Phase Three: seeking new solutions

l _{Describe el objeto de estudio de la química.}

l _{Utiliza los niveles de representación de la química en la elaboración de sus hipó-}

tesis para explicar algunos de los fenómenos químicos que suceden en la vida diaria.

l Reflexiona sobre la importancia del estudio de esta disciplina.

1. Problematización

¿Cuál es el objeto de estudio de la química?

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Actividad 1.29

Explora tus conocimientos previos, dando respuesta a las siguientes aseveraciones como falsas o verdaderas.

1. El objeto de estudio de la química son las sustancias. F V

2. Las propiedades observables de una sustancia pertenecen al nivel submicroscó-

pico. F V

3. En el nivel microscópico los tamaños de los objetos están en el rango de la

micra. F V

4. Lo macroscópico está referido a aquello que podemos ver, palpar, medir,

etc. F V

5. El nivel submicroscópico hace referencia a todas las representaciones, mode-

los o teorías asociadas a los átomos, iones o moléculas. F V

6. La fórmula CO₂ representa sólo a la molécula de bióxido de carbono, pero no a

la sustancia. F V

7. El nivel simbólico representa tanto a lo macroscópico como a lo submicros-

cópico. F V

8. Las fórmulas y ecuaciones químicas pertenecen al nivel simbólico. F V

Nivel macroscópico

Fórmulas, ecuaciones y símbolos químicos

Teorías, estructuras, átomos, moléculas e iones.

Nivel simbólico Nivel submicroscópico

Propiedades observables de las sustancias y comportamiento de los sistemas materiales

Fig.1.25 Niveles de representación en química según Johnstone (1982).

2. Adquisición y organización de la información

Actividad 1.30

En forma individual lee la información que se te proporciona en relación con el objeto de estudio de la química y los niveles de representación.

Al mirar a nuestro alrededor posiblemente veamos cuerpos materiales de metal, plástico, vidrio y madera, entre otros. Todos estos cuerpos están constituidos de materia.

El Dr. Plinio Sosa de la Facultad de Química de la UNAM, opina que: «si materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, entonces, ¿una pirámide, los planetas, el cuerpo humano, un gorila, una computadora, un protón y un quark, son estudiados por la Química? ¿Tú qué opinas?

En realidad, el estudio de la química no abarca tanto. Entonces, ¿cuál es el campo de estudio de la química? Aún cuando se dice que la materia del universo es objeto de estudio de la química, es necesario precisar que la química es una ciencia cuyo objeto de estudio son las sustancias.

Pero, ¿qué son las sustancias?...

La química como ninguna otra disciplina científica, comprende conceptos que son com- pletamente abstractos, que sirven para interpretar las propiedades macroscópicas de los cuerpos materiales y sus cambios.

Según Johstone (1982), para conseguir una adecuada interpretación de cada uno de los conceptos químicos, es necesario abordarlos a nivel macroscópico, submicroscópico y simbólico.

Nivel macroscópico. A este nivel corresponden los conocimientos adquiridos a par-

tir de la experiencia sensorial directa del mundo de los hechos o lo concreto. Está referido a todo aquello que podemos construir mediante la información proveniente de nuestros sentidos, basada en propiedades organolépticas, visuales, auditivas y táctiles.

Por ejemplo, el cloruro de sodio es un sólido cristalino, quebradizo.

Nivel submicroscópico. En este nivel se hace referencia a las

representaciones abstractas que un individuo tiene en su mente, asociadas por ejemplo, a esquemas de átomos, moléculas, e io- nes. Pertenece al mundo de los modelos y las teorías. En química es común el uso de modelos físicos y de representación asistida por computadora, para interpretar los cambios que ocurren en la naturaleza.

Por ejemplo, el cloruro de sodio forma una red cristalina de iones sodio Na+ _{e iones cloruro Cl}-_.

Nivel simbólico. Este nivel representa el mundo del lenguaje y de

los símbolos, involucra formas de expresar conceptos químicos mediante fórmulas, ecuaciones químicas, expresiones matemáticas, gráficos entre otras. Es de lo más abstractos, pues en él se útilizan símbolos químicos para describir lo que sucede en una reacción química a nivel submicroscópico.

Por ejemplo, la fórmula del cloruro de sodio es NaCl.

A continuación se muestra un ejemplo del uso de estos tres niveles de representación para las sustancias: agua y aluminio.

Nivel macroscópico Nivel submicroscópico Nivel simbólico

Sustancia agua

Modelo que representa a la molécula de agua

H

O

Sustancia aluminio

Modelo que representa la red de átomos de aluminio

Actividad 1.31

Elabora un mapa conceptual donde organices la información sobre el objeto de estudio de la química y sus niveles de representación.

Actividad 1.32

Completa el cuadro comparativo con los tres niveles de representación de cada una de las sustancias indicadas.

Sustancia Nivel macroscópico Nivel submicroscópico Nivel simbólico

Etanol El etanol es una sustan- cia líquida, volátil, incolo- ra, flamable y de olor ca- racterístico.

La sustancia etanol está constituida por moléculas de etano.

La fórmula CH₃CH₂OH representa tanto a la sustancia como a la molécula de etanol.

Azufre El azufre es un elemento químico de color amarillo, sólido, insoluble en agua de olor característico.

La configuración electrónica del átomo de azufre es: (Ne) 3s2 _3p4 _{Sus moléculas forman}

anillos de seis a ocho átomos.

El símbolo S representa tanto al átomo, como al elemento azufre, mien- tras que la fórmula S₈ representa a la molécu- la y al elemento azufre. Hierro Bióxido de carbono Sacarosa (Azúcar de caña )

4. Aplicación de la información

5. Autoevaluación

Actividad 1.33

Elabora un escrito donde reflexiones acerca de la importancia del estudio de la química en el bachillerato para la formación de ciudadanos responsables y comprometidos con el ambiente. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Horizontales

1. Ciencia que estudia las sustancias, sus propiedades y transformaciones.

3. Este nivel está relacionado con la forma de expresar los conceptos a través de fórmulas, ecuaciones químicas, etc.

4. Cuerpos homogéneos constituídos de un mismo componente, que pueden ser elementos o compuestos.

5. A este nivel corresponden las modelizaciones o abstracciones que el ser humano construye para interpretar y explicar los cambios que ocurren en la naturaleza. 6. Son el objeto de estudio de la química.

Verticales

2. A este nivel corresponden los conocimientos adquiridos a partir de la experiencia sensorial.

Niveles de representación

Autoevaluación

Actividad 1.34

Resuelve el siguiente crucigrama que aborda el objeto de estudio de la química y sus niveles de representación.

1 2

3

4

5