Isomería óptica: átomos en moléculas

Autoras: Mónica Hedrera y Luciana Colusi.
Responsable disciplinar: Silvia Blaustein.
Área disciplinar: Química.
Temática: Estereoisomería.
Nivel: Secundario, ciclo orientado.
Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar.

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 la actividad

En esta secuencia didáctica se trabajará con la estereoisomería configuracional óptica, que se presenta en moléculas quirales.

La isomería comprende compuestos con la misma fórmula molecular, pero distintas propiedades fisicoquímicas. El siguiente esquema muestra una clasificación según IUPAC, a modo de síntesis.

Objetivos de las actividades

• Que los alumnos visualicen la distinta distribución espacial de los átomos en las moléculas, y la superposición o no, cuando están presentes centros quirales.

Actividad 1

Indiquen qué es un átomo de carbono quiral o asimétrico.

a) Usen el programa Avogadro para dibujar una molécula quiral con un átomo de carbono asimétrico en modelo de palos. Luego, transfórmenla en el modelo de palos y bolas, y en el de esferas.

b) Asignen la configuración del carbono quiral según la disposición espacial que se observa en el modelo dibujado.

c) Empleando el programa, midan las distancias interatómicas.

Actividad 2

a) Utilicen el programa BKChem de sus equipos portátiles para dibujar una molécula quiral con dos átomos de carbono asimétrico en forma plana, y luego transfórmenla en el modelo de palos tridimensional.

a.1.) Marquen con la herramienta de dibujo el plano de simetría de dicha molécula e indiquen el nombre de este tipo de isómero.

b) Utilicen el programa BKChem de sus equipos portátiles para dibujar una molécula quiral con dos átomos de carbono asimétrico en forma plana.

b.1) Dibujen la molécula anterior, pero cambien la disposición espacial de algunos sustituyentes de los carbonos asimétricos.

b.2) Pasen ambas moléculas al modelo tridimensional e intenten superponerlas empleando las herramientas de giro y traslación.

c) Elaboren conclusiones sobre la actividad realizada.

Actividad 3

a) Esquematicen los enantiómeros (R) y (S) 2-butanol en el programa BKChem, en forma plana.

a.1) Intenten su superposición empleando las herramientas de dibujo para girar y trasladar.

a.2) Esquematicen los enantiómeros (R) y (S) 2-butanol, en el modelo de palos y esferas.

a.3) Comprueben si son o no superponibles, empleando las herramientas de giro y traslación.

a.4) Calculen con el programa el índice de refracción de cada molécula.


b) Elaboren conclusiones relacionando las experiencias realizadas, y la disposición real que adoptan los átomos y moléculas en el espacio.