Plan de lección de las fuerzas intermoleculares

Publicado el 28 octubre, 2020 por Rodrigo Ricardo

Objetivos de la lección

Al final de esta lección, los estudiantes podrán:

  • definir el término ‘fuerza intermolecular’
  • nombrar tres fuerzas intermoleculares
  • Describir las propiedades moleculares involucradas en cada una de las fuerzas intermoleculares.

Longitud

1-1,5 horas

Estándares del plan de estudios

  • CCSS.ELA-LITERACY.RST.11-12.3

Siga con precisión un procedimiento complejo de varios pasos al realizar experimentos, tomar medidas o realizar tareas técnicas; Analizar los resultados específicos basados ​​en explicaciones en el texto.

  • CCSS.ELA-LITERACY.RST.11-12.4

Determinar el significado de símbolos, términos clave y otras palabras y frases específicas de dominio tal como se usan en un contexto científico o técnico específico relevante para los textos y temas de los grados 11-12.

  • CCSS.ELA-LITERACY.RST.11-12.9

Sintetizar información de una variedad de fuentes (por ejemplo, textos, experimentos, simulaciones) en una comprensión coherente de un proceso, fenómeno o concepto, resolviendo información contradictoria cuando sea posible.

Términos clave

  • Fuerzas intermoleculares
  • Enlaces covalentes
  • Iones
  • Moléculas no polares
  • Moléculas polares
  • Dipolo
  • Fuerzas ion-dipolo
  • Fuerzas dipolo-dipolo
  • Enlaces de hidrógeno
  • Londres / fuerzas de dispersión

Materiales

  • Un video de astronautas en la Estación Espacial Internacional que demuestra las propiedades del agua en gravedad 0
  • Imágenes de gotas de agua en hojas o flores.
  • Papel rayado
  • Bolígrafos o lápices
  • Cinta de pintor
  • Marcador
  • Toallas de papel
  • Vasos de precipitados de 150 ml, 3 por grupo
  • Placas de Petri, 4 por grupo
  • Gradilla para tubos de ensayo, 1 por grupo
  • Tubos de ensayo, 6 por grupo
  • Palitos de helado, 4 por grupo
  • Pipetas o goteros de plástico, 3 por grupo
  • Clips de papel pequeños, varios por grupo
  • Colorante alimenticio
  • Maicena
  • Azúcar (el azúcar de panadería tiene un grano más fino que el azúcar de mesa)
  • Agua
  • Disolvente de pintura no polar, como tolueno o xileno
  • Etanol (alcohol etílico)
  • Aceite vegetal

Instrucciones

Preparación

  • Configure las estaciones de laboratorio con anticipación. Los estudiantes trabajarán en grupos de cuatro y realizarán tres actividades separadas para explorar las fuerzas intermoleculares descritas en el video. Dado que los estudiantes usarán diluyente de pintura, asegúrese de hacerlo el día en que pueda abrir las ventanas y hacer que los ventiladores funcionen.
  • Actividad 1: Use cinta de pintor y un marcador para etiquetar cada uno de los contenedores. La configuración para las interacciones ion-dipolo es la siguiente:

    • 3 vasos de precipitados de 150 ml

      • 1 con agua (etiquetada como ‘agua’)
      • 1 con agua (con la etiqueta ‘A-1’)
      • 1 con tolueno (etiquetado como ‘A-2’)
    • 2 placas de Petri

      • 1 con azúcar (etiquetado como ‘azúcar’)
      • 1 con almidón de maíz (etiquetado como ‘almidón de maíz’)
    • 4 palitos de helado
  • Actividad 2: Utilice cinta de pintor y un marcador para etiquetar las placas de Petri. La configuración para las interacciones dipolo-dipolo es la siguiente:

    • 2 placas de Petri

      • 1 con agua (con la etiqueta ‘B-1’)
      • 1 con etanol (etiquetado como ‘B-2’)
    • Varios clips pequeños
    • Toalla de papel
  • Actividad 3: Utilice cinta de pintor y un marcador para etiquetar los tubos de ensayo. La configuración de las fuerzas de dispersión es la siguiente:

    • 1 gradilla para tubos de ensayo
    • 6 tubos de ensayo

      • 1 con agua y colorante alimentario (etiquetado como ‘agua’)
      • 1 con etanol (con la etiqueta ‘C-1’)
      • 1 con tolueno (etiquetado como ‘C-2’)
      • 1 con aceite vegetal (con la etiqueta ‘C-3’)
      • 2 vacíos
    • 3 pipetas de plástico

Calentar

  • Comience la lección mostrando a los estudiantes un video de astronautas que demuestran las propiedades del agua en la Estación Espacial Internacional. Pida a los alumnos que discutan sus observaciones y pensamientos.
  • Para acercar la conversación a casa, muestre imágenes de gotas de agua en hojas o flores. Haga la siguiente pregunta:

    • ¿Sabes por qué las moléculas de agua tienden a pegarse y formar esferas?
  • Explique que están observando un tipo de fuerza intermolecular y que aprenderán más sobre este tipo de fuerzas en la lección de hoy.

Lección en video

  • Escriba los términos clave en la pizarra.
  • Distribuya bolígrafos y papel y pida a los estudiantes que doblen su papel en cuartos. Pídales que escriban títulos para cada trimestre:

    • Información de contexto
    • Fuerzas ion-dipolo
    • Fuerzas dipolo-dipolo
    • Londres / fuerzas de dispersión
  • Explique que para cada sección, los estudiantes deben escribir términos clave, sus definiciones y ejemplos (si pueden).
  • La primera sección en la que tomarán notas es “Información de antecedentes”. Deben escuchar los siguientes términos:

    • Enlaces covalentes
    • Iones
    • Fuerzas intermoleculares
    • Moléculas no polares
    • Moléculas polares
    • Dipolo
  • Comience el video Fuerzas intermoleculares en química: definición, tipos y ejemplos. Pausa a las 0:44.
  • Permita que los estudiantes tengan tiempo para completar sus notas y verifique con un compañero si tienen alguna pregunta. Pida a los alumnos que compartan la información que anotaron. Anime a la clase a completar sus notas si les falta algo.
  • Continúe el video. Informe a los alumnos que todavía están buscando los términos en la sección “Información básica”. Pausa a la 1:23.
  • Nuevamente, déles tiempo a los estudiantes para completar sus notas y verificar con un compañero. Haga que los estudiantes compartan la información que encontraron con el resto de la clase y anímelos a completar sus notas según sea necesario.
  • Regrese al video. Dígales a los estudiantes que ahora están buscando una definición y un ejemplo para el segundo cuadro, ‘Fuerzas iónicas-dipolo’. Pausa el video a las 2:13.
  • Permita que los estudiantes completen sus notas y verifiquen con un compañero. Pida a los alumnos que compartan su información con la clase.
  • La siguiente sección que completarán es ‘Fuerzas dipolo-dipolo’. Deben escuchar las definiciones y los ejemplos de los siguientes términos:

    • Fuerzas dipolo-dipolo
    • Enlaces de hidrógeno.
  • Continúe el video, esta vez haciendo una pausa a las 2:55. Dé a los estudiantes unos momentos para completar sus notas y discutir sus respuestas.
  • Finalmente, los estudiantes completarán la sección ‘Londres / fuerzas de dispersión’. Vea el video hasta el final y dé tiempo a los estudiantes para que escriban notas y compartan sus respuestas.
  • Verifique la comprensión proyectando y completando el cuestionario de la lección.

Actividad 1: Fuerzas ion-dipolo

  • Divida a los estudiantes en grupos de cuatro y envíe a cada grupo a una de las estaciones de laboratorio preparadas. Los estudiantes trabajarán con los mismos miembros del grupo para las tres actividades.
  • La primera actividad utiliza 3 vasos con 3 líquidos claros (agua, líquido A-1, líquido A-2), azúcar y almidón de maíz.
  • Haga que los estudiantes comiencen usando un palito de paleta para recoger un poco de azúcar y revuélvalo en el vaso de precipitados A-1. Luego deben repetir este proceso con un segundo palito de paleta y un vaso de precipitados A-2. Haga las siguientes preguntas de discusión:

    • ¿Qué líquido es polar? ¿Cómo puedes saberlo?
    • ¿Qué líquido es no polar? ¿Cómo puedes saberlo?
    • ¿Qué fuerza intermolecular representa esto?
  • Luego, pida a los estudiantes que usen un tercer palito de paleta para tomar un poco de almidón de maíz y revolverlo en el vaso de precipitados con la etiqueta “agua”. Haga las siguientes preguntas:

    • ¿Se disolvió el almidón de maíz? Por qué no?
    • ¿Crees que el almidón de maíz se disolverá en el vaso A-2? Pruébalo y descúbrelo.
    • ¿Que pasó? ¿Por qué crees que es esto?

Actividad 2: Fuerzas dipolo-dipolo

  • La segunda actividad utiliza 2 placas de Petri con líquidos claros (líquido B-1, líquido B-2) y pequeños clips.
  • Pida a los alumnos que coloquen suavemente un clip sobre la superficie de cada líquido. Si no logran flotar un clip en el agua, pídales que lo sequen y vuelva a intentarlo. El truco es el siguiente:

    • Desdobla una pata de un clip para crear un “asa” vertical y una “base” horizontal.
    • Coloque un segundo clip en el soporte del primero.
    • Sosteniendo el mango, baje con cuidado ambos clips en el agua. El primer clip se sumergirá y dejará el segundo flotando en la superficie.
  • Haga la siguiente pregunta de discusión:

    • ¿Qué líquido muestra enlaces de hidrógeno? ¿Cómo puedes saberlo?
    • ¿Qué fuerza intermolecular representa esto?
    • Ambos líquidos son polares (intente disolver un poco de azúcar en cada uno), sin embargo, solo uno muestra esta fuerza. ¿Qué le falta al líquido B-2?

Actividad 3: Londres / fuerzas de dispersión

  • La tercera actividad utiliza 6 tubos de ensayo (agua y colorante alimentario, líquido C-1, líquido C-2, líquido C-3, 2 vacíos).
  • Haga que los estudiantes comiencen tomando un poco de agua y colorante alimentario con la primera pipeta. Pídales que agreguen unas gotas a cada uno de los siguientes tres tubos de ensayo. Haga las siguientes preguntas:

    • ¿Qué líquidos son polares? ¿Cómo puedes saberlo?
    • ¿Qué líquidos son no polares? ¿Cómo puedes saberlo?
    • ¿Qué fuerza intermolecular representa esto?
  • Luego, pida a los estudiantes que usen una segunda pipeta para agregar primero un líquido no polar y luego el otro a un tubo de ensayo vacío. ¿Lo que pasa?
  • Finalmente, usando la pipeta sed, desafíe a los estudiantes a crear 4 capas distintas de líquidos en el tubo de ensayo final.

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