Tabla periódica

Proyecta la imagen Tabla periódica.

Dígales a los alumnos que esta es la tabla periódica. Explícaes que cada recuadro contiene información acerca de un átomo diferente. La tabla periódica muestra todos los átomos a partir de los cuales están hechas todas las cosas en el universo conocido. Es un poco como el alfabeto, en el que la combinación de solo 26 letras forma miles de palabras. Los 100 átomos de la tabla periódica, en diferentes combinaciones, constituyen millones de sustancias diferentes.

Nota: A menudo resulta confuso para los alumnos que los términos “átomo” y “elemento” sean utilizados de manera indistinta, como si fueran lo mismo. Un átomo es la partícula más pequeña o “componente” de una sustancia. Un elemento es una sustancia que está compuesta en su totalidad por el mismo tipo de átomo. Por ejemplo, una pieza de carbono puro está compuesta únicamente por átomos de carbono. Este trozo de carbono puro es una muestra del elemento carbono. Las personas que desarrollaron la tabla periódica podrían haberla llamado Tabla periódica de los átomos, pero, en ese momento, no tenían una comprensión sólida de los átomos. Como trabajaban con muestras reales de elementos como el cobre, el mercurio, el azufre, etc., la llamaron la Tabla periódica de los elementos.

Opcional

Reproduce una o ambas de las siguientes canciones.

• The Elements de Tom Lehrer, con animación de Mike Stanfill
• Meet the Elements de They Might be Giants

Diles a los alumnos que la clase se centrará en los primeros 20 elementos durante 2 días. El primer día, observarán la cantidad de protones, electrones y neutrones en los átomos de cada elemento. El segundo día, observarán la disposición de electrones en los átomos.

Entrega a cada alumno una copia de la tabla periódica de los elementos, la tabla periódica de los elementos 1 al 20 y la hoja de actividades.

Los alumnos usarán la tabla periódica de los elementos del 1 al 20, junto con la hoja de actividades, en la lección de hoy.

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La hoja de actividades servirá como el componente de evaluación de cada plan de lección 5-E. Las hojas de actividades son evaluaciones formativas del progreso y la comprensión de los alumnos.

Proyecta la imagen Tabla periódica de los primeros 20 elementos.

Proyecta la imagen Explicación de los elementos.

Explica qué representan los números y las letras de cada casilla de la tabla periódica.

Explica la masa atómica.

La masa atómica de un elemento se basa en la masa de los protones, los neutrones y los electrones de los átomos de ese elemento. La masa del protón y del neutrón es aproximadamente la misma, pero la masa del electrón es mucho más pequeña (alrededor de 1/2000 de la masa del protón o del neutrón). La gran mayoría de la masa atómica es aportada por los protones y los neutrones.

Para cualquier elemento de la tabla periódica, la cantidad de electrones en un átomo de ese elemento siempre es igual a la cantidad de protones en el núcleo. Pero esto no es cierto para los neutrones.

Los átomos de un mismo elemento pueden tener cantidades diferentes de neutrones y de protones. Los átomos del mismo elemento con diferentes cantidades de neutrones se denominan isótopos de ese elemento. La masa atómica en la tabla periódica es un promedio de la masa atómica de los isótopos de un elemento. Para los átomos de los primeros 20 elementos, la cantidad de neutrones es igual o ligeramente mayor que la cantidad de protones.

Por ejemplo, la gran mayoría de los átomos de carbono tiene 6 protones y 6 neutrones, pero un pequeño porcentaje tiene 6 protones y 7 neutrones, y un porcentaje incluso menor tiene 6 protones y 8 neutrones. Dado que la mayoría de los átomos de carbono tiene una masa muy cercana a 12, y solo un pequeño porcentaje es mayor que 12, la masa atómica promedio es levemente mayor que 12.

Muéstrales a los alumnos que tiene 100 cartas (5 para cada uno de los primeros 20 elementos). Explica que cada tarjeta contiene datos acerca de uno de los primeros 20 átomos de la tabla periódica. La tarea de los alumnos es leer la tarjeta atentamente, averiguar qué elemento está describiendo la tarjeta y colocar la tarjeta en el lugar de la sala destinado a ese elemento.

Revisa la información acerca de los protones, los electrones y los neutrones que los alumnos deben conocer para poder relacionar las tarjetas con el elemento correcto:

Protón

• Partícula con carga positiva en el núcleo del átomo.
• La cantidad de protones en el núcleo de un átomo es el número atómico.

Electrón

• Partícula con carga negativa que rodea el núcleo del átomo.
• La cantidad de electrones que rodean el núcleo de un átomo es igual a la cantidad de protones en el núcleo del átomo.

Neutrón

• Partícula en el núcleo que tiene casi la misma masa que un protón, pero sin carga.
• Para los átomos de los primeros 20 elementos, la cantidad de neutrones es igual o ligeramente mayor que la cantidad de protones.

Para hacer coincidir la cantidad de neutrones que figuran en tu tarjeta con el elemento correcto, debes buscar un elemento de la tabla periódica, de modo que si agregas la cantidad de neutrones de la tarjeta a los protones del elemento, te acerques a la masa atómica de ese elemento.

Por ejemplo, puedes tener una tarjeta que diga que el átomo que estás buscando tiene 5 neutrones. Debes observar la tabla periódica para encontrar un átomo a cuya cantidad de protones podrías agregarle 5, lo que daría una suma cercana a la masa atómica dada para ese elemento. La respuesta es el Berilio (Be), que tiene 4 protones y una masa atómica de 9.01.

Nota: Hay algunas tarjetas de neutrones que tienen dos posibles elementos correctos en lugar de solo uno:

• 6 neutrones: boro o carbono
• 10 neutrones: flúor o neón
• 12 neutrones: sodio o magnesio
• 16 neutrones: fósforo o azufre
• 20 neutrones: potasio o calcio

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Selecciona dos o tres átomos y revisa si las tarjetas fueron colocadas correctamente. Esta revisión ayudará a reforzar los conceptos sobre la estructura de los átomos y ayudará a los alumnos a determinar la cantidad de protones y electrones en cada tipo de átomo.

Pide a los alumnos que comiencen a completar la hoja de actividades con la siguiente información:

• Cantidad de protones
• Cantidad de electrones
• Cantidad de neutrones (generalmente)

Asigna un elemento a cada alumno. Incluye los primeros 20 elementos y cualquier otro elemento que te resulte interesante, para que cada alumno pueda investigar y presentar los suyos propios.

Cada alumno debe encontrar y presentar ante la clase la información básica sobre su elemento. La presentación puede realizarse en forma de póster, folleto, presentación en PowerPoint u otros. Las presentaciones deben ser breves y pueden incluir: nombre del átomo, número atómico, derivación del nombre, fecha y lugar en que fue descubierto, las fuentes naturales del elemento, los usos importantes y cualquier otra información que consideres importante.

Algunas tablas periódicas en línea pueden resultar abrumadoras para los alumnos de educación media. Esta colorida Tabla periódica de los elementos interactiva contiene suficiente información y recursos para ser útil para los alumnos, pero no intimidarlos con una sobrecarga de información técnica.