10-QUÍMICA 2DO (1 - 16)

CORPORACIÓN EDUCATIVA

School´s

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Segundo Primero de Secundaria ar g

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Química F

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Somos un grupo de educadores que busca contribuir en la solución solu ción de uno de los mayores problemas de nuestro país, la educación, brindando una enseñanza de alta calidad.

En ese sentido es pertinente definir públicamente la calidad asociándola a las distintas dimensiones de la formación de las personas: desarrollo cognitivo, emocional, social, creativo, etc.

Nuestra Institución Mentor School’s propone una perspectiva integral y moderna, ofreciendo una formación personalizada basada en principios y valores; buscando el desarrollo integral de nuestros estudiantes, impulsando sus capacidades para el éxito en la vida profesional.

Es por esta razón que nuestro trabajo para este año 2014 se da también con el esfuerzo de los docentes a través de Guías Didácticas que permitirán un mejor nivel académico y lograr alcanzar la práctica que es lo que el alumno(a) requiere, porque nuestra meta es:

“Formar líderes con una auténtica educación integral”

Capítulo 1.

Estructura de la Materia ...................................................

9

Capítulo 2.

Sistema de Medida ............................................................

16

Capítulo 3.

Energía I .............................................................................

24

Capítulo 4.

Energía II ............................................................................

32

Capítulo 5.

Modelos Atómicos .............................................................

39

Capítulo 6.

Átomos ................................................................................

47

Capítulo 7.

Tipos de Átomos ...............................................................

54

Capítulo 8.

Tabla Periódica I ...............................................................

61

Capítulo 9.

Tabla Periódica II ..............................................................

69

Capítulo 10.

Valencia ..............................................................................

79

Capítulo 11.

Nomenclatura Inorgánica ................................................

86

Capítulo 12.

Óxidos Básicos y Ácidos ...................................................

92

Capítulo 13.

Ácidos Oxácidos ................................................................

99

Capítulo 14.

Hidróxidos .......................................................................... 105

Capítulo 15.

Iones Negativos ................................................................. 111

Capítulo 16.

Sales Oxisales ..................................................................... 117

Q uímica - 2do Sec.

Capítulo

Estructura de la Materia

1

Sonda espacial Pathnder En 1997, la sonda espacial

Pathnder llegó a Marte y lanzó sobre su supercie el vehículo Mars Rover. Este laboratorio sobre ruedas realizó un análisis del polvo y las rocas del Planeta Rojo.

CONCEPTO DE MATERIA

Es todo aquello que existe en la naturaleza y cuya característica fundamental es presentar masa y volumen. Un cuerpo es una porción limitada de materia.

Líquido

Presenta volumen definido y forma variable, según el recipiente que lo contiene. Existe equilibrio entre la fuerza de atracción y repulsión.

ESTADOS DE AGREGACIÓN

DESLIZAR Y RESBALAR

Sólido

Presenta forma y volumen denido ya que la fuerza de atracción es mayor que la de repulsión. EN SU SITIO

Átomo de sodio

Átomo de cloro

Al igual que en la mayoría de los sólidos, los átomos de este modelo de sal se mantienen firmemente en su sitio y forman una estructura regular.

Átomo de oxígeno

Átomo de hidrógeno

Gaseoso

Carecen de forma y volumen denido ya que la fuerza de repulsión es mayor que la de atracción.

PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS

Como casi todos los objetos articiales, esta brújula de marinero del siglo XIX contiene varios tipos de sólidos. Los componentes de la brújula es de cuatro tipos de sólidos: metal, cartón, madera y vidrio. Todos los sólidos de la brújula se han elegido por sus diferentes propiedades.

La menor cantidad de agua que se puede aislar está compuesta por un átomo de oxígeno unido a dos de hidrógeno. Estas agrupaciones de tres átomos se deslizan unas sobre otras en el líquido agua.

ES UN GAS

Átomo de carbón

Brújula de marinero en su caja protectora de madera

Formando líderes con una auténtica educación integral

Átomo de oxígeno

Los gases, como el dióxido de carbono que se muestran aquí, están formados por moléculas separadas unas de otras y en constante movimiento. Las moléculas de un gas suelen estar compuestas por varios átomos fuertemente ligados entre sí. 9

Q uímica - 2do Sec. Plasmático

Es un estado energético y el más abundante en el Universo. Las estrellas, el Sol presentan estado plasmático. La fusión nuclear solo se produce de manera natural en el interior de

MEZCLA Es la unión de dos o más sustancias en cantidades variables, no presentan fórmula y no se forman nuevas sustancias. Se pueden separar mediante procesos físicos como: destilación, ltración, etc. Mezcla homogénea.- Presenta una sola fase (un solo color).

las estrellas, donde la

temperatura es tan alta que los núcleos pueden acercarse fácilmente a pesar de la repulsión electrostática. C AMBIOS

Mezclas orgánicas

El vino es una mezcla muy compleja de productos orgánicos, es decir, que provienen de seres vivos; pero no distinguimos sus componentes, ni siquiera con un microscopio, porque es una mezcla homogénea. En cambio, la madera es un ejemplo de mezcla heterogénea: a simple vista notamos que no es uniforme.

DE ESTADO

Ejemplos: • Agua de mar (salmuera): agua y sal • Agua dura: agua y sal (calcio y magnesio) • Agua potable: agua y cloro • Ácido muriático: agua y ácido clorhídrico • Formol: agua y metanal • Vinagre: agua y ácido acético • Latón: cobre y cinc • Bronce: cobre y estaño • Amalgama: metal y mercurio

Sublimación indirecta (Compensación) Solidificación Sólido

Fusión

Licuación Líquido

Gas

Vaporización

Sublimación directa (Sublimación)

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA SUSTANCIA QUÍMICA Es la materia homogénea que está constituida por una sola clase de átomos o de moléculas. Y puede ser: Sustancia simple o elemento.- Está constituido por una sola

clase de átomos. Ejemplo: Metales

• • • • • • • •

Plata Cobre Oro Mercurio Hierro Calcio Sodio Aluminio

: : : : : : : :

No metales

Ag Cu Au Hg Fe Ca Na Al

• • • • • • •

Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Cloro Fósforo Helio

: : : : : : :

Vaso

MEZCLA DE SUSTANCIAS

Cuando añadimos sulfato de cobre y azu fre al agu a, el sul fato de cobre se disuelve, pero el azufre no. El agua no es un disolvente del azufre.

Suspensión de azufre

Disolución de sulfato de cobre

C H2 O2 N2 Cl2 P He

Nota:

Se llama Combinación a la unión de dos o más sustancias

Botella de vidrio Embudo

Disolución de nitrato de plomo

en cantidades

Sustancia compuesta o compuesto.- Se encuentra formada

por dos o más elementos diferentes. Ejemplo:

10

Mezcla heterogénea.- Presenta dos o más fases.

Compuesto

Fórmula

Agua Dióxido de carbono Ácido sulfúrico Amoniaco Cloruro de sodio (sal) Óxido de calcio (cal) Hidróxido de sodio Monóxido de carbono Óxido ferroso

H2O CO2 H2SO4 NH3 NaCl CaO NaOH CO FeO

jas, generándose nuevas sustancias con propiedades diferentes a las iniciales.

El yoduro de plomo forma un precipitado amarillo El frasco contiene una disolución de yoduro de potasio

• Para separar una mezcla de dos líquidos miscibles se puede hacer por destilación.



Resolviendo en clase 1)

De las siguientes armaciones: I. Una característica de la materia es la masa y el volumen. II. Todo cuerpo material posee masa. III. La sombra es una forma de materia. Son correctas: a) Solo I d) I y III

2)

c) I y II e) Todas

b) luz

c) espacio e) tiempo

¿Qué proceso explica la formación del anhídrido carbónico a partir del hielo seco? a) Fusión c) Sublimación d) Congelación

5)

6)

b) Evaporación e) Licuación

Señale la materia sin masa: a) Cuaderno d) Calor

Todo lo que existe en el Universo es: a) agua d) materia

3)

b) Solo II

4)

b) Lápiz

c) Borrador e) Agua

El proceso por el cual un gas se puede cambiar a estado líquido se llama:

Un cuerpo es: a) lápiz d) roca

b) tiza

a) Sublimación b) Licuación c) Sublimación indirecta d) Solidicación e) Fusión

c) ladrillo e) todos

Para Reforzar 1)

Del siguiente esquema, mencione los procesos:

4)

I _________________________ III _________________________ V _________________________ II _________________________ IV _________________________

5)

La resistencia de un cuerpo a ser roto se denomina: ________________________________________ Cuál o cuáles son cambios químicos? I. Cuando se congela el agua. II. Agriado de la leche. III. Combustión de gasolina. ________________________________________

2)

No es una sustancia simple: a) O2 d) Br2

3)

b) C

c) P4 e) CaO

6)

Con respecto al estado sólido, indica como se encuentran las fuerzas de repulsión (FR) y atracción (FA). ________________________________________


Los cambios químicos se caracterizan por: I. Cambios energéticos. II. Ocurrir solo en seres humanos. III. Cambios en la composición de la materia. IV. Cambios de color. V. Cambios en las propiedades

11

Q uímica - 2do Sec. PROBLEMAS PARA CLASE N° 1

Para el profesor: 1

Para el alumno:

Señalar al que no representa un fenómeno físico: a) b) c) d) e)

1

Chancar piedra Dilatar los metales Mezclar agua y alcohol Oxidación de los metales Todos

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: Si quisieras atravesar una pared tendrías que romper el lugar por donde quieres pasar para poder ocuparlo y pasar dicha pared.

a) Masa c) Divisibilidad d) Impenetrabilidad

Resolución:

b) Extensión e) Inercia

Resolución:

Clave: 2

En qué ocasión ocurre un cambio físico: I. Digestión de los alimentos. II. Volatilización del eter. III. Producción de sonidos por cuerdas vocales. IV. Fusión del hielo. Resolución:

2

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: El diamante presenta valor 10 en la escala de Mohs.

a) Dureza c) Maleabilidad d) Ductibilidad

b) Tenacidad e) Viscosidad

Resolución:

Clave: 12

Clave:

Clave:


Q uímica - 2do Sec. 3

¿Cuál o cuáles son cambios químicos? I. Cuando se congela el agua. II. Agriado de la leche. III. Combustión de gasolina. a) Solo I d) I y III

b) II y III

3

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: Con una pelota rompes el vidrio de la casa del vecino.

c) I y II e) Todas



Resolución: Resolución:

Clave:

4

Señalar un fenómeno físico: a) b) c) d) e)

Clave:

4

Evaporación del agua Formación de hielo Lanzamiento de una piedra Ruptura de tiza Todos

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: Las pulseras conocidas como esclavas tienen unas placas para colocar el nombre y algunas son de plata.


Resolución:


Resolución:

Clave:


Clave: 13


Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia:

5


Si tuvieras dos botellas, una de 1/2 litro y otro de 1 litro como estudiarías el espacio que ambas ocupan.

Los cables mellizos contienen en su interior delgados hilos de cobre.

a) Peso c) Comprensibilidad d) Divisibilidad


b) Volumen e) Inercia

Resolución:

Clave:

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: En tu cumpleaños partes la torta en muchas partes, cada vez más pequeñas.


e) Viscosidad

Resolución:

Clave:

6

b) Tenacidad


6

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: Para comprobar la calidad de la miel de abeja se toman dos muestras y la que demora más en caer es de mayor calidad.




Clave: 14

Clave:




7

b) Extensión

a) b) c) d) e)

e) Inercia

Resolución:

Para los astronautas permanece constante en cualquier lugar del Universo que se encuentren; aún estando en el interior de sus naves.


Señalar al que no representa un fenómeno físico: Chancar piedra Dilatar los metales Mezclar agua y alcohol Oxidación de los metales Todos

Resolución:

Clave: 8

Relacionar el siguiente enunciado con propiedades de la materia: Para bajar del ómnibus siempre usamos "el pie derecho" para evitar irnos hacia adelante.


Clave: 8


Señalar un fenómeno físico: a) b) c) d) e)

Evaporación del agua Formación de hielo Lanzamiento de una piedra Ruptura de tiza Todos


Clave:

Clave:

NOTA Sello y Firma del Profesor


15


Capítulo

Sistema de Medida

2

Balanza de Platillos

Cuando se quieren cuanticar (medir) ciertas magnitudes como la masa, volumen, tiempo, velocidad de un móvil, temperatura, etc. Se emplean instrumentos de medida y unidades apropiadas, por ejemplo: la masa de cierto cuerpo se mide en la balanza, que registra, digamos 30g; la temperatura de un cuerpo se mide con un termómetro, que registra por decir 37°C. Como se puede apreciar en estos ejemplos sencillos, utilizamos diversas unidades de medida y su representación simbólica.

SISTEMA CLÁSICO DE UNIDADES

Sistema métrico Magnitud Sistema absoluto Sistema técnico CGS MKS centímetro metro metro Longitud (cm) (m) (m) gramo kilogramo UTM Masa (g) (kg) segundo segundo segundo Tiempo (s) (s) (s) Fuerza Energía

dina

(din) ergio (erg)

newton

(N) joule (J)

Sistema inglés Sistema Sistema absoluto técnico pie

pie

(ft) libra (lb) segundo (s)

(ft) segundo (s)

kgf

Poundal

lbf

kgf . m

Poundal . ft

lbf . ft

slug

Donde: UTM = Unidad Técnica de Masa kgf = Kilogramo fuerza

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (S.I.)

Ante la diversidad del sistema de unidades y las diversas equivalencias, que hace tediosas las operaciones, para homogenizar unidades, nació ocialmente en 1960 el S.I. que utiliza muy pocas unidades y es una ampliación de la forma MKS del Sistema Métrico Decimal. En nuestro país a partir de 1985 es obligatorio su uso, como sistema legal de unidades de medida del Perú.

16


Q uímica - 2do Sec. Unidades en el Sistema Internacional Magnitud

Unidad

Longitud Masa Tiempo Intensidad de coriente electrica Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia Ángulo plano Ángulo sólido

Simbolo

metro kilogramo segundo Ampere

m kg s A

kelvin candela

K cd

mol

mol

radián estereorradián

rad sr

EQUIVALENCIAS Longitud

Masa

Tiempo

Volumen

INTERESANTE:

Unidades base o

fundamentales

Unidades

suplementarias

Arenas de tiempo El reloj de arena era un dispositivo muy simple que permitía a los cienticos medir la velocidad a la que caían los objetos o a la que reaccionaban las sustancias. No fueron posibles medidas más precisas del tiempo hasta que apareció el primer reloj de péndulo en 1657.

UNIDADES DERIVADAS

1 km = 1 000 m 1 m = 100 cm 1 pulg = 2,54 cm 1 kg = 1 000 g = 2,2 lb 1 lb = 453,6 g = 16 onz 1 onz = 28,35 g 1 año = 365 días 1 día = 24 horas 1 hora = 60 minutos 1 minuto = 60 s 1 m3 = 1 000 L 1 L = 1 000 mL = 1 000 cm 3 1 galón USA = 3,785 L

Retrasando el reloj El tiempo no necesariamente marcha hacia adelante, ni siquiera a la misma velocidad, siempre. Si el Universo fuese a colapsar, es posible que el tiempo fuera hacia atrás. El tiempo se relentiza para los objetos que se mueven a gran velocidad: un astronauta en órbita durante un año envejece menos (la centésima parte de un segundo) que las personas de la Tierra.

Se caracterizan por que están expresadas en función de las unidades fundamentales, así: Magnitud física Área Volumen Densidad

Fuerza Presión Trabajo, Energía Tensión o fuerza Electromotriz (FEM) Cantidad de carga eléctrica Frecuencia Potencia, ujo caloríco

Unidad

Símbolo

metro cuadrado metro cúbico kilogramo por metro cúbico newton pascal joule voltio

m2 m3 kg/m3

coulomb

C

hertz

Hz

watt

W

N Pa J V

Incluso los viajes en el tiempo son posibles. En teoría, dos regiones del Universo pueden estar conectadas por un “agujero del gusano” que lleve a otras dimensiones. Un objeto que puede reaparecer en el otro extremo en un tiempo anterior.


17


SISTEMA DE UNIDADES 1.

Unidades de Longitud

4.

1 metro (m) = 10 dm = 10 2 cm = 3,28 pie 1 pulgada (pul) = 2,54 cm = 0,0254 m 1 pie = 12 pul = 30,48 cm 1 yarda (yd) = 3 íe = 36 pul = 91,44 cm 1 kilometro (km) = 1 000 m 1 milla terrestre (MT) = 1 609 m 1 milla marina (MM) = 1 852 m 1 angstrom (Å) = 10 -10 m = 10 -8 cm

2.

1 segundo (s) = 10 dmas = 10 2 centimas 1 minuto (min) = 60 s 1 hora (h) = 60 min = 3 600 s 1 día (d) = 24 h = 1 140 min 1 año común o civil = 365 d 1 año comercial = 360 d 1 año bisiesto = 366 d 1 lustro = 5 años 1 década = 10 años 1 siglo = 100 años; 1 milenio = 10 3 años

Unidades de Masa 5.

1 kilogramo (kg) = 2,2 Lb = 10 g = 10 mg 1 onza (oz) = 28,35 g 1 libra (Lb) = 16 oz = 453,6 g 1 tonelada métrica (t) = 10 3 kg = 2 200 Lb 1 tonelada corta (tc) = 2 000 Lb 1 tonelada larga (tl) = 2 240 Lb 1 arroba (@) = 28 Lb 1 quintal (q) = 4 @ = 112 Lb 1 unidad de masa atómica (uma) = 1,67 × 10-24 g 3

3.

Unidades de Tiempo

1 m2 = 104 cm2 = 106 mm2 1 Hectárea = 10 4 m2 = 2,47 acres 1 acre = 4 046,9 m 2 1 km2 = 100 hectáreas 6.

Unidades de Energía

1 ergio (erg) = 1 g × cm 2/s2 1 joule (J) = 1 kg × m 2/s2 = 107 erg 1 caloría (cal) = 4,184 J 1 Btu = 252 cal 1 electrón volt. (eV) = 1,6 × 10 -19 J

Unidades de Volumen y Capacidad

1 litro (L) = 10 dL = 10 2 cL = 10 3 mL 1 litro (L) = 1 dm 3 = 103 cm3 = 10-3 m3 1 m3 = 103 L = 35,31 pie 3 1 pie3 = 28,32 L = 2,83 × 10 -2m3 1 cm3 = 1 mL 1 galón inglés (GI) = 4, 546 L 1 galón americano (G. USA) = 3,785 L 1 galón peruano (GP) = 4 L

Unidades de Superfcie

6

7.

Unidades de Presión

1 atmósfera (atm) = 760 mmHg = 760 torr g 1 atm = 10,33 2 = 14,7 b 2 =101,3kPa cm pul kg = 10,33 mH2O = 1,033 2 cm

El sistema internacional de unidades, abreviado S.I., es el sistema de unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su antecedente y que ha mejorado, el S.I. también conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso Cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente denió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971, fue añadida la séptima unidad básica, el mol. Una de las principales características y que constituye a su vez la gran ventaja del S.I. es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. La única excepción la constituye la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está denido como la masa del prototipo internacional del kilogramo o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Ocina Internacional de Pesos y Medidas.

18




El símbolo de segundo es: a) seg d) sdo

2)

4)

b) s

c) se e) Sga

Transforma 3 000 cm 3 a litros: a) 300 d) 0,3

b) 30

a) m3 d) J

5)

c) 3 e) 0,03

b) N

c) m2 e) Pa

Señala una sustancia compuesta: a) Oxígeno d) Alcohol

6) 3)

El símbolo para representar el área en el S.I. es:

b) Oro

c) Plata e) Sodio

¿Cuál de las siguientes sustancias es simple?

El primer reloj de péndulo apareció en el año: a) 1557 d) 1857

b) 1657

a) Agua destilada c) Latón d) Aire

c) 1957 e) 1457

b) Diamante e) Agua dura

Para Reforzar 1)

4) Transforma 1,5 kg a gramos:

El Sistema Internacional, nació ocialmente en el año: a) 1865 d) 1960

b) 1985

a) 15 d) 15 000

c) 1763 e) 1880 5)

2)

En el Sistema Internacional, la unidad de masa es: a) Gramo d) Libra

b) Kilogramo

6) 3)

En el S.I. la unidad de tiempo es: a) Segundo c) Microsegundo d) Minuto

b) Hora e) Año


c) 1 500 e) 0,15

La unidad de intensidad luminosa en el S.I. es: a) Kelvin d) Candela

c) Tonelada e) Onza

b) 150

b) Ampere

c) Mol e) Radián

Completa: 2 libras equivale a _____________ gramos. 283,5 g equivale a ______________ onzas. 3600 minutos equivale a __________ hora. 4,4 lb equivale a __________________ kg. 254 cm equivale a ____________ pulgadas.

19


Para el profesor: 1

Para el alumno:

Transforma 5 kg a libras: a) 11 d) 2

b) 12

1

En el S.I. la unidad de temperatura es: a) Celsius d) Farenheit

c) 20 e) 3

Resolución:

b) Kelvin

Resolución:

Clave: 2

La unidad para medir la fuerza en el S.I. es: a) Joule d) Pascal

b) Dina

c) Newton e) Ergi

Resolución:

Clave: 2

En el S.I. la presión se mide en: a) Atmósferas b) Pascal d) mmHg

c) Bar e) kpa

Resolución:

Clave: 20

c) Rankine e) N. A.

Clave:



La masa es una propiedad que la presentan: a) b) c) d) e)

3

Sólidos Gases Los árboles Líquidos Todos los cuerpos

Transforma cuatro minutos a segundos: a) 60 d) 480

b) 240

c) 360 e) 120

Resolución:

Resolución:

Clave:

4

¿Cuántos metros equivalen 6 km? a) 4 000 m c) 6 000 m d) 7 000 m

Clave:

4

b) 5 000 m e) 8 000 m

Resolución:

Transforma 2 km a centímetros: a) 2 000 c) 2 000 000 d) 200

b) 200 000 e) 20

Resolución:

Clave:


Clave: 21


Transforma 4 días en minutos. a) 5 759 m c) 5 761 m d) 5 762 m

5

b) 5 760 m

Transformar 4 minutos a segundos: a) 238 s d) 241 s

b) 239 s

c) 240 e) 242

e) 5 763 m Resolución:

Resolución:

Clave:

6

Transformar 360 cm a m. a) 3,4 m d) 3,7 m

b) 3,5 m

6

c) 3,6 m e) 3,8 m

Resolución:

Transformar 3 000 cm 3 a litros: a) 2 L d) 5 L

b) 3 L

c) 4 L e) 6 L

Resolución:

Clave: 22

Clave:

Clave:



Transformar 100 cm a km. a) 0,001 km c) 0,010 km d) 0,100 km

7

b) 0,002 km

Transformar 4 minutos a segundos: a) 238 s d) 241 s

b) 239 s

c) 240 e) 242

e) 1,000 km Resolución:

Resolución:

Clave: 8

Convertir 37 000 cm 3 a m3. a) 0,370 m3 c) 0,037 m 3 d) 0,730 m 3

Clave: 8

"La materia se puede fraccionar en partes cada vez más pequeñas", corresponde a la propiedad:

b) 3,700 m 3 e) 0.370 m

3




Clave:

Clave:



23


Capítulo

Energía I

3

TIPOS DE ENERGÍA Energía del Sol

Energía mecánica

¿Sabías que una de las fuentes energéticas más importantes y poderosas que tenemos es la del Sol? Imagínate que un solo metro cuadrado de la supercie solar brilla tanto como 600 000 bombillas de 100 watts o vatios, y que en un segundo el Sol genera 35 millones de veces la electricidad anual media que se gasta en todos los Estados Unidos.

Es la que poseen los cuerpos capaces de producir movimiento en otros cuerpos: • cinética • potencial Energía térmica

Que produce transformaciones en la temperatura de los cuerpos. Energía eléctrica

Es generada por el movimiento de cargas eléctricas a través de un material conductor. Energía química CONCEPTO

La palabra energía viene de dos vocablos griegos en y ergon, que signica “en acción”. La energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo . Todas las sustancias a partir de los cuales se puede obtener energía se llaman recursos energéticos .

Es potencial, por lo tanto está disponible para el momento en que se necesite, como la que posee la gasolina, los medicamentos, los alimentos. Energía radiante

Que es la luz, es la energía que nos permite ver y que hace posible el proceso de la fotosíntesis.

UNIDADES DE ENERGÍA

Energía nuclear

En el Sistema Internacional, la energía se mide en una unidad llamada Joule. En la práctica se usa otra unidad mayor, el kilowatio - hora (kwh)

Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y se aprovecha en las centrales nucleares.

1 kwh = 3,6 x 10 6 J

24

Energía sonora

Producida por las vibraciones.



Energía renovable

Es aquella que, administrada en forma adecuada, puede explotarse ilimitadamente. La principal fuente de este tipo es el Sol.

Un arco tensado posee energía potencial.

Ejemplos:

• • • • •

Energía solar Energía eólica Energía de la biomasa (fotosíntesis) Energía de las mareas Energía hidráulica

La central térmica usa la energía térmica para producir energía eléctrica.

La energía eólica y la energía mareomotriz son recursos renovables.

FUENTES DE ENERGÍA

Son todos aquellos componentes de la naturaleza a partir de los cuales puede obtenerse energía utilizable por el hombre. Puede clasicarse en no renovables y renovables. Energía no renovable

Es aquella que está almacenada en cantidades jas y a medida que se consume se va agotando. Ejemplos:

• Fuentes de energía fósil ______________________.

ENERGÍA RADIANTE

Es la principal forma de energía que la tierra recibe del Sol. A la supercie terrestre sólo llega el 67% de esta energía, el resto lo absorbe la atmósfera. En el gráco puedes observar las diferentes manifestaciones de esta energía:

• Energía nuclear ___________________________.

La radiacción ultravioleta

Tiene mucha energía, por eso puede ocasionar alteraciones en los cuerpos. Por ejemplo, la exposición excesiva a los rayos solares puede causar cáncer a la piel. La capa de ozono elimina casi toda la radiación ultravioleta.

9%

Sol

Energía electromagnética

radiación ultravioleta

42%

radiación visible

49%

radiación infrarroja

Tierra

Los combustibles, energía fósil, son recursos no renovables.


25


La radiación infrarroja

Tiene muy poca energía, por lo tanto sólo calienta los cuerpos. Parte de esta radiación es absorbida por el vapor de agua en el aire. La radiación visible Es una mezcla de ondas luminosas de diferentes colores que permiten el proceso de la fotosíntesis y la posibilidad de ver los objetos.

En las noches, la Tierra pierde el calor ganado durante el día. El CO2 de la atmósfera no deja pasar energía, por lo que acumula el calor. De este modo se produce el calentamiento de la atmósfera (efecto invernadero).

Efecto no deseado:

Ciertos gases atmosféricos, principalmente el dióxido de carbono, retienen parte del calor que irradia la Tierra hacia el espacio exterior. Este fenómeno natural se conoce como Efecto Invernadero. Si los gases atmosféricos estuvieran en equilibrio, no existiría ningún problema. Pero en los últimos años, muchos gases se han acumulado en exceso y el efecto invernadero se ha incrementado. ¿A qué crees que se debe la denominación de efecto invernadero? ¿Cuáles son las principales causas de la acumulación del dióxido de carbono en la atmósfera?

Naturaleza de la Energía Solar

Se estima que la temperatura en el interior del Sol debe ser de 10000000 K. Pero en la parte más externa, denomina fotósfera, la temperatura es de 5 762 K. Esta gran energía generada por el Sol se debe a las reacciones nucleares de fusión. Es decir, el mismo principio empleado en las centrales nucleares para obtener energía uniendo dos átomos de hidrógeno que producen helio, o uno de helio y uno de hidrógeno que produce litio, etc.

El Sol es fuente de energía renovable

¿Cómo se produce la energía generada por el Sol?

La fotosíntesis (del griego ϕς “luz” y συνθεσις “composición”) es la base de la vida actual en la tierra. Consiste en una serie de procesos mediante los cuales las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo. Los organismos capaces de llevar a cabo este proceso se denominan Fotoautótrofos . Salvo en algunas bacterias fotoautótrofas, el proceso de fotosíntesis produce liberación de oxígeno molecular (proviene de moléculas de H 2O) hacia la atmósfera (fotosíntesis oxigénica). Es ampliamente admitido, que el contenido actual de oxígeno en la atmósfera se ha generado a partir de la aparición y actividad de dichos organismos fotosintéticos.

26




Indica una fuente de energía renovable: a) Petróleo d) Gasolina

2)

b) Alcohol

c) Carbón e) Sol

¿En qué central se utiliza la fuerza del viento para generar energía eléctrica? a) Térmica c) Hidromecánica d) Térmica nuclear

b) Eólica e) Hidroeléctrica

La palabra “Energía” signica: a) Energán c) En el momento d) En el auto

3)

4)

b) En reposo e) En acción

¿En qué central se utiliza la fuerza del agua para generar energía eléctrica? a) Térmica nuclear c) Mecánica d) Eólica

5)

La energía que depende del tipo de átomos o moléculas que constituyen la sustancia es: a) Interna d) Cinética

6)

b) Térmica

c) Externa e) Eléctrica

El calentamiento de la atmósfera se produce por un acumulamiento del gas:

b) Térmica a) O2 d) CO2

e) Hidroeléctrica

b) H2

c) N2 e) CO

Para Reforzar 1)

Indica el tipo de energía que produce transformaciones en la temperatura de los cuerpos: a) Energía térmica c) Energía eólica d) Energía eléctrica

4)

a) La luz d) La madera

b) Energía química

La energía producida por vibraciones es: a) Radiante d) Térmica

b) Eléctrica

c) El aire e) El agua

Los alimentos presentan un tipo de energía denominada: a) Térmica d) Química

c) Sonora e) Nuclear

b) Hidráulica c) Cinética e) Mecánica

Indica una fuente de energía no renovable:

Al encender una lámpara de alcohol, se transforma la energía química del alcohol en energía:

a) Petróleo d) Aire

a) Hidráulica d) Radiante

6) 3)

b) El alcohol

e) Energía sonora 5)

2)

Una de las formas más importantes de energía es:

b) Luz

c) Agua e) Sol


b) Mecánica

c) Potencial e) Nuclear

27


Para el profesor: 1

Para el alumno:

No es una fuente de energía fósil: a) Gasolina c) Kerosene d) Carbón

1

La capacidad de un cuerpo para realizar trabajo se reere a:

b) Luz a) Peso d) Energía

e) Petróleo

Resolución:

b) Volumen

Resolución:

Clave: 2

De los elementos mostrados a continuación, ¿cuántos se emplean en la actualidad y causan daños al medio ambiente? • viento • mareas • petróleo • Sol • carbón • uranio a) 2 d) 5

c) Calor e) Masa

b) 3

Clave: 2

Una unidad usada para medir la energía es el: a) Newton d) Joule

b) Kilogramo

c) Amstrong e) Bar

Resolución:

c) 4 e) 6

Resolución:

Clave: 28

Clave:



Una de las siguientes no es una central en la cual se genera energía eléctrica. a) Eólica c) Térmica nuclear d) Térmica

3

Produce transformaciones en la temperatura de los cuerpos. a) Energía atómica. c) Energía química. d) Energía radiante.

b) Hidroeléctrica e) Farmacológica

b) Energía térmica. e) Energía sonora.

Resolución:

Resolución:

Clave:

4

No es una fuente de energía fósil: a) Gasolina c) Petróleo d) Luz

Clave:

4

b) Kerosene e) Carbón

Resolución:

Energía que aprovecha el viento: a) Energía térmica c) Energía eólica d) Energía química

b) Energía sonora e) Energía radiante

Resolución:

Clave:


Clave: 29


Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos: a) b) c) d) e)

5

La temperatura se mide con: a) Metro c) Termómetro d) Teodolito

Energía radiante Energía nuclear Energía sonora Energía térmica Energía química

b) Densiómetro e) Barómetr

Resolución:

Resolución:

Clave:

6

De los elementos mostrados a continuación, ¿Cuáles causan daños al medio ambiente? • viento • petróleo • carbón

• mareas • Sol • uranio

Clave:

6

En el proceso de fotosíntesis se transforma el CO2 en: a) Hidrógeno d) Sodio

b) Nitrógeno

c) Oxígeno e) Carbono


Clave: 30

Clave:



La radiación solar que calienta la Tierra es: a) Ultravioleta c) Infrarrojo d) Rayos 

7

Un cuerpo con velocidad de 4 m/s adquiere energía ...

b) Visible a) Cinética c) Sonora d) Química

e) Rayos 

b) Elástica e) Gravitacional


Clave: 8

Energía que aprovecha el viento: a) b) c) d) e)

Clave: 8

Energía térmica Energía química Energía sonora Energía radiante Energía eólica

La energía ......., es generada por el movimiento de cargas eléctricas a través de un material conductor. a) Térmica d) Eléctrica

b) Nuclear

c) Química e) Sonora

Resolución:

Resolución:

Clave:

Clave:



31


Capítulo

Energía II

LA LUZ

La luz es una de las formas más importantes de energía. Es así de importante porque es imprescindible para que ocurra uno de los procesos de transformación de energía más limpios y perfectos que hay en la naturaleza: la fotosíntesis. La fotosíntesis Las plantas utilizan la luz para transformar las sustancias inorgánicas, como el agua, el CO2 y las sales minerales, en carbohidratos. Luego los carbohidratos se almacenan en las hojas, tallos, raíces y frutos, que son usados por el hombre y los animales.

4

LAS TRASFORMACIONES DE LA ENERGÍA La energía no se puede observar directamente, sino únicamente a través de sus transformaciones. Transformaciones de la energía química La energía química se encuentra almacenada en muchas sustancias (energía química potencial) como los alimentos, la gasolina, el alcohol, la madera, etc. Cuando se enciende una lámpara de kerosene, la energía química del kerosene se transforma en energía térmica y radiante. Los alimentos contienen la energía química potencial necesaria para que los seres vivos, puedan crecer, moverse y cumplir sus funciones.

La energía solar es transformada en energía química (azúcares o carbohidratos)

EL CALOR La primera vez que Joseph Black (siglo XVIII) denió al calor, pensó que éste era una sustancia a la que llamó “calórico” y que estaba en todos los cuerpos. El calor es una forma de energía que provoca el movimiento de las moléculas que forman la materia. Medida del Calor La temperatura lo que mide es el movimiento de las moléculas al interior del cuerpo. Un termómetro es instrumento para medir la temperatura. Las propiedades de los cuerpos que varían con la temperatura se denominan propiedades termométricas. 32

¿Por qué brillan las luciérnagas? Las luciérnagas transforman la energía química en energía radiante. La energía química es producto de un proceso metabólico de la luciérnaga denominado “bioluminiscencia”. La luz permite el reconocimiento entre machos y hembras para la reproducción. ¿Qué es la bioluminiscencia? ¿Qué tipos de energía están implicadas en la bioluminiscencia?

Transformación de las fuentes de energía a energía eléctrica Toda la energía eléctrica que la sociedad consume debe obtenerse a partir de otras fuentes de energía, que se transforman en la:



Central térmica nuclear El calor del reactor (transformación de energía química del uranio en térmica) origina vapor que hace girar las turbinas (transformación de energía térmica en mecánica) que a su vez hace girar los generadores, que son los que producen la electricidad.

LA ENERGÍA NUCLEAR En el núcleo de los átomos hay una enorme cantidad de energía que puede liberarse mediante la sión o la fusión nuclear.

Central eólica Se utiliza la energía (aire en movimiento). El generador convierte el movimiento de las aspas giratorias en electricidad (transformación de energía mecánica en eléctrica). Central térmica Se utiliza la energía química del combustible (gas, petróleo o carbono) para calentar agua y producir vapor a presión (energía térmica) que mueve las turbinas (energía mecánica), y se transere a un dínamo que transforma la energía mecánica en eléctrica. Central hidroeléctrica El movimiento del agua hace girar las turbinas que, a su vez, hacen girar los generadores que producen electricidad. LA ENERGÍA INTERNA Algunas sustancias, debido a su composición química almacenan una gran cantidad de energía.

¿Qué tiene más energía, un litro de gasolina o un litro de agua? La energía interna depende del tipo de átomos o moléculas que constituyen la sustancia, de la cantidad de esa sustancia y de la temperatura. Energía Interna (Poder calorífico) Combustible

Hulla Petróleo bruto Metano Hidrógeno Butano Gas Natural

kcal/kg

7 500 9 300 11 924 28 555 10 357 11 180

Alimento

Leche de vaca 65 Carne de cerdo 280 Huevos 160 Maní 560 Garbanzos 360 Lechugas 16 Arroz 360 Pan 280 Azúcar 400 * 1 caloría (cal) = 4,18 J Formando líderes con una auténtica educación integral

Fisión nuclear Los núcleos atómicos de algunos átomos pueden romperse al ser impactados por un neutrón y formar núcleos más livianos. Una vez producida una sión, el número de siones se multiplica originando una reacción en cadena, la energía producida es inimaginable. Ejemplo:

La bomba atómica.

Esquema de una sión nuclear.

Fusión nuclear Cuando la temperatura es muy elevada (superior al millón de grados centígrados) algunos núcleos pueden unirse con otros, formando núcleos más grandes. En la fusión nuclear se desprende una cantidad de energía mayor aún que la que se desprende en la sión. Ejemplo:

La bomba de hidrógeno Esquema de una fusión nuclear

La fusión nuclear es una reacción nuclear producida por la unión de átomos ligeros para formar otros más pesados, y requiere de un gran desprendimiento de energía. Se produce espontáneamente en las estrellas. En el interior del Sol ocurre constantemente reacciones de fusión entre los núcleos atómicos ligeros de hidrógenos. Estos núcleos colisionan violentamente, formando núcleos de helio. Como resultado de estas reacciones, la temperaturas en el interior del Sol se acerca a 15 millones de grados centígrados. Estas reacciones se realizan a muy altas temperaturas, por eso se les llama reacciones termonucleares. * Investiga las aplicaciones que se da a este tipo de energía * ¿A cuántos grados kelvin equivalen esos 15 millones de °C? 33


Resolviendo en clase 1) El

proceso por el cual brillan las luciérnagas se llama: a) Prendimiento c) Bioprendido d) Bioencendido

2)

3)

b) Bioluminiscencia e) Biofoco 5)

b) El aire e) La madera

6)

b) Fotosíntesis

e) Cinética

b) Eólica e) Térmica nuclear

La energía del Sol se debe a las reacciones nucleares de: a) Fisión c) Transición d) Alimentación

e) Fisión

b) Térmica y radiante

¿En qué central se transforma el aire en movimiento, en electricidad? a) Térmica c) Nuclear d) Hidroeléctrica

Las plantas utilizan la luz para realizar un proceso llamado: a) Alotrópico c) Fusión d) Descomposición

Cuando se enciende una lámpara de kerosene se transforma la energía química en: a) Eólica c) Sonora d) Eléctrica

Una de las formas más importantes de energía es: a) La luz c) El agua d) El alcohol

4)

B) fusión e) Ninguna

Para Reforzar 1)

Las propiedades de los cuerpos que varían con la temperatura se denominan:

4)

a) Propiedades empíricas b) Propiedades calorícas c) Propiedades termométricas d) Propiedades hidráulicas e) Propiedades químicas

Existe una cantidad de energía que se encuentra en el núcleo de los átomos denominada: a) Energía térmica c) Energía eólica d) Energía química

b) Energía nuclear e) Energía molecular

5) La bomba atómica es un ejemplo de: 2)

¿En qué central se utiliza la fuerza del agua para generar energía eléctrica? a) Térmica nuclear c) Térmica d) Hidroeléctrica

3)

b) Eólica

b) Fusión nuclear e) Alotropía

e) Ninguna

¿En qué central se utiliza la fuerza del viento para generar energía eléctrica? a) Térmica c) Eólica d) Hidroeléctrica

34

a) Fisión nuclear c) Reacción d) Descomposición

b) Térmica nuclear e) Ninguna

6)

Una de las formas más importantes de la energía es: a) El aire c) El agua d) La tierra

b) La luz e) Las plantas



Para el profesor: 1

Para el alumno:

El siguiente esquema, representa una reacción de:

1

El siguiente esquema, representa una reacción de:

+

Resolución:

Resolución:

Clave: 2

Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos: a) b) c) d) e)

Clave: 2

En el proceso de FOTOSÍNTESIS, la energía solar es transformada en energía........ a) b) c) d) e)

Energía radiante Energía solar Energía química Energía térmica Energía nuclear

Resolución:

Radiante Química Térmicas Cinética Potencial elástica

Resolución:

Clave:


Clave: 35


Los alimentos contienen energía: a) b) c) d) e)

3

Cinética Química Solar Eólica Hidroeléctrica

La sión se basa en: a) b) c) d) e)

Resolución:

La unión de núcleos La ruptura de núcleos La desaparición de núcleos El movimiento de los átomos Ninguna

Resolución:

Clave:

4

Es una forma de energía que provoca el movimiento de las moléculas que forman la materia: a) b) c) d) e)

Temperatura Masa Volumen Calor Longitud

Clave:

4

Fusión nuclear es sinónimo de: a) b) c) d) e)

Unión División Ruptura Resta Ninguna

Resolución:

Resolución:

Clave: 36

Clave:



Es la energía que nos permite ver, y que hace posible el proceso de fotosíntesis.

5

Cuando se enciende una lámpara de kerosene se transforma la energía química en:

a) Energía radiante b) Energía nuclear c) Energía térmica d) Energía química e) Energía sonora

a) b) c) d) e)

Eólica Térmica y radiante Sonora Eléctrica Cinética

Resolución:

Resolución:

Clave:

6

La bomba de hidrógeno es un ejemplo de:

Clave:

6

Lo utilizan para medir la temperatura:

a) Fusión nuclear b) Fisión nuclear c) Combustión d) Fenómeno físico e) Fenómeno de la naturaleza

a) b) c) d) e)

Resolución:

Resolución:

Clave:


Barómetro Fotómetro Termómetro Reloj Espectrógrafo

Clave: 37


La energía del Sol se debe a las reacciones nucleares de: a) b) c) d) e)

7

Fisión Fusión Transición Alimentación Ninguna

¿En qué central se transforma el aire en movimiento, en electricidad? a) b) c) d) e)

Resolución:

Térmica Eólica Nuclear Hidroeléctrica Térmica nuclear

Resolución:

Clave: 8

“La energía .............. depende del tipo de átomos o moléculas que constituyen la sustancia, de la cantidad de esta sustancia y de la temperatura”. Completar correctamente:

a) Interna b) Nuclear c) Eléctrica d) Radiante e) Potencial elástica

Clave: 8

En el proceso de fotosíntesis se transforma el CO2 en: a) b) c) d) e)

Hidrógeno Nitrógeno Oxígeno Sodio Carbono

Resolución:

Resolución:

Clave:

Clave:

NOTA Sello y Firma del Profesor 38



Capítulo

5

Teorías Atómicas

TEORÍAS ATÓMICAS La materia y su estructura siempre han sido tema de estudio para la humanidad, ya que, de alguna manera, en la explicación de la estructura de la materia está también la explicación del origen del universo.

EVOLUCIÓN DEL ÁTOMO

Li

+ F

Li+

F-

Dalton supuso que los átomos eran esferas indestructibles. De acuerdo con él, los compuestos eran la unión de dos o más átomos (representados como esferas)

Modelo atómico de Thomson

Al modelo atómico de Thomson (1898) se le conoce como “Budín con pasas” y presenta los siguientes postulados: • El átomo es una esfera maciza, de carga eléctrica positiva. • Los electrones están localizados al interior de la esfera. • Las cargas del átomo se encuentran en equilibrio.

Las primeras ideas atómicas fueron planteadas por los filósofos griegos Leucipo y Demócrito (400 años a.C) quienes decían que la materia estaba formada por partículas indivisibles e indestructibles, a las que llamaron átomos. Átomo signica sin división. Modelo atómico de Dalton

John Dalton científico inglés recogió las ideas de Leucipo y Demócrito e introdujo el concepto de átomo a comienzos del siglo XIX(1803). La teoría presenta los siguientes postulados: • La materia está conformada por pequeñas partículas denominadas átomos (esferas rígidas). • Los átomos del mismo elemento tienen propiedades iguales. • Son indestructibles, indivisibles. Formando líderes con una auténtica educación integral

Modelo atómico de Rutherford (1911)

Ernest Rutherford descubrió el núcleo atómico al colocar una muestra de material radiactivo (Polonio) junto a una lámina de oro y la recubrió con placas fotográcas, observó que algunas partículas emitidas por el Polonio (a) se desviaban, que otras rebotaban y que otras no sufrían desviación, entonces concluyó que el átomo estaba conformado por el núcleo atómico macizo de carga positiva en el cuál chocaban las partículas (a). 39


Nombrar:

5

Nombrar: Na(1)

MgCO3 Resolución:

Resolución:

Clave:

6

S (2, 4, 6) Na2SO4

Nombrar:

Clave:

6

Nombrar: K (1)

Zn(NO3)2 Resolución:

Mn (2, 4, 6, 7) KMnO4

Resolución:

Clave:


Clave: 123

10-QUÍMICA 2DO (1 - 16)

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