Plan de Clase | Metodología Tradicional | Isomería: Geométrica

Objetivos

Duración: 10 a 15 minutos

El propósito de esta etapa es introducir el tema de Isomería Geométrica, asegurando que los alumnos comprendan los conceptos fundamentales de isómeros cis y trans y cómo identificarlos. Esto prepara a los alumnos para la resolución de problemas más complejos que serán abordados a lo largo de la clase.

Objetivos Principales

1. Explicar el concepto de isomería geométrica, destacando sus tipos: cis y trans.

2. Demostrar cómo identificar isómeros geométricos en diferentes compuestos químicos.

3. Proporcionar ejemplos prácticos y resolver problemas que involucren isómeros geométricos.

Introducción

Duración: 10 a 15 minutos

El propósito de esta etapa es introducir el tema de Isomería Geométrica, asegurando que los alumnos comprendan los conceptos fundamentales de isómeros cis y trans y cómo identificarlos. Esto prepara a los alumnos para la resolución de problemas más complejos que serán abordados a lo largo de la clase.

Contexto

Para iniciar la clase sobre Isomería Geométrica, es fundamental explicar a los alumnos que la química orgánica estudia la estructura, propiedades y reacciones de los compuestos de carbono. Dentro de este campo, la isomería es un fenómeno donde moléculas con la misma fórmula molecular tienen diferentes arreglos de átomos. La isomería geométrica, específicamente, ocurre en compuestos con enlaces dobles entre carbonos o en sistemas cíclicos, donde la rotación alrededor del enlace no es posible, resultando en diferentes disposiciones espaciales de los átomos.

Curiosidades

Una curiosidad interesante para involucrar a los alumnos es mencionar que la isomería geométrica es crucial en la industria farmacéutica. Por ejemplo, el medicamento talidomida tuvo dos isómeros: uno que era eficaz contra las náuseas matutinas y otro que causaba graves defectos congénitos. Este ejemplo ilustra la importancia de entender e identificar isómeros geométricos en la práctica.

Desarrollo

Temas Abordados

1. Definición de Isomería Geométrica: Explique que la isomería geométrica ocurre cuando las moléculas tienen la misma fórmula molecular, pero diferentes arreglos espaciales debido a la restricción de rotación alrededor de un enlace doble o dentro de anillos cíclicos. 2. Isómeros Cis y Trans: Detalle que los isómeros geométricos pueden ser clasificados como cis o trans. En el isómero 'cis', los grupos iguales o similares están del mismo lado del enlace doble o del anillo. En el isómero 'trans', esos grupos están en lados opuestos.

Discusión de Preguntas

Duración: 20 - 25 minutos

El propósito de esta etapa es revisar y consolidar el conocimiento adquirido por los alumnos durante la clase, proporcionando un espacio para aclarar dudas y reforzar la comprensión de los conceptos de isomería geométrica. La discusión detallada de las preguntas y el compromiso de los alumnos a través de preguntas y reflexiones busca garantizar que todos los alumnos tengan una comprensión sólida y práctica del contenido abordado.

Discusión

•  Pregunta 1: Identifique si el compuesto 1,2-dicloroeteno tiene isómeros geométricos y, si es así, dibuje las estructuras de los isómeros cis y trans.

Explique que el 1,2-dicloroeteno tiene un enlace doble entre los carbonos y dos átomos de cloro unidos a esos carbonos. Por lo tanto, puede formar isómeros geométricos. En el isómero cis, ambos átomos de cloro están del mismo lado del enlace doble. En el isómero trans, los átomos de cloro están en lados opuestos del enlace doble. Dibuja las estructuras en la pizarra para visualización.

•  Pregunta 2: Dado el compuesto 2-penteno, dibuje y nombre los isómeros geométricos posibles.

Demuestre que el 2-penteno tiene un enlace doble entre los carbonos 2 y 3. En el isómero cis-2-penteno, los grupos metilo (CH3) están del mismo lado del enlace doble. En el isómero trans-2-penteno, los grupos metilo están en lados opuestos del enlace doble. Dibuja ambos isómeros en la pizarra y nómbralos adecuadamente.

•  Pregunta 3: Explique por qué el ciclo-hexano no presenta isomería geométrica mientras que el ciclo-hexeno puede presentar.

Discuta que el ciclo-hexano es un anillo saturado (solo enlaces simples) que permite la rotación libre de los átomos, por lo tanto, no posee isomería geométrica. El ciclo-hexeno, por otro lado, tiene un enlace doble que restringe esa rotación, permitiendo la formación de isómeros cis y trans dependiendo de la posición de los átomos unidos al doble enlace.

Compromiso de los Estudiantes

1. ❓ Pregunta 1: ¿Cómo puede la isomería geométrica afectar las propiedades físicas y químicas de un compuesto? 2. ❓ Pregunta 2: ¿Por qué es importante identificar isómeros geométricos en la industria farmacéutica? 3. ❓ Pregunta 3: Piensa en un ejemplo de isomería geométrica en nuestra vida diaria y discute su importancia. 4. ❓ Pregunta 4: ¿Cómo influencia la presencia de un enlace doble en un compuesto orgánico la formación de isómeros geométricos?

Conclusión

Duración: 10 - 15 minutos

El propósito de esta etapa es resumir y consolidar el conocimiento adquirido durante la clase, reforzando los puntos principales y destacando la importancia práctica del contenido. Esta revisión final asegura que los alumnos tengan una comprensión clara y completa del tema, permitiéndoles aplicar el conocimiento de forma efectiva en contextos futuros.

Resumen

• La isomería geométrica ocurre en compuestos con enlaces dobles entre carbonos o en sistemas cíclicos.
• Existen dos tipos principales de isómeros geométricos: cis (grupos iguales o similares del mismo lado) y trans (grupos en lados opuestos).
• La identificación de isómeros geométricos requiere la verificación de la existencia de enlaces dobles o sistemas cíclicos y la disposición de los grupos alrededor de estas estructuras.
• Ejemplos prácticos incluyen el 2-buteno y el 1,2-dicloroeteno, donde las versiones cis y trans se dibujaron y discutieron.
• La isomería geométrica tiene importancia práctica en áreas como la industria farmacéutica, donde diferentes isómeros pueden tener efectos biológicos distintos.

La clase conectó la teoría con la práctica mediante explicaciones detalladas y ejemplos prácticos de moléculas que presentan isomería geométrica. La resolución de problemas y preguntas guiadas permitió que los alumnos aplicaran el conocimiento teórico en situaciones prácticas, consolidando la comprensión de los conceptos abordados.

La isomería geométrica es fundamental en el día a día, especialmente en la industria farmacéutica, donde diferentes isómeros pueden tener efectos terapéuticos o tóxicos. Comprender esta diferencia es crucial para el desarrollo de medicamentos seguros y efectivos. Además, la isomería geométrica puede afectar las propiedades físicas de los compuestos, como el punto de ebullición y la solubilidad, influyendo en procesos industriales y de laboratorio.