L’aire del seu o és una dissolu mescla, ésde ció una valor i les el perquè dissolu compo en què es realitza cióconsta delcondic de compo sició seu valor ions i les condici nt. sició constant. b) ons en l’extrac L’aire és una b) què es ció d’aque realitza st materi L’aireció dissolu l’extrac és ció al. una d’aques binària dissolu t material. ció d’oxig 2 Indica quins dels enbinària rogen. en nit-d’oxigen en nitmateri rogen.

2 Indica als següen quins dels materia ts estàls format una única substà següenper ts està format c) L’aire ncia.

Cerca una per és una c)dissolu única inform substàn L’aireció ació és de cia. si hoinforma tes: unamés Cerca dissolu necessció de ció i- si ho necessi dos de més de dos gasos, perquè gasos, tes: conté oxigen perquè , nitroge contén,oxigen, a) Llet. diòxid nitroge de carboni i altres. n, diòxid de carboa) Llet. ni i altres. b) Aigua desionitzada. d) L’aire de les ciutats b) Aigua desionitzada. d) L’aireésdeuna lescombi ciutats nació és una c) Atzurita. pensió, dissolució de suscombinació de suspensió, i col·loid c) Atzurita. dissolu e, jació que i col·loid conté partícules no sedime e, ja que conté partíd) Amoníac per fer ntable cules no s. sedimentables net la casa. d) Amonía . c per fer net la casa.

8 3 Sumam.8La limitac Aturada de 5 minuts ió d’entra Sumam 3 . És . La da la llet limitaci Aturad de vehicle amb xocolata una ó d’entra a de mescla homog s a la 5 minuts. da de vehicles a la És la llet amb xocolatpart central d’algu nescentral ènia part grans ciutats o hetero d’algunha mescla gènia? a una ica. es genera homog grans ciutats polèm bre les dissolucions el vídeo t certa ha generat ènia oMira Analitz heterog a aquest ènia?socerta polèmic que Mira el vídeo sot’oferim a anayae a. aAnalitza situacióaquesta bre les amb elssituació dissoluc panys i companyes i respon la pregun ducacion.es ions que t’oferim com- amb els de a companys ta anayae classe. de i l’enunc compan ducacio i respon la pregun iattaanalitzant totes n.es yes de classe. mescles que hi apareix de l’enunciat analitza les Posa un exemple nt 9totes mesclesen. les de dissolu 9 Posa que hi apareixen. un exempl ció en estat e de 4 En els llibres sòlid, ió tat líquid i en estat dissoluc enen es-estat sòlid, en de química se gasós. tat eslíquid 4 sol En els llibres de utilitzar l’expre i en estat gasós. «substància pura». química se sol ssió 10 És possible trobar utilitzar l’expres «substà sióVeig, pens, substàncies no ncia pures o impures?

10 em Veig, demanpens, . Per què És possibl Es denompura». creus que em deman existeixen dissolu inen així? Redact e trobar substàncies noquè creus que . Per pures no cions d’un o impures ràgraf en què indiqu a un paexisteix ? Es denominen no sòlid enions en dissoluc un gas? diuen així? per què creus d’unCom sòlides ràgrafis en en un gas? Com es de mescle s’utilitza l’ex- Redacta un pa-aquest tipus pressió «substància què indiquisque diuen s hetero aquest per què gènies tipus de mescles pura». creus que s’utilitza ? heterog SEQÜÈNCIA D’APRENENTATGE pressió SEQÜÈNCIA 11 Esl’exènies? «substància pura». prepara una dissolu 5 ClassificaD’APRENENTATGE ció deuna 11 Es prepara aquests materials mento l, alcoho dissoluc Sense conèixer les l i aigua. en sintètics o natura ió de 5 Classific mentol, alcohol i aigua. vlar,6.niló, aAQUOSES. propor aquests JOCseda, ls: ke6.A.TIPUS A. ,MESCLES cions rde AQUOSES. materials en sintètic Sense JOC TIPUS MESCLES cautxú conèixe polièst termin lescada un, ions de s de-cada un, cotó llana. vlar, niló, formació si ho necess el dissolvent i quinsproporcpots seda,er, Cerca in- o naturals: ke-ar quin és termina pots decautxú,i polièste r quin és el dissolve els soluts? ites. Himescles 8.1 Prepara plica la resposta. distintes aquoses 8.1 i llana. Cerca perr, cotó Prepara determidistintes mescles Ex- els alguna aquoses per determint i quins formaci connex inel materi ó si hoha soluts? Exentre necessites. als,nar plica la resposta. a més Hi haióialguna del presenten criteri quines efecte Tyndall de nar quines deixa-les connex presenten efecte classifi Tyndall i deixa-les el materials, a més cació?

12 ió entreLa imatge del estan 6 Compl criteriformades deper eta lareposar classific perveure tal desiveure idees relacionades reposar per taula: per 12 . Quines tal de ació? unitat estan siformades La imatge . Quines idees ambrelacion pots extreure d’aque 6 Comple la ta lamaterials col·loides o per taula: ades amb la en suspensió. col·loides o per materials en suspensió. imatge? unitat potssta extreure d’aques ta imatge?

Sistema materia Mescla homogi elabora una l d’aquestes mescles 8.2 Tria8.2 una Tria d’aquestes mescles i elabora una fitxauna perfitxa per

1 Copia el mapa conceptual al teu 1 Copia quadern, o en una el aplicació especí concep tual al teu quadern, fica, mapa Detalla al mapa realitza les amplia o enf)una aplicaciói específi conceptual els tipus güents: cions sef) Detalla ca, i realitza al mapa concepde mescle les ampliacions homog s de mescles tual ènies que hem els tipus güents: seestudia a la estudia a) Inclou al mapa ènies unitat, inquet hem clou-hi exemphomog conceptual el procés les. t a la unitat, ina) clou-hi de dissolució d’un solutInclou al mapa conceptual sòlid format g) Agrega una branca exemples. el procés de dissoluper electròlits (sal). ció d’un mapa conceptual solut sòlid g) Agregaaluna b) Inclou al mapa branca al mapa perconcep inconceptual una format per electròlits (sal). dicar els tipus de mescle tual per inbranca nova per s b) Inclou al mapa hetero dicar informar de gènies poden confondre els tipus de mescles que la diferència entreconceptual una branca es ènies amb les homogènies. heterog densitat i concen nova per que es informar de la diferènc poden tració. confondre amb les ia entre densita h) Inclou a la branca homogènies. t i concen de l’activitat anterio c) A partir de la tració.

Inclou r la manera a la branca de l’activita de destriar h) branca de si es tracta at anterior, inclou d’una dissolució, t anterior la manera A partir de l’activit informació c)sobre de destriar branca de l’activita loide un si coles o tracta l’efectelade una suspensió. d’una dissolució, un t anterior, inclou la densitat de l’aigua, la salinitainforma colloide o una suspens ció sobre l’efecte t i el corren ió. i) de Inclou t la Termo densita t de l’ai- una branca al mapa concep gua, la salinitat i el halí. d) Inclou al mapa i) Inclou una branca tual partint de «Les dissolucions» la contaminació corrent Termohalí. mapa conceptual partint tèrmica, relacioper sintetitzaralels d)elInclou al mapa nant-la amb de «Les dissoluc la contaminació cessaris per prepar fenomen físic que ions» per passos sintetitznetèrmica, relaciola causa. ar una dissolu ar els passos nenant-la amb el fenome e) Inclou al mapa ció, incloent-hi cessaris el nom del materi prepara conceptual les expresn físic que la causa. r una dissolució, incloen al de per labora tori sions necessari. t-hi e) Inclou màtiques que el nom matemapa permealten concep tual les expressions j) Inclou una branca desdel material de laboratori necessari. calcula r les tres maneres matede «concentració d’expressar lamàtique s que permeten j) Inclou una concentració. dicar la classifi per incalcular les tres manere des de »«conce cació de lesbranca ntració» dissolu d’expressar la concen s per cions indicar d’aquest paràmetre.la classificació de en funció tració. les dissolucions en funció d’aquest paràmetre. es ..............?...............

método mètode tanto, rortant, la aifusión difusióa anto con xements persona om amb

4

substàncies poden ser àtoms Les entitats elementals que componen les El qualificatiu elemental individuals o agrupacions de dos o més àtoms. la menor porció possible s’utilitza perquè aquestes entitats representen Les entitats elementals forma­ d’una substància, sigui simple o composta.

En anayaeducacion.es En anayaeducacion.es Per motivar-te: Per motivar-te: • «Abans Vídeo: «Abans de començar».

• Vídeo: de començar». a la detecció prèvia d’idees: Per a laPer detecció prèvia d’idees: • Activitat interactiva: «Autoavaluació • Activitat interactiva: «Autoavaluació inicial». inicial».

• Presentació: «Què necessites • Presentació: «Què necessites saber». saber».

Per estudiar: Per estudiar: • Presentacions: «Per estudiar», «Material • Presentacions: «Per estudiar», «Material de laboratori necessari per preparar una de laboratori necessari per preparar una dissolució», «Material de laboratori necessari dissolució», «Material de laboratori necessari per mesurar i «Importància de l’aigua». per mesurar volums»volums» i «Importància de l’aigua».

• Simulació: «Variació • Simulació: «Variació de la de la concentració en les dissolucions». concentració en les dissolucions».

• Vídeos: «Dissolució en aigua» • Vídeos: «Dissolució de NaClde enNaCl aigua» i «Substàncies pures i mescles». i «Substàncies pures i mescles».

Per avaluar-te: Per avaluar-te: • Activitat interactiva: «Autoavaluació • Activitat interactiva: «Autoavaluació final». final».

• Solucions de les activitats numèriques.

• Solucions de les activitats numèriques. a més, tota la documentació necessària I, a més,I, tota per aplicar la documentació necessària per aplicar claus del projecte. les clausles del projecte.

Sistema heterog

ènia, mescla Mescla

material homogè o substàn als jugadors nia, mescla una ènia hipòtesi sobre als jugadors concenciala amb unaamb hipòtesi sobre laheterog concenAigua de mar ènia o substància de la mescla.

Per comprovar la hipòtesi, tració detració els la mescla.

Per comprovar Mescla la hipòtesi, els homogè nia Aigua de mar hauran de preparar la imescla Mescla isiprovar jugadors Petrolijugadors si ia hauran de preparar la mescla provar homogèn o no efecteiTyndall i si sedimenta presentapresenta Petroli o no efecte Tyndall si sedimenta o no. o no.

Maionesa 8.3 Prepara fitxa amb les normes 8.3 Prepara de seguretat una fitxauna amb les normes de seguretat Maionesa Diamantpertinents, que deixaràs junt amb el material pertinents, neque deixaràs junt amb el material nela Diamant fitxa amb la hipòtesi. cessari icessari la fitxa iamb la hipòtesi.

Gel de sílice Gel de

Substància pura,

compost

sílice JOC TIPUS A. VOLUMS Fang 7.A. NO ADDITIUS. Substància pura, compost JOC 7. TIPUS VOLUMS NO ADDITIUS. Fang 9.1 Experimenta amb distints Amoníac líquids hidrosolubles 9.1 Experimenta amb distints líquids hidrosolubles per comprovar endissolucions quines dissolucions per comprovar el enAmoníac quines aquosesaquoses el Llet volum de la dissolució no coincideix amb la suma volum de la dissolució no coincideix amb la suma Llet Sucdels dels de volums de taronja solut i dissolvent. volums solutde i dissolvent.

Suc 9.2una de Tria’n una i fes taronja una hipòtesi unaPre9.2 Tria’n fitxa. Prei fes una hipòtesi en una en fitxa. para la també fitxa les normes de segupara també fitxa la amb lesamb normes de seguretat. retat.

JOC 8.B.TIPUS B. SOLUBILITAT. JOC 8. TIPUS SOLUBILITAT. 10.1 una pràctica per determinar la solubilitat 10.1 Fes unaFes de pràctica per determinar la solubilitat de sal en aigua a una temperatura. la sal enlaaigua a una temperatura.

10.2 Elabora un protocol de pràctiques 10.2 Elabora que inclogui un protocol de pràctiques que inclogui les mesures de seguretat que s’han adoptat. les mesures de seguretat que s’han adoptat.

10.3 Dissenya la en targeta enjugadors què els jugadors 10.3 Dissenya han de rela targeta què els han de recollir el resultat.

Aquest s’introduirà en uns rangs, collir el resultat.

Aquest s’introduirà en uns rangs, són s’han els que s’han d’incloure en l’equació que sónque (és els que d’incloure en l’equació (és necessari fer-ho per jarangs, ja solubilitat que la solubilitat necessari fer-ho per rangs, que la pot variar diferents segons diferents Per exemple, pot variar segons factors).factors).

Per exemple, deg, 0 es a 10 g, es 1; posarà d’11 a 20 g, es posarà de 0 a 10 posarà d’11 a1;20 g, es posarà etc. La es targeta es deixarà costat del material 2, etc. La2,targeta deixarà al costataldel material necessari fer la pràctica, amb el protocol necessari per fer laper pràctica, junt ambjunt el protocol s’ha de seguir. que s’haque de seguir.

67

67

+ orientacions en anayaeducacion.es + orientacions en anayaeducacion.es

50 51

51

7

Projecte digital

Interactiu

Un projecte digital que cobreix tots els continguts del curs i que s’adapta a qualsevol plataforma i dispositiu.

Versàtil Adaptable a diferents enfocaments i necessitats: per als qui complementen el llibre en paper i per a aules plenament digitals.

Conté nombrosos recursos com ara vídeos, animacions, elements de ludificació (gamificació), activitats d’autoavaluació, activitats interactives autocorregibles... És molt més que una reproducció del llibre en paper.

Traçable Podràs visualitzar la realització i els resultats de les activitats proposades.

Com és Edudynamic?

Inclusiu Competencial

El seu entorn facilita la personalització de l’aprenentatge adaptant les tasques a les necessitats de l’alumnat.

Elements multimèdia d’alt valor pedagògic dissenyats per facilitar l’adquisició de les competències digitals.

Intuïtiu. Fàcil d’utilitzar per a tu i per al teu alumnat.

Descarregable. Permet treballar sense

connexió a Internet i descarregar-se a més d’un dispositiu.

Multidispositiu. S’adapta i es visualitza en qualsevol tipus de dispositiu (ordinador, tauleta, telèfon intel·ligent...), i a qualsevol grandària i resolució de pantalla.

Sincronitzable. Els canvis que fa l’usuari se sincronitzen automàticament en connectar qualsevol dels dispositius en què es treballi.

Universal. Compatible amb tots els siste-

mes operatius, els entorns virtuals d’aprenentatge (EVA) i les plataformes educatives (LMS) més utilitzades als centres escolars.

4

Molècules i cristalls

Les entitats elementals que componen les substàncies poden ser àtoms individuals o agrupacions de dos o més àtoms. El qualificatiu elemental s’utilitza perquè aquestes entitats representen la menor porció possible d’una substància, sigui simple o composta. Les entitats elementals forma­ des per diversos àtoms poden ser molècules o cristalls.

Els cristall es repetei valents.

• Els crist que s’un elèctriqu d’enllaço

4.1 Molècules La majoria de les substàncies estan formades per molècules. Aquestes entitats elementals són el resultat de la unió d’àtoms d’elements no metàl­ lics, compartint els electrons, és a dir, són el resultat d’enllaços covalents.

• Els crista teix meta trons de major o m que form • Els crista d’elemen això, els e rement.

100%

Una molècula és una entitat elemental formada per àtoms units entre si mitjançant enllaç covalent.

Els àtoms que formen una molècula poden ser del mateix o de diferents elements químics. El nombre d’àtoms que componen una molècula de­ terminada no és variable, sinó que totes les molècules d’una substància tenen el mateix nombre i tipus d’àtoms.

Interpreta models moleculars En els models moleculars, la unió en­ tre àtoms es representa per barres i els àtoms, per esferes.

9:45 AM

Quants àtoms té una molècula de glu­ cosa? A quants d’àtoms està unit cada nitrogen (esfera blava) en una molècula d’amoníac?

Existeixen molècules molt senzilles, com el diclor, l’ozó o l’aigua; unes altres un poc més complexes, com els àcids grassos o la glucosa, i molècules d’una complexitat estructural notable, com les proteïnes, que tenen una funció a l’organisme determinada per la seva estructura tridimensional.

4.2 Cristalls En l’estat sòlid, les partícules presenten un ordre tridimensional. Aquesta es­ tructura es denomina cristall.

Un cristall és una estructura tridimensional que manté un ordre regular a les unitats que la formen.

Hi ha sòlids que no estan formats per cristalls, i s’anomenen sòlids

Models per representar les molècules

Aquesta va cada tipus d diferents en • Les substà des sals, s de sodi.

• Les substà menades flexibles, d simples, co • Els sòlids c tàncies for condueixen ple d’això é

amorfs.

COMPRÈN,

8

iPad

9

Molècules d’amoníac.

104

Molècules d’aigua.

Molècules de glucosa.

Fes mació de titats elem

10

Visua en anayaed es entre un

11

A par per identifi

12

Veig, que se situa generació d

13

Cerca que no està lar, i explica seves caract

I per a l’alumnat?

Qué t’ofereix?

Recursos

100%

Edudynamic presenta un format especialment dissenyat per a l’entorn digital educatiu, que utilitza tot el potencial tecnològic i és compatible amb qualsevol dispositiu. S’han realitzat edicions específiques de tots els continguts teòrics i pràctics del llibre de text per obtenir una versió interactiva i dinàmica que inclou tot el contingut curricular del nivell, juntament amb una gran diversitat de recursos multimèdia, vídeos, gamificació...

Metodologies actives (tècniques i estratègies) i recursos per: 9:45 AM

• Exercitar: activitats interactives.

• Estudiar: resums, esquemes...

• Aprendre: àudios, vídeos...

iPad

• Avaluar: autoavaluació, dossier d’aprenentatge (porfolio)…

Inclusió i atenció a la diversitat

100%

Lleis fonamentals de les reaccions químiques (fitxa 5) Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

Curs: .................................................................................................................................................................................................

Data: ...........................................

Llei de la conservació de la massa Aplica la llei de la conservació de la massa de Lavoisier per completar les taules següents.

• L’essencial.

1. HCl + NaOH 8 NaCl + H2O. Massa total de reactius

•A tenció a la diversitat: fitxes d’adaptació curricular, de reforç i d’ampliació.

Massa total de productes

9:45 AM

2,62 g Massa de HCl

Massa de NaOH

Massa de NaCl

1,37 g

2,00 g

Massa de H2O

2. Ca + 2 H2O 8 Ca(OH)2 + H2.

Massa total de reactius

Massa total de productes

94,91 g Massa de Ca

Massa de H2O

Massa de Ca (OH)2

Massa de H2

iPad

50 g

2,50 g

3. 2 KMnO4 8 K2O + 2 MnO + 5/2 O2.

Massa total de reactius

Massa total de productes

Massa de KMnO4

Massa de K2O

100,66 g

30,0 g

Massa de MnO

Massa de O2 25,48 g

4. 2 K + 2 H2O 8 2 KOH + H2.

Massa total de reactius

Massa total de productes

Avaluació

© Grupo Anaya, S. A. MateMaterial imprimible autoritzat.

14,60 g Massa de K

Massa de H2O

Massa de KOH

Massa de H2 Física i Química 3r ESO 0,26 g

100%

10,00 g Avaluació unitat 6

Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

5. C2H6 + 7/2 O2 8 2 CO2 + 3 H2O. Curs: .................................................................................................................................................................................................

•G enerador de proves d’avaluació i d’exercitació.

Data: .........................................

Massa total Massa total de productes de reactius 1. Indica si les afirmacions següents són vertaderes (V) o falses (F). a) Els de efectes o el repòs.

Massa C2H6 de les forces Massapoden de O2ser el moviment Massa de CO Massa de H2O 2 b) Perquè continuï el moviment d’un cos és necessari que hi hagi 93,0 g 347,2 g 167,4 g una força aplicada.

• Avaluació per unitats.

• Avaluació competencial.

9:45 AM

c) És possible que una força produeixi simultàniament canvi en l’estat de moviment i deformació. d) Físicament, és correcte dir que un aixecador de pesos té força.

• I nstruments d’avaluació, d’autoavaluació i de coavaluació.

e) Les forces són magnituds que no queden descrites si només coneixem la seva intensitat. f) Les forces de fricció sempre ens són perjudicials.

2. Calcula i representa la força resultant dels diagrames de forces següents: a)

b)

3N

5N

c) 3N

• Instruments per avaluar la pràctica docent.

3N

5N

5N

iPad

3. Davall de cada gràfic, indica si es tracta d’un moviment uniforme (m.u.) o d’un moviment accelerat (m.a.), i indica si l’acceleració és positiva o negativa. a)

b)

e (m)

e (m)

c)

v (m/s)

e

v0 vB O

t t (s)

O

................................ ..... d)

e)

v (m/s)

O

t (s)

................................ .....

t

t (s)

................................ ..... f)

e (m)

v (m/s)

vA U4

alls metàl·lics estan formats per àtoms del ma­ all, que comparteixen els electrons.

Els elec­ la xarxa metàl·lica s’hi mouen lliurement, amb menor facilitat en funció de l’element metàl·lic mi la xarxa. alls covalents són resultat de la unió d’àtoms nts no metàl·lics mitjançant enllaç covalent. Per electrons en aquestes xarxes no es mouen lliu­

Les claus d’OPERACIÓ MÓN

Competencial

O

Operació món planteja l’adquisició gradual i integradora de les competències. El seu desenvolupament afavoreix en l’alumnat la capacitat d’aprendre a moure’s en les situacions de la realitat quotidiana.

t

t (s)

................................ .....

Activitats competencials

Compromès L’alumnat juga un paper actiu en el projecte que va més enllà de l’àmbit acadèmic. S’implicarà en propostes que contribuesquin a transformar el seu entorn familiar, social, cultural i natural en benefici d’un món més compromès i sostenible en tots els àmbits.

O

t (s)

................................ .....

Interdisciplinari Operació món és un projecte inO trínsecament interdisciplinari, ja que està concebut perquè, des de cada matèria i al llarg de les diferents etapes educatives, es contribuesqui al desenvolupament de les claus pedagògiques i de les metodologies actives que s’hi proposen.

A més:

Programació, proposta didàctica i documentació del projecte

Inclusiu

t

Operació món és un projecte que neix compromès amb el principi d’educació inclusiva i amb la creació de condicions d’aprenentatge millors per a tot l’alumnat, amb la qual cosa s’afavoreix la posada en pràctica de recursos per a un ensenyament personalitzat.

t (s)

................................ .....

Què és Objectius de Pautes DUA Operació4.món?

Un motorista surt d’un semàfor, des del repòs, i Desenvolupament arriba alsSostenible 60 km/h en 4 s amb acceleració Per a això, el projecte incorpora:

Se centren en el saber fer i en el desenvolupament de destreses.

Fomenten l’aplicació dels aprenentatges en diferents contextos, promouen l’anàlisi, la justificació, la predicció, l’experimentació, l’argumentació, la interpretació o la revisió. Són activitats que preparen l’alumnat per al dia a dia en la presa de decisions.

Les situacions d’aprenentatge i altres activitats proposades emmarcades en un ODS tenen com a finalitat que l’alumnat prengui consciència i dugui a terme una reflexió que provoqui una transformació d’hàbits, actituds i comportaments que repercutesquin positivament en algunes metes establides en els Objectius de Desenvolupament Sostenible.

• Inclou tasques i projectes que posen en joc aprenentatges adquirits en diferents àrees, amb la qual cosa en fomenten l’aplicació de forma integrada a contextos diferents.

Per a això, el projecte incorpora: Basat en els principis i pautes sobre el Disseny Universal per a l’Aprenentatge, el projecte ofereix al professorat tota la informació relativa a les opcions múltiples d’acció i expressió, de representació i d’implicació.

constant. Circula a aquesta velocitat durant 10 s fins adonar-se que un altre semàfor passa a vermell, aturant la moto en 6 s, també amb acceleració constant. Quin espai total ha Recursos inclusius recorregut? Amb quina velocitat mitjana?

Situacions

Operació món és un projecte configurat per contribuir a donar resposta a una de les qüestions que amb més freqüència se susciten a les aules:

par a què serveix el que aprenc?

A través de situacions d’aprenentatge i de propostes d’activitats competencials, pretén afavorir un aprenentatge per la vida i els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització que planteja a l’alumnat la societat del segle XXI.

9:45 AM

Els anions (verd) i els cations (violeta) de la sal comuna (NaCl) s’uneixen i formen un cristall iònic.

100%

talls iònics estan formats per cations i anions neixen com a resultat de l’atracció de càrregues ues de signe contrari; és a dir, com a resultat os iònics.

arietat d’unions entre els àtoms que formen de cristall dona com a resultat propietats molt ntre si. àncies formades per cristalls iònics, anomena­ són fràgils i solubles en aigua, com el clorur

v

v0

Tipus de cristalls © Grupo Anaya, S.A. Material imprimible autoritzat.

ls es classifiquen segons l’entitat elemental que ixi a l’estructura: cristalls iònics, metàl·lics o co­

En poques paraules, Operació món es pot definir com un projecte

àncies formades per cristalls metàl·lics, ano­ metalls, són conductores de l’electricitat, dúctils i mal·leables. Es tracta de substàncies om el ferro. covalents, que és com s’anomenen les subs­ rmades per cristalls covalents, són durs, no n l’electricitat i són molt estables.

Un exem­ és el diamant.

competencial, compromès, interdisciplinari, que potencia les metodologies actives i la competència digital.

d’aprenentatge

Són contextos, emmarcats en la vida real i en un objectiu de desenvolupament sostenible, que plantegen una situació problema. Amb aquests s’invita l’alumnat a dur a terme una reflexió transformadora per a la qual serà necessari posar en acció els sabers bàsics adquirits al llarg de diverses unitats.

Avaluacions competencials Per mesurar el grau d’adquisició del perfil de sortida i reflexionar sobre el propi procés d’aprenentatge.

Es disposarà de diverses proves escrites i digitals a fi d’avaluar el que s’ha après, i l’aplicació i la generalització d’això a altres situacions; i d’un dossier d’aprenentatge i una bateria d’instruments d’avaluació perquè l’alumnat autoavaluï el seu procés d’aprenentatge (quines dificultats ha trobat, què l’ha satisfet més, com s’ha organitzat, com ha treballat en equip...; en definitiva: com ha après).

Orientació acadèmica i professional

1/2

Per despertar o detectar vocacions i ajudar l’alumnat a decidir un itinerari formatiu i professional, conforme a les seves habilitats i interessos personals, que el capaciti per afrontar els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització de la societat del segle xxi.

Cultura emprenedora Per tal que l’alumnat desenvolupi les habilitats i la consciència necessàries per transformar idees creatives en accions i contribuir a assolir els ODS.

• Compta amb propostes de treball per àmbits per a l’Àmbit Cientificotècnic i per a l’Àmbit Sociolingüístic.

Operació món ofereix opcions múltiples de presentació de la informació com vídeos, àudios, resums, organitzadors gràfics, activitats interactives... que faciliten la personalització i la flexibilització de l’experiència d’aprenentatge de l’alumnat.

• Les claus d’Operació món

L’essencial Aquest recurs inclusiu del projecte identifica els aprenentatges essencials que permetran adquirir el perfil de sortida previst per ajudar el professorat a adaptar el ritme, l’estil, la profunditat i les metodologies actives més adequades a l’alumnat.

• Proposta didàctica • Programacions en Word i PDF

Metodologies actives En els metalls, els electrons es comparteixen de manera col·lectiva, i tenen llibertat de moviment.

iPad

PENSA, INVESTIGA…

un esquema en què es relacioni la infor­ les unions entre àtoms amb la classe d’en­ mentals que poden tenir les substàncies.

alitza els distints tipus de cristalls que t’oferim ducacion.es i explica quines són les diferènci­ n cristall iònic, un de metàl·lic i un de covalent. rtir del que has estudiat, proposa un mètode ficar els diferents tipus de cristalls.

4

Operació món proposa un conjunt de mètodes, tècniques i estratègies que fomenten el treball en equip i incentiven l’esperit crític. Una manera de treballar que prepara l’alumnat per a situacions de la vida real a través de l’aprenentatge cooperatiu, l’educació emocional, el desenvolupament del pensament, la cultura emprenedora o el Pla lingüístic.

Competència digital Operació món compta amb un Pla TIC i un nou projecte digital, amb llibres digitals especialment dissenyats per facilitar l’adquisició de competències digitals, que compten amb una àmplia oferta de recursos.

5

pens, em deman. Investiga sobre el material a a la part alta d’una central termosolar per a la de corrent elèctric.

a informació sobre el quart tipus de cristall à esmentat en aquest text, el cristall molecu­ a com està constituït, així com algunes de les terístiques.

El diamant és una xarxa cristal·lina covalent d’àtoms de car­ boni. És la segona forma més estable del carboni.

105

9

Recursos

Recursos relacionats amb les claus del projecte Amb la informació que l’alumnat necessita manejar per posar en pràctica les claus i les metodologies actives d’Operació Món.

• Vídeos ODS. •E xplicacions de les tècniques de pensament i d’aprenentatge cooperatiu.

• Infografies del Pla lingüístic i del Pla TIC-TAC. •P ropostes d’orientació acadèmica i professional i per treballar la clau emocional.

100%

Recursos digitals ordenats tant per unitats com pels propòsits educatius més destacables

9:45 AM

Per aprendre • Vídeos • Presentacions • Infografies

iPad

• Game Room (recursos per aprendre jugant)

10

100%

Per estudiar 9:45 AM

• Resums • Esquemes

100%

iPad

• Continguts complementaris

9:45 AM

Per exercitar • Activitats interactives • Problemes resolts interactius

100%

iPad

• Simulacions

9:45 AM

Per avaluar •A ctivitats i proves interactives amb traçabilitat, que faciliten el seguiment del progrés de l’alumnat per part del professorat.

iPad

• I aplicacions recomanades, que complementen el Pla TIC-TAC proposat en el projecte.

11

Inclusió i atenció a la diversitat

L’essencial Recull els aprenentatges essencials que permetran adquirir el perfil de sortida previst, ajudant el professorat a adaptar el ritme i la profunditat, fent ús de les metodologies actives més adequades en cada cas.

Fons de fitxes per treballar la diversitat i la inclusió • Trobar materials de suport.

• Oferir una atenció individualitzada.

•A daptar els continguts als diferents ritmes d’aprenentatge.

•S eleccionar i aplicar diverses estratègies metodològiques.

Compta amb tres tipus de fitxes: - fitxes per adaptar el currículum, - fitxes d’exercitació, - fitxes d’aprofundiment.

12

Fitxes per adaptar el currículum (AC)

Fitxes d’exercitació (E)

Per donar resposta a l’alumnat amb necessitats específiques de suport educatiu (ACNEAE) amb els perfils següents:

L’objectiu és posar en pràctica els aprenentatges desenvolupats durant l’estudi de la unitat. Estan dirigides a l’alumnat que necessita exercitar i reforçar els continguts, però que no té necessitats específiques de suport educatiu.

• Alumnat amb dificultats específiques d’aprenentatge.

• Alumnat d’incorporació tardana al sistema educatiu.

• Trastorn del dèficit d’atenció i hiperactivitat.

• Trastorn de l’espectre autista.

El coneixement científic (fitxa 9)

•A lumnat amb condicions personals o història escolar especials.

Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

Curs: .................................................................................................................................................................................................

Data: ...........................................

La física i la química 1. Completa el mapa conceptual següent:

Per elaborar-les s’han realitzat adaptacions metodològiques que fan accessibles els elements prescriptius del currículum sense renunciar a cap contingut, evitant així una adaptació curricular significativa.

Ciències naturals formades, entre d’altres, per

ambdues estudien

• Explicacions teòriques que motiven a començar la tasca, amb recursos visuals que afavoreixen l’aprenentatge de les persones amb més memòria visual.

.................................

en sistemes materials

• Es fan servir enunciats curts.

que sí

que no modifiquen

• Es ressalten els verbs d’acció en els enunciats.

la naturalesa de les

• Es ressalten algunes paraules que poden ajudar a millorar la comprensió de la pregunta (poden ser conceptes o paraules clau).

.................................

2. Indica si les afirmacions següents són vertaderes (V) o falses (F):

• S’utilitza un vocabulari senzill.

a) La química estudia els canvis, i la física, només canvis de posició.

iPad

9:45 AM

100%

El coneixement científic (fitxa 2) Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

Curs: .................................................................................................................................................................................................

Data: ...........................................

La física i la química La física i la química són disciplines científiques el propòsit de les quals és explicar el món en el qual vivim. Ambdues centren el seu estudi en porcions de matèria que reben el nom de:

b) L’explicació científica a un fet és sempre definitiva i inamovible. c) Els sistemes que estudia la química són exclusivament sistemes microscòpics.

© Grupo Anaya, S.A. Material imprimible autoritzat.

• S’estructuren els espais per donar claredat al que s’exposa.

Fitxes d’aprofundiment (P)

d) Definim sistema material com la part de l’univers que és objecte d’estudi.

En aquestes fitxes es desenvolupen activitats i metodologies que permeten que l’alumnat apliqui i aprofundesqui en l’adquisició de les competències bàsiques. Estan dirigides tant a l’alumnat que ha assolit l’aprenentatge dels continguts i, a criteri del professorat, pugui ampliar o aprofundir-hi, com a l’alumnat amb necessitats específiques de suport educatiu amb altes capacitats.

3. Explica la diferència entre sistema material i cos.

• Sistemes materials, si no tenen límits definits (com l’atmosfera).

• Cossos, si presenten límits definits (com un tros de ferro o un llapis).

Els canvis que pot tenir la matèria poden ser de dos tipus.

Canvis físics Els canvis físics són aquells en què després que es produeixi el canvi es tenen les mateixes substàncies.

Un exemple de canvi físic és la fosa del ferro. Quan el ferro arriba a una temperatura de 1 540 °C passa d’estat sòlid a estat líquid. Es produeix un canvi físic, però continua sent la mateixa substància.

iPad

9:45 AM

100%

Lleis fonamentals de les reaccions químiques (fitxa 5)

Canvis químics

Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

Els canvis químics són aquells en què després del canvi es tenen substàncies diferents de les inicials. Els canvis químics solen anar acompanyats d’un canvi físic (emissió d’un gas, aparició de bombolles, canvi de color, etc.) que ens ajuda a reconèixer-los.

Curs: .................................................................................................................................................................................................

Data: ...........................................

Llei de la conservació de la massa

Un exemple de canvi químic és l’oxidació del ferro. Quan el ferro es rovella es forma una nova substància, l’òxid de ferro, amb propietats molt diferents de les del ferro. En aquests casos, quan les substàncies finals són diferents de les inicials, es parla de canvis químics.

Aplica la llei de la conservació de la massa de Lavoisier per completar les taules següents.

1. HCl + NaOH 8 NaCl + H2O. Massa total de reactius

1 Indica si els canvis següents són físics o químics:

Massa total de productes 2,62 g

a)

Rompre un paper en trossos:

Massa de HCl

Massa de NaOH

Massa de NaCl

1,37 g

2,00 g

c)

e)

Oxidació d’un pern:

f)

Eixugar la roba al sol:

Massa total de reactius

Massa total de productes

94,91 g Massa de Ca

Massa de H2O

Massa de Ca (OH)2

50 g

Massa de H2 2,50 g

3. 2 KMnO4 8 K2O + 2 MnO + 5/2 O2.

g) Mesclar en un tassó aigua i oli: h)

Massa de H2O

2. Ca + 2 H2O 8 Ca(OH)2 + H2.

Cremar un paper:

d) Fer glaçons:

Massa total de reactius

Transformar el raïm en vi:

Massa total de productes

Massa de KMnO4

Massa de K2O

100,66 g

30,0 g

Massa de MnO

Massa de O2 25,48 g

4. 2 K + 2 H2O 8 2 KOH + H2.

Massa total de reactius © Grupo Anaya, S. A. MateMaterial imprimible autoritzat.

© Grupo Anaya, S.A. Material imprimible autoritzat.

b) Encalentir una sopa al foc:

Massa total de productes

14,60 g Massa de K

Massa de H2O

Massa de KOH

10,00 g

Massa de H2 0,26 g

5. C2H6 + 7/2 O2 8 2 CO2 + 3 H2O. Massa total de reactius

Massa total de productes

Massa de C2H6

Massa de O2

93,0 g

347,2 g

Massa de CO2

Massa de H2O 167,4 g

13

Avaluació

Proves d’avaluació predissenyades Per a cada unitat: • Una avaluació de sabers • Una avaluació de competències

Per a cada trimestre: • I nstruments d’avaluació i d’autoavaluació del dossier d’aprenentatge del Desafiament.

• Una prova competencial per avaluar el progrés en l’adquisició del perfil de sortida.

iPad

9:45 AM

100% Física i Química 3r ESO

Avaluació unitat 4 Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

Curs: .................................................................................................................................................................................................

Data: .........................................

1. Indica el símbol dels elements químics següents: a) Estronci: ......................................................................................................................... b) Fòsfor: ........................................................................................................................... c) Antimoni: ....................................................................................................................... d) Potassi: .......................................................................................................................... e) Calci: .............................................................................................................................. f) Carboni: .......................................................................................................................... g) Fluor: ............................................................................................................................. h) Sodi: ..............................................................................................................................

2. Indica si les afirmacions següents són vertaderes (V) o falses (F): a) En els metalls, els electrons es comparteixen de manera col·lectiva. b) Tots els elements del Sistema Periòdic tenen les mateixes aplicacions. c) L’element de massa molecular 2 u és l’oxigen. d) Els no metalls en unir-se entre ells donen lloc a cristalls.

iPad

3. Indica a quin grup i període pertanyen els elements de la taula següent:

9:45 AM

100% Física i Química 3r ESO

Element

B

F

LI

Ca

Si

Bi

O

Ne

Avaluació competencial unitat 5 Nom i llinatges: .......................................................................................................................................................................................................................................

Grup

Curs: .................................................................................................................................................................................................

Data: ...........................................

Període

Combustibles fòssils i biocombustibles

4. Indica a quin grup del Sistema Periòdic dels elements químics pertany cada un dels àtoms l’escorça dels quals es mostra en l’esquema: b)

c)

A la majoria de les centrals elèctriques, l’energia elèctrica s’obté en una reacció de combustió. Fins fa poques dècades, els combustibles que s’empraven en aquest tipus de centrals eren els combustibles fòssils, com el carbó i el petroli. Actualment, una de les solucions que s’ha aportat com a alternativa a l’ús de combustibles fòssils són els biocombustibles. Aquests s’obtenen de plantes de conreu que reben el nom d’energètiques. Un exemple n’és el bioetanol, que s’obté de conreus rics en sucre, com la canya de sucre i de grans rics en midó, com els cereals. L’avantatge que es pretén obtenir és doble: d’una banda, s’ofereix una alternativa a un recurs limitat; d’una altra banda, s’estableixen plantacions que contribueixen a eliminar de manera natural el diòxid de carboni amb la fotosíntesi.

d)

© Grupo Anaya, S.A. Material imprimible autoritzat.

a)

1. Completa aquest mapa conceptual sobre el cicle del diòxid de carboni emès en la combustió de biocombustibles: CULTIU

ATMOSFERA

1/2

BIOCOMBUSTIBLE

CENTRAL ELÈCTRICA

CO2

2. Les emissions que es produeixen en cremar biocombustibles no tenen el mateix efecte global que les de la combustió del petroli. Tria l’opció que ho explica millor: a) El CO2 de la combustió de biocombustibles té origen natural, i no és nociu per a la salut. b) En la combustió de biocombustibles s’absorbeix diòxid de carboni. c) Les plantes que s’utilitzen per obtenir els biocombustibles absorbeixen diòxid de carboni mentre creixen. d) Els biocombustibles no generen CO2 durant la combustió.

Per això, ten en compte que:

© Grupo Anaya, S. A. Material imprimible autoritzat.

• L’energia alliberada en la combustió d’un gram de petroli és de 43,6 kJ, mentre que la que s’obté en la combustió d’un gram d’etanol és de 27,3 kJ.

14

• La substància que s’utilitza per representar el petroli és l’octà (C8H18) i la fórmula química de l’etanol és C2H6O. A partir de la informació anterior: 3. Escriu i ajusta la reacció química de combustió de l’etanol i de l’octà.

4. Per què creus que el petroli continua sent el combustible més utilitzat?

5. Quin avantatge mediambiental s’obté de l’ús de l’etanol?

I a més...

•U na guia per treballar amb el dossier d’aprenentatge. Amb unes indicacions bàsiques que ajudaran l’alumnat a preparar i a utilitzar el dossier d’aprenentatge del curs.

•U n fons d’instruments d’avaluació, d’autoavaluació i de coavaluació. Amb una àmplia base de rúbriques, dianes i altres instruments dissenyats per especialistes a fi de proporcionar al professorat un conjunt d’eines amb què dur a terme l’avaluació, l’autoavaluació i la coavaluació.

•U na àrea de documentació. Amb orientacions sobre el disseny de rúbriques i una recopilació de proves d’avaluació externa.

15

Programació, proposta didàctica i documentació del projecte

Les claus d’Operació món • I nclou una àmplia documentació sobre les metodologies actives desenvolupades en el projecte.

Proposta didàctica • Recopila la versió en pdf de les propostes didàctiques.

Programacions.

Amb la versió en word i en pdf de: • La programació didàctica • La programació per unitats • Els registres d’avaluació

iPad

9:45 AM

100%

OPERACIÓ MÓN

QUÈ ÉS OPERACIÓ MÓN? Operació món és per contribuir a donar resposta a una de les qüestions que amb més freqüència se susciten a les aules: per a què serveix el que aprenc? A través de situacions d’aprenentatge i de propostes d’activitats competencials, pretén afavorir un aprenentatge per a la vida i els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització que planteja a l’alumnat la societat del segle xxi.

En poques paraules, Operació món pot definir-se com un projecte competencial, compromès, interdisciplinari, que potencia les metodologies actives i la competència digital.

Competencial Operació món planteja l’adquisició gradual i integradora de les competències. El seu desenvolupament afavoreix en l’alumnat la capacitat d’aprendre a espavilar-se en les situacions de la seva realitat quotidiana.

Per a això, el projecte incorpora: • Activitats competencials que se centren en el saber fer i en el desenvolupament de destreses. Fomenten l’aplicació dels aprenentatges en diferents contextos, promouen l’anàlisi, la justificació, la predicció, l’experimentació, l’argumentació, la interpretació o la revisió. Són activitats que preparen l’alumnat per al dia a dia a la seva presa de decisions.

• Situacions d’aprenentatge. Són contextos, emmarcats en la vida real i en un Objectiu de Desenvolupament Sostenible, que plantegen una situació problema. Amb ells es convida l’alumnat a dur a terme una reflexió transformadora per a la qual serà necessari posar en acció els sabers bàsics adquirits al llarg de diverses unitats.

• L’avaluació competencial. Per mesurar el grau d’adquisició del perfil de sortida i reflexionar sobre el mateix procés d’aprenentatge. Es disposarà de diverses proves escrites i digitals per avaluar el que s’ha après, la seva aplicació i la seva generalització a altres situacions; i d’un porfolio i una bateria d’instruments d’avaluació perquè l’alumnat autoavaluï el seu propi procés d’aprenentatge (quines dificultats ha trobat, que li ha satisfet més, com s’ha organitzat, com ha treballat en equip...; en definitiva: com ha après).

Compromès L’alumnat juga un paper actiu en el projecte que va més enllà de l’àmbit acadèmic. S’implicarà en propostes que contribueixin a transformar el seu entorn familiar, social, cultural i natural en benefici d’un món més compromès i sostenible en tots els àmbits.

DESENVOLUPAMENT DEL PENSAMENT

100% 9:45 AM iPad

16

5

• Orientació acadèmica i professional. Per despertar o detectar vocacions i ajudar l’alumnat a decidir un itinerari formatiu i professional, conforme a les seves habilitats i interessos personals, que els capaciti per afrontar els reptes de sostenibilitat, inclusió i digitalització de la societat del segle xxi.

• 6

CLAUS

PRO JEC TE DEL

Claus Secundària TÈCNIQUES DE PENSAMENT

• Objectius de Desenvolupament Sostenible. Les situacions d’aprenentatge i altres activitats proposades emmarcades en un ODS, tenen com finalitat que l’alumnat prengui consciència i dugui a terme una reflexió que provoqui una transformació d’hàbits, actituds i comportaments que repercuteixin positivament en algunes metes establertes donin els Objectius de Desenvolupament Sostenible.

LES

© Grupo Anaya, S. A. Material imprimible autoritzat.

Per a això, el projecte incorpora:

CLAUS DE PENSAMENT

ORGANITZADORS GRÀFICS

TÈCNIQUES DE METACOGNICIÓ

Roda d'atributs

Aquesta estratègia organitzativa proveeix una representació visual del pensament analític, atès que convida a aprofundir en les característiques d'un objecte determinat. S'establiran les característiques o atributs principals en els raigs de la roda sense ordre de jerarquia, de manera que puguin ser llegits en qualsevol direcció.

Atribut 1

Atribut 2



Atribut 3

Atribut 5

Atribut 4

De la LOMLOE a Operació món

Perfil de sortida d’ESO El perfil de sortida de l’alumnat en acabar l’ensenyament bàsic identifica i defineix, en connexió amb els reptes del segle XXI, les competències clau que l’alumnat ha d’haver desenvolupat en finalitzar l’Educació Primària, i introdueix orientacions sobre el nivell d’acompliment esperat al final d’aquesta etapa.

Es vol garantir que tot l’alumnat que superi amb èxit l’ensenyament bàsic i, per tant, assolesqui el perfil de sortida sàpiga mobilitzar els aprenentatges adquirits per respondre als principals desafiaments a què haurà de fer front al llarg de la seva vida: - D esenvolupar una actitud responsable a partir de la presa de consciència de la degradació del medi ambient basada en el coneixement de les causes que la provoquen, l’agreugen o la milloren, des d’una visió sistèmica, tant local com global.

- Identificar els diferents aspectes relacionats amb el consum responsable, valorant les repercussions que té sobre el bé individual i el comú, jutjant críticament les necessitats i els excessos i exercint un control social davant de la vulneració dels seus drets com a consumidor.

- D esenvolupar hàbits de vida saludable a partir de la comprensió del funcionament de l’organisme i de la reflexió crítica sobre els factors interns i externs que hi incideixen, assumint la responsabilitat personal en la promoció de la salut pública.

- E xercitar la sensibilitat per detectar situacions d’inequitat i d’exclusió des de la comprensió de les seves causes complexes, per desenvolupar sentiments d’empatia i de compassió.

- E ntendre els conflictes com a elements connaturals a la vida en societat que s’han de resoldre de manera pacífica.

- A nalitzar de manera crítica les oportunitats de tot tipus que ofereix la societat actual, en particular les de la cultura digital, i aprofitar-les, avaluant-ne els beneficis i els riscos i fent-ne un ús ètic i responsable que contribuesqui a la millora de la qualitat de vida personal i col·lectiva.

- A cceptar la incertesa com una oportunitat per articular respostes més creatives, aprenent a manejar l’ansietat que pot comportar.

- C ooperar i conviure en societats obertes i canviants, valorant la diversitat personal i cultural com a font de riquesa i interessant-se per altres llengües i cultures.

- S entir-se part d’un projecte col·lectiu, tant en l’àmbit local com en el global, desenvolupant empatia i generositat.

- D esenvolupar les habilitats que li permeten continuar aprenent al llarg de la vida, des de la confiança en el coneixement com a motor del desenvolupament i la valoració crítica dels riscos i dels beneficis d’aquest últim.

Les competències clau que s’han d’adquirir són les següents: a) competència en comunicació lingüística, b) competència plurilingüe, c) competència matemàtica i competència en ciència i en tecnologia, d) competència digital, e) competència personal, social i d’aprendre a aprendre, f) competència ciutadana, g) competència emprenedora, h) competència en consciència i expressió culturals.

Quant a la dimensió aplicada de les competències clau, s’ha definit per a cada una un conjunt de descriptors operatius. Aquests descriptors operatius de les competències clau constitueixen el marc referencial a partir del qual es concreten les competències específiques de cada àrea, àmbit o matèria. Aquesta vinculació entre descriptors operatius i competències específiques propicia que de l’avaluació d’aquestes últimes es pugui inferir el grau d’adquisició de les competències clau definides en el perfil de sortida i, per tant, la consecució de les competències i objectius previstos per a l’etapa. Aquests descriptors operatius són els següents:

18

Competència en comunicació lingüística (CCL) CCL1. S’expressa de forma oral, escrita o fent servir el llenguatge de signes amb coherència, correcció i adequació en els diferents contextos socials, i participa en interaccions comunicatives amb actitud cooperativa i respectuosa, tant per intercanviar informació i crear coneixement com per construir vincles personals.

CCL2. Comprèn, interpreta i valora amb actitud crítica textos orals, en llenguatge de signes, escrits o multimodals dels àmbits personal, social, educatiu i professional per participar en diferents contextos de manera activa i informada i per construir coneixement.

CCL3. Localitza, selecciona i contrasta de manera progressivament autònoma la informació procedent de diferents fonts avaluant-ne la fiabilitat i la pertinència en funció dels objectius de lectura i evitant els riscos de manipulació i desinformació, i la integra i transforma en coneixement per comunicar-la adoptant un punt de vista creatiu, crític i personal alhora que respectuós amb la propietat intel·lectual.

CCL4. Llegeix amb autonomia obres diverses adequades a la seva edat, seleccionant les que millor s’ajusten als seus gustos i interessos; aprecia el patrimoni literari com a via privilegiada de l’experiència individual i col·lectiva; i mobilitza la seva experiència biogràfica i els seus coneixements literaris i culturals per construir i compartir la interpretació de les obres i per crear textos d’intenció literària de complexitat progressiva.

CCL5. Posa les seves pràctiques comunicatives al servei de la convivència democràtica, la resolució dialogada dels conflictes i la igualtat de drets de totes les persones desterrant els usos discriminatoris de la llengua, així com els abusos de poder a través d’aquesta, per afavorir un ús no només eficaç sinó també ètic del llenguatge.

Competència plurilingüe (CP) CP1. Utilitza eficaçment una o més llengües, a més de la llengua o llengües familiars, per respondre a les seves necessitats comunicatives, de manera apropiada i adequada tant al seu desenvolupament i interessos com a diferents situacions i contextos dels àmbits personal, social, educatiu i professional.

CP2. A partir de les seves experiències, realitza transferències entre llengües diferents com a estratègia per comunicar-se i ampliar el seu repertori lingüístic individual.

STEM4. Interpreta i transmet els elements més rellevants de processos, raonaments, demostracions, mètodes i resultats científics, matemàtics i tecnològics, de forma clara i precisa, en formats diferents (gràfics, taules, diagrames, fórmules, esquemes, símbols...) i aprofitant de forma crítica la cultura digital incloent el llenguatge matematicoformal, amb ètica i responsabilitat per compartir i construir coneixements nous.

STEM5. Emprèn accions fonamentades científicament per preservar la salut física i mental i el medi ambient i aplica principis d’ètica i de seguretat en la realització de projectes per transformar el seu entorn pròxim de forma sostenible, valorant l’impacte global i practicant el consum responsable.

Competència digital (CD) CD1. Realitza recerques avançades en Internet seguint criteris de validesa, qualitat, actualitat i fiabilitat, seleccionant-les de manera crítica i arxivant-les per recuperar, referenciar i reutilitzar les recerques esmentades amb respecte a la propietat intel·lectual.

CD2. Gestiona i utilitza el seu entorn personal digital d’aprenentatge permanent per construir coneixement nou i crear continguts digitals, mitjançant estratègies de tractament de la informació i l’ús de diferents eines digitals, seleccionant i configurant la més adequada segons la tasca i les seves necessitats en cada ocasió.

CD3. Participa, col·labora i interactua mitjançant eines i/o plataformes virtuals per comunicar-se, treballar col·laborativament i compartir continguts, dades i informació, gestionant de manera responsable les seves accions, presència i visibilitat a la xarxa i exercint una ciutadania digital activa, cívica i reflexiva.

CD4. Identifica riscos i adopta mesures en utilitzar les tecnologies digitals per protegir els dispositius, les dades personals, la salut i el medi ambient, i per prendre consciència de la importància i la necessitat de fer-ne un ús crític, legal, segur, saludable i sostenible.

CD5. Desenvolupa aplicacions informàtiques senzilles i solucions tecnològiques creatives i sostenibles per resoldre problemes concrets o respondre a reptes proposats, mostrant interès i curiositat per l’evolució de les tecnologies digitals i pel seu desenvolupament sostenible i l’ús ètic.

Competència personal, social i d’aprendre a aprendre (CPSAA)

CP3. Coneix, valora i respecta la diversitat lingüística i cultural present en la societat, integrant-la al seu desenvolupament personal com a factor de diàleg, per fomentar la cohesió social.

CPSAA1. Regula i expressa les emocions enfortint l’optimisme, la resiliència, l’autoeficàcia i la recerca de propòsit i de motivació cap a l’aprenentatge, per gestionar els reptes i els canvis, i harmonitzar-los amb els seus objectius.

Competència matemàtica i competència en ciència, tecnologia i enginyeria (STEM)

CPSAA2. Coneix els riscos per a la salut relacionats amb factors socials, per consolidar hàbits de vida saludable en els terrenys físic i mental.

STEM1. Utilitza mètodes inductius, deductius i lògics propis del raonament matemàtic en situacions conegudes, selecciona i fa servir diferents estratègies per a la resolució de problemes analitzant críticament les solucions i reformulant el procediment, si fos necessari.

STEM2. Utilitza el pensament científic per entendre i explicar els fenòmens que tenen lloc al seu voltant, confiant en el coneixement com a motor de desenvolupament, plantejant-se preguntes i comprovant hipòtesis mitjançant l’experimentació i la indagació, utilitzant eines i instruments adequats, apreciant la importància de la precisió i la veracitat i mostrant una actitud crítica sobre l’abast i les limitacions de la ciència.

STEM3. Planteja i desenvolupa projectes dissenyant, fabricant i avaluant diferents prototips o models per generar i/o utilitzar productes que donen solució a una necessitat o problema de forma creativa i cooperativa, procurant la participació de tot el grup, resolent pacíficament els conflictes que puguin sorgir, adaptant-se davant la incertesa i valorant la importància de la sostenibilitat.

CPSAA3. Comprèn proactivament les perspectives i les experiències dels altres i les incorpora al seu aprenentatge, per participar en el treball en grup, distribuint i acceptant les tasques i la responsabilitat de manera equitativa i fent servir estratègies cooperatives.

CPSAA4. Realitza autoavaluacions sobre el seu procés d’aprenentatge, cercant fonts fiables per validar, sustentar i contrastar la informació, i per obtenir conclusions rellevants..

CPSAA5. Planeja objectius a mitjà termini i desenvolupa processos metacognitius de retroalimentació per aprendre dels seus errors en el procés de construcció del coneixement.

Competència ciutadana (CC) CC1. Analitza i comprèn idees relatives a la dimensió social i ciutadana de la seva identitat, així com als fets socials, històrics i normatius que la determinen, demostrant respecte per les normes, empatia, equitat i esperit constructiu en la interacció amb els altres en diferents contextos socioinstitucionals.

19

CC2. Analitza i assumeix els principis i els valors que emanen del procés d’integració europeu, de la Constitució espanyola i dels drets humans i de la infantesa, participant en activitats comunitàries, com la presa de decisions o la resolució de conflictes, amb actitud democràtica, respecte per la diversitat i compromís amb la igualtat de gènere, la cohesió social, el desenvolupament sostenible i l’assoliment de la ciutadania mundial.

CE3. Desenvolupa el procés de creació d’idees i solucions valuoses i pren decisions, de manera raonada, utilitzant estratègies àgils de planificació i de gestió, i reflexiona sobre el procés realitzat i el resultat obtingut, per dur a terme el procés de creació de prototips innovadors i de valor, considerant l’experiència com una oportunitat per aprendre.

CC3. Comprèn i analitza problemes ètics fonamentals i d’actualitat, considerant críticament els valors propis i aliens, i desenvolupant els seus judicis per afrontar la controvèrsia moral amb actitud dialogant, argumentativa, respectuosa i oposada a qualsevol tipus de discriminació o violència.

Competència en consciència i expressió culturals (CCEC) CCEC1. Coneix, aprecia críticament, respecta i promou els aspectes essencials del patrimoni cultural i artístic de qualsevol època, valorant la llibertat d’expressió i l’enriquiment inherent a la diversitat cultural i artística, per construir la seva identitat.

CC4. Comprèn les relacions sistèmiques d’interdependència, ecodependència i interconnexió entre actuacions locals i globals, i adopta, conscientment i motivadament, un estil de vida sostenible i responsable des del punt de vista ecològic i social.

CCEC2. Gaudeix, reconeix i analitza amb autonomia les especificitats i les intencionalitats de les manifestacions artístiques i culturals més destacades del patrimoni a través dels seus llenguatges i dels elements tècnics, en qualsevol mitjà o suport.

Competència emprenedora (CE) CE1. Analitza necessitats i oportunitats i afronta reptes amb sentit crític, fent balanç de la seva sostenibilitat, valorant l’impacte que puguin suposar en l’entorn, per presentar idees i solucions innovadores, ètiques i sostenibles, dirigides a crear valor en l’àmbit personal, social, cultural i econòmic.

CCEC3. Expressa idees, opinions, sentiments i emocions de manera creativa i oberta. Desenvolupa l’autoestima, la creativitat i el sentit de pertinença a través de l’expressió cultural i artística, amb empatia i actitud col·laborativa.

CE2. Avalua les fortaleses i les debilitats pròpies, fent ús d’estratègies d’autoconeixement i d’autoeficàcia, i comprèn els elements fonamentals de l’economia i de les finances, aplicant coneixements econòmics i financers a activitats i situacions concretes, utilitzant destreses que afavoresquin el treball col·laboratiu i en equip, per reunir i optimitzar els recursos necessaris que porten a l’acció una experiència emprenedora de valor.

CCEC4. Coneix, selecciona i utilitza amb creativitat diversos mitjans/ suports i tècniques fonamentals plàstiques, visuals, audiovisuals, sonores i corporals per crear productes artístics i culturals a través de la interpretació, execució, improvisació i composició musical. Identifica les oportunitats de desenvolupament personal, social i econòmic que li ofereixen.

Les claus del Projecte Operació món reforcen significativament els descriptors operatius del perfil de sortida de l’alumnat d’Educació Secundària Obligatòria davant les competències clau. En el quadre següent podem veure la contribució de les claus d’Operació món per a la consecució del perfil de sortida:

PERFIL DE SORTIDA I CLAUS PEDAGÒGIQUES D’OPERACIÓ MÓN CLAUS PEDAGÒGIQUES

PERFIL DE SORTIDA DE L’ALUMNAT – EDUCACIÓ SECUNDÀRIA OBLIGATÒRIA DESCRIPTORS OPERATIUS CCL

CP

1

2

3

4

5

Situacions d’aprenentatge compromeses amb els ODS

*

*

*

*

*

Pla Lingüístic

*

*

*

*

*

*

Aprenentatge cooperatiu

*

*

*

Desenvolupament del pensament

*

*

Aprenentatge lúdic: gamificació

*

*

*

*

Classe invertida

1

2

*

STEM 3

*

Emprenedoria

*

*

Digital

*

*

*

*

*

Inclusió

*

*

*

*

*

Avaluació competencial

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

1

2

3

1

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

* *

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Projectes interdisciplinaris

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

* *

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

* *

CCEC

4

*

*

CE

3

*

*

CC

2

*

Educació emocional

CPSAA

1

*

*

CD

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

* *

* *

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

3

4

*

*

*

*

*

*

* *

* *

*

*

* *

* *

2

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Competències clau: CCL, competència en comunicació lingüística. CP, competència plurilingüe. STEM, competència matemàtica i competència en ciència i tecnologia. CD, competència digital.

CPSAA, competència personal, social i d’aprendre a aprendre. CC, competència ciutadana. CE, competència emprenedora. CCEC, competència en consciència i expressió culturals.

20

PERFIL DE SORTIDA I COMPETÈNCIAS ESPECÍFIQUES DE L’ÀREA També es contribueix a la consecució del perfil de sortida mitjançant el treball de les competències específiques en cadascuna de les unitats. El quadre següent mostra la relació entre les competències específiques de l’àrea i els descriptors del perfil de sortida d’Educació Secundària Obligatòria amb els quals es relaciona:

PERFIL DE SORTIDA

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES

CCL1, STEM1, STEM2, STEM4 i CPSAA4.

Comprendre i explicar els fenòmens fisicoquímics

CCL1, CCL3, STEM1, STEM2, CD1, CPSAA4, CE1 i CCEC3.

Expressar preguntes, formular hipòtesis i demostrar-les

CP1, STEM4, STEM5, CD3, CPSAA2, CC1, CCEC2 i CCEC4.

Reconèixer el caràcter universal del llenguatge científic

CCL2, CCL3, STEM4, CD1, CD2, CPSAA3, CE3 i CCEC4.

Fer servir plataformes tecnològiques i recursos variats

CCL5, CP3, STEM3, STEM5, CD3, CPSAA3, CC3 i CE2.

Fer servir les estratègies pròpies del treball col·laboratiu

CP1, STEM2, STEM5, CD4, CPSAA1, CPSAA4, CC4 i CCEC1.

Comprendre la ciència com una construcció col·lectiva que canvia i evoluciona contínuament

1. Comprendre els motius pels quals tenen lloc els principals fenòmens fisicoquímics de l’entorn i explicar-los en els termes de les lleis i teories científiques adequades per resoldre problemes a fi de millorar la realitat pròxima i la qualitat de vida humana.

2. Expressar les observacions realitzades per l’alumnat en forma de preguntes; formular hipòtesis per explicar-les i demostrar-les a través de l’experimentació científica, la indagació i la recerca d’evidències, per desenvolupar els raonaments propis del pensament científic i millorar les destreses en l’ús de les metodologies científiques.

3. Manejar amb facilitat les regles i normes bàsiques de la física i la química en relació amb el llenguatge de la IUPAC, el llenguatge matemàtic, l’ús d’unitats de mesura correctes, l’ús segur del laboratori, i la interpretació i producció de dades i informació en diferents formats i fonts (textos, enunciats, taules, gràfics, informes, manuals, diagrames, fórmules, esquemes, models, símbols, etc.), per reconèixer el caràcter universal del llenguatge científic i la necessitat d’una comunicació fiable en investigació i ciència entre països i cultures.

4. Fer servir de manera crítica i eficient plataformes tecnològiques i recursos variats, tant per al treball individual com en equip, per fomentar la creativitat, el desenvolupament personal i l’aprenentatge individual i social, mitjançant la consulta d’informació, la creació de material i la comunicació efectiva en els entorns d’aprenentatge.

5. Fer servir les estratègies pròpies del treball col·laboratiu que permeten poten­ ciar el creixement entre iguals com a base emprenedora d’una comunitat científica crítica, ètica i eficient, per comprendre la importància de la ciència en la millora de la societat, les conseqüències dels avenços científics, la preservació de la salut i la conservació sostenible del medi ambient.

6. Comprendre la ciència com una construcció col·lectiva que canvia i evo­lu­ ciona contínuament, en la qual no només participen les persones dedicades a la ciència, sinó que també requereix una interacció amb la resta de la societat per obtenir resultats que repercuteixin en l’avenç tecnològic, econòmic, ambiental i social.

21

Sabers bàsics de Física i Química de primer a tercer Els sabers bàsics s’hauran d’aplicar en contextos reals diferents per assolir les competències específiques de l’àrea. En l’àrea de Física i Química, es treballaran aquests sabers bàsics de primer a tercer:

A Les destreses científiques bàsiques •F er servir metodologies pròpies de la investigació científica per identificar i formular qüestions, elaborar hipòtesis i fer-ne la comprovació experimental.

•F er treball experimental i emprenedoria de projectes d’investigació per resoldre problemes mitjançant l’ús de l’experimentació, la indagació, la deducció, la recerca d’evidències o el raonament logicomatemàtic per fer inferències vàlides sobre la base de les observacions i treure conclusions pertinents i generals que vagin més enllà de les condicions experimentals per aplicar-les a escenaris nous.

•U sar diversos entorns i recursos d’aprenentatge científic, com el laboratori o els entorns virtuals, fent servir de manera correcta els materials, substàncies i eines tecnològics, i atenent les normes d’ús de cada espai per garantir la conservació de la salut pròpia i comunitària, la seguretat en les xarxes i el respecte pel medi ambient.

• Fer servir del llenguatge científic, incloent-hi el maneig adequat de sistemes d’unitats i eines matemàtiques, per aconseguir una comunicació argumentada amb diferents entorns científics i d’aprenentatge.

• I nterpretar i produir informació científica en formats diferents i a partir de mitjans varis per desenvolupar un criteri propi basat en les aportacions del pensament cien­tí­fic a la millora de la societat.

•V alorar la cultura científica i el paper de científics i cien­ tí­fi­ques en les principals fites històriques i actuals de la física i la química per al progrés i la millora de la socie­ tat.

22

B

D

La matèria

La interacció

•A plicar la teoria cineticomolecular a observacions sobre la matèria per explicar-ne les propietats, els estats d’agregació i els canvis d’estat, i la formació de mescles i dissolucions.

• Predir el moviment dels objectes a partir dels conceptes de la cinemàtica per formular hipòtesis comprovables sobre valors futurs d’aquestes magnituds. Validar aquestes hipòtesis a través del càlcul numèric, la interpretació de gràfics o el treball experimental.

•F er experiments relacionats amb els sistemes materials per conèixer-ne i descriure’n les propietats, la composició i la classificació.

•A plicar els coneixements sobre l’estructura atòmica de la matèria per entendre la formació de ions, l’existència d’isòtops i les seves propietats, el desenvolupament històric del model atòmic i l’ordenació dels elements en la taula periòdica.

•V alorar les aplicacions dels principals compostos químics, la formació i les propietats físiques i químiques, així com la quantificació de matèria.

•R elació dels efectes de les forces com a agents del canvi, tant en l’estat de moviment com en el de repòs d’un cos, així com a productores de deformacions, amb els canvis que produeixen en els sistemes sobre els quals actuen.

•A plicar les lleis de Newton, descrites a partir d’ob­ser­va­ cions quotidianes i de laboratori, per entendre com es comporten els sistemes materials davant l’acció de les forces i predir-ne els efectes en situacions quotidianes i de seguretat viària.

•P articipar amb un llenguatge científic comú i universal a través de la formulació i nomenclatura de substàncies simples, ions monoatòmics i compostos binaris mitjançant les regles de nomenclatura de la IUPAC.

E El canvi

C L’energia • Formular qüestions i hipòtesis sobre l’energia, les seves manifestacions i propietats per descriure-la com la causa de tots els processos de canvi.

•D isseny i comprovació experimental d’hipòtesis relacionades amb l’ús domèstic i industrial de l’energia en les diferents formes i les transformacions entre aquestes.

•E laborar hipòtesis de manera fonamentada sobre el medi ambient i la sostenibilitat a partir de les diferències entre fonts d’energia renovables i no renovables.

• Analitzar els tipus de canvis que experimenten els sistemes materials per relacionar-los amb les causes que els produeixen i amb les conseqüències que tenen.

• I nterpretar les reaccions químiques a escala macroscòpica i microscòpica per explicar les relacions de la química amb el medi ambient, la tecnologia i la societat.

•A plicar la llei de conservació de la massa i la llei de les proporcions definides per fer-les servir com a evidències experimentals que permeten validar el model atomicomolecular de la matèria.

•A nalitzar els factors que afecten les reaccions químiques per predir-ne l’evolució de manera qualitativa i per entendre la importància que tenen en la resolució de problemes actuals per part de la ciència.

•A nalitzar i aplicar els efectes de la calor sobre la matèria per administrar-los en situacions quotidianes.

•T enir en compte la naturalesa elèctrica de la matèria, els circuits elèctrics i l’obtenció d’energia elèctrica per desenvolupar consciència sobre la necessitat de l’estalvi energètic i la conservació sostenible del medi ambient.

23

Inclusió en Operació món El Disseny Universal per a l’Aprenentatge (DUA) és un conjunt de principis per desenvolupar el currículum que proporcionen a tot l’alumnat igualtat d’oportunitats per aprendre. Aquests principis són els següents:

Proporcionar diverses formes de

Proporcionar diverses formes de

Proporcionar diverses formes de

MOTIVACIÓ I COMPROMÍS

REPRESENTACIÓ

ACCIÓ I EXPRESSIÓ

Xarxes afectives El «PERQUÈ» de l’aprenentatge

Xarxes de reconeixement El «QUÈ» de l’aprenentatge

Xarxes estratègiques El «COM» de l’aprenentatge

Proporcionar opcions per

Proporcionar opcions per a

Proporcionar opcions per a

7.1 Optimitzar les eleccions individuals i l’autonomia.

1.1 Oferir maneres de personalitzar la visualització de la informació.

4.1 Variar els mètodes de resposta, navegació i interacció.

7.2 Optimitzar la rellevància, el valor i l’autenticitat.

1.2 Oferir alternatives per a la informació auditiva.

4.2 Optimitzar l’accés a eines i a tecnologies d’assistència.

7.3 Minimitzar les amenaces i les distraccions.

1.3 Oferir alternatives per a la informació visual.

Proporcionar opcions per

Proporcionar opcions per al

Proporcionar opcions per a

8.1 Ressaltar la rellevància de metes i d’objectius.

2.1 Aclarir vocabulari i símbols.

5.1 Utilitzar diversos mitjans per a la comunicació.

8.2 Variar les demandes i els recursos per optimitzar els desafiaments.

2.3 Donar suport a la descodificació de textos, notacions matemàtiques i símbols.

Accés

captar l’interés

Construcció

mantenir l’esforç i la persistència

8.3 Promoure la col·laboració i la comunicació.

8.4 Augmentar la retroalimentació orientada a la mestria.

l’acció física

llenguatge i els símbols

l’expressió i la comunicació

2.2 Aclarir sintaxi i estructura.

2.4 Promoure la comprensió entre llengües diferents.

5.2 Utilitzar diverses eines per a la construcció i la composició.

5.3 Desenvolupar fluïdesa amb nivells de suport graduats per a la pràctica i l’acompliment

2.5 Il·lustrar a través de diversos mitjans.

Proporcionar opcions per a

Proporcionar opcions per a

Proporcionar opcions per a

9.1 Promoure expectatives i creences que optimitzen la motivació.

3.1 Activar o proporcionar coneixements previs.

6.1 Guiar l’establiment de metes apropiades.

9.2 Facilitar habilitats i estratègies per enfrontar desafiaments.

3.2 Destacar patrons, característiques fonamentals, idees principals i relacions entre aquests.

6.2 Donar suport a la planificació i al desenvolupament d’estratègies.

l’autoregulació

Internalització

la percepció

9.3 Desenvolupar l’autoavaluació i la reflexió.

la comprensió

la funció executiva

3.3 Guiar el processament, la visualització i la manipulació de la informació.

3.4 Maximitzar la transferència i la generalització de la informació.

6.3 Facilitar la gestió d’informació i de recursos.

6.4 Millorar la capacitat per monitorar el progrés.

Meta

APÈNDIXS EXPERTS Decidits i motivats

Enginynosos i coneixedors

Estratègics i dirigits a la meta CAST 2018 (Center for Applied Special Technology).

24

Pautes DUA en Operació món Els diferents elements del Projecte Operació món estan concebuts tenint en compte els principis del Disseny Universal d’Aprenentatge (DUA). En la taula següent es mostra la relació entre els principis o pautes DUA i els elements del projecte:

OPERACIÓ MÓN

PAUTES DUA QUE S’APLIQUEN EN EL PROJECTE MATERIAL IMPRÉS

ENTORN DIGITAL

Situació d’aprenentatge ODS

Context

El desafiament

Seqüència d’aprenentatge

Tancaments d’unitat i dossiers d’aprenentatge (porfolios) de les situacions d’aprenentatge

La relació amb els ODS (reptes del segle xxi) i amb la vida quotidiana de l’alumnat optimitza la rellevància, el valor i l’autenticitat (7.2).

Dona accés a informació actualitzada sobre els ODS al professorat i a l’alumnat utilitzant mitjans de comunicació diversos (5.1).

•L es preguntes vinculen la situació d’aprenentatge amb les experiències i els coneixements previs de l’alumnat (3.1).

•A porta informació objectiva i contrastable sobre la importància del desafiament (8.1).

-

•E stimula la reflexió col·lectiva a través d’una estratègia de pensament útil per afrontar els problemes quotidians (9.2).

•F omenta l’autonomia proposant un producte final obert a la contextualització al centre i a l’elecció de l’alumnat (7.1), variant els nivells d’exigència (8.2).

•F acilita la generalització i la transferència dels aprenentatges essencials (3.4).

•F omenta la col·laboració per a la realització i la difusió col·lectiva del producte final (8.3).

-

Guia de forma ordenada la consecució del desafiament (6.1), modelant i visibilitzant el procés (6.2) amb un organitzador gràfic (6.3).

•M aximitza la transferència dels aprenentatges a contextos i situacions nous (3.4).

• I ncorpora activitats que permeten respostes obertes que fomenten l’experimentació, la resolució de problemes i la creativitat (7.2).

• Ofereix indicacions i suport per visualitzar el procés i els resultats previstos per a la consecució del producte final del desafiament (6.1).

•F omenta la interacció i la tutorització entre iguals a través de tècniques d’aprenentatge cooperatiu (8.3).

Permet reconstruir el procés d’aprenentatge de forma interactiva amb el suport de l’organitzador gràfic que representa el progrés cap a la consecució del desafiament (3.3).

-

Seqüència didàctica Seqüència d’aprenentatge •A prenentatges essencials

• I dentifica el vocabulari bàsic (color, icones, tipografia) de cada unitat (2.1).

•P roporciona exemples de bona execució i avisos que focalitzen l’atenció (3.2) minimitzant la inseguretat i les distraccions (7.3).

•L a representació alternativa al text facilita la comprensió i la connexió personal amb el context de l’aprenentatge (2.5).

•P roporciona definicions clares i ben estructurades dels conceptes (2.2) i els presenta amb diversos tipus d’organitzadors gràfics que representen les idees clau i les seves relacions (3.2) de manera progressiva entre els nivells de l’etapa (3.3).

• I ncorpora accions de pràctica i revisió sistemàtiques que afavoreixen la generalització dels aprenentatges (3.4).

•P roposa activitats interactives per a la detecció d’idees prèvies (3.1).

• Utilitza píndoles audiovisuals en l’obertura de la unitat com a presentació dels aprenentatges, promovent expectatives i creences que augmenten la motivació (9.1).

• Presenta en cada unitat informació addicional en formats diferents que proporcionen alternatives a la informació auditiva (1.2) i visual (1.3) com a representacions alternatives al text (2.5): vídeos, organitzadors gràfics, visual thinking, etc., utilitzables, a més, Per dinamitzar la participació.

• Selecciona L’essencial de cada unitat (3.2) i proporciona Per estudiar: esquemes o resums (3.3) interactius imprimibles dels sabers bàsics que permeten personalitzar la presentació d’informació (1.1).

• Complementa el text escrit a través d’altres mitjans com a suport Per exposar els sabers bàsics amb presentacions o vídeos (2.5).

25

Pautes DUA en Operació món OPERACIÓ MÓN

Pautes DUA que s’apliquen en el projecte MATERIAL IMPRÉS

ENTORN DIGITAL

-

Ofereix suport Per exercitar els sabers bàsics amb activitats interactives traçables en cada unitat utilitzant eines i tecnologies de suport (4.2).

Seqüència didàctica Seqüència d’aprenentatge • Activitats d’aplicació

• Activitats competencials

• I ncorpora activitats que permeten respostes personals obertes que fomenten la participació, l’experimentació, la resolució de problemes i la creativitat (7.2).

•P roporciona models i suports per mitjà d’estratègies i claus de pensament que faciliten el processament de la informació i la seva transformació en coneixement útil (3.3).

•F omenta la interacció i la tutorització entre iguals a través de tècniques d’aprenentatge cooperatiu (8.3).

Proporciona models i suports del procés i pautes de comprovació dels resultats (6.1) reforçant la planificació i el desenvolupament d’estratègies (6.2) i facilitant la gestió de la informació i els recursos (6.3).

• Infografies Pla lingüístic.

• Infografies TIC.

Proporciona mètodes alternatius perquè l’alumnat accedesqui a la informació i interaccioni amb el contingut (4.1).

Proporciona alternatives per a la resposta i la navegació (4.1) per mitjà de vídeos i d’eines tecnològiques variades (4.2) complementant el text escrit a través de mitjans diversos (2.5).

Recursos complementaris • Classe invertida

• Pla TIC-TAC •G ame Room (aprenentatge basat en jocs)

-

Utilitza múltiples eines per a la construcció i la composició (5.2).

-

Utilitza nombrosos mitjans de comunicació com a recursos alternatius d’expressar el que s’ha après (5.1).

Defineix competèncias amb nivells de suport graduats per a la pràctica l l’execució (5.3) variant els nivells d’exigència (8.2).

Diversitat i inclusió. Permet la personalització de la informació adequant-la a les diverses característiques i necessitats educatives de l’alumnat (1.1) i oferint fitxes d’adaptació al currículum, d’exercitació i d’aprofundiment.

Activitats d’avaluació

Estimula l’autoavaluació i la coavaluació, proporcionant varietat d’instruments i activitats d’avaluació, i facilita l’elaboració del dossier d’aprenentatge (9.3).

•E stimula l’autoavaluació i la coavaluació (9.3) amb activitats interactives no traçables amb eines i tecnologies de suport (4.2).

• Augmenta la capacitat de fer un seguiment dels progressos (6.4): – Instruments i activitats interactives traçables d’heteroavaluació.

– Generador de proves d’avaluació i d’exercitació per nivells d’acompliment (bàsic/avançat) en els diferents moments de la programació anual (inicial, durant el desenvolupament, final) (5.3).

– Avaluació competencial.

Tancaments d’unitat i dossiers d’aprenentatge (porfolios) de las situacions d’aprenentatge

•M aximitza la transferència dels aprenentatges a contextos i situacions nous (3.4).

•E stimula l’assoliment i la millora per mitjà d’estratègies d’autoregulació que permeten afrontar els desafiaments amb informació rellevant sobre fortaleses personals i patrons d’error (9.2).

Instruments vinculats al dossier d’aprenentatge imprimibles, que permeten la personalització en la presentació d’informació (1.1) en cada unitat, augmentant la capacitat de l’alumnat per realitzar un seguiment continu dels seus progressos (6.4) a través de l’autoavaluació i la reflexió (9.3) i la utilització del feedback i orientant una execució millor (8.4).

• Atenció a la diversitat

Avaluació

Perfil de sortida i competències específiques Evidencia la rellevància de metes i d’objectius relacionant els elements curriculars vinculats amb els aprenentatges essencials (competències específiques i criteris d’avaluació) i els sabers bàsics de cada unitat amb el perfil de sortida de les competències clau de l’etapa en la PD (8.1).

Facilita l’autoavaluació i la coavaluació proporcionant instruments d’avaluació de la pràctica docent (9.3).

Unitats

4

Les substàncies químiques

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES DE L’ÀREA

SABERS BÀSICS DE PRIMER A TERCER

1. Comprendre els motius pels quals es produeixen els principals fenòmens fisicoquímics de l’entorn i explicar-los en termes de les lleis i teories científiques adequades.

A. Les destreses científiques bàsiques

2. Expressar les observacions fetes per l’alumnat en forma de preguntes; formular hipòtesis per explicar-les, i demostrar les hipòtesis esmentades a través de l’experimentació científica, la indagació i la recerca d’evidències.

3. Manejar amb facilitat les regles i les normes bàsiques de la física i la química en relació amb el llenguatge de la IUPAC per reconèixer el caràcter universal del llenguatge científic i la necessitat d’una comunicació fiable en investigació i ciència entre països i cultures.

4. Fer servir de forma crítica i eficient plataformes tecnològiques i recursos variats, tant per al treball individual com en equip, per fomentar la creativitat, el desenvolupament personal i l’aprenentatge individual i social, mitjançant la consulta d’informació, la creació de material i la comunicació efectiva en els entorns d’aprenentatge.

5. Fer servir les estratègies pròpies del treball col·laboratiu que permetin potenciar el creixement entre iguals com a base emprenedora d’una comunitat científica crítica, ètica i eficient, per comprendre la importància de la ciència en la millora de la societat, les conseqüències dels avenços científics, la preservació de la salut i la conservació sostenible del medi ambient.

6. Comprendre la ciència com una construcció col·lectiva que canvia contínuament, en la qual no només participen les persones dedicades a la ciència, sinó que també requereix una interacció amb la resta de la societat per obtenir‑ne resultats que repercuteixin en l’avenç tecnològic, econòmic, ambiental i social.

28

• Fer servir metodologies pròpies de la investigació científica.

• Fer treball experimental i emprenedoria de projectes d’investigació per fer inferències vàlides sobre la base de les observacions, i treure’n conclusions pertinents i generals que vagin més enllà de les condicions experimentals per aplicar-les a escenaris nous.

• Usar diversos entorns i recursos d’aprenentatge científic, com el laboratori o els entorns virtuals, fent servir de manera correcta els materials, substàncies i eines tecnològics.

• Fer servir del llenguatge científic per aconseguir una comunicació argumentada amb diferents entorns científics i d’aprenentatge.

• Interpretar i produir informació científica en formats diferents i a partir de mitjans diversos.

• Valorar la cultura científica i el paper de científics i científiques en les principals fites històriques i actuals de la física i la química per al progrés i la millora de la societat.

B. La matèria • Fer experiments relacionats amb els sistemes materials per conèixer-ne i descriure’n les propietats, la composició i la classificació.

• Valorar les aplicacions dels principals compostos químics, la formació i les propietats físiques i químiques.

• Participar amb un llenguatge científic comú i universal a través de la formulació i nomenclatura de substàncies simples, ions monoatòmics i compostos binaris mitjançant les regles de nomenclatura de la IUPAC.

QUÈ APRENDREM? Pàgina inicial • Produir i processar productes agrícoles • Compromís ODS Substàncies simples i compostes • Les rajoles de la matèria • Elements naturals i artificials • Elements químics i substàncies simples • Grans grups en el sistema periòdic Els àtoms s’uneixen • L’enllaç químic • Gasos nobles i regla de l’octet • Maneres d’assolir la configuració de gas noble Enllaços químics • Càrregues elèctriques dels ions • Enllaç iònic • Unions d’àtoms compartint electrons Molècules i cristalls • Molècules • Cristalls

Fórmules químiques • Fórmules químiques • Interpretar fórmules químiques • Massa molecular i massa de la unitat fórmula Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques • Aplicacions industrials • Aplicacions biomèdiques • Aplicacions tecnològiques

Taller de ciències • Projecte d’investigació: fertilitzants i explosius • Treball pràctic: substàncies simples i compostos Desafiaments que marquen

• Comprèn • Reflexiona • Posa a prova les teves competències

Basat en el Reial decret del MEFP • Vegeu el desenvolupament complet de competències i sabers bàsics a les pàgines 19, 20, 21, 22 i 23 d’aquesta proposta didàctica.

Recursos digitals Inclusió i atenció a la diversitat Avaluació

RECURSOS EN EL PROJECTE DIGITAL

CLAUS PEDAGÒGIQUES EN EL LLIBRE DE L’ALUMNAT

Vídeo: «Abans de començar».

Presentació: «Què has de saber».

Compromís ODS. Metes 9.b i 12.4.

Taula periòdica interactiva.

I nfografia: «Substàncies simples, compostos, elements».

Presentació: «Breu història dels elements químics».

Exercici resolt: «Grups i períodes».

Videoconcepte: «Elements del sistema periòdic».

Activitats interactives.

Presentació: «Idees clau. Substàncies simples i compostes».

Recerca d’informació.

ideoconcepte: «Enllaç químic».

V Presentació: «Unions entre àtoms».

Exercici resolt: «Ió d’oxigen».

Infografia: «Regla de l’octet».

Presentació: «Idees clau. Els àtoms s’uneixen».

Pla lingüístic. Destresa: escriure (text argumentatiu).

Recerca d’informació.

ctivitats interactives.

A Presentació: «Idees clau. Enllaç químic».

resentació: «La molècula d’aigua».

P Simulació: «Construeix una molècula».

Infografia: «Molècules, sòlids amorfs i cristalls».

Visor de molècules: «Substàncies moleculars», «Cristalls covalents», «Cristalls iònics» i «Cristalls metàl·lics».

Presentació: «Idees clau. Molècules i cristalls».

Organitzador gràfic: esquema. Tècnica: veig, pens, em deman.

xercicis resolts: «Massa molecular» i «Massa de la unitat E fórmula».

Activitats interactives.

Presentació: «Idees clau. Fórmules químiques».

Recerca d’informació.

ocuments: «Vols dedicar-te a la microbiologia?», D «Vols dedicar-te a l’enginyeria ambiental?» i «Vols dedicar-te a fer de químic/a especialista en femtoquímica?».

Animacions: «Nanotubs de carboni» i «El ful·lerè».

Activitats interactives.

Presentació: «Idees clau. Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques».

Recerca d’informació.

Cultura emprenedora: imaginació (dimensió personal).

Recerca d’informació.

Tècnica: el mirall.

Cercar i analitzar informació.

Tècnica: trencaclosques.

Compromís ODS. Metes 2.3, 6.3 i 12.2.

resentació: «Per estudiar».

P Autoavaluació final.

El que és essencial.

Solucions de les activitats numèriques.

Avaluació.

Organitzador gràfic: mapa conceptual jeràrquic.

Compromís ODS. Meta 3.3.

29

Presentació de la unitat En aquesta unitat s’aborden els sabers bàsics corresponents al bloc de la matèria. S’avança en el coneixement sobre les substàncies químiques donant una informació fonamental sobre les unions entre àtoms. S’estudien les característiques de les substàncies a partir del tipus d’enllaç que manté unides les seves entitats elementals.

De forma especial, es mostra la diferència entre molècules i cristalls, per a la qual cosa s’han introduït prèviament a la unitat els tres tipus d’enllaç; des d’aquest coneixement es mostra la interpretació d’una fórmula química. A partir de la regla de l’octet, es justifica la càrrega d’alguns ions. Finalment, es mostren algunes aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques.

Com a complement d’aquesta unitat, s’afegeix un apèndix de formulació i de nomenclatura de compostos inorgànics que es pot estudiar paral·lelament a la resta de continguts de la unitat.

Recursos i materials Per al tractament de la unitat, a més del llibre de l’alumnat i de la proposta didàctica, vos seran útils els recursos digitals disponibles a la web d’Anaya.

També es pot dur a terme la pràctica de laboratori que es recull a l’apartat «Treball pràctic».

Suggeriments generals IDEES PRÈVIES I DIFICULTATS D’APRENENTATGE

La principal dificultat es relaciona amb l’ús i la percepció que té l’alumnat sobre els models que utilitza la ciència. En aquest cas, els models d’enllaç. Convé incidir, en iniciar la unitat, en el concepte de «model» en si mateix, per evitar que assumeixin que un model no és una representació fidel de la realitat, sinó una possible explicació a les propietats de la matèria. Igual que a la unitat anterior, convé destacar que els models moleculars i de cristalls són només una representació, i que no existeixen físicament aquestes unions entre àtoms com un sistema material diferent dels mateixos àtoms de l’enllaç.

TAREAS RELACIONADAS

Al final d’aquesta unitat s’aborden les aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques de les substàncies químiques. Una d’aquestes és la producció de fertilitzants, proposada a l’apartat «Taller de ciències», on s’aborden ODS relacionats amb el medi ambient i amb l’agricultura. Es tracta d’acostar l’alumnat la vida rural a través d’algunes qüestions relacionades amb la producció agrària i alimentària, posant de manifest que l’estudi de la química no només se circumscriu al laboratori o a la indústria de producció de productes de consum. En aquest mateix sentit, en la introducció a la unitat es demana una recerca d’informació sobre additius alimentaris.s.

EDUCACIÓ EN VALORES

En aquesta unitat, es posen les bases per a l’estudi de la química. L’habilitat d’aprendre a aprendre és present durant tot l’aprenentatge i s’aplica en continguts concrets, com la formulació i la nomenclatura de substàncies químiques o en el càlcul de les seves masses.

Les habilitats socials i cíviques es treballaran sempre que es facin pràctiques de laboratori i activitats de manera col·laborativa per equips.

30

Pàgina inicial Què descobriràs?

En aquesta unitat Producció i processament de productes agrícoles

VÍDEO. LA REGLA DE L’OCTET.

1. Substàncies simples i compostes

4.1 Crea un canal de YouTube, d’accés privat, en el qual pujaràs els vídeos que crearàs.

2. Els àtoms s’uneixen 3. Enllaç químic 4. Molècules i cristalls 5. Fórmules químiques 6. Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques

4

Taller de ciències Projecte d’investigació: Fertilitzants i explosius Treball pràctic: Substàncies simples i composts

Les substàncies químiques

En anayaeducacion.es Per motivar-te: • Vídeo: «Abans de començar».

PRODUCCIÓ I PROCESSAMENT DE PRODUCTES AGRÍCOLES La diversitat de la matèria que ens envolta es deu a les diferents pro­ pietats de les substàncies que la componen. Hi ha substàncies conduc­ tores de la calor, de l’electricitat i unes altres que són solubles en aigua.

A més, les substàncies es poden transformar o processar per obtenir­ne altres de diferents, amb millors propietats per a una funció concreta.

El processament de substàncies és de màxima importància en els ali­ ments, que són processats des que són un producte agrícola fins a con­ vertir­se en un aliment final. Actualment, no tots els països són capaços de transformar­los, i només el 30% dels països en vies de desenvolu­ pament sotmeten els aliments a un processament industrial. Davant d’això, gairebé la totalitat dels països desenvolupats, un 98 %, sí que processen els productes agrícoles que generen.

A més a més de suplir aquestes diferències entre països industrialitzats i països en desenvolupament, existeix un altre problema derivat de la indústria alimentària: els productes químics utilitzats i els rebuigs que es generen. Els fertilitzants i els pesticides que s’usen en els cultius aca­ ben contaminant les terres i les aigües que hi ha al voltant. I no és l’únic problema associat a les terres de cultiu, perquè també són les causants de més del 20 % de les emissions de gasos d’efecte d’hivernacle a cau­ sa de la desforestació.

COMPROMÍS ODS

Una vegada hàgiu vist els vídeos sobre les metes 9.b i 12.4, feis en grup les activitats següents:

1. Realitzau una recerca de projectes de desenvolupament a Àsia relacionats amb la meta 9.b dels ODS. 2. Escriviu un paràgraf sobre la possibilitat i l’oportunitat de dur a terme aquesta meta.

3. Cercau informació sobre les substànci­ es químiques permeses en el processa­ ment d’aliments, com la sal comuna. En acabar aquesta unitat, revisau les anota­ cions inicials i comparau­les amb el co­ neixement que heu adquirit.

4. Quins problemes comporta la utilitza­ ció de fertilitzants i pesticides en la sa­ lut dels sòls i dels ecosistemes? Cercau algunes mesures que es poden prendre per restaurar les terres degradades.

96

SEQÜÈNCIA D’APRENENTATGE

• Documents: «Vols dedicar­te a l’enginyeria ambiental?», «Vols dedicar­te a la microbiologia?», «Vols dedicar­te a ser químic o química especialista en femtoquímica?».

Per detectar idees prèvies: • Activitat interactiva: Autoavaluació inicial.

• Presentació: «Què necessites saber».

Per estudiar: • Vídeo: «Nanotubs de carboni».

• Simulació: «Construeix una molècula».

• Presentació: «La taula periòdica».

• Visualitzador de molècules: Substàncies moleculars, cristalls iònics, cristalls metàl·lics i cristalls covalents.

• Presentació: «Per estudiar».

Per avaluar-te: • Activitat interactiva: Autoavaluació final.

4.2 Seguint el model de bones pràctiques que vares elaborar, crea un vídeo en què expliquis les formes en què els elements poden aconseguir la configuració electrònica del gas noble més pròxim. En aquesta unitat, els vídeos seran senzills i de durada curta. Es pot optar perquè es vegi una presentació mentre s’escolta la veu del presentador o presentadora.

Heu de fer en grup cada una de les presentacions, i els passos que s’han de seguir poden ser: • Fer un esquema.

• Introduir els textos. Han de ser curts i directes.

• Cercar les imatges o animacions que s’afegiran, i comprovar que tenguin les llicències pertinents.

• Fer les animacions i les transicions.

• Fer un guió de l’àudio i assajar-lo.

• Triar la música ambiental, de llicència adequada. És convenient que per a aquest primer vídeo opteu per una opció senzilla sense molt de material audiovisual.

VÍDEO. L’ENLLAÇ QUÍMIC. Elabora un vídeo per explicar les distintes formes en què s’uneixen els àtoms per formar composts. Utilitza algun programa de modelatge de molècules per generar imatges amb què il·lustrar les explicacions.

VÍDEO. LA MASSA MOLECULAR. Explica en un vídeo com es calcula la massa molecular d’un compost d’interès industrial. Pots incloure una explicació sobre la importància d’aquest compost, el procés de producció, etc.

• Solucions de totes les activitats numèriques.

I, a més, tota la documentació necessària per aplicar les claus del projecte.

+ orientacions en anayaeducacion.es

97

Compromís ODS Vos recomanam suggerir a l’alumnat visualitzar els vídeos explicatius de les metes 9.b i 12.4, disponibles a anayaeducacion.es, abans de respondre les qüestions proposades.

TIC El vídeo «Abans de començar» ajudarà l’alumnat a obtenir una visió general dels coneixements bàsics que adquirirà amb l’estudi d’aquesta unitat i de les aplicacions que té per a la ciència i la societat. Li servirà també per saber quins conceptes previs ha de dominar abans d’estudiar-los, els quals pot repassar a l’apartat «Què has de saber».

INTRODUCCIÓ En aquesta unitat començam un estudi sistemàtic de la química. Per això, és especialment important adquirir els coneixements conceptuals i procedimentals que s’hi tracten, així com aprofitar l’ocasió per transmetre a l’alumnat una bona disposició cap aquesta ciència. Com a part fonamental de la nomenclatura química, veurem les fórmules químiques i la seva interpretació. Es pot utilitzar l’apèndix «Formulació i nomenclatura» de forma complementària. La unió entre àtoms dona lloc a les substàncies, tant si es tracta d’elements com de composts. Les propietats de les substàncies varien molt d’unes a altres, i depenen del tipus d’unió entre els àtoms que les componen; la importància i les aplicacions d’algunes es mostren en el darrer epígraf.

PRODUCCIÓ I PROCESSAMENT DE PRODUCTES AGRÍCOLES. COMPROMÍS ODS Es recomana respondre les preguntes d’aquest apartat en grups de 3-5 estudiants, per tal que els temps de discussió no es prolonguin massa, i permetre així una posada en comú de conclusions adequada amb tota la classe.

1 Quan s’hagin entès les metes 9.b i 12.4, se cercaran projectes reals que es duguin a terme a Àsia per aconseguir-les. El professorat pot orientar l’alumnat en la recerca d’informació i en la seva comprensió per relacionar-la correctament amb les metes.

2 A partir de l’activitat anterior, l’alumnat ha d’escriure la seva opinió sobre si és possible assolir les metes treballades.

3 Amb aquesta activitat es treballa la reflexió i l’autoaprenentatge per part de l’alumnat. Anotaran substàncies químiques que no saben de quin tipus són ni quins efectes tenen, i, en concloure la unitat, revisaran el que han escrit i ho relacionaran amb el que han après.

SEQÜÈNCIA D’APRENENTATGE

Per contribuir des d’aquesta unitat a superar el «Desafiament» proposat en la situació d’aprenentatge, s’hauran de fer les tasques següents, que es distribuiran al llarg del desenvolupament dels tres passos assenyalats en la seqüència d’aprenentatge: CREAR UN CANAL DE YOUTUBE Per crear un perfil de YouTube, s’haurà de tenir una adreça de correu electrònic de Gmail.

Quan s’hagi iniciat la sessió, el canal ja estarà disponible per pujar-hi els vídeos. És convenient revisar amb l’alumnat els ajustaments de pujada de vídeos que hi ha i l’opció de visibilitat que es vol adoptar: privat, ocult o públic.

CREAR UN VÍDEO EXPLICATIU A PARTIR D’UNA PRESENTACIÓ En aquesta unitat, es pot optar per veure una presentació mentre se sent la veu del presentador o presentadora. La presentació es pot fer mitjançant un programa de presentacions d’ofimàtica o aplicacions com Prezi o Genially. L’enregistrament es pot fer des del programa de creació de presentacions, des de qualsevol programa de videoconferència, com Meet o Zoom, o instal·lant un programa d’enregistrament de pantalla o àudio, com pot ser Loom.

PUJAR EL VÍDEO REALITZAT AL CANAL CREAT Per pujar un vídeo a YouTube, es farà servir l’opció «Crear». S’hi obri una finestra a la qual s’ha d’arrossegar l’arxiu o posar-ne la ruta de pujada. Després, és convenient emplenar almenys una part de la informació que se sol·licita: • Títol, descripció i tria d’una miniatura. En la descripció, s’ha d’incloure tota informació sobre el material audiovisual que s’hagi fet servir i que podria estar subjecte a algun tipus de llicència, i sobre les fonts consultades.

• Opció per marcar si es tracta d’un vídeo infantil (no és el nostre cas).

• Afegir-hi un arxiu amb els subtítols.

Després de la comprovació automàtica que no hi ha incompatibilitats relacionades amb l’ús indegut de la propietat intel·lectual, es publica el vídeo.

31

U4

1

Substàncies simples i compostes

1.1 Els maons de la matèria

1.3 Elements químics i substàncies simples

Hem estudiat que la matèria està composta d’àtoms, i els diferents tipus d’àtoms s’ordenen segons el nombre atòmic en el sistema periòdic dels elements. Molts d’aquests elements químics es coneixen des de l’Antigui­ tat i uns altres varen ser descoberts una vegada que la química va aconse­ guir l’entitat de ciència. Però com va ser possible descobrir diferents tipus d’àtoms abans de conèixer, si més no, que existien?

És important tenir present que la denominació «element» pot referir­se tant al tipus d’àtom amb el mateix nombre de protons (és a dir, amb el mateix nombre atòmic), o bé a la substància simple formada per àtoms d’aquest tipus. Per evitar que hi hagi confusió, en moltes ocasions, en aquest llibre utilitzarem el terme «element químic» per denominar la clas­ se d’àtoms i no la substància simple. Per exemple, el ferro (substància simple) és el que es troba format per àtoms de l’element químic ferro.

Per respondre la pregunta anterior és necessari acudir a una classificació de les substàncies en funció de la composició i determinar si és possible o no descompondre la substància:

De manera complementària a l’agrupació dels elements químics en famí­ lies o grups, i en períodes, i tenint en compte certes propietats, podem classificar els elements químics en:

• Substàncies compostes, o composts, si estan formades per la unió d’àtoms de diferents elements químics. Les substàncies compostes es poden descompondre en substàncies simples; per exemple, l’aigua pot descompondre’s en dioxigen i dihidrogen.

• Metalls. La majoria dels elements químics (els representats en color blau a la imatge inferior) són metàl·lics. Els àtoms metàl·lics perden electrons amb facilitat i, per tant, formen cations.

Identifica les entitats elementals

De manera general, es pot afirmar que els elements químics amb un nom­ bre atòmic inferior o igual al de l’urani (Z = 92) corresponen a àtoms que es troben a l’escorça terrestre formant substàncies simples o compostes.

El seu descobriment va passar necessàriament per aïllar les substàncies simples formades per cada un.

Observa la imatge inferior esquerra, en què cada esfera representa un àtom.

Quina diries que és l’entitat elemental que forma cada una de les substàncies?

La resta dels elements químics coneguts s’han obtengut per mitjà de la desintegració radioactiva d’uns altres o en acceleradors de partícules. El seu descobriment no ha implicat aïllar la substància simple, sinó observar directament l’àtom.

Torna a pensar aquesta pregunta en fi­ nalitzar la unitat.

HIDROGEN

SUGGERIMENTS METODOLÒGICS

A quin grup pertany l’hidrogen? Presenta les mateixes propietats que els metalls?

Començam aquesta unitat partint de la idea d’àtom com a darrer constituent de la matèria. Per això, el primer apartat al·ludeix als maons de la matèria.

• No metalls. Al contrari del que pot semblar pel nom, els elements quí­ mics que es denominen «no metalls» no són tots aquells que no són metalls, sinó que es tracta només dels deu elements representats en groc. Aquests àtoms formen anions.

• Semimetalls. Les substàncies simples formades per aquests elements químics comparteixen amb els metalls certes propietats, però presenten també propietats de les substàncies no metàl·liques. Són els elements químics representats de color verd a la taula inferior.

• Gasos nobles. Es tracta dels elements del grup 18 de la taula periòdica.

Les substàncies formades per aquests elements químics són gasoses i estan formades per àtoms que no estan units entre si. Aquestes caracte­ rístiques permeten explicar la càrrega dels ions i la forma en què la resta dels elements químics s’uneixen entre si.

Els grups d’elements en el sistema periòdic

Substància simple o composta

Semimetalls

Substància pura

2

Es pot descompondre en altres substàncies per processos químics?

5

Sí

No

Compost

Substància simple

Fe

44

Nh Co Ni 28

27

NIHONI

46

45

29

77

109

Hs

Ir

Mt

Cu

47

7

C

14

15

Mc

33

Al

31

49

In

50

Sn

O

16

117 P

Si

Ga Ge Zn MOSCOVI

48

8

N

32

30

Ru Rh Pd Ag Cd

76

108

Os

Tant els composts com les substàncies simples estan for­ mats per unitats idèntiques entre si. La diferència és que els composts estan formats per dos o més àtoms diferents.

6

13

115

113 26

B

9

F

17

S 118 Cl

He

Ne

AsTENESISe 52

51

Sb

Te

35

I

54

Xe

79

80

81

82

83

84

85

86

111

112

113

114

115

116

117

118

Pt

Au Hg

Tl

Ds Rg Cn Uut

Pb

Bi

Po

K

OGANESSÓ

53

78

At

Be

Na Mg

Ar

36

110

Metalls

Ca

Sc

Rb

Sr

Y

Cs

Ba La

Hf

Ta

Re Os

Ir

Pt

Ra Ac

Rf

Db Sg Bh Hs

Mt

Ds Rg Cn

Fr

Rn

Fl Uup Lv Uus Uuo

Lantànids

Els nous elements químics descoberts en els darrers anys ja Cerca informació sobre això. Quins tenen nom i símbol. criteris s’estableixen per anomenar­los?

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA…

No metalls He

Li

18

Ts Br OgKr 34

Gasos nobles

H

10

Actínids

Ti Zr

V

Cr Mn Fe

Nb Mo Tc W

Co

Ni

Cu

Zn

Ru Rh Pd Ag Cd Au Hg

B

C

Al

Si

Ga Ge

N

O

F

Ne

P

S

Cl

Ar

As

Se

Br

Kr

Te

I

Xe

simple i element químic. Posa un exem­ ple de cada un.

2

Consulta la taula periòdica interac­ tiva que t’oferim en anayaeducacion.es i contesta: quantes files i columnes té el sistema periòdic dels elements químics?

In

Sn

Tl

Pb

Bi

Po

At

Fl

Mc

Lv

Ts

Dy Ho

Er

Tm Yb

Lu

a) Fòsfor, clor i carboni.

Es Fm Md No

Lr

b) Magnesi, calci i zinc.

Nh

Sb

1 Explica la diferència entre substància

Rn

3 Indica si els elements químics següents són metalls, no metalls, gasos nobles o semimetalls:

Ce

Pr

Th

Pa

Nd Pm Sm Eu Gd Td U

Np Pu Am Cm Bk

Cf

Substàncies simples i compostes

HH

1.4 Grans grups en el sistema periòdic

• Substàncies simples, si les unitats que les componen estan formades per àtoms del mateix element químic. Per tant, aquest tipus de substàn­ cies no es descomponen en altres més senzilles.

1.2 Elements naturals i artificials

Analitza el grup de l’hidrogen

c) Argó, xenó i radó. d) Bor, silici i germani.

99

98

TIC Es proposa utilitzar aquesta clau com a mitjà per ampliar els coneixements de l’alumnat amb preguntes diferents i que l’acostin a la química d’una manera menys tècnica. Es poden recomanar opcions de recerca per trobar la solució vertadera i que contrastin el que trobin per arribar a les seves conclusions.

A més, en anayaeducacion.es tenen una taula periòdica interactiva en què poden consultar les propietats dels elements químics mentre estudien la unitat.

En la primera part de l’epígraf, introduïm la diferència entre substància simple, i substància composta, o compost. En aquesta unitat, la diferenciació es fa a partir de la composició de la substància, mentre que anteriorment es va fer en relació amb la percepció de la diferència entre l’aspecte homogeni i heterogeni de les mescles, i la falsa analogia entre mescla homogènia i substància elemental, i entre mescla heterogènia i compost químic. Convé repassar aquests continguts en aquest punt del curs.

Suggerim presentar diversos exemples de composts químics quotidians, com poden ser: aigua, alcohol, glicerina, amoníac, oxigen, nitrogen, etc. i donar suport a l’explicació mostrant-ne la seva fórmula i utilitzant l’esquema del final de la primera pàgina. D’aquesta manera, introduïm a més els continguts de l’apèndix «Formulació i nomenclatura química».

S’expliquen els diferents significats que pot tenir la paraula element, ja que, encara que en aquest llibre s’ha utilitzat substància simple per referir-se a l’element, és comú trobar la denominació element per referir-se indistintament a l’element químic o a la substància simple.

Finalment, mostram la classificació en grans grups dels elements de la taula periòdica. És convenient destacar que no tots els elements no-metàl·lics tenen les mateixes característiques, sinó que es classifiquen en semimetalls i gasos nobles. Fer servir un diagrama de Venn podria ser útil.

SOLUCIONS Identifica les entitats elementals Per il·lustrar el concepte d’«entitat elemental», podem fer servir exemples quotidians. Per a això, podem llançar una pregunta oberta al grup, de manera que cadascú en creï una estructura mental pròpia.

Alguns d’aquests exemples poden ser: una rajola a una paret, una lletra d’una sopa de lletres o un estudiant en una classe.

Quan s’hagi fet la introducció, cadascú podrà deduir que l’entitat elemental de la primera imatge és una agrupació de tres àtoms, i la de la segona, àtoms solts. En haver acabat la unitat, s’establirà que, en el primer cas, es tracta d’una molècula, i, en el segon, d’àtoms d’un gas noble.

Analitza el grup de l’hidrogen Per introduir l’alumnat en la classificació dels elements químics en la taula periòdica, es proposen dues preguntes sobre l’hidrogen, ja que és un element que no s’hi sap ubicar gaire bé. Es pot treballar tant en gran grup amb una pluja d’idees com en una recerca d’informació i posada en comú.

Comprèn, pensa, investiga...

1 La substància simple es refereix a una substància formada per àtoms d’un mateix element químic, és a dir, per àtoms amb el mateix valor de nombre atòmic, mentre que l’element és el conjunt d’àtoms amb el mateix valor de nombre atòmic. Un exemple d’element pot ser un àtom d’oxigen (Z = 8) i una substància química formada per àtoms d’aquest element pot ser l’ozó (O3).

2 El sistema periòdic té 18 columnes, o grups, i 7 files, o períodes.

3 a) N o metalls; b) Metalls; c) Gasos nobles; d) Semimetalls.

U4

2

2.1 L’enllaç químic

Les observacions anteriors es resumeixen en la regla de l’octet:

Les substàncies simples, com el diclor, Cl2, i les compostes, com l’amoní­ ac, NH3, estan formades per entitats elementals que són el resultat de la unió entre àtoms, unió que es denomina enllaç químic i es produeix per­ què els àtoms enllaçats són més estables que els àtoms aïllats, excepte en el cas dels gasos nobles, com veurem a continuació.

Els àtoms s’uneixen

Un enllaç químic és el resultat de la força d’atracció que uneix dos àtoms.

2.2 Gasos nobles i regla de l’octet Si els àtoms dels gasos nobles no s’uneixen és perquè són estables aïllats.

Observant les característiques d’aquests àtoms podem concloure que l’estabilitat prové del nombre d’electrons de la darrera capa: • L’heli (Z = 2), primer gas noble, té dos electrons a la darrera capa. Com que aquesta capa és l’única que té, estarà plena.

Extreu conclusions Explica el color diferent utilitzat per il­ lustrar els electrons dels gasos nobles de la imatge.

• La resta dels gasos nobles posseeixen vuit electrons a la darrera capa, però no tots tenen el darrer nivell ple. De tots, només el neó té la darrera capa d’electrons completa.

A partir del neó, els gasos nobles no tenen la darrera capa completa a cau­ sa de l’ordre en l’ompliment de les capes, que s’estudiarà en altres cursos.

Configuració electrònica dels gasos nobles

Els àtoms s’uneixen entre si de tal manera que, com a resultat de la unió, posseeixin vuit electrons a la darrera capa, excepte el H, Li i Be que es queden amb dos electrons.

2.3 Maneres d’aconseguir la configuració de gas noble

Investiga els tipus d’enllaç químic

En estudiar l’escorça de l’àtom vàrem veure que un àtom neutre pot ce­ dir o guanyar electrons, i es forma així un ió. El nombre d’electrons que cedeix o guanya no és qualsevol, sinó el necessari perquè la darrera capa tengui els mateixos electrons que el gas noble més pròxim (dos en el cas de l’heli i vuit per a la resta de gasos nobles).

Però hi ha àtoms molt enfora d’un gas noble en el sistema periòdic, per la qual cosa haurien de cedir o guanyar un nombre excessiu d’electrons. En aquests casos ocorre que dos o més àtoms comparteixen electrons entre si, per complir la regla de l’octet.

A partir d’aquestes dues maneres d’aconseguir vuit electrons a la capa de valència s’obtenen tres tipus d’enllaç químic diferents: covalent, iònic i me­ tàl·lic.

Investiga sobre els tipus d’enllaç químic i assigna’ls a la part adequada de l’es­ quema.

Maneres d’aconseguir vuit electrons Els àtoms adquireixen espontàniament estabilitat

poden ser estables com els de cedint electrons Gasos nobles

guanyant electrons

Cations

que tenen

compartint electrons

Anions per adquirir Vuit electrons a la darrera capa

2

He HELI

10

Ne NEÓ

18

Ar

ARGÓ

36

Kr

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA…

4 Fes un esquema de l’escorça dels àtoms dels tres primers períodes del grup 17 de la taula periòdica. Quines con­ clusions extreus?

CRIPTÓ

5 L’heli i el neó tenen la darrera capa d’electrons completa; no obstant això, l’argó i el criptó no tenen aquesta capa comple­ ta, encara que sí que hi tenen vuit electrons.

En cursos següents veuràs que aquesta és una primera apro­ ximació a la regla de l’octet que, com veurem, és la regla que prediu la formació d’unions entre àtoms.

Els globus d’heli suren en l’aire, ja que aquest gas és menys dens que la mescla de gasos que formen l’aire.

Creus que és convenient llançar globus d’heli en un acte sobre medi ambient? Explica la teva postura sobre aquest tema amb una redacció.

6

«Els gasos nobles […] normalment es troben a la naturalesa en forma aïllada perquè la capacitat que tenen per reaccionar amb altres elements i formar composts és molt reduïda. Però no nul·la i al laboratori s’ha estudiat un bon nombre de molècules formades per gasos nobles».

Agència SINC, desembre, 2013.

Plan Lingüístico En relació amb l’activitat 5, convé recordar a l’alumnat que en anayaeducacion.es disposa de l’apartat «Pla lingüístic», en el qual trobarà la informació necessària sobre com escriure un text argumentatiu.

TIC Se suggereix fer servir aquesta clau per ampliar els coneixements de l’alumnat amb preguntes diverses relacionades amb la química. Se li pot recomanar que contrasti la informació per arribar a les seves conclusions.

32

SUGGERIMENTS METODOLÒGICS En aquest epígraf explicam les bases de l’enllaç químic, per la qual cosa tornam a l’escala subatòmica (la de l’escorça de l’àtom) per comprendre el mecanisme que hi ha darrere de cada tipus d’enllaç.

Atesa la seva complexitat i tenint en compte que és un contingut que s’estudia molt més en profunditat en pròxims cursos, aquí es fa una simplificació sobre les configuracions electròniques. Per a això, s’ha de recordar el que s’ha après en la unitat anterior sobre l’ompliment de capes amb electrons per nivells d’energia.

Cerca l’origen d’aquesta informació i analitza­la.

101

100

Els àtoms s’uneixen

Un àtom pot adquirir la configuració electrònica de gas noble en unir­se amb un altre, i això vol dir que com a resultat d’aquesta unió l’àtom tendrà tants electrons com un gas noble. Els ions també es formen per tenir el mateix nombre d’electrons que un gas noble.

S’introdueix la regla de l’octet com a criteri d’estabilitat atòmica. Prenen els gasos nobles com l’exemple d’àtoms estables pels seus vuit electrons en la darrera capa, i es representa la distribució dels electrons dels quatre primers del grup. A més, s’explica què farà un àtom per aconseguir l’estabilitat esmentada: formarà un anió, un catió o compartirà els electrons. Per a això, suggerim que s’utilitzi l’esquema de la segona pàgina.

SOLUCIONS Extreu conclusions Els electrons de la darrera capa tenen un color diferent, ja que són els que determinen la tendència a guanyar, perdre o compartir electrons entre els àtoms. En aquest cas, com que són gasos nobles en els quatre exemples, són vuit a la darrera capa en tots els casos, excepte en l’heli, que en són dos.

Investiga els tipus d’enllaç químic La resolució d’aquesta activitat serveix d’introducció a l’epígraf següent. L’alumnat cercarà informació sobre els tres tipus d’enllaç que hi ha: iònic, covalent i metàl·lic, i els relacionarà amb la tendència dels àtoms a adquirir estabilitat electrònica a través de l’octet electrònic. Situaran els enllaços covalent i metàl·lic davall de «compartint electrons» i l’enllaç iònic, davall de «cations» i «anions».

Comprèn, pensa, investiga...

4 A partir de la il·lustració que es mostra de la configuració electrònica dels gasos nobles en l’apartat

«Fes feina amb la imatge», l’alumnat ha de fer el mateix amb els primers tres elements del grup 17, i els ha de dibuixar d’aquesta forma: • Fluor, dos electrons en la primera capa i set en la segona i darrera.

• Clor, dos electrons en la primera capa, vuit en la segona i set en la tercera i darrera.

• Brom, dos electrons en la primera capa, vuit en la segona, devuit en la tercera i set en la quarta i darrera.

9

F

17

Cl

35

Br

La conclusió que s’ha d’extreure és que els tres elements tenen set electrons en la darrera ­capa.

5 L’alumnat hauria de ser capaç de relacionar la densitat dels fluids i la seva flotabilitat amb el fet de

la contaminació ambiental per l’ús lúdic de plàstics en inflar globus i deixar que volin lliurement en l’aire.

6 El propòsit d’aquesta activitat és mostrar que el coneixement que es transmet és aplicable en determinades condicions i que, a més, canvia al ritme que ho fan les tècniques experimentals.

D’altra banda, es proposa l’agència SINC com a font fiable d’informació científica al nostre país.

U4

3

3.1 Càrregues elèctriques dels ions Mitjançant la regla de l’octet es pot justificar que els ions de certs ele­ ments químics tenguin una càrrega elèctrica determinada. Per exemple, l’alumini forma cations Al3+; el bari, Ba2+; el clor, anions Cl–, i el sofre, S2–.

Això és així perquè, d’aquesta manera, aquests elements aconsegueixen la configuració electrònica del gas noble més pròxim.

Enllaç químic

Podem conèixer la càrrega de l’ió aplicant aquesta seqüència: • A partir del grup del sistema periòdic deduïm el nombre d’electrons a la darrera capa.

• Coneixent el nombre d’electrons de la darrera capa, sabrem quants n’hi falten o n’hi sobren per tenir els mateixos que el gas noble més pròxim i, amb això, la càrrega de l’ió que es forma.

3.2 Enllaç iònic Hem vist, en cursos anteriors, que una de les formes en què la matèria adquireix càrrega elèctrica és mitjançant l’intercanvi d’electrons entre els àtoms que la formen. Per tant, perquè es formi un anió és necessari que simultàniament es formi un catió, i així es produeix l’intercanvi d’electrons entre tots dos.

Quan aquest intercanvi ha ocorregut, existeixen dos ions de càrregues con­ tràries, fet que dona lloc a l’atracció elèctrica entre tots dos.

Un enllaç iònic és el resultat de la força d’atracció entre cations i anions per ser les càrregues d’aquests de signe contrari.

3.3 Unions d’àtoms compartint electrons Alguns àtoms s’uneixen a uns altres compartint elec­ trons, fet que pot donar lloc a dos tipus d’unions, o enllaços, totalment diferents: l’enllaç covalent i l’enllaç metàl·lic.

Les substàncies que presenten un enllaç covalent tenen propietats físiques i químiques molt diferents de les que tenen les substàncies amb un enllaç metàl·lic.

• Enllaç covalent. És la unió entre dos àtoms d’elements del grup dels no metalls, que poden ser del mateix ele­ ment químic o d’elements químics diferents, ja que com­ parteixen parells d’electrons.

Els electrons que es comparteixen pertanyen alhora a tots dos àtoms, ja que són atrets per cada un dels nuclis dels dos àtoms enllaçats. Es tracta d’un tipus d’unió molt estable, i per tant molt difícil de separar.

• Enllaç metàl·lic. És la unió dels àtoms d’un mateix me­ tall, com a resultat que tots comparteixen de manera col·lectiva alguns dels electrons.

EXERCICIS RESOLTS

1 Indica quin tipus d’ió formarà el beril·li a partir de la informació sobre la ubicació en el sistema periòdic. A quin gas noble correspon l’escorça electrònica de l’ió format?

El beril·li està en el segon grup i segon període, per tant, la seva capa de valència és la segona i té dos electrons. Formarà un catió Be2+ en perdre aquests dos electrons i quedar amb la mateixa distribució d’electrons a l’escorça que l’heli.

SUGGERIMENTS METODOLÒGICS

2 Utilitzant el mètode que hem après per justificar la càrrega d’ions, indica quin tipus d’ió forma l’hidrogen.

L’hidrogen té un electró a la capa de valència, i per això pot: – Guanyar un electró i que l’escorça quedi com la de l’heli, i formi H–.

En aquest apartat es continua amb el mateix esquema que en l’epígraf anterior: d’una banda, l’enllaç que resulta de cedir o guanyar electrons, enllaç iònic, i d’altra, els enllaços covalent i metàl·lic, en els quals es comparteixen electrons.

– Perdre un electró i quedar sense electrons, i formi H+. Aquest ió de l’hidrogen es coneix també com a protó.

Estructura de l’enllaç covalent i de l’enllaç metàl·lic

Veurem, a continuació, que l’enllaç iònic no es produeix en dos ions aï­ llats, sinó entre un gran nombre d’aquests.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Càrrega d’ions a partir de la posició en el SI 1 1

2

H

2

HIDROGEN

3

Li LITI

11

16 8

4

Be

OXIGEN

BERIL·LI

16

12

Na Mg SODI

19

K

POTASSI

37

Rb RUBIDI

3

MAGNESI

20

Ca CALCI

38

Sr

ESTRONCI

O

21

Sc

ESCANDI

39

Y

ITRI

S

SOFRE

34

Se SELENI

52

Te

TEL·LURI

17 9

F

FLUOR

17

Cl

CLOR

35

Br

BROM

53

I

IODE

18

He Ne

Nre. d’electrons valència

En cedeixen o en guanyen

Càrrega de l’ió

1

1

En cedeixen

+1

NEÓ

18

Ar ARGÓ

36

Kr

CRIPTÓ

2

2

En cedeixen

+2

13

3

En cedeixen

+3

16

6

En guanyen

–2

17

7

En guanyen

–1

54

Xe XENÓ

Els elements dels grups més pròxims al grup 18 (gasos no­ bles) cedeixen o guanyen un nombre d’electrons igual o inferior a quatre, i formen ions. D’aquesta manera aconse­ gueixen tenir el mateix nombre d’electrons que el gas noble més pròxim. Així, el fluor guanyarà un electró, formarà F–, i el magnesi en perdrà dos, i donarà lloc a Mg2+.

102

Grup

HELI

10

El que hem exposat aquí serveix per conèixer la càrrega dels ions dels elements dels grups d’aquesta taula.

Per a la resta d’elements del sistema periòdic, perquè també hi ha elements que formen ions, la deducció de la càrrega no és tan senzilla, com veuràs en cursos supe­ riors.

L’aigua, H2O, està formada per un àtom d’oxigen que està unit a dos àtoms d’hidrogen, compartint amb cada un d’aquests un parell d’electrons.

L’enllaç metàl·lic es basa en l’atracció de cadascun dels àtoms carregats de la xarxa amb els electrons que cedeixen al conjunt.

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA…

7 Dedueix quina càrrega tendran els ions dels elements se­ güents, referint­los al gas noble més pròxim en el sistema periòdic: a) Clor. b) Potassi. c) Bor. d) Oxigen.

Enllaç químic

8 Indica si és possible que les parelles d’àtoms següents s’uneixin, atesa la càrrega dels ions que formen: a) Clor i fluor. b) Sodi i liti.

103

Aquest aprenentatge es pot complementar amb la memorització de la valència principal de cada grup del sistema periòdic, que es mostra en els continguts de l’apèndix «Formulació i nomenclatura química». És convenient explicar el perquè de la resta de les càrregues dels ions (valència iònica) que allà es mostren, donant com a resposta que en aquest curs s’utilitza un model que no explica aquests fets, el model de capes d’electrons, però que en cursos posteriors estudiaran un altre model i altres criteris per establir la valència d’un metall i d’un no metall.

Es pot fer servir la imatge per deduir la càrrega dels ions formats a partir d’àtoms d’altres elements diferents dels ressaltats en aquesta. Es tendrà en compte que només s’explicaran els elements dels grups 1, 2, 13, 16 i 17.

D’altra banda, respecte de l’enllaç covalent, aquí s’aborda aquest aprenentatge en una primera aproximació, ja que no s’expliquen de manera explícita els enllaços dobles o triples. Com a part d’atenció a la diversitat per a l’alumnat amb altes capacitats, es pot anticipar una representació senzilla de les estructures de Lewis de molècules diatòmiques, o de compostos, com el metà o l’amoníac; si es donàs el cas, en aquesta ampliació s’introduirien els enllaços dobles i triples.

El model que s’ha fet servir per descriure l’enllaç metàl·lic és també molt senzill, ja que només es pretén justificar la mobilitat dels electrons per la xarxa metàl·lica, un fet que l’alumnat ja coneix des del primer curs d’aquesta etapa gràcies a l’assignatura de Tecnologia.

A la fotografia, es mostra una cassola metàl·lica amb aigua en forma gasosa. S’hi representen de manera molt senzilla els dos tipus d’enllaç de compartició d’electrons: covalent i metàl·lic, i es veu la diferent manera que té cada enllaç de compartir aquests electrons.

33

A partir dels exercicis resolts, l’alumnat podrà contestar les activitats proposades al final de l’epígraf.

A més, pot ser interessant que vegi la dualitat de l’hidrogen (ja ha vist en epígrafs anteriors alguna peculiaritat més d’aquest element).

SOLUCIONS Comprèn, pensa, investiga...

7 a) Clor. Element del grup 17 de nombre atòmic 17. La distribució en capes dels seus electrons és: K = 2, L = 8, M = 7. El gas noble més pròxim és l’argó, que té 8 electrons en la capa M. Com que el clor té 7 electrons en la darrera capa, per tenir el mateix nombre d’electrons que l’argó i aconseguir l’octet, formarà un anió i guanyarà 1 electró i la seva càrrega serà de –1: Cl–.

b) Potassi. Element del grup 1 de nombre atòmic 19. La distribució en capes dels seus electrons és: K = 2, L = 8, M = 9. El gas noble més pròxim en aquest cas també és l’argó, que té 8 electrons en la darrera capa. Com que el potassi en la darrera capa té 9 electrons, per tenir el mateix nombre d’electrons que l’argó, formarà un catió i perdrà un electró per aconseguir l’octet, i la seva càrrega serà de +1: K+. c) Bor. Element del grup 13 de nombre atòmic 5. La distribució en capes dels seus electrons és: K = 2, L = 3. En aquest cas, el gas noble més pròxim és l’heli, que té 2 electrons en la darrera capa. Com que el bor té 3 electrons en la darrera capa, per tenir el mateix nombre d’electrons que l’heli formarà un catió i perdrà aquests 3 electrons i la seva càrrega serà de +3: B3+. En aquest cas, es pot comentar que el bor és un dels elements que és més estable amb 2 electrons en la darrera capa, com l’heli, que intentant arribar a 8 electrons, ja que en aquest cas seria inestable energèticament. d) Oxigen. Element del grup 16 de nombre atòmic 8. La distribució en capes dels seus electrons és: K = 2, L = 6. Com que en la darrera capa té 6 electrons, formarà un anió i guanyarà 2 electrons per tenir el mateix nombre d’electrons que el neó, gas noble més pròxim, i la seva càrrega serà de –2: O2–.

8 En ambdós casos, els àtoms no s’uneixen, ja que els de l’apartat a) formen anions els dos, i els de l’apartat b) formen cations els dos. Per unir-se, l’un hauria de formar un catió i l’altre, un anió.

U4

4

Les entitats elementals que componen les substàncies poden ser àtoms individuals o agrupacions de dos o més àtoms. El qualificatiu elemental s’utilitza perquè aquestes entitats representen la menor porció possible d’una substància, sigui simple o composta. Les entitats elementals forma­ des per diversos àtoms poden ser molècules o cristalls.

Molècules i cristalls

4.1 Molècules La majoria de les substàncies estan formades per molècules. Aquestes entitats elementals són el resultat de la unió d’àtoms d’elements no metàl­ lics, compartint els electrons, és a dir, són el resultat d’enllaços covalents.

Una molècula és una entitat elemental formada per àtoms units entre si mitjançant enllaç covalent.

Els àtoms que formen una molècula poden ser del mateix o de diferents elements químics. El nombre d’àtoms que componen una molècula de­ terminada no és variable, sinó que totes les molècules d’una substància tenen el mateix nombre i tipus d’àtoms.

Interpreta models moleculars En els models moleculars, la unió en­ tre àtoms es representa per barres i els àtoms, per esferes.

Quants àtoms té una molècula de glu­ cosa? A quants d’àtoms està unit cada nitrogen (esfera blava) en una molècula d’amoníac?

Existeixen molècules molt senzilles, com el diclor, l’ozó o l’aigua; unes altres un poc més complexes, com els àcids grassos o la glucosa, i molècules d’una complexitat estructural notable, com les proteïnes, que tenen una funció a l’organisme determinada per la seva estructura tridimensional.

4.2 Cristalls En l’estat sòlid, les partícules presenten un ordre tridimensional. Aquesta es­ tructura es denomina cristall.

Un cristall és una estructura tridimensional que manté un ordre regular a les unitats que la formen.

Hi ha sòlids que no estan formats per cristalls, i s’anomenen sòlids amorfs.

Models per representar les molècules

Els cristalls es classifiquen segons l’entitat elemental que es repeteixi a l’estructura: cristalls iònics, metàl·lics o co­ valents.

• Els cristalls metàl·lics estan formats per àtoms del ma­ teix metall, que comparteixen els electrons. Els elec­ trons de la xarxa metàl·lica s’hi mouen lliurement, amb major o menor facilitat en funció de l’element metàl·lic que formi la xarxa.

• Els cristalls covalents són resultat de la unió d’àtoms d’elements no metàl·lics mitjançant enllaç covalent. Per això, els electrons en aquestes xarxes no es mouen lliu­ rement.

Aquesta varietat d’unions entre els àtoms que formen cada tipus de cristall dona com a resultat propietats molt diferents entre si.

• Les substàncies formades per cristalls metàl·lics, ano­ menades metalls, són conductores de l’electricitat, flexibles, dúctils i mal·leables. Es tracta de substàncies simples, com el ferro.

• Els sòlids covalents, que és com s’anomenen les subs­ tàncies formades per cristalls covalents, són durs, no condueixen l’electricitat i són molt estables. Un exem­ ple d’això és el diamant.

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA…

9

Fes un esquema en què es relacioni la infor­ mació de les unions entre àtoms amb la classe d’en­ titats elementals que poden tenir les substàncies.

10

Visualitza els distints tipus de cristalls que t’oferim en anayaeducacion.es i explica quines són les diferènci­ es entre un cristall iònic, un de metàl·lic i un de covalent.

Molècules d’aigua.

Veig, pens, em deman. Investiga sobre el material que se situa a la part alta d’una central termosolar per a la generació de corrent elèctric.

13

Cerca informació sobre el quart tipus de cristall que no està esmentat en aquest text, el cristall molecu­ lar, i explica com està constituït, així com algunes de les seves característiques.

Molècules de glucosa.

En els metalls, els electrons es comparteixen de manera col·lectiva, i tenen llibertat de moviment.

A partir del que has estudiat, proposa un mètode per identificar els diferents tipus de cristalls.

12

Molècules i cristalls SUGGERIMENTS METODOLÒGICS

Els anions (verd) i els cations (violeta) de la sal comuna (NaCl) s’uneixen i formen un cristall iònic.

• Les substàncies formades per cristalls iònics, anomena­ des sals, són fràgils i solubles en aigua, com el clorur de sodi.

11

Molècules d’amoníac.

Tipus de cristalls

• Els cristalls iònics estan formats per cations i anions que s’uneixen com a resultat de l’atracció de càrregues elèctriques de signe contrari; és a dir, com a resultat d’enllaços iònics.

El diamant és una xarxa cristal·lina covalent d’àtoms de car­ boni. És la segona forma més estable del carboni.

105

104

Desenvolupament del pensament Recomanarem a l’alumnat la consulta dels recursos «Veig, pens, em deman» i «Esquema», disponibles en anayaeducacion.es, per conèixer les bases d’aplicar aquesta tècnica de pensament en la resolució de les activitats 9 i 12, respectivament.

Cultura emprenedora Es proposa l’activitat 11 per desenvolupar la imaginació de l’alumnat a l’hora d’aplicar de manera individual el que s’ha après durant la unitat i compartir noves propostes que poden ser vàlides o no.

TIC Es proposa utilitzar aquesta clau en l’activitat 13 per ampliar els coneixements de l’alumnat amb preguntes que ampliïn els seus coneixements. Es poden recomanar opcions de recerca per trobar la solució vertadera i que contrastin el que trobin per arribar a les seves conclusions.

A més, en anayaeducacion.es disposau de visors de models de substàncies químiques diverses i de tipus de cristalls, que vos resultaran molt útils per respondre la qüestió plantejada a l’activitat 10.

En aquest epígraf s’explica la diferència entre molècula i cristall, se n’indiquen les característiques més importants i es representen alguns exemples de cada un.

Encara que els continguts d’aquesta unitat es presenten de manera seqüencial (primer es produeix una transferència o compartició d’electrons, perquè després els àtoms s’uneixin i adquireixin una estabilitat formant cristalls o molècules), convé fer patent que es tracta només d’una manera d’analitzar la composició de les substàncies per evitar la transmissió d’un esquema de pensament únic i incomplet que pogués dificultar la comprensió de conceptes en cursos posteriors.

Recomanam l’ús del visualitzador de molècules i de cristalls dels recursos digitals en la web d’Anaya, ja que ofereix a l’alumnat una visió tridimensional i dinàmica d’algunes molècules i cristalls que són d’interès.

Convé utilitzar exemples variats de molècules, des de les més senzilles, com el dioxigen, fins a molècules tan complexes com l’ADN. En la segona pàgina, en la descripció dels cristalls iònic, metàl·lic i covalent, es fa una primera aproximació a les propietats de les substàncies formades per aquests tres tipus de cristalls. És aquest epígraf en què s’introdueixen les propietats de les substàncies metàl·liques i no en la part del text dedicada al sistema periòdic. La raó d’aquesta organització és evitar que l’alumnat confongui propietats pròpies de l’escala atòmica (electronegativitat, afinitat electrònica, potencial d’ionització) amb propietats macroscòpiques que són conseqüència del tipus d’enllaç i de l’entitat elemental que resulta d’aquest enllaç, com és la conductivitat elèctrica.

SOLUCIONS Interpreta models moleculars La glucosa té 24 àtoms (C6H12O6).

Cada àtom de nitrogen està unit a 3 àtoms d’hidrogen en una molècula.

Comprèn, pensa, investiga...

9 L’esquema ha de relacionar l’enllaç covalent amb molècules i cristalls, l’enllaç iònic amb cristalls, i l’enllaç metàl·lic amb cristalls.

10 Les diferències s’han de classificar en dos tipus; d’una banda, l’entitat elemental i el tipus d’enllaç que compon cada cristall i, d’altra, les propietats de la substància a què donen lloc.

34

En el cristall iònic s’ha d’indicar que les seves entitats elementals són ions (cations i anions), units per atracció electroestàtica entre ells, i que les substàncies formades són solubles en aigua. En el cristall covalent s’explica que les entitats elementals són àtoms units per enllaç covalent (és a dir, compartint electrons) i que dona lloc a substàncies estables, no solubles i no conductores de l’electricitat. En el cristall metàl·lic, els àtoms són tots del mateix metall i comparteixen els electrons, que es mouen lliurement per la xarxa metàl·lica, i sorgeixen substàncies conductores de l’electricitat, dúctils i mal·leables.

11 – Unions entre àtoms del mateix metall: cristall metàl·lic.

– Unions entre àtoms d’elements no metàl·lics: cristall covalent.

– Unions entre àtoms d’un metall i un no metall: cristall iònic.

12 Les centrals termosolars tenen un funcionament complex en què la font d’energia és la radiació

solar; per tant, una font d’energia renovable. En aquest cas, se situa un fluid en la part superior de les plaques i s’espera que arribi a una temperatura molt elevada i mogui un alternador. L’energia generada s’emmagatzema en aigua o en sals iòniques. Dins d’Europa, Espanya és el país líder en aquest tipus de centrals.

El professorat hauria de guiar l’alumnat en la recerca d’informació comprensible per al seu nivell de coneixement, per tal que pugui relacionar el que troba amb els ODS.

13 En els cristalls moleculars, les entitats elementals són molècules. La principal diferència amb els altres tres és que aquestes entitats elementals no estan unides entre elles mitjançant enllaç químic, sinó per forces intermoleculars. Un exemple de cristall molecular és el iode.

U4

5

5.1 Fórmules químiques A partir del nom comú d’una substància, per exemple l’amoníac, sense una altra informació addicional, no és possible saber si es tracta d’una subs­ tància simple o d’un compost. No obstant això, si disposam de la fórmula química sí que podrem deduir de quina classe de substància es tracta.

Fórmules químiques

Substàncies simples Fórmula

Formulació química

Fórmula

Nom

Fe

Ferro

Al2O3

Òxid d’alumini

Cl2

Diclor

NH3

Amoníac

5.2 Interpretació de fórmules químiques Les fórmules químiques ofereixen informació de dues classes: • Qualitativa, ja que indiquen quins són els elements químics amb àtoms que formen les entitats elementals de la substància.

• Quantitativa, a través dels subíndexs de cada símbol químic. En el cas que el subíndex sigui el valor «1», aquest no s’escriu.

Interpretació d’una fórmula química Nombre de símbols químics Un

Metall

No metall

Fórmula química

S’anomena massa molecular d’una substància la massa de la seva mo­ lècula, que s’obté a partir de la seva fórmula química, sumant les mas­ ses atòmiques dels àtoms que componen aquesta molècula.

En el cas de les substàncies simples moleculars, la massa molecular té en compte el nombre d’àtoms que formen la molècula.

m (CH4) = 1 · m (C) + 4 · m (H)

Se suggereix que s’abordin en aquest punt els continguts de l’apèndix «Formulació i nomenclatura química», per combinar de manera efectiva l’escriptura d’una fórmula química, la interpretació del seu significat i la forma en què s’anomenen.

La massa de la unitat fórmula d’una substància pura és la suma de les masses dels àtoms que es representen en la fórmula de la substància.

Per quantificar la massa d’una unitat d’una substància formada per cris­ talls, per exemple el fluorur de bari, BaF2, que és un cristall iònic, utilitzam la fórmula del compost. Així, la massa de la unitat fórmula és la massa d’un àtom de bari, Ba, i dos de fluor, F.

3 Calcula la massa de la unitat fórmula de l’òxid d’aluExemple

Cristall

m (BaF2) = m (Ba) + 2 · m (F)

Al

Cristall covalent

C

Molècula

Cl2

mini a partir d’aquesta informació: un cristall d’òxid d’alumini conté dos àtoms d’alumini per cada tres àtoms d’oxigen; m (Al) = 27 u, m (O) = 16 u.

Explicació

La fórmula del compost és: Al2O3.

El subíndex 1 (que no s’escriu) indica que només existeix aquest element en el cristall.

La massa de la unitat fórmula serà: m (Al2O3) = 2 · m (Al) + 3 · m (O) Substituint:

El subíndex indica el nombre d’àtoms que forma cada molècula.

m (Al2O3) = 2 · 27 u + 3 · 16 u = 102 u

4 Calcula la massa molecular de l’aigua oxigenada (H2O2).

Serà major o menor que la massa molecular de l’aigua?

La massa molecular serà: m (H2O2) = 2 · m (H) + 2 · m (O) A partir dels valors de massa atòmiques del sistema pe­ riòdic: m (H2O2) = 2 · 1,008 u + 2 · 15,999 u = 34,014 u Aquest valor és major que la massa molecular de l’ai­ gua, que té un àtom menys a la seva molècula.

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA… Diversos

Metall + No metall

Compost

No metall + No metall

106

Cristall

Molècula

Fórmules químiques SUGGERIMENTS METODOLÒGICS

Cristall de fluorur de bari

En substàncies formades per cristalls, la massa de la seva entitat elemen­ tal s’anomena massa de la unitat fórmula.

EXERCICIS RESOLTS

Tipus d’elements que la componen Substància simple

Molècula de butà

Les propietats d’una substància química estan determinades per les de l’entitat elemental que les compon. Una d’aquestes característiques és la massa molecular o la massa de la unitat fórmula.

Compost

Nom

En el cas de la substància simple formada per clor, el seu nom pot ser diclor, i així dona informació sobre el subíndex de la fórmula, o simple­ ment clor. En aquest darrer cas es pot confondre la denominació de la substància amb la de l’element químic que la forma.

Consulta l’annex de formulació per fa­ miliaritzar­te amb la manera d’escriure les fórmules químiques i d’anomenar les substàncies.

5.3 Massa molecular i massa de la unitat fórmula

Al2O3

Els subíndexs indiquen la proporció de cada ió en el cristall.

CH4

Els subíndexs indiquen el nombre d’àtoms de cada element presents a la molècula.

14 Calcula

la massa molecular de les substànci­ es amb aquestes fórmules: a) SO3, b) N2O3, c) FeS, d) Na2O. És correcte parlar de massa molecular en tots aquests casos? Per què?

15

L’hipoclorit de sodi s’utilitza com a agent desinfec­ tant en la potabilització d’aigües. Cerca la fórmula quí­ mica d’aquest compost i calcula’n la massa de la unitat fórmula.

16 Indica si les substàncies següents estan formades per molècules o per cristalls. Calcula la massa de la unitat fórmula o la massa molecular, utilitza per a això la infor­ mació de l’annex de formulació: a) Òxid de bari.

d) Amoníac.

b) Hidrur de zinc.

e) Clorur de bari.

c) Arsà.

f) Òxid d’alumini.

107

TIC Es proposa utilitzar aquesta clau en l’activitat 15 per ampliar els coneixements de l’alumnat amb preguntes que ampliïn els seus coneixements. Es poden recomanar opcions de recerca per trobar la solució vertadera i que contrastin el que trobin per arribar a les seves conclusions.

Un motiu fonamental per presentar la formulació i la nomenclatura juntament amb aquests continguts és donar significat a les fórmules químiques, per així no quedar-se únicament en un conjunt de regles de combinació de símbols i nombres. A més, en aquest punt del curs, l’alumnat coneix en part el sistema periòdic i com a partir d’aquest es poden deduir les càrregues d’alguns ions. Aquesta informació els serà d’utilitat per memoritzar més fàcilment les valències iòniques.

Finalment, suggerim destacar que la informació que s’obté de les fórmules químiques no és només qualitativa, sinó també quantitativa, i d’aquí la importància d’escriure adequadament les fórmules dels composts químics. També s’ha de ressaltar el diferent significat d’una fórmula d’una substància molecular i d’una fórmula d’una substància formada per un cristall, ja que d’aquesta manera establim les bases per, en cursos posteriors, interpretar adequadament la fórmula empírica d’un compost químic.

Amb aquest raonament, s’explica com calcular tant la massa molecular com la massa de la unitat fórmula i què representa cada una.

SOLUCIONS Comprèn, pensa, investiga...

14 Utilitzam els valors de les masses atòmiques següents: m (Na) = 22,99 u; m (O) = 15,999 u; m (S) = 32,064 u; m (N) = 14,007 u; m (Fe) = 55,847 u. a) m (SO3) = 32,064 u + 3 · 15,999 u = 80,061 u b) m (N2O3) = 2 · 14,007 u + 3 · 15,999 u = 76,011 u c) m (FeS) = 55,847 u + 32,064 u = 87,911 u d) m (Na2O) = 2 · 22,99 u + 15,999 u = 61,979 u No és adequat utilitzar massa molecular per als composts que no estan formats per molècules; en aquest cas, els dels apartats c i d.

15 La fórmula de l’hipoclorit de sodi és NaClO. La massa de la seva unitat fórmula és: m (NaClO) = 22,99 u + 35,453 u + 15,999 = 74,442 u

16 a) Òxid de bari, BaO, la massa de la seva unitat fórmula és: 137,34 u + 15,999 u = 153,339 u. b) Hidrur de zinc, ZnH2 la massa de la seva unitat fórmula és: 65,37 u + 2 · 1,008 u = 67,386 u. c) Arsà, AsH3, la massa de la seva unitat fórmula és: 74,922 u + 3 · 1,008 u = 77,946 u. d) Amoníac, NH3, la massa de la seva unitat fórmula és: 14,007 u + 3 · 1,008 u = 17,031 u. e) Clorur de bari, BaCl2, la massa de la seva unitat fórmula és: 137,34 u + 2 · 35,453 u = 208,246 u. f) Òxid d’alumini, Al2O3, la massa de la seva unitat fórmula és: 2 · 26,981 u + 3 · 15,999 u = 101,959 u.

35

U4

6

Multitud de substàncies químiques, simples o compostes, serveixen de base per fabricar productes amb un alt valor afegit.

Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques

Avenços en biomedicina

Algunes de les àrees d’investigació en química tenen com a objectiu dis­ senyar substàncies noves, o descobrir usos nous de substàncies conegu­ des. Segons quin sigui l’àmbit d’ús o l’aplicació de les substàncies quími­ ques, podem citar aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques.

Els composts químics de més rellevància a la indústria serveixen, alhora, de matèria primera per a altres producte. Entre altres destaquen els següents: • Àcid sulfúric (H2SO4). És el compost químic més produït al món. La pro­ ducció d’aquest àcid es considera un indicador de la capacitat industrial d’un país, ja que serveix de matèria primera per a la fabricació d’altres productes. La major part de la producció d’àcid sulfúric es destina a la fabricació de fertilitzants.

• Amoníac (NH3). El procés de fabricació de l’amoníac a partir d’hidrogen i nitrogen va comportar una gran revolució, ja que s’aconseguia obtenir fertilitzants de manera artificial i no dependre de les fonts naturals. Els adobs són substàncies d’origen natural o artificial que posseeixen nutri­ ents que poden assimilar les plantes.

• Àcid clorhídric (HCl). L’àcid clorhídric s’utilitza en processos de trac­ tament d’aigües residuals, en la producció d’aliments i en la fabricació d’altres productes químics. A més a més, s’utilitza per eliminar l’òxid i les impureses de l’acer abans de processar­lo.

Recentment s’ha descobert que el magnesi pot estar implicat en la resis­ tència que alguns bacteris presenten davant de certs antibiòtics.

El desenvolupament de nanopartícules capaces de fer arribar fàrmacs fins a l’in­ terior dels tumors és una faceta promete­ dora de la investigació en biomedicina.

El disseny de nous materials amb aplicacions electròniques ha per­ mès un avenç exponencial de la tecnologia en les darreres dècades. En aquest avenç han tengut un gran protagonisme els semiconductors, com el silici, i materials com el grafè. En els darrers anys, la investigació sobre molts materials amb aplicacions prometedores ocupa un espai destacable en la innovació i el desenvolupament de la química.

Nous materials +

Regne Unit 18 % Alemanya 17 % França 12 %

Espanya 15 %

Itàlia 9 % Finlàndia 9 % Grècia 4 % Noruega 4 % Suècia 4 %

–

– –

–

–

+

–

– –

L’antimonene, un material bidimensional nou de gruixa mo­ noatòmica format per àtoms d’antimoni, presenta propietats prometedores a l’hora d’emmagatzemar energia.

COMPRÈN, PENSA, INVESTIGA…

17

Els processos industrials d’obtenció d’àcid sulfúric requerei­ xen instal·lacions d’una gran complexitat.

Cerca el pictograma de seguretat de les substànci­ es que s’esmenten a la pàgina anterior i enumera quins són els riscs a l’hora de manejar­les.

en equips amb experts d’altres àrees amb l’ús de les tec­ nologies més capdavanteres.

18

El mirall. Cerca informació sobre l’antimonene i el grafè i enumera les similituds entre aquests materials i els avantatges d’un respecte de l’altre.

Per arribar al camp professional de la bioquímica, pots optar per cicles formatius de la família química, o una gran varietat de graus universitaris relacionats amb les ciències i les ciències de la salut.

19

El camp de la bioquímica està molt relacionat amb àmbits com la medicina o la farmacologia, i es treballa

Esmenta tres professions que combinen la química amb una altra branca de coneixement.

Països Baixos 6 %

Els països més industrialitzats són els majors productors d’àcid sulfúric.

+

+

– –

El grafè és un material format per una capa d’àtoms de car­ boni amb multitud d’aplicacions; com els nanocircuits de grafè.

Producció d’àcid sulfúric a la UE

+

+

+

+

+

La biomedicina engloba les ciències que estudien el desenvolupament de fàrmacs nous, o principis actius, i la comprensió a escala molecular dels mecanismes que causen les malalties. Els dos objectius de la bio­ medicina estan íntimament relacionats, perquè conèixer les interaccions entre molècules en les malalties és el punt de partida per desenvolupar fàrmacs nous, o proposar aplicacions noves dels principis actius ja exis­ tents.

Producció d’àcid sulfúric

L’acció de la quinolina sobre els glò­ buls vermells afectats per malària és un dels darrers descobriments en bi­ omedicina.

6.3 Aplicacions tecnològiques

6.2 Aplicacions biomèdiques

Bèlgica i Luxemburg 12 %

Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques

6.1 Aplicacions industrials

109

108

TIC Es proposa utilitzar aquesta clau en l’activitat 17 per ampliar els coneixements del nostre alumnat amb preguntes que ampliïn els seus coneixements. Es poden recomanar opcions de recerca per trobar la solució vertadera i que contrastin el que trobin per arribar a les seves conclusions.

A més, en anayaeducacion.es disposen d’un vídeo sobre l’estructura del grafè.

Desenvolupament del pensament Recomanau a l’alumnat la consulta del recurs «El mirall», disponible en anayaeducacion.es, per conèixer les bases d’aplicar aquesta tècnica de pensament en la resolució de l’activitat 18.

Orientació acadèmica i professional Es proposa l’activitat 19 per a la recerca de professions relacionades amb la química i veure l’àmplia oferta que hi ha en el mercat laboral. En anayaeducacion.es l’alumnat disposa de tres documents amb informació sobre exemples d’aquest tipus de professions.

SUGGERIMENTS METODOLÒGICS Acabam aquesta unitat mostrant aplicacions de les substàncies químiques en tres àmbits: l’industrial, el biomèdic i el tecnològic. La selecció dels exemples que s’aborden aquí no té per què ser única, ja que són àrees d’innovació científica molt àmplies i es poden tractar des de diferents punts de vista.

En les aplicacions industrials s’han considerat les tres substàncies la producció de les quals està lligada a la industrialització d’una regió, ja que són matèria primera, al seu torn, de moltes altres substàncies: l’àcid sulfúric, l’àcid clorhídric i l’amoníac. A més, els processos de producció industrial d’aquestes substàncies varen suposar en el seu moment un avenç notable de la indústria química i el seu estudi s’aborda en l’etapa educativa següent, de manera molt més exhaustiva.

Respecte a les aplicacions biomèdiques, no només es mostren les aplicacions d’algunes substàncies concretes per al tractament de malalties, com la quinolina o els composts de magnesi, sinó que s’ha destacat que el coneixement químic contribueix a descobrir com és el mecanisme molecular d’algunes malalties.

Per a les aplicacions tecnològiques, els exemples que hem mostrat es refereixen a materials nous per a l’emmagatzemament d’energia. Aquest camp d’investigació avançarà en els pròxims anys, per la qual cosa l’alumnat que ara cursa 3r d’ESO tendrà una perspectiva d’innovació al llarg del temps.

De manera addicional, es pot encarregar a l’alumnat una recerca d’informació sobre quins han estat els fàrmacs que s’han estudiat per al tractament de la infecció causada per COVID-19, quins han estat els assajos clínics coneguts i quina opinió tenen sobre la importància de mantenir el finançament de la investigació bàsica i aplicada.

SOLUCIONS Comprèn, pensa, investiga...

17 L’alumnat ha de cercar les «Fitxes Internacionals de Seguretat Química», publicades per l’Institut

Nacional de Seguretat i Salut en el Treball. Per a les substàncies anomenades en aquest epígraf, tendrem els pictogrames següents: Àcid sulfúric, H2SO4:

Amoníac, NH3:

Àcid clorhídric, HCl:

18 Per preparar l’activitat, es poden mostrar a l’alumnat diferents articles que poden trobar a Internet.

Per a això, el professorat ha d’aconsellar a l’alumnat quines són les fonts fiables i explicar-li per què ho són. Han de recollir similituds, com, per exemple, que ambdós poden emmagatzemar energia, estan formats per un sol element químic (carboni i antimoni), l’espessor és monoatòmica i la relació superfície-volum és molt elevada. L’avantatge de l’antimonene enfront del grafè és la seva capacitat superior d’emmagatzemar energia i la seva estabilitat més gran en la càrrega i descàrrega d’energia elèctrica (Agència SINC).

19 Algunes professions que combinen la química amb una altra branca d’especialització poden ser:

criminòleg o criminòloga, farmacèutic o farmacèutica, científic o científica forense, director o directora d’investigació, professor o professora, etc.

36

U4

Taller de ciències

Projecte d’investigació

Fertilitzants i explosius

Introducció

Substàncies simples i composts

Treball pràctic En mesclar ferro i sofre obtenim una mescla heterogènia. No obstant això, si encalentim aquesta mescla, obtenim una substància nova?

Com podem saber si es tracta d’una substància nova?

Fins al segle xx s’utilitzaven fertilitzants nitrogenats d’origen natural: el guano (procedent del Perú) i el salnitre (nitrat de sodi, provinent de jaci­ ments a Xile, comercialitzat amb el nom de nitrat de Xile).

Creixement anòmal d’algues resultants d’eutrofització.

Objectiu Realitzau una investigació documental sobre les repercussions de l’ús de fertilitzants sintètics.

Procediment

• L’eutrofització, per aconseguir la meta 6.3 dels ODS. • L’agricultura ecològica i l’accés als aliments, seguint la meta 2.3 dels ODS. • Els efectes de l’agricultura intensiva sobre el medi ambient, per acon­ seguir la gestió sostenible i l’ús eficient dels recursos naturals (meta 12.2 dels ODS).

• La vida de Fritz Haber i la controvèrsia amb el Premi Nobel de Química que va rebre.

REFLEXIÓ FINAL

Resultats

1 Tots els descobriments tenen una

A partir de la informació trobada elaborau uns panells per a l’aula que relacionin els temes tractats amb els Objectius del Mil·lenni d’aquest projecte.

2 Els problemes que afecten el con­ junt de la societat mundial concer­ neixen a tots els que en formam part. Com a futur ciutadà responsa­ ble elabora una llista amb les teves conclusions en aquest treball.

La nostra proposta Una característica del ferro és que aquest pot ser atret per un imant.

Aquesta propietat ens permetrà diferenciar entre ferro en estat ele­ mental i un compost en què el ferro està present.

A l’informe de laboratori pots adjuntar una fotografia de cada substància ele­ mental, de la mescla i del compost ob­ tengut en la pràctica.

FERTILITZANTS I EXPLOSIUS

Material • Sofre • Llimadures de ferro • Dos vasos de precipitats • Vidre de rellotge • Cresol • Espàtula • Bec de Bunsen • Vareta d’acer • Imant • Guants per manejar elements calents • Ulleres de seguretat Addicionalment àcid clorhídric i tubs d’assaig

Trencaclosques

Organitzau la classe en grups de treball petits i feis una recerca a Internet sobre els temes següents:

aplicació beneficiosa per a la so­ cietat i alguna controvèrsia. Conèi­ xer­les ambdues permet tenir una vi­ sió crítica sobre l’ús i les aplicacions.

Indica els pros i els contres de l’ús de fertilitzants sintètics a l’agricultura.

PROJECTE D’INVESTIGACIÓ

La teva proposta Recorda alguna propietat del sofre i del ferro que et permeti identifi­ car­los i fes un plantejament per comprovar si en encalentir la mescla s’obtenen substàncies noves.

L’any 1913 els químics alemanys Fritz Haber i Carl Bosch varen aconseguir fixar el nitrogen de l’atmosfera (N2) en forma d’amoníac (NH3) i desenvo­ luparen un procés industrial de gran importància conegut com a procés Bosch­Haver de síntesi d’amoníac.

Posteriorment, aquest procés va servir per sintetitzar fertilitzants a la resta del món, fet que va canviar dràsticament, durant el segle xx, la capacitat de producció agrícola mundial.

Decidiu entre tots l’estructura d’aquests panells i el suport en què els fareu.

Discussió, conclusions i comunicació del resultat Organitzau una exposició i una taula rodona amb un altre grup de clas­ se per difondre el vostre treball i per utilitzar­lo com a suport de dis­ cussió crítica.

Elaborau una acta de la taula rodona en què es recullin conclusions i com­ promisos.

Taller de ciències

Plantejament del problema

Els fertilitzants són substàncies naturals o sintètiques que s’afegeixen als sòls de cultiu per enriquir­los en un, o diversos, dels tres elements neces­ saris per a la vida de les plantes: nitrogen, fòsfor i potassi.

Orientacions per realitzar l’experiència • Per formar el compost format per ferro i sofre, és neces­ sari encalentir la mescla utilitzant una vareta de metall prèviament encalentida. Utilitza guants de protecció per a elements calents i ulleres de seguretat, i pren to­ tes les precaucions necessàries.

• Una vegada obtengut el compost químic, estarà a una temperatura elevada. Preveu en el teu plantejament ex­ perimental un temps perquè el compost es refredi.

• Col·loca en un vas de precipitats dues espàtules de sofre i una de llimadures de ferro, mescla­ho amb una vareta de vidre i retola­ho com a «mescla».

• Prepara la mateixa mescla que en el punt anterior, però en aquest cas al cresol. Encalenteix la vareta de metall a la flama del bec de Bunsen (utilitzant els elements de seguretat) i després col·loca la vareta al cresol. Observa els fenòmens que ocorren i apunta els resultats al teu quadern.

• Fes les proves que hagis plantejat per diferenciar entre la mescla i el compost. Prèviament escriu el plantejament experimental i pregunta al professor per alguna prova addicional que es pugui dur a ter­ me.

EXTREU CONCLUSIONS...

1 Tenen les mateixes propietats la mescla i el compost quí­ mic final? Explica les evidències experimentals que hi ha­ gis trobat.

2 Descriu el que ha ocorregut al cresol des de dos punts de vista: l’observació i l’aplicació dels models vists a la unitat.

3 La substància que s’ha format en el cresol és monosulfur de ferro. a) Escriu­ne la fórmula química. b) És una substància molecular o es tracta d’un cristall?

Interpreta el significat de la fórmula química.

111

110

Aprenentatge cooperatiu Se suggereix l’aplicació de la tècnica «Trencaclosques» per realitzar el projecte d’investigació, ja que permet a l’alumnat la implicació en el seu aprenentatge i la participació en aquest de tot el grup. Millora el rendiment i la convivència a classe.

Compromís ODS En anayaeducacion.es disposau dels vídeos corresponents a les metes 2.3, 6.3 i 12.2.

Amb aquest projecte se cerquen diversos objectius. D’una banda, mostrar que la majoria dels avenços científics sorgeixen d’una necessitat; en aquest cas, el proveïment de fertilitzants en una situació d’aïllament. D’altra, desgraciadament, molts d’aquests avenços s’utilitzen amb finalitats no beneficioses per a la humanitat. A partir d’aquesta evidència es pretén contribuir a les competències socials i cíviques, i crear en l’alumnat un esperit crític sobre l’ús que fan dels avenços esmentats la societat i els governs. A més, s’hauria de conscienciar l’alumnat sobre la necessitat d’una gestió adequada de les matèries primeres, dins del marc del desenvolupament sostenible. Per a això es planteja el problema de l’eutrofització.

Es proposa dividir l’alumnat en quatre grups per abordar aquest projecte des de diferents enfocaments: dos grups ho faran des d’un punt de vista ambiental, un altre ho estudiarà des d’un marc històric i el quart, des del social i econòmic.

La composició de cada grup hauria de ser diversa i atendre les inquietuds de l’alumnat. Es recomana la col·laboració amb altres matèries per dur a terme activitats interdisciplinàries.

En l’apartat «Reflexió final» es cerca que l’alumnat sigui capaç, a través del que s’ha investigat durant aquest projecte, de donar la seva opinió sobre els avantatges i els desavantatges que sorgeixen quan se sintetitza un material nou. A més, se’ls fa partícips d’un pensament global de ciutadania per elaborar unes conclusions que siguin més àmplies i que tenguin un sentit més enllà del propi individual.

TREBALL PRÀCTIC SUBSTÀNCIES SIMPLES I COMPOSTS El treball pràctic proposat en aquesta unitat parteix d’un plantejament similar al de les pràctiques de laboratori, en què es vol esbrinar si l’encalentiment d’una mescla d’elements químics coneguts pro­ dueix canvis en aquests i es forma una substància nova. Per a això, es proporciona informació sobre les propietats que ens permetran identificar una substància nova. En aquest cas, en combinar-se el ferro i el sofre, les propietats magnètiques del ferro es modifiquen.

Com a recomanació general, suggerim que s’observin estrictament les mesures de seguretat per al maneig d’elements calents. Si es considera necessari, l’experiència d’encalentiment de la mescla la duria a terme només el professor o la professora. Per comprovar algunes de les propietats del compost que es forma, es pot dissoldre part de la pols negrosa en HCl (prenent les precaucions necessàries com tapar-se la boca i els nas amb una màscara i els ulls, amb ulleres de laboratori, utilitzant guants i en una campana de laboratori) i veure què passa.

L’organització de grups de treball dependrà dels materials disponibles al laboratori i del temps del qual es disposi per a la realització de la pràctica. Es poden utilitzar les conclusions d’aquest treball pràctic per introduir els continguts de la unitat següent, dedicada a l’estudi de les reaccions químiques.

Per a això, es pot fer una experiència similar i verificar que es compleix la llei de conservació de la massa en la reacció química de formació del monosulfur de ferro.

SOLUCIONS Extreu conclusions...

1 L’alumnat ha d’arribar a la conclusió que les propietats de la mescla i de la nova substància formada difereixen notablement: les propietats magnètiques del ferro canvien, el color és diferent, es formen uns cristalls en el compost final, etc.

2 Des del punt de vista macroscòpic, és esperable una menció al canvi de color i de textura. Els ions formats són S2– i Fe2+.

3 a) La fórmula química del compost, monosulfur de ferro, és: FeS. b) Es tracta d’un compost químic de tipus iònic. La seva estructura és la que es mostra en la figura, i la seva fórmula química indica que la proporció de ferro i de sofre en aquest compost és d’1:1.

37

U4

Recorda seleccionar el material de treball d’aquesta unitat per al teu dossier d’aprenentatge.

COMPRÈN Organitza les teves idees

6 Indica si aquests elements químics són naturals o ar­ tificials i escriu­ne el símbol químic: escandi, ruteni, americi, laurenci i wolframi.

Mapa conceptual sistèmic

1 Afegeix a l’esquema inferior els conceptes se­ güents: substàncies simples i composts.

2

Fes un altre mapa conceptual en el qual resu­ meixis tots els continguts de la unitat.

Els àtoms

Els àtoms s’uneixen 7 Quins són els únics elements que es troben a la na­ turalesa com a àtoms aïllats? A quin grup del sistema periòdic pertanyen?

8 Indica si les afirmacions següents són certes o falses:

s’uneixen

a) Tots els àtoms dels gasos, sense excepció, tenen completa la darrera capa. per guanyar estabilitat

Cedint/guanyant electrons formen

Enllaç iònic

i donen lloc a

Compartint electrons

Àtoms de diferent element químic

que constitueixen

que constitueixen

formen

Enllaç metàl·lic

Entitats elementals

compostes per Àtoms del mateix element químic

Enllaç covalent

que poden ser

Molècules

? ................................

Les solucions de totes les activitats numèriques es troben en anayaeducacion.es.

Substàncies simples i composts 1 Cerca informació sobre la fórmula de les substàncies següents: metà, età, propà i butà. a) Són substàncies simples o compostes? b) Es podrien descompondre en altres substàncies més senzilles?

2 El nom d’alguns elements químics fa referència a un científic, al qual s’honra d’aquesta forma. Per exemple, el meitneri es diu així en honor a Lisa Meitner, codes­ cobridora de la fissió nuclear. Indaga a qui s’honra amb el nom dels elements químics de nombre atòmic 104, 107, 96, 99, i cerca una referència sobre l’aportació a la ciència que varen fer.

Cristalls

? ................................

3 Indica si les afirmacions següents són vertaderes o fal­ ses i explica per què: a) Els metalls són bons conductors de l’electricitat, però mals conductors de la calor. b) Els metalls tendeixen a formar cations, i guanyen electrons. c) Els metalls són trencadissos i fràgils. d) Es poden fabricar fils i làmines fets de metall.

4 Cerca el nom i l’any de descobriment dels elements de nombre atòmic 113, 115, 117 i 118.

5 Classifica els elements següents en metalls, no metalls, semimetalls i gasos nobles: sodi, calci, plata, argó, nitrogen, heli, fòsfor i silici.

b) A cada àtom d’heli es poden allotjar fins a sis elec­ trons més a la capa més externa. c) Tots els àtoms dels gasos nobles tenen vuit elec­ trons a la darrera capa.

9 Indica els dos mecanismes segons els quals poden unir­se els àtoms. Quants d’electrons han de quedar a la darrera capa perquè l’espècie química sigui es­ table? Com es coneix aquesta regla?

10 Recorda el model de capes que hem estudiat per a l’estructura de l’escorça de l’àtom i elabora una taula amb el nombre que correspon a cada capa, la lletra que s’utilitza per denominar­la i el nombre màxim d’electrons que es poden allotjar a cada una.

14 Indica si l’esquema de l’es­ corça d’un àtom de la imat­ ge pot pertànyer a un gas noble, a un catió o a un anió. En el cas dels ions, indica de quin element quí­ mic són.

–

–

15 Explica si els ions següents són estables o no: c) B– e) Ca2+ g) Al2+ a) Li– b) Cl3+ d) Ar2+ f) O2– h) S2– 16 L’hidrogen pot formar un catió o un anió. Dedueix la càrrega de cada un i raona sobre l’estabilitat que tenen.

17 Indica si les afirmacions següents són vertaderes o falses i explica per què: a) La unió entre un àtom de carboni i un d’hidrogen correspon a un enllaç iònic. b) En un enllaç metàl·lic els electrons no queden as­ sociats a cap parella d’àtoms. c) Àtoms de diferent element metàl·lic es poden unir entre si. d) El calci pot formar anions o cations, guanyant o cedint dos electrons indistintament.

18 Completa la taula al teu quadern.

11 Indica si les parelles d’elements químics següents es poden unir compartint electrons o bé com a resultat que un cedeixi electrons i l’altre en guanyi.

Element Cl (Z = 17)

Fes feina amb el que has après

+

K

L

M

N

Ió que es formarà

2

8

7

–

Cl–

Nre. d’electrons per capa

COMPRÈN Organitza les idees 1 Suggerim aquesta activitat com a evidència per al dossier d’aprenentatge de l’alumnat.

a) Sodi i fluor.

c) Magnesi i oxigen.

K (Z = 19)

d) Sofre i calci.

Mg (Z = 12)

e) Carboni i oxigen.

B (Z = 5)

f) Hidrogen i sodi.

Enllaç químic 12 Basant­te en la regla de l’octet, indica la càrrega dels ions estables d’aquests elements químics: beril·li, calci, sodi i sofre.

13 Quants d’electrons té a la darrera capa un ió Li+ (nombre atòmic del liti 3)? Incompleix la regla de l’octet? Explica la resposta.

Els àtoms

F (Z = 9)

b) Sofre i oxigen.

O (Z = 8)

19 És possible que es formi un enllaç iònic entre dos àtoms? I si es tracta d’un enllaç covalent?

20 Indica quins dels ions següents tenen els mateixos electrons que un gas noble i escriu el nom del gas noble. c) Al3+ e) S2– a) Li+ b) Na+ d) K+ f) N3–

112

s’uneixen

113

per guanyar estabilitat

Avaluació L’elaboració d’un dossier d’aprenentatge és una proposta autoavaluativa que permet a l’alumnat reflexionar sobre els procediments que ha duit a terme per adquirir aquests aprenentatges.

Cedint/guanyant electrons

Compartint electrons

formant

formant

Desenvolupament del pensament L’alumnat pot revisar la informació necessària en anayaeducacion.es sobre com s’organitza la informació en el «Mapa conceptual jeràrquic» i en el «Mapa conceptual» per contestar les preguntes que se li formulen.

Enllaç iònic

Enllaç metàl·lic

TIC Us suggerim recordar a l’alumnat que pot comprovar els resultats de les activitats numèriques consultant les solucions que s’ofereixen en anayaeducacion.es.

donant lloc a

compostes per Àtoms del mateix element químic

Enllaç covalent

que constitueixen Substàncies simples

Àtoms de diferent element químic que constitueixen

Entitats elementals que poden ser Molècules Cristalls

Composts

2 A partir dels continguts de la unitat, es dona llibertat a l’alumnat perquè faci un altre mapa conceptual en el qual es recullin les idees més importants apreses durant aquest temps. A més de ser una evidència per al seu dossier d’aprenentatge, poden compartir-lo amb la resta de companys i companyes.

Substàncies simples i composts 1 Metà, CH4; età, C2H6; propà, C3H8, i butà, C4H10. a) Són tots composts. b) Com que es tracta de composts, es poden descompondre en altres substàncies més senzilles.

En aquest cas, en carboni i dihidrogen.

2 Els elements referits són: – 96, curi, en honor al matrimoni Curie, descobridors de la radioactivitat.

– 99, einsteini, en honor a A. Einstein, que va fer grans aportacions, com la teoria de la relativitat i l’efecte fotoelèctric.

– 104, rutherfordi, en honor a E. Rutherford, el model nuclear de l’àtom del qual va ser un gran avenç en l’estudi de la matèria.

– 107, bohri, en honor a N. Bohr, que va proposar un model per a l’àtom basat en òrbites estacionàries, considerat com l’inici de la mecànica quàntica.

3 a) Fals, els metalls són bons conductors tant de l’electricitat com de la calor. b) Fals, els metalls formen cations cedint electrons. c) Fals, els metalls són dúctils i mal·leables. d) Vertader, és una de les propietats dels metalls.

4 Element 113: Nihoni, Nh. Es va descobrir el 2003.

Element 115: Moscovi, Mc. Es va descobrir el 2003.

Element 117: Tenesi, Ts. Es va descobrir el 2010.

Element 118: Oganessó, Og. Es va descobrir el 2006.

Tots es varen incloure en la taula periòdica i varen ser reconeguts per l’IUPAC entre 2015 i 2016.

5

Metalls

Sodi, calci i plata

No metalls

Fòsfor i nitrogen

Semimetalls

Silici

Gasos nobles

Argó i heli

6 Escandi, Sc (natural, Z = 21); ruteni, Ru (natural, Z = 44); americi, Am (artificial Z = 95); laurenci, Lr (artificial, Z = 103) i wolframi, W (natural, Z = 74).

Els àtoms s’uneixen 7 Els gasos nobles, grup devuit.

8 a) Fals, només tenen completa la darrera capa neó, argó, criptó, xenó i radó. La resta de gasos (excepte l’heli, que és estable amb només dos electrons) s’han de combinar per completar la seva darrera capa.

38

Organitza les teves idees

6 Indica si aquests elements químics són naturals o ar­ tificials i escriu­ne el símbol químic: escandi, ruteni, americi, laurenci i wolframi.

Mapa conceptual sistèmic

1 Afegeix a l’esquema inferior els conceptes se­ güents: substàncies simples i composts.

2

Fes un altre mapa conceptual en el qual resu­ meixis tots els continguts de la unitat.

Els àtoms

Els àtoms s’uneixen 7 Quins són els únics elements que es troben a la na­ turalesa com a àtoms aïllats? A quin grup del sistema periòdic pertanyen?

8 Indica si les afirmacions següents són certes o falses:

s’uneixen

a) Tots els àtoms dels gasos, sense excepció, tenen completa la darrera capa. per guanyar estabilitat

Enllaç iònic

Cedint/guanyant electrons

Compartint electrons

formen

formen

Enllaç metàl·lic

i donen lloc a

Enllaç covalent

Àtoms de diferent element químic

que poden ser

Molècules

que constitueixen

que constitueixen

? ................................

? ................................

Les solucions de totes les activitats numèriques es troben en anayaeducacion.es.

Substàncies simples i composts 1 Cerca informació sobre la fórmula de les substàncies següents: metà, età, propà i butà. a) Són substàncies simples o compostes? b) Es podrien descompondre en altres substàncies més senzilles?

2 El nom d’alguns elements químics fa referència a un científic, al qual s’honra d’aquesta forma. Per exemple, el meitneri es diu així en honor a Lisa Meitner, codes­ cobridora de la fissió nuclear. Indaga a qui s’honra amb el nom dels elements químics de nombre atòmic 104, 107, 96, 99, i cerca una referència sobre l’aportació a la ciència que varen fer.

112

Entitats elementals

compostes per Àtoms del mateix element químic

Cristalls

3 Indica si les afirmacions següents són vertaderes o fal­ ses i explica per què:

b) A cada àtom d’heli es poden allotjar fins a sis elec­ trons més a la capa més externa. c) Tots els àtoms dels gasos nobles tenen vuit elec­ trons a la darrera capa.

9 Indica els dos mecanismes segons els quals poden unir­se els àtoms. Quants d’electrons han de quedar a la darrera capa perquè l’espècie química sigui es­ table? Com es coneix aquesta regla?

10 Recorda el model de capes que hem estudiat per a l’estructura de l’escorça de l’àtom i elabora una taula amb el nombre que correspon a cada capa, la lletra que s’utilitza per denominar­la i el nombre màxim d’electrons que es poden allotjar a cada una.

11 Indica si les parelles d’elements químics següents es poden unir compartint electrons o bé com a resultat que un cedeixi electrons i l’altre en guanyi.

14 Indica si l’esquema de l’es­ corça d’un àtom de la imat­ ge pot pertànyer a un gas noble, a un catió o a un anió. En el cas dels ions, indica de quin element quí­ mic són.

parteixin. Perquè siguin estables, quasi tots els àtoms han de tenir vuit electrons en la darrera capa de valència, excepte alguns que són estables només amb dos. Això es coneix com regla de l’octet.

18 Completa la taula al teu quadern.

Element Cl (Z = 17)

K

L

M

N

Ió que es formarà

2

8

7

–

Cl–

Nre. d’electrons per capa

F (Z = 9)

d) Sofre i calci.

Mg (Z = 12) B (Z = 5)

sodi, calci, plata, argó, nitrogen, heli, fòsfor i silici.

9 Els àtoms s’uneixen bé perquè es produeixi una transferència d’electrons, o bé perquè els com-

a) Sodi i fluor. b) Sofre i oxigen.

e) Carboni i oxigen.

5 Classifica els elements següents en metalls, no metalls, semimetalls i gasos nobles:

–

17 Indica si les afirmacions següents són vertaderes o falses i explica per què: a) La unió entre un àtom de carboni i un d’hidrogen correspon a un enllaç iònic. b) En un enllaç metàl·lic els electrons no queden as­ sociats a cap parella d’àtoms. c) Àtoms de diferent element metàl·lic es poden unir entre si. d) El calci pot formar anions o cations, guanyant o cedint dos electrons indistintament.

b) Els metalls tendeixen a formar cations, i guanyen electrons. c) Els metalls són trencadissos i fràgils.

+

16 L’hidrogen pot formar un catió o un anió. Dedueix la càrrega de cada un i raona sobre l’estabilitat que tenen.

c) Magnesi i oxigen.

d) Es poden fabricar fils i làmines fets de metall.

c) Fals, l’heli en té dos.

–

15 Explica si els ions següents són estables o no: c) B– e) Ca2+ g) Al2+ a) Li– b) Cl3+ d) Ar2+ f) O2– h) S2–

a) Els metalls són bons conductors de l’electricitat, però mals conductors de la calor.

4 Cerca el nom i l’any de descobriment dels elements de nombre atòmic 113, 115, 117 i 118.

b) Fals, la capa més externa és la primera, en la qual s’allotgen com a màxim dos electrons.

U4

Recorda seleccionar el material de treball d’aquesta unitat per al teu dossier d’aprenentatge.

COMPRÈN

f) Hidrogen i sodi.

Enllaç químic 12 Basant­te en la regla de l’octet, indica la càrrega dels ions estables d’aquests elements químics: beril·li, calci, sodi i sofre.

13 Quants d’electrons té a la darrera capa un ió Li+ (nombre atòmic del liti 3)? Incompleix la regla de l’octet? Explica la resposta.

10

K (Z = 19)

O (Z = 8)

19 És possible que es formi un enllaç iònic entre dos àtoms? I si es tracta d’un enllaç covalent?

20 Indica quins dels ions següents tenen els mateixos electrons que un gas noble i escriu el nom del gas noble. c) Al3+ e) S2– a) Li+ b) Na+ d) K+ f) N3–

113

Capa

n

Nre. màxim d’electrons

K

1

2 = 2 · 12

L

2

8 = 2 · 22

M

3

18 = 2 · 32

N

4

32 = 2 · 42

11 a) El sodi cedeix un electró al fluor, que el guanya. b) El sofre i l’oxigen comparteixen electrons. Depenent de la seva proporció en la fórmula química, així serà el nombre d’electrons compartit. c) El magnesi cedeix dos electrons a l’oxigen, que els guanya. d) El calci cedeix dos electrons al sofre, que els guanya. e) El carboni i l’oxigen comparteixen electrons. Depenent de la seva proporció en la fórmula química, així serà el nombre d’electrons compartit. f) El sodi cedeix un electró a l’hidrogen, que el guanya.

Enllaç químic 12 La regla de l’octet ens diu que els elements són estables quan adquireixen la configuració de gas

noble, és a dir, quan aconsegueixen tenir vuit electrons (dos en el cas de liti, beril·li, hidrogen i heli) en la capa de valència. Això ho aconsegueixen guanyant o cedint els electrons que hi ha en la darrera capa.

– Beril·li: té dos electrons en la capa K i dos en la capa L. Tendeix a cedir els dos electrons de la capa L i es queda carregat positivament com Be2+.

– Calci: té dos electrons en la capa K, vuit en la capa L, vuit en la capa M i dos en la capa N. Cedirà els dos electrons de la capa N i quedarà carregat positivament com Ca2+.

– Sodi: té dos electrons en capa K, vuit en la capa L i un en la capa M. Per tant, cedeix el darrer electró i queda carregat positivament com Na+.

– Sofre: té dos electrons en la capa K, vuit en la capa L i sis en la capa M. En aquest cas, guanyarà dos electrons per completar la darrera capa i queda carregat negativament com S2–.

13 El nombre atòmic del liti és Z = 3. Per obtenir l’octet en la darrera capa, hauria de guanyar set elec-

trons, que és una cosa impossible, ja que és un àtom molt petit i hi hauria una repulsió de càrrega negativa molt alta. Per això, prefereix perdre l’únic electró de la seva darrera capa i quedar-se com Li+ amb dos electrons en la capa de valència. Aquesta opció li confereix molta estabilitat i s’assembla a la de l’heli, que també té dos electrons en la darrera capa.

14 Considerant que el símbol central representa un nucli amb càrrega positiva, hi ha dues opcions: – Li+: com que el liti té Z = 3, ha perdut l’electró de la darrera capa i només li’n queden dos.

– H–: és més difícil que es formi, però pot donar-se. L’hidrogen té Z = 1 i guanya un electró que incorpora a la seva capa de valència.

15 Per raonar sobre l’estabilitat hem de comprovar que es compleixi la regla de l’octet; així: a) Li–: no és estable, ja que, encara que tendria 2 electrons en la darrera capa, el nucli positiu no podria compensar l’excés de càrrega negativa per ser un àtom molt petit. b) Cl3+: no és estable, ja que té 4 electrons en la darrera capa. c) B–: no és estable, ja que té 4 electrons en la darrera capa. d) Ar2+: no és estable, és un gas noble que perd l’octet electrònic i passa a tenir 6 electrons en la darrera capa. e) Ca2+: sí que és estable, té 8 electrons en la darrera capa. f) O2–: sí que és estable, té 8 electrons en la darrera capa. g) Al2+: no és estable, ja que té 1 electró en la darrera capa. h) S2–: sí que és estable, té 8 electrons en la darrera capa.

16 Es pot formar un catió amb càrrega +1 si l’hidrogen perd el seu únic electró (aquesta espècie

és estable); o bé un anió, amb càrrega –1, si queda amb dos electrons, com l’heli, també estable.

39

17 a) Fals, són dos no metalls que comparteixen electrons i el seu enllaç és covalent. b) Vertader, es mouen per tota la xarxa metàl·lica. c) Fals, l’enllaç metàl·lic es dona entre àtoms del mateix element metàl·lic. Es pot recordar que els aliatges són mescles de metalls diferents, però no enllaços de metalls diferents. d) Fals, el calci adquireix estabilitat només cedint dos electrons, no els guanya perquè seria inestable.

18 La taula queda així: K

L

M

N

Cl (Z = 17)

2

8

7

–

Ió que es formarà Cl–

F (Z = 9)

2

7

–

–

F–

K (Z = 19)

2

8

8

1

K+

Mg (Z = 12)

2

8

2

–

Mg2+

B (Z = 5)

2

3

–

–

B3+

O (Z = 8)

2

6

–

–

O2–

Element

Nre. d’electrons per capa

19 Un enllaç iònic requereix la participació de molts ions que s’atreuen mútuament en una xarxa cris-

tal·lina. No seria possible aïllar dos àtoms units per aquest tipus d’enllaç, ja que altres anions i ca­ tions se sentirien atrets electrostàticament fins que formassin la xarxa i compensassin l’excés de càrrega positiva o negativa. Tanmateix, sí que es poden trobar aïllats dos àtoms units per enllaç covalent, com en el cas de les molècules diatòmiques.

20 a) Li+: té dos electrons, ja que Z = 3 i en perd un. El gas noble que té dos electrons és el He. b) Na+: té deu electrons, ja que Z = 11 i en perd un. El gas noble que té deu electrons és el Ne. c) Al3+: té deu electrons, ja que Z = 13 i en perd tres. El gas noble que té deu electrons és el Ne. d) K+: té 18 electrons, ja que Z = 19 i en perd un. El gas noble que té 18 electrons és el Ar. e) S 2–: té 18 electrons, ja que Z = 16 i en guanya dos. El gas noble que té 18 electrons és el Ar. f) N 3–: té 10 electrons, ja que Z = 7 i en guanya tres. El gas noble que té 10 electrons és el Ne.

Molècules i cristalls 21 a) Cristall iònic. b) Cristall covalent.

U4

Molècules i cristalls 21 Ateses aquestes característiques, indica de quina classe de substàncies es tracta: a) Sòlid, soluble en aigua que condueix l’electricitat en estat líquid. b) Xarxa cristal·lina no soluble en aigua i no conduc­ tora de l’electricitat. c) Sòlid que condueix l’electricitat. d) Gas monoatòmic.

22 Raona sobre la veracitat o la falsedat de les afirma­ cions següents: a) Una molècula està formada per un nombre inde­ terminat d’àtoms. b) En les molècules, cada àtom s’uneix als altres compartint els electrons amb la resta dels àtoms de les molècules. c) Les molècules poden tenir un màxim de deu àtoms. d) En una molècula cada àtom està unit a un o di­ versos àtoms. Els electrons es comparteixen entre parelles d’àtoms.

23 Indica si les afirmacions són vertaderes o falses. a) Un cristall és una estructura ordenada formada per àtoms. b) Els composts amb estructura cristal·lina solen ser sòlids en condicions ambientals. c) El nombre màxim d’entitats elementals en un cris­ tall és 1023. d) El nombre màxim d’entitats elementals d’un cris­ tall depèn del compost de què es tracti. e) En una xarxa cristal·lina metàl·lica els electrons es mouen lliurement. f) Els cristalls iònics tenen càrrega elèctrica neta di­ ferent de zero.

24 Explica per què els metalls condueixen l’electricitat i, no obstant això, els cristalls iònics i els cristalls co­ valents no.

25 Escriu les fórmules químiques dels composts se­ güents tenint en compte que el vermell representa oxigen, el negre carboni, el blanc hidrogen i el groc sofre. a) b) c) d)

26 Indica quantes unions entre àtoms hi ha a les molè­ cules de l’exercici anterior. Aquestes unions, són el resultat de cedir o guanyar electrons, o bé de com­ partir­los?

33 Relaciona cadascuna de les fórmules de l’exercici anterior amb la representació de la molècula i indica si es tracta de substàncies simples o de composts: a) c)

Investiga sobre aquesta malaltia que constitueix un problema de salut greu en molts països tropicals i subtropicals. A partir de l’enunciat de l’activitat i del vídeo sobre la meta 3.3 dels ODS, respon el qües­ tionari.

27 Explica el significat de les fórmules químiques d’aquests composts iònics: a) MgCl2

b) KI

c) CaF2

a) Quina estructura de l’organisme danya la malària? b) Quins són els símptomes d’aquesta malaltia?

d) Na2O

c) Quin tipus de tractament requereix?

28 Explica què manté unides les unitats elementals de cada tipus de cristall.

29

Consulta en el visualitzador de molècules que t’oferim en anayaeducacion.es l’estructura cristal­ lina de l’òxid de silici (SiO2). Explica per què en la fórmula química d’aquest compost correspon un subíndex u per al silici i dos per a l’oxigen.

Fórmules químiques 30 Classifica les substàncies següents a la taula de l’enunciat i copia­la al quadern.

Fórmula H2O

Tipus de substància

Tipus d’elements

Entitat elemental

Compost

No metall­no metall

Molècula

Fe2O3 CaO HCl

b)

NH3

d) Quines són les formes de prevenció de la malària? e) Quin paper tenen els pesticides en l’extensió d’aquesta malaltia?

37 Un dels tractaments clàssics de la malària és la qui­ nolina, que té un mecanisme que s’ha revelat re­ centment. A partir de la figura:

35 Una de les substàncies representades a l’activitat 23 apareix en les diverses transformacions que consti­ tueixen el procés de síntesi de l’àcid sulfúric; indica quin és i quins efectes mediambientals té.

La malària és una malaltia causada per un parà­ sit que es transmet a través de la picada d’un mos­ quit anopheles infectat. La malaltia ataca estructures fonamentals per al funcionament de l’organisme.

a) Escriu la fórmula d’aquest compost, sabent que el negre representa el carboni, el blanc l’hidrogen i el blau el nitrogen. b) Indica quantes unions entre àtoms hi ha i de quina classe d’enllaç es tracta. c) És la quinolina una molècula o un cristall?

32 A partir de les dades de masses atòmiques mitjanes, calcula la massa molecular d’aquestes substàncies: a) H2

b) CH4 Element Hidrogen

c) NH3

d) C2H6O Massa atòmica 1,01 u

REFLEXIONA En aquesta unitat hauràs creat un canal segur en el qual començaràs a pujar els vídeos que has fet basats en continguts ja coneguts i que hauràs presentat de forma senzilla, respectant les normes establertes en el nostre protocol. Reflexiona sobre el teu apre­ nentatge omplint el qüestionari disponible en anayaeducacion.es.

Aspectes

Ho comprenc i podria explicar-ho als companys i companyes

No ho comprenc bé del tot. Se’m plantegen alguns dubtes

No ho entenc

12,01 u

Oxigen

16,00 u

POSA A PROVA LES TEVES COMPETÈNCIES

Nitrogen

14,01 u

Fes l’avaluació competencial inclosa en anayaeducacion.es

114

d) Aquesta afirmació és vertadera, descriu l’enllaç covalent en una molècula.

No ho sé

Hem creat un canal de YouTube específic que hem configurat per tenir un accés privat, però al qual tots els integrants del grup hem pogut accedir. ...

Carboni

b) Fals, s’uneix només als àtoms amb què comparteix electrons. c) Fals, hi ha molècules molt grans, amb un nombre molt més gran d’àtoms.

C2H6

31 Explica la diferència entre massa molecular i massa de la unitat fórmula. Posa un exemple d’una subs­ tància per a la qual és adequat parlar de massa mo­ lecular i un altre d’una substància per a la qual s’ha d’utilitzar la massa de la unitat fórmula.

d) Gas noble.

22 a) Fals, el nombre d’àtoms d’una molècula és definit i determinat pel nombre d’enllaços covalent que tengui.

Utilitza per a això les masses atòmiques mitjanes del sistema periòdic del llibre de text.

Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques

36

Na2S N2

d)

34 Calcula la massa de la unitat fórmula dels composts següents: b) BaS. c) BaCl2. d) KCl. a) K2S.

c) Cristall metàl·lic.

23 a) Vertadera, però cal matisar que són ions (àtoms carregats per excés o per defecte d’electrons).

115

TIC En anayaeducacion.es, l’alumnat pot consultar l’apartat «Per estudiar» per reforçar i estructurar els seus coneixements sobre els continguts de la unitat.

A més, dins de l’apartat «Aprèn jugant», l’alumnat trobarà activitats de tipus lúdic amb les quals podrà autoavaluar els seus coneixements.

En anayaeducacion.es també es poden trobar fitxes per millorar la ciutadania digital de l’alumnat.

Educació emocional Recordarem en aquest punt la disposició en anayaeducacion.es tallers per treballar la dimensió emocional, reforçant l’autoafirmació constructiva de l’alumnat i l’alliberament de sentiments de frustració, ansietat, etc., i, en general, emocions de bloqueig per a l’alumnat en aquest curs de l’ESO.

b) Vertadera. c) Falsa, no hi ha un nombre màxim d’entitats que pugui compondre un cristall, ja que el nombre d’entitats que el formen depèn de la mida del cristall. d) Falsa, de manera anàloga a la resposta anterior, no hi ha un nombre màxim d’entitats, ja que depèn de la mida del cristall, independentment del compost del que es tracti. e) Vertadera. f) Falsa, són neutres.

24 En els cristalls metàl·lics, en compartir-se els electrons de manera col·lectiva en la xarxa, es permet certa mobilitat, la qual cosa els confereix la capacitat de conduir l’electricitat. Tanmateix, en els altres tipus de cristalls no es dona aquesta circumstància, ja que les càrregues no estan lliures.

25 a) CO2. b) SO2. c) CH4. d) C2H6.

26 a) CO2: s’uneix l’àtom de carboni als àtoms d’oxigen, i com que són no metalls, comparteixen els electrons.

b) SO2: l’àtom de sofre s’uneix als dos àtoms d’oxigen, i com que són no metalls, comparteixen els electrons. c) CH4: l’àtom de carboni s’uneix als quatre àtoms d’hidrogen, i ho fan compartint electrons per tractar-se d’elements no metàl·lics. d) C2H6: en aquesta molècula s’uneixen els dos àtoms de carboni entre ells i cada àtom de carboni a tres àtoms d’hidrogen. Comparteixen els electrons per tractar-se d’elements no metàl·lics.

40

U4

Molècules i cristalls 21 Ateses aquestes característiques, indica de quina classe de substàncies es tracta: a) Sòlid, soluble en aigua que condueix l’electricitat en estat líquid. b) Xarxa cristal·lina no soluble en aigua i no conduc­ tora de l’electricitat. c) Sòlid que condueix l’electricitat. d) Gas monoatòmic.

22 Raona sobre la veracitat o la falsedat de les afirma­ cions següents: a) Una molècula està formada per un nombre inde­ terminat d’àtoms. b) En les molècules, cada àtom s’uneix als altres compartint els electrons amb la resta dels àtoms de les molècules. c) Les molècules poden tenir un màxim de deu àtoms. d) En una molècula cada àtom està unit a un o di­ versos àtoms. Els electrons es comparteixen entre parelles d’àtoms.

23 Indica si les afirmacions són vertaderes o falses. a) Un cristall és una estructura ordenada formada per àtoms. b) Els composts amb estructura cristal·lina solen ser sòlids en condicions ambientals. c) El nombre màxim d’entitats elementals en un cris­ tall és 1023. d) El nombre màxim d’entitats elementals d’un cris­ tall depèn del compost de què es tracti. e) En una xarxa cristal·lina metàl·lica els electrons es mouen lliurement. f) Els cristalls iònics tenen càrrega elèctrica neta di­ ferent de zero.

24 Explica per què els metalls condueixen l’electricitat i, no obstant això, els cristalls iònics i els cristalls co­ valents no.

25 Escriu les fórmules químiques dels composts se­ güents tenint en compte que el vermell representa oxigen, el negre carboni, el blanc hidrogen i el groc sofre. a) b) c) d)

114

26 Indica quantes unions entre àtoms hi ha a les molè­ cules de l’exercici anterior. Aquestes unions, són el resultat de cedir o guanyar electrons, o bé de com­ partir­los?

33 Relaciona cadascuna de les fórmules de l’exercici anterior amb la representació de la molècula i indica si es tracta de substàncies simples o de composts: a) c)

Investiga sobre aquesta malaltia que constitueix un problema de salut greu en molts països tropicals i subtropicals. A partir de l’enunciat de l’activitat i del vídeo sobre la meta 3.3 dels ODS, respon el qües­ tionari.

27 Explica el significat de les fórmules químiques d’aquests composts iònics: a) MgCl2

b) KI

c) CaF2

29

Consulta en el visualitzador de molècules que t’oferim en anayaeducacion.es l’estructura cristal­ lina de l’òxid de silici (SiO2). Explica per què en la fórmula química d’aquest compost correspon un subíndex u per al silici i dos per a l’oxigen.

30 Classifica les substàncies següents a la taula de l’enunciat i copia­la al quadern.

Fórmula H2O

Tipus de substància

Tipus d’elements

Entitat elemental

Compost

No metall­no metall

Molècula

Fe2O3 CaO HCl

c) Quin tipus de tractament requereix? b)

NH3

d)

d) Quines són les formes de prevenció de la malària? e) Quin paper tenen els pesticides en l’extensió d’aquesta malaltia?

34 Calcula la massa de la unitat fórmula dels composts següents: b) BaS. c) BaCl2. d) KCl. a) K2S.

37 Un dels tractaments clàssics de la malària és la qui­ nolina, que té un mecanisme que s’ha revelat re­ centment. A partir de la figura:

Utilitza per a això les masses atòmiques mitjanes del sistema periòdic del llibre de text.

Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques 35 Una de les substàncies representades a l’activitat 23 apareix en les diverses transformacions que consti­ tueixen el procés de síntesi de l’àcid sulfúric; indica quin és i quins efectes mediambientals té.

36

Na2S N2

La malària és una malaltia causada per un parà­ sit que es transmet a través de la picada d’un mos­ quit anopheles infectat. La malaltia ataca estructures fonamentals per al funcionament de l’organisme.

a) Escriu la fórmula d’aquest compost, sabent que el negre representa el carboni, el blanc l’hidrogen i el blau el nitrogen. b) Indica quantes unions entre àtoms hi ha i de quina classe d’enllaç es tracta. c) És la quinolina una molècula o un cristall?

C2H6

31 Explica la diferència entre massa molecular i massa de la unitat fórmula. Posa un exemple d’una subs­ tància per a la qual és adequat parlar de massa mo­ lecular i un altre d’una substància per a la qual s’ha d’utilitzar la massa de la unitat fórmula.

32 A partir de les dades de masses atòmiques mitjanes, calcula la massa molecular d’aquestes substàncies: a) H2

b) CH4 Element

c) NH3

d) C2H6O Massa atòmica

Hidrogen

1,01 u

Carboni

12,01 u

b) KI: compost format per potassi i iode en proporció 1:1.

a) Quina estructura de l’organisme danya la malària? b) Quins són els símptomes d’aquesta malaltia?

d) Na2O

28 Explica què manté unides les unitats elementals de cada tipus de cristall.

Fórmules químiques

27 a) MgCl2: compost format per magnesi i clor en proporció 1:2.

REFLEXIONA En aquesta unitat hauràs creat un canal segur en el qual començaràs a pujar els vídeos que has fet basats en continguts ja coneguts i que hauràs presentat de forma senzilla, respectant les normes establertes en el nostre protocol. Reflexiona sobre el teu apre­ nentatge omplint el qüestionari disponible en anayaeducacion.es.

Aspectes

Ho comprenc i podria explicar-ho als companys i companyes

No ho comprenc bé del tot. Se’m plantegen alguns dubtes

No ho entenc

No ho sé

Hem creat un canal de YouTube específic que hem configurat per tenir un accés privat, però al qual tots els integrants del grup hem pogut accedir. ...

Oxigen

16,00 u

POSA A PROVA LES TEVES COMPETÈNCIES

Nitrogen

14,01 u

Fes l’avaluació competencial inclosa en anayaeducacion.es

c) CaF2: compost format per calci i fluor en proporció 1:2. d) Na2O: compost format per sodi i oxigen en proporció 2:1.

28 En els cristalls iònics, la xarxa es manté unida per l’atracció entre càrregues de diferent signe, els

anions i els cations. En els cristalls metàl·lics, el nigul d’electrons manté unida la xarxa. En els cristalls covalents, els electrons compartits entre parells d’àtoms atreuen el nucli d’aquests, i així es manté la xarxa unida.

29 La informació que ens dona la fórmula química d’una substància que forma un cristall, com és el 115

TIC A anayaeducacion.es, l’alumnat disposa d’un visor de molècules i d’estructures cristal·lines en el qual podrà visualitzar l’estructura cristal·lina que s’esmenta a l’activitat 29.

cas del SiO2, és la proporció de cada àtom en la xarxa; en aquest cas sabem que per cada àtom de silici n’hi ha dos d’oxigen.

Fórmules químiques 30 La taula queda així: Tipus de substància

Tipus d’elements

Entitat elemental

H2O

Compost

No metall/no metall

Molècula

Fe2O3

Compost

Metall/no metall

Cristall

CaO

Compost

Metall/no metall

Cristall

HCl

Compost

No metall/no metall

Molècula

Na2S

Compost

Metall/no metall

Cristall

Substància simple

No metall/no metall

Molècula

NH3

Compost

No metall/no metall

Molècula

C2H6

Compost

No metall/no metall

Molècula

Fórmula

N2

31 La diferència entre la massa molecular i la massa de la unitat fórmula és que la primera es refereix

a la massa de l’entitat elemental en el cas de substàncies formades per molècules, mentre que la segona es refereix a la massa de l’entitat elemental de substàncies formades per cristalls. Un exemple de massa molecular és la de l’aigua, amb una molècula que té una massa de 18 u; un exemple de substància per a la qual és correcte parlar de massa de la unitat fórmula és el clorur de sodi, que forma un cristall iònic i per a la qual el seu valor és de 58,5 u.

32 a) mH2 = 2 · 1,01 u = 2,02 u. b) mCH4 = 12,01 u + 4 · 1,01 u = 16,05 u. c) mNH3 = 14,01 u + 3 · 1,01 u = 17,04 u. d) mC2H6O = 2 · 12,01 u + 6 · 1,01 u + 16,00 = 46,08 u.

33 a) H2 b) NH3 c) C2H6O d) CH4

34 Les masses atòmiques necessàries per resoldre aquest exercici són: Element

Massa atòmica (u)

K

39,102

S

32,064

Ba

137,34

Cl

35,453

a) m (K2S) = 2 · 39,102 + 32,064 = 110,268 u. b) m (BaS) = 137,34 + 32,064 = 169,404 u. c) m (BaCl2) = 137,34 + 2 · 35,453 = 208,246 u. d) m (KCl) = 39,102 + 35,453 = 74,555 u.

41

U4

Molècules i cristalls 21 Ateses aquestes característiques, indica de quina classe de substàncies es tracta: a) Sòlid, soluble en aigua que condueix l’electricitat en estat líquid. b) Xarxa cristal·lina no soluble en aigua i no conduc­ tora de l’electricitat. c) Sòlid que condueix l’electricitat. d) Gas monoatòmic.

22 Raona sobre la veracitat o la falsedat de les afirma­ cions següents: a) Una molècula està formada per un nombre inde­ terminat d’àtoms. b) En les molècules, cada àtom s’uneix als altres compartint els electrons amb la resta dels àtoms de les molècules. c) Les molècules poden tenir un màxim de deu àtoms. d) En una molècula cada àtom està unit a un o di­ versos àtoms. Els electrons es comparteixen entre parelles d’àtoms.

23 Indica si les afirmacions són vertaderes o falses. a) Un cristall és una estructura ordenada formada per àtoms. b) Els composts amb estructura cristal·lina solen ser sòlids en condicions ambientals. c) El nombre màxim d’entitats elementals en un cris­ tall és 1023. d) El nombre màxim d’entitats elementals d’un cris­ tall depèn del compost de què es tracti. e) En una xarxa cristal·lina metàl·lica els electrons es mouen lliurement. f) Els cristalls iònics tenen càrrega elèctrica neta di­ ferent de zero.

24 Explica per què els metalls condueixen l’electricitat i, no obstant això, els cristalls iònics i els cristalls co­ valents no.

25 Escriu les fórmules químiques dels composts se­ güents tenint en compte que el vermell representa oxigen, el negre carboni, el blanc hidrogen i el groc sofre. a) b) c) d)

26 Indica quantes unions entre àtoms hi ha a les molè­ cules de l’exercici anterior. Aquestes unions, són el resultat de cedir o guanyar electrons, o bé de com­ partir­los?

33 Relaciona cadascuna de les fórmules de l’exercici anterior amb la representació de la molècula i indica si es tracta de substàncies simples o de composts: a) c)

Investiga sobre aquesta malaltia que constitueix un problema de salut greu en molts països tropicals i subtropicals. A partir de l’enunciat de l’activitat i del vídeo sobre la meta 3.3 dels ODS, respon el qües­ tionari.

27 Explica el significat de les fórmules químiques d’aquests composts iònics: a) MgCl2

b) KI

c) CaF2

a) Quina estructura de l’organisme danya la malària? b) Quins són els símptomes d’aquesta malaltia?

d) Na2O

c) Quin tipus de tractament requereix?

28 Explica què manté unides les unitats elementals de cada tipus de cristall.

29

Consulta en el visualitzador de molècules que t’oferim en anayaeducacion.es l’estructura cristal­ lina de l’òxid de silici (SiO2). Explica per què en la fórmula química d’aquest compost correspon un subíndex u per al silici i dos per a l’oxigen.

Fórmules químiques 30 Classifica les substàncies següents a la taula de l’enunciat i copia­la al quadern.

Fórmula H2O

Tipus de substància

Tipus d’elements

Entitat elemental

Compost

No metall­no metall

Molècula

Fe2O3 CaO HCl

b)

Na2S

NH3

d) Quines són les formes de prevenció de la malària? e) Quin paper tenen els pesticides en l’extensió d’aquesta malaltia?

34 Calcula la massa de la unitat fórmula dels composts següents: b) BaS. c) BaCl2. d) KCl. a) K2S.

37 Un dels tractaments clàssics de la malària és la qui­ nolina, que té un mecanisme que s’ha revelat re­ centment. A partir de la figura:

Utilitza per a això les masses atòmiques mitjanes del sistema periòdic del llibre de text.

35 Una de les substàncies representades a l’activitat 23 apareix en les diverses transformacions que consti­ tueixen el procés de síntesi de l’àcid sulfúric; indica quin és i quins efectes mediambientals té.

La malària és una malaltia causada per un parà­ sit que es transmet a través de la picada d’un mos­ quit anopheles infectat. La malaltia ataca estructures fonamentals per al funcionament de l’organisme.

a) Escriu la fórmula d’aquest compost, sabent que el negre representa el carboni, el blanc l’hidrogen i el blau el nitrogen. b) Indica quantes unions entre àtoms hi ha i de quina classe d’enllaç es tracta. c) És la quinolina una molècula o un cristall?

C2H6

31 Explica la diferència entre massa molecular i massa de la unitat fórmula. Posa un exemple d’una subs­ tància per a la qual és adequat parlar de massa mo­ lecular i un altre d’una substància per a la qual s’ha d’utilitzar la massa de la unitat fórmula.

32 A partir de les dades de masses atòmiques mitjanes, calcula la massa molecular d’aquestes substàncies: a) H2

b) CH4 Element

c) NH3

d) C2H6O Massa atòmica

Hidrogen

1,01 u

Carboni

12,01 u

REFLEXIONA En aquesta unitat hauràs creat un canal segur en el qual començaràs a pujar els vídeos que has fet basats en continguts ja coneguts i que hauràs presentat de forma senzilla, respectant les normes establertes en el nostre protocol. Reflexiona sobre el teu apre­ nentatge omplint el qüestionari disponible en anayaeducacion.es.

Aspectes

Ho comprenc i podria explicar-ho als companys i companyes

No ho comprenc bé del tot. Se’m plantegen alguns dubtes

No ho entenc

No ho sé

Hem creat un canal de YouTube específic que hem configurat per tenir un accés privat, però al qual tots els integrants del grup hem pogut accedir. ...

Oxigen

16,00 u

POSA A PROVA LES TEVES COMPETÈNCIES

Nitrogen

14,01 u

Fes l’avaluació competencial inclosa en anayaeducacion.es

114

voca pluja àcida i, a més, irrita les vies respiratòries quan es troba en l’aire.

36 Es pot trobar informació sobre aquesta malaltia en nombrosos llocs d’Internet. Convé utilitzar fonts fiables, com MedlinePlus o l’agència SINC.

Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques

36

N2

d)

Aplicacions industrials, biomèdiques i tecnològiques 35 Es tracta del diòxid de sofre. El principal efecte mediambiental d’aquesta substància és que pro-

a) Els paràsits es mouen pel corrent sanguini fins a arribar al fetge. Allà, aquests paràsits maduren i es transformen en altres paràsits que ataquen directament els glòbuls vermells, es multipliquen dins d’aquests, els rompen i infecten altres glòbuls vermells. b) Febres altes, esgarrifances, símptomes similars als de la grip i l’anèmia.

115

Compromís ODS Us recomanam que proposeu a l’alumnat que miri el vídeo explicatiu de la meta 3.3, disponible a anayaeducacion.es, abans de resoldre l’activitat 36.

c) El tractament depèn del tipus de paràsit de malària que hagi infectat el pacient, la gravetat dels símptomes, la seva edat i, si és dona, si està embarassada. Els medicaments més freqüents poden ser una teràpia de combinació basada en l’artemisinina (combina dos o més medicaments per combatre el paràsit de diferents formes), el fosfat de cloroquina (encara que en algunes parts del món ja hi ha paràsits resistents a aquest medicament), Malarone, sulfat de quinina amb doxiciclina, mefloquina i fosfat de primaquina. Encara que són molts els medicaments existents, es continua investigant en el desenvolupament de composts nous. d) Evitar la picada de mosquits anòfels infectats amb els paràsits causants de la malària i evitar ­viatjar a països on aquesta malaltia sigui endèmica. Si calgués fer-ho, portar la medicació necessària des del país d’origen, dormir davall mosquiteres impregnades amb insecticida, netejar l’aigua estancada, fumigar el lloc d’estada, impregnar amb repel·lents de mosquits i vestir amb robes clares i que cobreixin la màxima superfície del cos. e) Els pesticides que actuen sobre el vector de transmissió de la malaltia, el mosquit anòfel, poden contenir l’expansió d’aquesta malaltia. Però aquests pesticides solen pertànyer al grup dels DDT, que ja estan completament en desús pels efectes nocius que tenen contra la salut. Per això és un repte saber què fer, si utilitzar-los o no.

37 a) C9NH7; b) 18 enllaços, sense discriminar dobles de senzills o aromàtics; c) Es tracta d’una molècula.

REFLEXIONA En aquesta unitat, l’alumnat haurà fet els primers passos en divulgació científica. Per a això, haurà creat un canal segur al qual començarà a pujar els vídeos d’elaboració pròpia sobre continguts ja coneguts, que haurà presentat de manera senzilla, respectant les normes establertes en el protocol desenvolupat a la unitat anterior. Les activitats s’hauran fet en un ambient col·laboratiu amb el grup de treball existent.

L’alumnat disposa, a anayaeducacion.es, d’un qüestionari que l’ajudarà a reflexionar sobre el seu acompliment en les tasques proposades en aquesta unitat. Convé revisar de manera grupal aquells aspectes en els quals l’alumnat mateix hagi detectat un marge de millora.

POSA A PROVA LES TEVES COMPETÈNCIES L’alumnat disposa, també a anayaeducacion.es, d’una prova que l’ajudarà a avaluar el nivell d’adquisició de les habilitats que haurà usat mentre hagi fet el «Desafiament» proposat.

Anexos FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA • Introducción • Normas generales • Sustancias simples • Compuestos binarios • Compuestos ternarios

Formulació i nomenclatura SUGGERIMENTS METODOLÒGICS La nomenclatura de les substàncies químiques ha variat al llarg de les dècades en les successives revisions de les recomanacions elaborades per la IUPAC. En aquest annex de formulació recollim les normes de formulació i de nomenclatura vigents en l’actualitat, basades en les que recull la traducció a l’espanyol de Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005 (the Red Book), realitzada per Miguel Ángel Ciriano i Pascual Román Polo1 (UPV-EHU).

En el Llibre vermell es recullen tres tipus de nomenclatura per als composts inorgànics: de composició (capítol 5), de substitució (capítol 6) i la d’addició (capítol 7); s’ha elegit per a aquest text la primera, que no dona compte de l’estructura dels composts químics. Es tracta d’una nomenclatura estequiomètrica, en la qual s’ofereix la fórmula empírica o la molecular de la substància química en qüestió.

Per als composts binaris, en el Llibre vermell de la IUPAC es recomana l’ús de la nomenclatura de composició basant-se en prefixos multiplicadors, considerant-los no necessaris si no hi ha ambigüitat possible en la composició del compost químic, però no els qualifica d’estrictament prescindibles en aquests casos.

A més, en l’apartat IR 5.4.2 de l’obra en anglès, es diu que la informació sobre proporció entre les espècies químiques d’un determinat compost es pot donar a través dels nombres de càrrega o dels nombres d’oxidació. En aquest darrer cas, la recomanació de la IUPAC és que s’utilitzi només si és necessari o pot causar ambigüitat. Per a l’ús del nombre de càrrega, o càrrega de l’ió, es requereix la utilització de nombres aràbics, i per al nombre d’oxidació, xifres romanes sense indicar el seu signe, tret que sigui estrictament necessari. L’única restricció que s’explicita per a l’ús del nombre d’oxida-

42

ció se circumscriu als ions homopoliatòmics, com l’ió peròxid. En aquests casos es recomana l’ús del nombre de càrrega o els prefixos multiplicadors (per exemple: K2O2, diòxid de dipotassi, o bé diòxid (2-) de potassi2). Pel que s’ha dit, per a composts binaris, exceptuant els peròxids i algun altre compost amb ions homopoliatòmics, la nomenclatura que utilitza el nombre d’oxidació és perfectament vàlida.

Des d’un punt de vista didàctic, la nomenclatura que utilitza el nombre de càrrega és molt útil, ja que obliga l’alumnat a calcular el nombre d’oxidació, familiaritzant-se amb aquest concepte i amb els valors dels nombres d’oxidació.

Una de les modificacions més importants en la nomenclatura IUPAC 2005 es refereix a la inversió de l’ordre de l’oxigen i els halògens. Això afecta els noms i les fórmules dels abans anomenats òxids dels halògens, que ara passen a anomenar-se i formular-se com halurs d’oxigen (exemple: OCl2, diclorur d’oxigen).

Respecte dels oxoàcids i les seves sals derivades, es pot destacar que, encara que es tracti de noms no sistemàtics, la IUPAC admet l’ús dels noms comuns basats en els prefixos hipo-, per- i en els sufixos -ós, -ic, -it i -at. Aquesta nomenclatura dificulta la comprensió de la composició del compost per part d’una persona amb coneixements limitats de química; per això, s’ha decidit incloure la nomenclatura sistemàtica de composició denominada «d’hidrogen» per als oxoàcids.

Aquestes noves recomanacions, i la seva adaptació al valencià, no estan exemptes de controvèrsia, no només per la dificultat que ha tengut l’adaptació d’alguns termes3, sinó també per la poca acceptació que han tengut alguns dels seus aspectes, com pot ser la nomenclatura d’addició.

1 C iriano López, M. Á.; Román Polo, P.; Connelly, N. G., i Damhus, T. Nomenclatura de Química Inorgànica.

Recomanacions de la IUPAC 2005. Prensas Universitarias de Zaragoza, 2007.

2 Exemple 8 de la secció 5.4.2.3 de la versió en anglès.

3 C iriano, M. Á., i Román Polo, P. «Breve historia de la traducción del Libro rojo de 2005 de la IUPAC». Panace@.

Vol. IX, núm. 28. Segon semestre, 2008.

Anotacions

43

© GRUPO ANAYA, S.A., 2022 - C/ Juan Ignacio Luca de Tena, 15 - 28027 Madrid.

Reservats tots els drets. El contingut d’aquesta obra està protegit per la llei, que estableix penes de presó, multes o ambdues ensems, ultra les indemnitzacions corresponents per danys i perjudicis, per a aquells qui reproduïssin, plagiassin, distribuïssin o comunicassin públicament, en tot o en part, una obra literària, artística o científica, o la seva transformació, interpretació o execució artística fixada en qualsevol tipus de suport o comunicada per qualsevol mitjà sense autorització prèvia.