Teoría atómica de la materia. Construcción histórica
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Autores: Silvia Cerdeira,
Helena Ceretti y Eduardo Reciulschi. Responsable
disciplinar: Silvia Blaustein. Área
disciplinar: Química. Temática:
Construcción histórica del modelo atómico. Nivel:
Secundario, ciclo básico. Secuencia didáctica
elaborada por Educ.ar. |
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Propósitos generales
• Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.• Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
• Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
La alquimia fue la antecesora de la química. Los alquimistas buscaban el elixir de la vida, con el que lograrían la inmortalidad, y la piedra filosofal, que les permitiría transformar cualquier metal en oro. Lo intentaron durante 2000 años sin lograr su objetivo, pero en el camino hicieron muchos descubrimientos que contribuyeron al avance del conocimiento de la química.
Ya los filósofos griegos, 500 años antes de Cristo, trataron de investigar acerca de la naturaleza de la materia. Ellos no realizaban ningún tipo de experimento, solo utilizaban su lógica para imaginar un modelo que les permitiera explicar el comportamiento de lo que los rodeaba.
¿Cómo estudiar la composición microscópica de la materia sin mirar dentro de ella? ¿Qué es un elemento químico? ¿Cuántos existen? ¿Cómo se combinan? Estas preguntas han intrigado a la humanidad desde el comienzo de la civilización. A lo largo de los siglos, los modelos elaborados para explicar el comportamiento de la materia han ido cambiando, y lo siguen haciendo.
Objetivos de las actividades
Que los alumnos:
• estudien su evolución con relación al contexto histórico;
• incorporen el concepto de ciencia como una disciplina en constante evolución.
Actividad 1. Primeras noticias
del átomo
Lean la información siguiente.
El
mundo griego y las primeras ideas sobre el átomo La
teoría atomística de Demócrito y de Leucipo establece que: *
los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles;* los átomos se diferencian en su
forma y tamaño;* las
propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los
átomos. Esta
teoría, al igual que todas las teorías filosóficas griegas, no apoya
sus postulados mediante experimentos, sino que se explica a través
razonamientos lógicos. Las
ideas atómicas en el siglo XIXCuando el inglés John Dalton
planteó su teoría atómica, revolucionó la ciencia. Aunque tuvo
errores, fue el puntapié inicial para el desarrollo de la ciencia en
general y de la química en particular, a partir del siglo XIX. Como
más o menos se parecía a lo que decía Demócrito, Dalton no decidió
darle otro nombre al átomo. La gran diferencia entre ambas teorías
es que la de Demócrito es filosófica y se basa en sus pensamientos y
deducciones, mientras que la de Dalton se basa en la
experimentación, por eso es una teoría química. Con esta teoría,
Dalton irrumpió en la Sociedad Literaria y Filosófica de Manchester
el 21 de octubre de 1803. Frente a las miradas atónitas e incrédulas
de sus colegas británicos, Dalton comenzó su revolución.La elaboración de esta teoría en
una época como la que vivió Dalton fue impresionante, ya que no
tenía ninguna posibilidad de llegar a tener evidencias
experimentales de la existencia de los átomos, ni menos aún de
estudiar su estructura. Esto recién se logró hacer un siglo más
tarde.John Dalton
logró la modernización de los conceptos griegos como elemento,
átomo, compuesto
y molécula.
La teoría atómica de Dalton se puede resumir en los siguientes
puntos: * la materia está formada por átomos;a) Luego de la lectura, escriban una breve noticia (no más de veinte renglones) acerca de la presentación pública de cada teoría, para un supuesto periódico de cada una de las épocas. Pueden buscar información en la biblioteca de la escuela o en internet, para completar la noticia con datos de los autores o de la época.
b) Ilustren las noticias, con esquemas de los átomos que estén de acuerdo con las afirmaciones de cada uno de los modelos. Para ello pueden utilizar el programa Draw o Paint, instalado en sus netbooks.
c) Una vez recolectada la información, armen una presentación en el programa Impress o PowerPoint.
Actividad 2. Representaciones
del modelo atómico
A fines del siglo XIX, se descubrieron partículas subatómicas que provenían de los átomos, y se demostró que un átomo no era indivisible como pensaba Dalton. Los físicos habían descubierto cómo hacer circular una corriente eléctrica a través de diferentes materiales. Para estudiar las características de la corriente eléctrica, diseñaron tubos de rayos catódicos de los que extrajeron el aire (haciendo vacío) evitando así la interferencia de materia. Al realizar estos experimentos, Joseph Thomson demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones. De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.
Pero luego, con el descubrimiento de la radioactividad, se pudieron realizar otros experimentos. A partir de ellos, en 1911 Ernest Rutherford demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que estaban vacíos en su mayor parte y en su centro había un diminuto núcleo. Propuso que el átomo entonces debía estar formado por una corteza, con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.
a) Dividan la clase en dos grupos. Cada grupo deberá realizar un modelo atómico. Uno, según Thomson, y otro, según Rutherford. Para ello, utilicen pelotitas de telgopor, plastilina, escarbadientes, palitos de helados y todo el material que consideren necesario.
b) Con la cámara de sus equipos portátiles, tomen fotografías de los modelos atómicos que realizaron.
Actividad 3. Línea de tiempo
Armen una línea de tiempo que muestre la evolución de los modelos atómicos. Agreguen a la línea los esquemas realizados en la Actividad 1, y las fotografías tomadas en la Actividad 2. Para armar la línea de tiempo pueden utilizar el programa Cronos, instalado en sus equipos portátiles.
Cronos:
breve guía para su utilización
Bibliografía / Webgrafía recomendadas
SZTRAJMAN, J.; RELA, A.; CERDEIRA S., y ORTÍ, E. (2000). Física-Química. Buenos Aires: Aique.
ALDABE, S.; ARAMENDIA, P. y LACREU, L. (1999). Química 1. Fundamentos. Buenos Aires: Colihue.
Átomos:
Estructura y clasificación (material para docentes)
Línea
de tiempo de partículas descubiertas
Simulaciones del experimento de Rutherford
Línea de tiempo de la Teoría atómica