Contextualización

En la disciplina de Química, es fundamental aprender sobre los átomos y cómo están distribuidos los electrones en sus respectivas capas. Para ello, utilizamos un concepto llamado 'Distribución Electrónica', que es el foco de nuestro proyecto. Nos ayuda a comprender cómo se organizan los átomos, cómo se combinan para formar compuestos y cómo ocurren las reacciones químicas.

Existen tres modelos principales que explican la distribución electrónica de los electrones: Modelo de Bohr, Principio de Exclusión de Pauli y la Regla de Hund. Cada uno de estos modelos tiene sus propias características y reglas para la distribución electrónica. En el Modelo de Bohr, por ejemplo, los electrones orbitan en capas definidas alrededor del núcleo del átomo. El Principio de Exclusión de Pauli establece que los electrones en un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos idénticos, y la Regla de Hund afirma que los electrones deben ocupar los orbitales de manera que maximicen el espín total del átomo.

La Distribución Electrónica juega un papel fundamental en diversas ramas de la ciencia. En Medicina, por ejemplo, la comprensión de los desplazamientos electrónicos ayuda en la interpretación de imágenes de resonancia magnética. En Ingeniería Química, el conocimiento de las configuraciones electrónicas ayuda en el desarrollo de nuevos materiales y en la optimización de procesos. Incluso en Tecnología de la Información, la distribución electrónica es importante, ya que permite el desarrollo de superconductores y memorias de computadoras de alta densidad.

Basándonos en esta introducción y contextualización, sugiero los siguientes recursos para profundizar en el tema:

• Libro 'Química: la ciencia central' de Brown, LeMay y Bursten: Este es un libro de referencia en química que aborda los principios fundamentales y avanzados de la disciplina. El capítulo 6 trata específicamente sobre el tema de nuestro proyecto.

• Canal de Youtube 'Química en Acción': El profesor Péricles Miranda explica de manera didáctica y con ejemplos prácticos la distribución electrónica y otros temas relacionados.

• Sitio web de Química de la Universidad Estatal Paulista (UNESP): La página de la disciplina de Química de la UNESP ofrece una serie de materiales de apoyo para el estudio de diversos temas, incluida la distribución electrónica.

Actividad Práctica

Título de la Actividad: Construcción de un Modelo Tridimensional de Distribución Electrónica

Objetivo del proyecto

El objetivo del proyecto es construir un modelo tridimensional que represente la distribución electrónica de los átomos utilizando materiales reciclables. Con esto, se espera que los alumnos puedan comprender y visualizar las capas electrónicas y la disposición de los electrones en cada una de ellas.

Descripción detallada del proyecto

Cada grupo de 3 a 5 alumnos debe seleccionar un elemento químico de la tabla periódica para representar. Después de la elección, el grupo debe investigar sobre la distribución electrónica del átomo de ese elemento y luego crear un modelo tridimensional que lo represente.

El modelo debe incluir:

• La representación del núcleo atómico, utilizando una esfera de papel maché o arcilla.
• La representación de las capas electrónicas (nivel energético), utilizando alambres para formar círculos alrededor del núcleo.
• La representación de los electrones, utilizando pequeñas esferas de papel maché, arcilla o cuentas, fijadas en los alambres.

Materiales Necesarios

• Arcilla o papel maché
• Alambres finos
• Cuentas o pequeñas esferas de arcilla/papel maché
• Pintura guache de varios colores
• Pinceles
• Masa para modelar

Paso a paso detallado

1. Investigue la distribución electrónica del elemento químico elegido.
2. Modele una esfera de arcilla o papel maché para representar el núcleo del átomo.
3. Pinte la esfera de un color que represente el átomo del elemento elegido.
4. Modele alambres en círculos de diferentes tamaños para representar las capas electrónicas. El número de círculos debe corresponder al número de capas electrónicas del átomo.
5. Fije los círculos de alambre en la esfera que representa el núcleo, en orden creciente de tamaño.
6. Coloque las pequeñas esferas o cuentas en los alambres para representar los electrones. Asegúrese de colocar la cantidad correcta de electrones en cada capa, según la distribución electrónica del elemento.
7. Pinte las pequeñas esferas o cuentas de colores diferentes para representar los diferentes electrones.
8. Registre todas las etapas del proceso en fotos y/o videos, que se utilizarán en la elaboración del informe.

El plazo de entrega de este proyecto es de un mes. Cada alumno debe dedicar entre cinco y diez horas para la realización de este trabajo.

Entregables del proyecto

Después de finalizar la parte práctica, los grupos deben elaborar un informe que contenga:

1. Introducción

La introducción debe contextualizar el tema de la distribución electrónica, la relevancia de la temática en diversas áreas del conocimiento y la elección del elemento químico para la construcción del modelo. También deben exponerse los materiales utilizados y la justificación de la elección de cada uno.

2. Desarrollo

En la sección de desarrollo, se debe describir el paso a paso de la construcción del modelo, junto con evidencias en forma de fotos y/o videos. También se deben incluir explicaciones teóricas sobre la distribución electrónica del elemento elegido, incluyendo los conceptos de Modelo de Bohr, Principio de Exclusión de Pauli y la Regla de Hund, cuando corresponda.

3. Conclusiones

En esta sección, los alumnos deben retomar los puntos principales del trabajo, explicitar los aprendizajes obtenidos y las conclusiones sobre la distribución electrónica del átomo representado. Se espera que los alumnos muestren comprensión sobre la distribución electrónica y sus anomalías, en caso de que el elemento elegido presente esta característica.

4. Bibliografía

Incluir las referencias de todas las fuentes utilizadas para el estudio y el desarrollo del trabajo.

Este informe busca evaluar el aprendizaje de los alumnos sobre la distribución electrónica, así como sus habilidades de trabajo en equipo, gestión del tiempo, comunicación, resolución de problemas y pensamiento creativo.