Les dimensions de l’àtom – LLEGEIX

A continuació tens un text de l’escriptor Josep M. Espinàs. Llegeix-lo amb atenció i pensa què ens vol fer notar amb aquesta descripció que fa de l’àtom. Tots junts en farem la discussió a classe.
“ESTEM BUITS”Què hi ha dins una clau de ferro? La primera cosa certa és que és feta de buit. Tot l’ univers és essencialment format de buit, i una manera d’ entendre-ho és imaginar-nos que la nostra clau augmenta tant de dimensions que es fa gran com la Terra. A aquesta escala, els àtoms que compondrien la clau gegant tindrien la mida de les cireres.

Però encara hi ha una cosa més sorprenent. Suposem que agafem amb la mà un d’ aquests àtoms de la mida d’ una cirera. Si l’ observem, fins hi tot amb un microscopi,  ens serà impossible veure’ n el nucli, massa petit encara per aquesta escala augmentada. Hem de convertir l’ àtom-cirera en un enorme globus de 200 m i, a desgrat d’ aquest volum impressionant, el nucli de l’àtom no serà més que un minúscul gra de pols. Això és el buit de l’ àtom.
D’ altra banda, suposem que vull comptar tots el àtoms d’ un gra de sal i que sóc tan ràpid que puc identificar-ne mil milions per segon. Tot i aquesta capacitat increïble, necessitaré més de cinquanta segles per efectuar el cens complet de la població d’ àtoms que hi ha en aquests minúscul gra de sal.
Però, a desgrat d’aquesta enorme quantitat d’elements que hi ha a l’ interior d’una partícula de matèria, aquests elements són tan infinitament minúsculs i estan tan separats que entre les partícules elementals hi ha un buit inmens. Avui que qualsevol cosa diuen que al·lucina, proposo al lector barceloní aquests joc d’ imaginació: que clavi una agulla en un coixí del seu sofà. Si el cap d’ aquesta agulla representés el protó d’un nucli d’oxígen, l’electró que gira al seu voltant seguiria una circumferència que passaria per Portugal,França,Itàlia i Algèria.
Entre Barcelona i París ,per dir-ho així,res.Les partícules que constitueixen una clau de ferro,el tronc d’ un arbre, el d’ un gos es mouen en un enorme desert buit.J.M.Espinàs,Avui(14 set.1991)”

La necessitat d’ordenar – PENSA

Imagina que ets un dels científics que cap a mitjans del s. XIX volien ordenar els elements químics. Posats a imaginar suposem que sobre la taula de casa teva tens una mostra de cada un dels elements químics descoberts fins al moment.

Pensa possibles maneres d’ordenar-los i anota-les als apunts. Tot seguit les posarem en comú i triarem les que ens semblin millor.

La taula periòdica – OBSERVA

Ja has vist que molts dels mètodes que heu proposat per a la classificació dels elements químics no són massa vàlids. El 1869, el senyor de la fotografia va proposar un sistema de classificació que es coneix com a Taula Periòdica dels Elements i que corregida és la que avui encara s’utilitza. Et demanem ara que en consultis una i esbrinis per quina característica están ordenats els àtoms. Si ets observador en trobaràs una, si ho ets encara més en trobaràs dues, i si ho ets molt veuràs que només una de les dues és vàlida.

(http://www.biografiasyvidas.com/biografia/m/mendeleiev.htm)
Dmitri Mendeleiev

Tornem a la taula periòdica

Fins ara hem vist que un àtom està format per un nucli (que conté protons i neutrons) i una escorça (formada per diferents nivells on els electrons orbiten al voltant del nucli). 

Recorda que el que distingeix un element d’un altre és precisament la diferent proporció d’aquestes partícules al seu interior.

Creus que aquestes diferències estan representades a la taula periòdica? Per contestar aquesta pregunta, et proposem que tornis a revisar els elements de la taula periòdica i et fixis amb els nombres que hi ha al voltant del símbol de l’element
Què representa el 3?
Busca el significat del 6,941.

Un cop feta aquesta recerca, defineix els conceptes nombre atòmic i nombre màssic.



Els ions

Fins ara hem vist l’estructura interna d’un àtom i sabràs que el balanç entre les càrregues elèctriques entre els electrons (negativa), protons (positiva) i neutrons (neutra) és zero. Per tant, les càrregues elèctriques d’un àtom estan compensades.

Pensa però, si aquesta estructura pot variar en funció de la pèrdua o de la incorporació d’alguna d’aquestes partícules. Fixa’t en la imatge següent i busca el nom dels àtoms o les molècules que sofreixen aquestes modificacions:

ionic-bonding

 

I si les plaques s’allunyen?

Aquests límits s’anomenen divergents. En aquests límits, les plaques es separen i, just a la zona on es separen, puja material de l’astenosfera que, en refredar-se, forma noves roques que s’afegeixen als marges de les plaques.

Quines són les conseqüències? Volcans i terratrèmols submarins, eixamplament dels oceans i formació d’una serralada a la zona per on surt el material de l’astenosfera que s’anomena dorsal oceànica.

 

La falla de San Andrés i els límits transformants.

Els límits transformants tenen lloc a zones on dues plaques ni s’ajunten ni se separen sinó que es mouen lateralment, lliscant entre elles. Aquests límits no estan associats a l’aparició de volcans, però sí a terratrèmols.

L’exemple més conegut és el de la falla de San Andreas. Fes una recerca per internet i busca una mica d’informació (on es troba? Ha ocasionat terratrèmols recentment? Quines són les plaques que es mouen lateralment per a provocar aquesta falla?…).

En resum…

En aquesta imatge hi pots veure els tres tipus de límits (convergents, divergents i transformants) i les seves conseqüències.

A la recerca de les glàndules endocrines – POU

Fes una recerca per la xarxa i troba una imatge de cada una de les glàndules endocrines del cos. Et suggerim que facis una taula de qautre columnes on a la primera posis el nom de la glàndula, a la segona la localització, a la tercera el nom d’alguna de les hormones que fabrica i finalment a la quarta, la imatge de la glàndula.

Una vegada enllestit ho penges al pou anomenat: Glàndules endocrines”.


Les unitats de massa atòmica – PENSA

Vés un moment a la taula periòdica i fixa’t amb les unitats que té la massa atòmica (o pes atòmic).
T’ha sorprès alguna cosa ? per què ?
Observa amb atenció aquesta imatge i potser entendràs què està passant !

Vinga que aquestes activitats són de nivell !

 

Mapamundi – OBSERVA

Observa atentament les següents imatges i digues què hi veus que et sorprengui. Ho comentarem tot junts i ho anotarem als apunts (clica la imatge per veure-la amb més detall).

plaques1

La massa atòmica – INVESTIGA

Ja has vist que els àtoms estan formats per tres partícules bàsiques. Hem parlat de la càrrega elèctrica d’aquestes partícules però ara és el moment de dir alguna cosa sobre la seva massa.

Pesa un àtom ? Què en penses ?

Si la resposta és afirmativa i l’àtom només està format per electrons, neutrons i protons quina conclusió en treus ? és a dir què és el que fa que l’àtom pesi ?

T’avancem que una de les tres partícules no influeix en la massa de l’àtom. Amb un minut i abans de continuar llegint, busca quina és aquesta partícula i busca si les altres dues pesen i quant pesen. Anota-ho al diari.

Si has seguit fins aquí hauries de poder respondre la següent pregunta: Què hauríem de mirar per saber la massa d’un àtom ?

Clica aquesta taula periòdica i busca a veure si ens dóna informació sobre el número màssic. El trobes ? Mira-ho bé. Hi és o no ?

Ara clica de nou la mateixa taula periòdica d’abans i busca si hi ha la massa atòmica ? Hi és ? Si hi és  busca els àtoms d’hidrogen, de carboni, d’oxigen i de ferro anota’n la seva massa atòmica al diari de classe.

Què et sorprèn d’aquestes masses ?

Intenta trobar-hi una explicació. Si vols una pista clica aquí. Hi trobaràs una taula anomenada “Taula dels isòtops”.

A veure si te’n surts !

 

L’aparell endocrí és jeràrquic – INVESTIGA

Atenció que aquesta activitat és de nivell !

A continuació tens una imatge (la pots clicar per fer-la més gran) que il·lustra el funcionament jeràrquic de l’aparell endocrí.

OBSERVA AMB ATENCIÓ EL DIBUIX I RESPON LES PREGUNTES EN EL TEU DIARI

1. On està situat l’hipotàlem ? quina creus que és la funció de l’hipotàlem ? què t’ho fa pensar ?

2.La hipòfisi està dividia en dues parts anomenades adenohipòfisi i neurohipòfisi. Tant l’una com l’altra segreguen hormones però quina diferència hi ha entre les hormones que fabrica una i altra part ? (Pista: la diferència no està tant en les hormones com en el seu recorregut).

3. Pel que fa a les hormones fabricades per l’adenohipòfisi, l’ACTH, la TSH, la FSH tenen una diferència important amb la GH i la LTH. Pensa quina pot ser.

Càlcul de la massa molecular – PRACTICA

Així com hem après a buscar la massa d’un àtom a la taula periòdica també hem d’aprendre a calcular la massa d’una molècula. És molt evident que si l’àtom d’hidrogen pesa 1, la molècula d’hidrogen pesarà 2. Ja que una molècula d’hidrogen està formada per dos àtoms d’hidrogen.
Calcula ara la massa de les següents molècules (potser necesitaràs alguna cosa…)
NaCl
H2O
(NH4)2SO4
Ag(NO3)2
Al(OH)3
K4ClPO4
CaSO4
FeCl3
H2CO3
Al2(SO4)3

Les capes de la Terra en percentatge – POU

Ara que ja hem estudiat una mica les capes de la Terra seria qüestió que en féssim un gràfic. El que et demano és que busquis en els apunts el gruix en Km de cada una de les capes: escorça (no cal diferenciar la oceànica la de continental, pots considerar que de mitjana té un gruix de 30Km), mantell superior, mantell inferior, nucli extern i nucli intern i que facis un diagrama circular. Recorda que abans has de calcular el percentatge que representa cada capa respecte el gruix total de la Terra.
Recorda també que el gràfic ha de tenir un títol, hi ha d’haver els valors dels percentatges, etc.
Quan ho tinguis llest ho deixes al pou anomenat “Gràfic de les capes de la Terra”.

Bona feina !

Configuració electrònica – INVESTIGA

Si els àtoms només estiguessin ordenats segons el numero atòmic, perquè l’hidrogen i l’heli estan tant lluny l’un de l’altre ? o en canvi el sodi i el magnesi estan tant a prop ?

La solució es troba en les electrons. Observa bé aquestes imatges i treu-ne coclusions. Seria bo que en una pantalla a part tinguessis oberta una taula periòdica.

Ah sí ! Sàpigues que aquestes imatges fan referència a la configuració electrònica que veureu a fons a 4t d’ESO.

Si no n’has acabat de treure l’aigua clara et deixem aquí aquest document que de ben segur t’ajudaràs. Som-hi !

Estabilitat i reactivitat – INVESTIGA

Si ho recordes vam comentar fa alguns dies que la majoria d’àtoms no es trobaven sols sinó que formaven molècules. T’has plantejat per què ?
Una pista és que els  únics que no ho fan mai són els que están a la darrera columna de la taula periódica. Busca quants electrons tenen a l’últim nivel aquests àtoms. És un número qualsevol ? (Pensa en el que has après en l’entrada anterior).
Per què diries doncs que la resta d’àtoms s’uneixen ?
Potser et pot servir d’ajuda saber que els àtoms de la columna 1 i de la columna 7 s’enllacen molt fàcilment i en canvi els de les altres columnes els costa una mica més. Els de la columna 4 són els àtoms que els costa més d’unir-se. Per què ?
Els que els costa menys se’ls diu que són molt reactius (recordes què va pasar amb el sodi al laboratori ?), en canvi als que els costa més se’ls anomena estables.
Quins àtoms són els més estables ? Ara pensa quin és l’àtom més abundant dels éssers vius i si ho trobes lògic. Per cert sàpigues que un dels àtoms més abundants a l’escorça de la terra és el Si. Què en penses de tot plegat ?

L’enllaç iònic – INVESTIGA

Com hem vist fins ara, cada àtom té una configuració electrònica única i particular que li dóna unes característiues concretes. Això determinarà les propietats d’aquell element i la seva reactivitat amb altres àtoms.
Quan els àtoms s’agrupen formant molècules, ho poden fer de tres maneres diferents. La primera d’elles és la que descriu la imatge que tens a continuació.  Mira-te-la i fixa’t amb què passen amb els electrons de l’últim nivell de cada àtom per formar una molècula.

 

Les molècules que s’uneixen mitjançant el procediment anterior ho fan a través d’un enllaç iònic. Aquest enllaç consisteix en la pèrdua d’un o més electrons de l’últim nivell d’un àtom i el guany d’aquests per part de l’altre element.
Et proposem:
a) Busca algunes molècules que estiguin unides mitjançant un enllaç iònic.
b) Fes un esquema, com el de la imatge anterior, sobre què passa amb els electrons de la àtom de K         i               de I quan s’uneixen per formar KI. Recordes per què vàrem fer servir aquest reactiu a pràctiques?

Enllaç covalent – OBSERVA I ANOTA

En l’enllaç iònic, els àtoms s’uneixen mitjançant la pèrdua d’electrons de l’últim nivell i el guany d’aquests per part de l’altre àtom. D’aquesta manera, els elements dels grups I , II i III s’uneixen amb facilitat amb els elements dels grups XV, XVI i XVI.

No obstant, existeix una altre mètode per unir-se: la compartició dels electrons.  Fixa’t en la imatge següent:

La molècula de metà (CH4) s’uneix mitjançant l’enllaç covalent. Aquest consisteix en compartir els electrons de l’última capa de valència entre els àtoms que formen la molècula. En el cas del carboni (que té 4 electrons a l’última capa), pretén aconseguir-ne 4 més per assolir la estabilitat màxima (completar el nombre màxim d’electrons a l’última capa, és a dir, 8). Per fer-ho, els “agafa” de 4 hidrògens. De la mateixa manera, l’Hidrogen pretén assolir una estabilitat major omplint el seu primer i únic nivell (al qual hi caben dos electrons i prou). Cada hidrogen doncs, “agafa” un dels electrons del Carboni per assolir l’estabilitat màxima.

D’aquesta manera s’uneixen la majoria de biomolècules orgàniques, com l’aigua (H2O) i la glucosa (C6H12O6) , així com d’altres molt més complexes.

Mira’t el vídeo següent i distingeix els dos enllaços que hem vist fins ara. Sabries esquematitzar la unió dels àtoms de C i O per formar el diòxid de carboni? Fes-ho a la llibreta.

 

Representació de Lewis – INVESTIGA

Existeix una manera molt interessant per entender i representar els enllaços covalents. S’anomena representación de Lewis i tot seguit t’adjuntem tres imatges d’aquesta representació. Estan ordenades cronològicament. És a dir la primera és abans de que els àtoms s’uneixin i la darrera és un cop están units.

Series capaç de descobrir com funciona aquesta representació ? i sobretot copsar la seva utilitat ?

Alfred Wegener – INVESTIGA

Ara et demanem que consultis alguna informació sobre Alfred Wegener (tota la informació que necessites la pots trobar fàcilment a la wikipedia). Caldria que responguessis:
1. De quina nacionalitat era aquest científic ? a quin segle va viure ? quin era el seu ofici ?
2. Què va proposar ? Con s’anomenava la teoria que ell volia proposar ?
3. Què en van pensar els seus contemporanis (la gent de la seva època) ?
4. En quin moment es va acceptar la seva teoria ?
Aquestes preguntes s’han de respondre a la llibreta.

Algunes representacions – PRACTICA

Ara que ja saps com es representen els enllaços covalents, almenys sobre el paper, seria qüestió de fer una mica de pràctica. Algunes són molt fàcils però d’altres es compliquen molt. A veure com se’t dóna…

Et proposem que representis les següents molècules que s’uneixen per mitjà d’un enllaç covalent.

N2; NH3; C2H6;  C4H10; CH4O; CCl4; C2H6O

Repassem els enllaços – OBSERVA I ANOTA

Fins ara hem començat a veure quines característiques presenta l’enllaç iònic i el procediment pel qual es duu a terme. Recordes quins altres dos tipus d’enllaços hi ha? Com s’anomenen?

Mira’t la següent presentació i consolida el que saps sobre l’enllaç iònic. a més a més, comença a buscar les diferències entre els dos altres tipus d’enllaç.

Després el professor farà una explicació amb apunts que hauràs de tenir ben organitzats al diari de classe. Som-hi!

Enllaç metàl·lic – INVESTIGA

Llegeix el següent text que defineix l’enllaç metàl·lic. Destaca’n les paraules importants i intenta fer-te una idea del què és aquest tipus d’enllaç:

L’enllaç metàl·lic és característic dels elements metàl·lics, és un enllaç fort, primari, que es forma entre elements de la mateixa espècie. Els àtoms, a l’estar tan propers l’un de l’altre, interaccionen els nuclis juntament amb els seus núvols electrònics empaquetant-se en les tres dimensions, pel que queden envoltats de tals núvols. Aquests electrons lliures són els responsables que els metalls presentin una elevada conductivitat elèctrica i tèrmica, ja que aquests es poden moure amb facilitat si es posen en contacte amb una font elèctrica. Presenten lluentor i són mal·leables.

Els elements amb un enllaç metàl·lic estan compartint un gran nombre d’electrons de valència, formant un mar d’electrons envoltant un enreixat gegant de cations.

Tot seguit tens unes imatges que et poden ajudar:


Mètodes de separació – INVESTIGA

Imagina que tens sobre la taula una barreja de sorra, llimadures de ferro, aigua, sal, oli, alcohol i iode i que el teu objectiu és separar-les en els components inicials.

Abans de continuar llegint pensa com ho faries.

Ep ! Hem dit que no llegiries.

Segurament hagis trobat alguns mètodes possibles. A continuació te’n posem les fotografies.A veure si els identifiques.

Finalment proposa un nom per a cada mètode.

 

Substàncies pures, mescles i dissolucions – INVESTIGA

Els mètodes que has estudiat abans i que s’utilitzen per a separar substàncies són mètodes físics. Això vol dir que no s’altera la composició de les molècules, ja que no hi ha hagut cap reacció química.

Quan una determinada substància no es pot separar en cap altra de més simple per mètodes físcs diem que és una: (quin nom li posaries ?).

En cas contrari, si una substància, es pot separar en d’altres més simples per mètodes físics diem que es tractarà d’una: (i ara ?).

Finalment d’aquestes darreres n’hi ha de dos tipus. Unes anomenades heterògènies i unes altres d’homogènies.

Finalment et donem algunes substàncies perquè identifiquis de quin tipus dels tres possibles són:

Substància A: Aigua de l’aixeta.
Substància B: Vi.
Substància C: Oli d’oliva verge.
Substància D: Suc de taronja.
Substància E: Tinta de boligraf.
Substància F: Salsa bolognesa.