Evolución del modelo atómico

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(1)TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE EDUCACIÓN Y CIENCIAS DE LA COMUNICACIÓN ESCUELA PROFESIONAL DE EDUCACIÓN SECUNDARIA. TEMA: Trabajo de Suficiencia Profesional Evolución del modelo atómico. Trabajo de Suficiencia Profesional Para optar el Título Profesional de. Licenciada en Educación Secundaria Mención, Ciencias Naturales: Física, Química y Biología Bach. Collave Romero, María del Pilar TRUJILLO- PERU 2019. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. DEDICATORIA. A mi madre María Teresa, por inculcarme valores y motivarme a seguir siempre estudiando. ii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. AGRADECIMIENTO. Agradezco a los miembros del jurado por sus consejos para mejorar este trabajo.. A mis primos Gloria y Braulio, por su apoyo incondicional para lograr alcanzar mis metas.. iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. INDICE. DEDICATORIA ................................................................................................................. ii JURADO DICTAMINADOR ........................................................................................... iii AGRADECIMIENTO ........................................................................................................iv INDICE ................................................................................................................................ v PRESENTACIÓN...............................................................................................................vi RESUMEN .........................................................................................................................vii DISEÑO DE SESIÓN DE APRENDIZAJE IMPLEMENTADA ................................ 10 SUSTENTO TEÓRICO ................................................................................................... 17 2.1. Introducción................................................................................................................ 18 2.2. Desarrollo .................................................................................................................... 18 2.2.1.. Los Modelos Científicos .................................................................................... 18. 2.2.2.. El átomo ............................................................................................................. 19. 2.2.3.. La Teoría Atómica y la evolución del modelo atómico. ................................. 20. SUSTENTO PEDAGÓGICO .......................................................................................... 38 3.1 Introducción................................................................................................................ 39 3.2 Desarrollo .................................................................................................................... 39 3.2.1. ¿Qué es enseñar? ............................................................................................... 39. 3.2.2. ¿Qué es el aprendizaje? .................................................................................... 40. 3.2.3. ¿Qué necesitan aprender los estudiantes?....................................................... 40. 3.2.4. ¿Cómo logramos que un estudiante aprenda?................................................ 43. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 48 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................ 49 ANEXOS............................................................................................................................ 52. v Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. PRESENTACIÓN Señores miembros del jurado, En cumplimiento al Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad Nacional de Trujillo Facultad de Educación y Ciencias de la Comunicación, pongo a vuestra disposición la sesión titulada. “Evolución del modelo atómico” desarrollado en el Área de Ciencia y Tecnología del Tercer Grado del Nivel Secundaria de Educación Básica Regular. Con la presente sesión se desarrolla la competencia “explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo” a través de las capacidades “comprende y usa conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, tierra y universo” y “evalúa las implicancias del saber y del quehacer científico y tecnológico”. Los estudiantes muestran tal desarrollo con el siguiente desempeño “explica cualitativa y cuantitativamente, basándose en conocimientos científicos, la evolución del modelo atómico sustentando que este se ha modificado y aclarado con el paso del tiempo gracias al avance en el conocimiento científico de la materia y el desarrollo de la tecnología”. La Autora. vi Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. RESUMEN En este trabajo de suficiencia profesional se desarrolla la sesión de aprendizaje con sus respectivos sustentos, el científico- filosófico y psicopedagógico. La sesión muestra el procedimiento a seguir para lograr que los estudiantes desarrollen la competencia explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo. El campo temático desde el cual desarrollamos esta competencia es el la evolución del modelo atómico. En el fundamento científico- filosófico se aborda la evolución del modelo atómico desde el punto de visto histórico positivista, en la medida que se estudia cada modelo atómico en una línea de tiempo y espacio, considerando los avances científico – tecnológico que permitieron descubrir las diferentes estructuras subatómicas y definir cómo se relacionan en la estructura del átomo. En el fundamento psicopedagógico se alcanza las bases psicológicas y pedagógicas que permiten desarrollar la sesión de aprendizaje para lograr que los estudiantes desarrollen sus competencias científicas. Palabras Clave: sesión de aprendizaje, competencias, teoría atómica,.. vii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. ABSTRACT. In this work of professional proficiency, the learning session is developed according to its respective philosophical and psycho -pedagogical support. The learning session displays the procedure that will enable students to build a competence that the world of physics explains based on the knowledge of living beings matter and energy, biodiversity, earth and universe. The thematic field from which this competence has been developed is the evolution of the atomic model. In the scientific-philosophical theoretical foundation, the evolution of the atomic model is approached from a positivist -historical point of view regarding the space and timeline where each atomic model is studied as well as taking into account the scientific and technological advances that led to discover the different subatomic structures. In the psycho-pedagogical theoretical framework, both the psychological and pedagogical basic foundations are covered in order to develop the learning session that will allow students to build up their scientific schooled competencies. Key Words: learning session, competencies, atomic theory,. viii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. INTRODUCCIÓN. Vivimos en un mundo globalizado en el que la ciencia y la tecnología están presentes en diversos contextos de la actividad humana y ocupan un lugar importante en el desarrollo del conocimiento y de la cultura de nuestra sociedad. En tal sentido se demanda de personas que puedan apropiarse del conocimiento científico y tecnológico para que puedan usarlo en la solución de problemas de su vida cotidiana, pero, sobre todo, se requiere de personas que promuevan el desarrollo de la ciencia y la tecnología desde la praxis dando valor agregado a los productos que tienen en su entorno y contribuyan al desarrollo del país, por ello en la Educación Básica Regular se ha propuesto como perfil del estudiante “indagan y comprenden el mundo físico que los rodea utilizando conocimientos científicos en diálogo con los saberes locales y en contextos diversos para mejorar su calidad de vida con una actitud de cuidado y de valoración de la naturaleza” Para el logro del perfil de egreso de los estudiantes, en el Área de ciencia y Tecnología se busca desarrollar sus competencias científicas desde dos enfoques, la indagación científica y la alfabetización científica y tecnológica con ello se desarrolla tres competencias:: • Indaga mediante métodos científicos para construir conocimientos. • Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo. • Diseña y construye soluciones tecnológicas para resolver problemas de su entorno Este trabajo de suficiencia profesional, se muestra una sesión de aprendizaje orientado a desarrollar la competencia: “explica el mundo físico, basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo”, se expone el. sustento. teórico,. filosófico. y. el. sustento. pedagógico.. . 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. DISEÑO DE SESIÓN DE APRENDIZAJE IMPLEMENTADA. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. SESIÓN DE APRENDIZAJE. TITULO: Evolución del Modelo Atómico I.DATSO INFORMATIVOS 1.1 Institución educativa. : San Nicolás. 1.2 Nivel. : Secundaria. 1.3 Área curricular. : Ciencia y Tecnología. 1.4 Número y nombre de la unidad. : Estructura atómica. 1.5 Tema. : Modelos atómicos. 1.6 Tiempo. : 45 minutos. 1.7 Fecha. : 17 /06/2019. 1.8 Docente responsable. : María del Pilar Collave Romero. II.APRENDIZAJES ESPERADOS. COMPETEN. CAPACIDAD. DESEMPEÑO. CAMPO. CIA Explica. TEMATICO el. Comprende y usa. Explica. mundo físico. conocimientos. cuantitativamente,. basándose en. sobre. basándose. conocimiento. vivos, materia y. conocimientos. s. energía,. científicos, la evolución. Biodiversidad, tierra y universo.. del. energía,. Evalúa. las. ha modificado y aclarado. biodiversidad,. implicancias. del. con el paso del tiempo. Tierra. saber. del. gracias al avance en el. quehacer científico. conocimiento científico. y tecnológico. de. sobre. seres. los. vivos,. materia. universo.. y. y. los. y. seres. cualitativa. modelo. y. en. atómico. sustentando que este se. la. materia. y. el.  Modelo atómico de Dalton( 1803)  Modelo  atómico de Thomson (1897)  Modelo atómico de Rutherford (1911)  Modelo atómico de Bohr (1913)  Modelo atómico actual. 11. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. desarrollo. de. la. tecnología.. Acciones observables. Enfoques transversales Orientación al. bien. Los estudiantes y el docente demuestran solidaridad con sus compañeras y compañeros al apoyarlos cuando lo requieran o necesitan.. común. III.ESTRATEGIAS METODOLOGICAS. SECUENCIA DIDACTICA. MATERIALES. TIEMPO. O RECURSOS 15 min. Inicio Los. estudiantes. escuchan. la. presentación. personal de la docente, consensuan normas de trabajo (Ver anexo 01) para la sesión y se colocan en el pecho una tarjeta con uno de sus nombres.. Motivación Se muestra una lámina (ver anexo 02) en la que se simula la conversación de los griegos Leucipo y su discípulo Demócrito sobre la división de la. Láminas. materia u la idea de átomo. Los estudiantes. Plumones. responden a las preguntas que se formulan en la. Tarjetas. lámina.. nombres. Recuperación de saberes previos. Fichas de trabajo. con. Los estudiantes responden a las siguientes preguntas: 1.. ¿Qué se sabe del átomo?. 2.. ¿Cómo se llama a los dibujos que. representan la idea de un átomo?. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) TSP UNITRU. 3.. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. ¿La idea de átomo que tenían Leucipo y. Demócrito, permanecerá igual en la actualidad? Conflicto cognitivo Los estudiantes observan una lámina con los diferentes modelos atómicos (Ver anexo 03) y responden a la siguiente pregunta: ¿Cuál de las figuras representa a un átomo? Se pide a los estudiantes que se pongan de acuerdo y señalen, según como su creencia, cual es la figura que representa a un átomo Se presenta el nombre de la sesión: Evolución del Modelo Atómico y se indica el desempeño que tiene lograr: Explica. cualitativa. y. cuantitativamente,. basándose en conocimientos científicos, la evolución del modelo atómico sustentando que este se ha modificado y aclarado con el paso del tiempo gracias al avance en el conocimiento científico de la materia y el desarrollo de la tecnología. DESARROLLO Adquisición de la información Se alcanza una ficha de trabajo para cada. 20 min Ficha de trabajo Lapiceros. estudiante (Ver anexo 04), sobre la evolución del modelo atómico. Leen en forma individual y luego cotejan las ideas de los científicos con el modelo que lo representa, escribiendo su nombre sobre la línea que aparece debajo del dibujo. Cotejan sus respuestas con un compañero de su costado.. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Luego, se indica a cinco estudiantes salir al frente y socializar sus respuestas con sus compañeros, siguiendo las instrucciones de la docente. Leen la teoría propuesta, y dicen cuál es la figura que lo representa. Someten a discusión. al. plenario, sus respuestas. Con ayuda de la docente llegan a acuerdos. Aplicación o transferencia de lo aprendido a situaciones Los estudiantes reciben una ficha para demostrar lo que han aprendido (ver anexo 05). CIERRE Meta cognición. Ficha de meta. 10 min. cognición. Los estudiantes responden a las siguientes preguntas: 1.. ¿Qué hemos aprendido en esta sesión?. 2.. ¿Cómo has logrado aprenderlo?. 3.. ¿Cuál modelo lo entendiste bien y de cual. tienes dudas todavía? 4.. ¿Para qué crees que te va a servir conocer. este tema?. IV.EVALUACION FORMATIVA. La evaluación se realizará durante todo el desarrollo de la sesión de aprendizaje. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Desempeño precisado. Evidencia. Instrumento de evaluación. Explica. cualitativa. y. cuantitativamente, basándose. Sustenta. con. base. información científica la en. evolución. del. modelo. conocimientos. atómico. científicos, la evolución. preguntas en una ficha.. del. modelo. a. atómico. 1.. contestando. Ubican. Lista en. sustentando que este se. una línea de tiempo. ha. los. modificado. y. atómicos.. tiempo gracias al avance. 2.. en. conocimiento. diferencia entre la. científico de la materia y. idea de átomo de. el. Dalton. desarrollo. de. la. tecnología.. cotejo. (Ver. anexo 06). modelos. aclarado con el paso del. el. de. Explican la. y la. de. Rutherford. 3.. Explican. cuál fue el aporte de Thomson. 4.. Sugieren. ideas para seguir conociendo. el. átomo. 5.. Explican. para que les sirve lo aprendido. V.Extensión o tarea de aplicación Los estudiantes elaborarán una maqueta de un modelo atómico considerando sus implicancias en la actualidad. VI.Referencias bibliográficas Para el estudiante. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. . Ministerio de Educación. (2012). Libro de Ciencia, Tecnología y. Ambiente de 1.er Grado de Educación Secundaria. Lima: Grupo Editorial Norma. . LEXUS. (2013). La biblia de la física y química. Lexus editor.. . Videos a partir de direcciones web.. . Papelote y plumones. . Limpiatipo.. . Cuaderno de CTA. . .Anexo 1, 2, 3, 4, 5, 6. Para el docente . Ministerio de Educación. (2012). Manual del Docente Libro de Ciencia,. Tecnología y Ambiente de 1.er Grado de Educación Secundaria. Lima: Grupo Editorial Norma. . Los. modelos. atómicos:. Evolución. Histórica.. Capítulo. 1.. https://tuylaquimica.files.wordpress.com/2011/03/unidad_2_cap01q.pdf (Consulta 6 de junio de 2016). . LEXUS. (2013). La biblia de la física y química. Lexus editor.. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. SUSTENTO TEÓRICO. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. SUSTENTO TEÓRICO. 2.1.. Introducción. El átomo es una partícula muy pequeña de la materia que no podemos ver a simple vista, la forma como lo conocemos hoy es producto de una ardua labor científica en el que han participado muchos hombres de ciencia. La idea que tenemos de átomo ha evolucionado lentamente a través del tiempo y ha estado acompañado de muchos descubrimientos e inventos tecnológicos. Esas ideas se fueron representando en lo que los científicos han dado en llamar los modelos atómicos, son estas representaciones las que tratamos de fundamentar en este documento. 2.2.. Desarrollo. 2.2.1.. Los Modelos Científicos. La ciencia es, ante todo, una manera de ver el mundo, una determinada manera de intentar comprender qué somos, entender lo que nos rodea y relacionarnos con ello (Casacuberta, 2005). Para tal propósito debe poder describir, explicar y realizar predicciones sobre los hechos y fenómenos que estudia (Concari, 2001), para ello, se vale de modelos. Un modelo puede definirse como una representación de un objetivo (el referente). Los referentes representados por los modelos pueden ser diversas entidades tales como objetos, fenómenos, procesos, ideas o sistemas. Un modelo científico también es un puente para conectar una teoría científica con un fenómeno, porque ayuda al desarrollo de la teoría desde los datos y la pone en relación con el mundo natural (Acevedo, Carmona, Mendez, & Martinez, 2017). Los modelos son herramientas con los cuales es posible materializar y poner a funcionar las ideas, guiando nuestras acciones futuras y reduciendo riesgos y costos. El mundo es complejo y es necesario desarrollar, con mayor o menor éxito, modelos mentales que ayuden a entenderse con esa complejidad. Estos modelos constituyen, o bien. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. una manera de pensar o bien son una manipulación interna de representaciones de cómo funciona el mundo ( (Jaffe, 2007) De lo antes dicho puede afirmarse que al estudiar los modelos atómicos lo que se irá conociendo es como los científicos han representado su modo de entender el átomo, para lo cual han elaborado figuras o dibujos con el propósito de poder comunicar sus ideas a los demás. En esta sesión de aprendizaje, lo que se trata es de hacer entender al estudiante como ha sido entendido el átomo desde los primeros pensadores griegos, Leucipo y Demócrito hasta la forma cómo lo conocemos hoy.. 2.2.2.. El átomo. Antes de poder interactuar con los estudiantes para desarrollar aprendizajes sobre los modelos atómicos vamos a explicar que entendemos sobre el átomo y para ello nos vamos a apoyar en los registros escritos por diferentes estudiosos de la ciencia. Se considera el átomo cómo “la partícula más pequeña de la materia” (Brucce, 2006) compuesto por una diversidad de partículas subatómicas, entre ellas los protones, neutrones y electrones. Dos características fundamentales de estas partículas son la masa y la carga eléctrica ( (Picado & Alvarez, 2008). El protón, se encuentra en el núcleo. Su masa es de 1,6×10-27 kg. Tiene carga positiva igual en magnitud a la carga del electrón. El número atómico de un elemento indica el número de protones que tiene en el núcleo. Por ejemplo el núcleo del átomo de hidrógeno contiene un único protón, por lo que su número atómico (Z) es 1. El electrón, se encuentra en la corteza. Su masa aproximadamente es de 9,1×10-31 kg. Tiene carga eléctrica negativa (-1.602×10-19 C). El neutrón, se encuentra en el núcleo. Su masa es ligeramente mayor que la del protón. No posee carga eléctrica. (Kennet, Kennet, & Raymond, 1995). 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Los protones y los neutrones son combinaciones de otras partículas llamadas 1. 2. quarks, que tienen cargas equivalentes a ± 3 y ± 3 de la carga del electrón. No se han observado quarks aislados, y existen razones teóricas para pensar que, en principio, es imposible observar un quarks solo (Sear, Zemansky, & Young, 2004) Los protones y neutrones de un átomo constituyen un centro muy pequeño y muy denso llamado núcleo, con dimensiones del orden de 10-15m. Alrededor del núcleo están los electrones, que se despliegan hasta una distancia de del orden de los 1010m con respecto al núcleo. Si un átomo tuviera un diámetro de unos pocos kilómetros, su núcleo sería del tamaño de una pelota de tenis (ibídem) El concepto de átomo que ahora tenemos en producto de un ardua labor científica asociada a una serie de descubrimientos e inventos lo cual ha permitido ir modificando la forma de representarlo y que en conjunto constituyen lo se ha dado por llamar Teoría atómica.. 2.2.3.. La Teoría Atómica y la evolución del modelo atómico.. a. El Atomismo Griego, el átomo como partícula amorfa. Se afirma que la idea de átomo surgió en Grecia, por el siglo IV a.C. con Leucipo y Demócrito, por aquellos tiempos los filósofos griegos plantearon una pregunta importante: ¿era la materia continua o discontinua? Si la materia fuera de naturaleza continua o gelatinosa, cualquier porción de ella se rompería en fragmentos pequeños, y esta división no tendría límites. En cambio si la materia fuera discontinua o granular, entonces la subdivisión sucesiva de cualquier sustancia se produciría hasta la obtención de pequeñísimo gránulo indivisible. (Flores & Figueroa, 2007) Zenón, abogaba por divisibilidad indefinida de la materia, en tanto que Leucipo y Demócrito, opinaron que el proceso de división de la materia debería tener fin, hasta alcanzarse unas partículas finales indivisibles (que llamaron átomos). Los atomistas griegos pensaban que las propiedades de las sustancias estaban. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. determinadas por la forma de los átomos: Los átomos de hierro eran duros y espinosos, de modo que se interconectaban formando un sólido; los átomos de agua eran de superficie suave y deslizaban fácilmente, los de la sal eran puntiagudos y pinchaban en la lengua, etc. (Albella, Cintas, Miranda, & Serratosa, 1993). De ello podemos deducir que Leucipo y Demócrito, pensaban en un átomo como partícula muy pequeña y sin división, pero sin forma definida. El atomismo fue rechazado por Aristóteles y Platón, y no fue sugerida de nuevo hasta mediados del siglo XVII, por el físico italiano Gassendi y el químico ingles Boyle. El notable físico ingles Newtons apoyó este nuevo argumento a principios del siglo XVII, con las siguientes palabras: b. Teoría Atómica de Dalton, el átomo como una esfera. Después de más de dos milenios, un maestro de escuela el inglés John Dalton, interesado por las propiedades y la estructura de los gases unido a su gran capacidad para elaborar modelos teóricos, buscando explicar la homogeneidad y el comportamiento de las mezclas gaseosas que estudiaba y coincidiendo con las especulaciones de Boyle y Newton en que los gases deben estar constituidos por partículas, retomando la idea de átomo propuesta por Leucipo y Demócrito, elaboró la Teoría Atómica que lleva su nombre y que se convirtió en la piedra angular de la Química Moderna (Zamora, 2005) y que logra sacar a luz en 1803. Sus postulados se resumen en los siguientes hechos: 1.. Los elementos están constituidos por átomos, que son las partículas. básicas de la materia; son indivisibles y no pueden ser creados ni destruidos. 2.. Los átomos de un mismo elemento son idénticos, con el mismo peso y. las mismas propiedades químicas. 3.. Los átomos de elementos distintos se combinan entre sí en relaciones. enteras para formar compuestos. 4.. Los átomos de los elementos pueden combinarse en más de una. proporción entera para formar más de un compuesto(ibídem) Con Dalton se vuelve a pensar en el átomo como una partícula pequeña y sin división que forma la materia. No dice nada de su forma pero esta puede deducirse. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. de los dibujos que realizaba para representarlos, él dibujaba círculos para representar el átomo e hizo construir esferas de una pulgada de diámetro para enseñar y construir su teoría atómica (Perez, 2007). De tal modo que su modelo atómico lo podemos representar como una esfera, tal como se muestra en la Fig. 01. c. Thomson y el átomo como un “budín con pasas” Alessandro Volta, descubre la pila eléctrica, y demuestra que la materia tiene naturaleza eléctrica. Nace la electroquímica como una nueva rama de la Química y se inician una serie de experimentos en dicha rama, especialmente en electrólisis, en la cual se descomponían las sustancias a través de la electricidad, destacando Humphry Davy. No Obstante el más sobresaliente fue sin duda Michael Faraday, quien logró construir una teoría sólida para los fenómenos electroquímicos, fruto de un intenso trabajo experimental. Se llevaron una serie de estudios experimentales haciendo pasar corriente eléctrica a través de disoluciones, que pusieron de manifiesto que aquella era transportada por unos fragmentos de las moléculas disueltas con carga eléctrica y a los que Faraday dio el nombre de iones. ¿Pero cuál era el origen de esos iones? esta cuestión abrió un amplio camino de investigación, para estudiar porque y como se producen esos corpúsculos cargados eléctricamente. Se comenzó estudiar también el paso de la corriente a través de sólidos y líquidos. Pero al emplear aire o en cualquier otro medio gaseoso, se comprobó que los gases eran muy malos conductores de la electricidad. No obstante haciendo más pruebas se observó que la corriente eléctrica se conducía mejor si en el tubo que contenía el gas se disminuía la presión. Y entonces al hacer pasar la corriente eléctrica producía un. 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. resplandor coloreado en el interior del tubo y también una fluorescencia en las paredes del cristal (Esteban, 2010). Heinrich Geissler, consiguió una enorme mejora de los tubos mediante la aplicación de una bomba de vapor de mercurio, con la que se producían presiones muy bajas del gas en el tubo (es lo que se conoce como gas enrarecido o gas a muy baja presión) Estos tubos, fueron llamados tubos de descarga y consisten en una ampolla de vidrio que contiene un gas enrarecido provista de dos placas metálicas en sus extremos que actúan de electrodos. Con una corriente eléctrica de alto voltaje (de 5 000 a 10 000 voltios) no se observa nada en el interior del tubo. Pero, si mediante un sistema de vacío se extraía parte de ese gas, es decir se disminuía su presión en el interior del tubo (del orden de 10-2 átomos) dicho gas comenzaba a emitir luz y conducía la corriente eléctrica. Las investigaciones se dirigieron ahora a estudiar la fluorescencia que se producía. Se comprobó así que los puntos fluorescentes eran afectados por los imanes, lo cual sugería que los rayos que se producían estaban cargados eléctricamente. En 1876, el físico alemán Eugen Goldstein, comprobó además que provenían del cátodo, por lo que les dio el nombre de rayos catódicos. No obstante, fue el físico británico Willam Crookes quien, continuando en la línea de Goldstein, hizo los más interesantes descubrimientos acerca de los rayos catódicos: encontró que eran partículas con una carga negativa (ibídem), el pensaba que los gases enrarecidos se habían trasformado en un cuarto estado de la materia al que denominó “estado radiante” Joseph John Thomson, colocó dentro de un tubo a la mitad de la distancia de trayectoria de los rayos catódicos dos platos cargados eléctricamente de signos contrarios y a la misma altura, pero exterior al tubo, los polos de un imán, constituyendo el conjunto campos eléctricos y magnéticos perpendiculares entre sí. Cuando hizo funcionar solo el campo magnético, los rayos catódicos en A. Cuando funciono únicamente el campo eléctrico, los rayos catódicos chocaron en el punto C, de la pantalla fluorescente. En el caso de no funcionar los campos eléctricos y magnéticos o compensaban su influencia, los rayos no eran desviados e iban en línea (Ponz, 1987). La fig. 02, representa dicho experimento.. 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Con su experimento, Thomson, demostró que los rayos catódicos tenían carga eléctrica negativa y los llamó electrones. Posteriormente Millikan determinó su carga eléctrica igual a 1,6x10-19 Coulomb. (Cartolin, s.f) Con ello quedó claro que los rayos catódicos se desplazaban en línea recta, proyectaban sombra, se hallan formados por partículas materiales, ponen incandescentes placas metálicas, producen fluorescencia, son también capaces de impresionar placas fotográficas, estas permanecen invariables cualquiera que sea el gas contenido en el interior del tubo, lo que prueba que las partículas que los constituyen son comunes a todas las clases de materias. La carga eléctrica del electrón es la cantidad de masa eléctrica menor que se conoce, por eso se llama carga elemental. Thomson halló la carga a masa del electrón: 𝑒− = 1,76𝑥108 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏⁄𝑔 𝑚 A principios de la década de 1900, dos hechos relativos a los átomos habían quedado claros, contienen electrones y son eléctricamente neutros. Dado que son neutros cada átomo deberá tener igual número de cargas positivas y negativas, para mantener la neutralidad eléctrica (Chan, s.f.). Esto llevó a J.J. Thomson, a sugerir un nuevo modelo atómico al que se le denominó el de “uvas en gelatina” o del “budín de pasas” en donde el budín o gelatina representa la carga positiva y las uvas o pasas representan la carga negativa. La fig.02, representa tal modelo.. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Eugen Goldstein descubrió en un tubo de descarga al que introdujo gas de hidrógeno, una luminosidad detrás del cátodo. Para identificar esos rayos, realizó varis perforaciones en el cátodo. Al aplicar una fuente de corriente de alto voltaje entre los electrodos, observó que se formaba otro haz luminoso detrás del cátodo al que llamó rayos positivos o rayos canales (protones) (Cuevas, 2004). Los rayos canales se forman cuando los electrones que salen del cátodo a gran velocidad chocan con los átomos de hidrogeno que contiene el tubo. En el choque, cada átomo de hidrogeno pierde su electrón quedando el protón el cual viaja en sentido opuesto a los rayos catódicos (electrones). Los rayos canales tenían auto-luminosidad, a diferencia de los rayos catódicos, que sólo se hacían perceptibles cuando chocaban con un objeto (el gas o vidrio). Además Goldstein que el color de la luz que emitían variaba con el gas del tubo (amarillento con el aire, verdoso con el dióxido de carbono, rosa con el hidrogeno,. 25 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. amarillo-rosa con el oxígeno, etc. por lo que se emplean en los anuncios luminosos), mientras que los rayos catódicos era el mismo (Esteban S. , 2010) Otro físico alemán Wilhelm Wien (1864-1928), comprobó que los rayos canales tenían carga positiva y consiguió determinar la carga/masa, e/m, de esas partículas, demostrando que esa relación variaba con la naturaleza del gas del tubo de descarga. Estos resultados se interpretaron suponiendo que se trataba de Eiones positivos, originados porque al chocar los átomos del gas con los rayos catódicos (corriente de electrones) perderían a su vez electrones. Esta es la razón por la que también se les conoce como rayos positivos, a propuesta de Thomson en 1907. Cuando el gas era hidrogeno, resultó que la partícula positiva correspondiente era de menor masa de todos los gases estudiados, unas 1840 veces mayor que la del electrón y de igual carga aunque de signo contrario. A esta partícula se denominó protón (del griego protos, que significa primero), también propuesto por Thomson (1920). Se supuso, además que era una partícula atómica que compensaba en la materia a la carga del electrón (Esteban S. 2010). d. Rutherford, y el modelo atómico planetario. Para entender el modelo propuesto por Rutherford es necesario conocer tres hechos que sirvió de base para construir su modelo atómico: el descubrimiento de los rayos X, el descubrimiento de radiactividad, y el experimento del pan de oro que realizó Rutherford. Descubrimiento de los rayos X En 1895 Guillermo Roentgen, explico que cuando los rayos catódicos con muy alta energía chocan sobre las superficies metálicas en forma extraña emana de esta una radiación sumamente potente que puede pasar a través de sustancias constituidas por elementos livianos, mas no a través de huesos o los metales pesados y en sus compuestos; y que la misma ennegrece placas fotográficas y produce fluorescencia en varias sustancias. Desde que estos rayos no son desviados por un imán no consisten de partículas cargadas como en el caso de rayos catódicos. Roentgen,. 26 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. solo los identificó como un tipo de radiación de alta energía y desconociendo lo demás los llamo “rayos x”. Casi inmediatamente la ciencia médica los adopto como un medio de diagnóstico y en el año 1912 se descubrió su uso en el estudio de las estructuras cristalinas y moleculares. En el tubo de “Rayos X” el haz de electrones de alta energía al hacer impacto sobre la cubierta del tubo, produce, además un punto luminoso sobre la superficie del vidrio, cuyo fenómeno se denomina fluorescencia, desapareciendo la luminosidad cuando cesa la actividad del agente que la originó. Esto indujo a algunos científicos a investigar la relación que pudiera haber entre la producción de rayos X y la indicada fluorescencia.. La radiactividad Henry Becquerel, en 1895, se dedicó a estudiar la fluorescencia de los compuestos de uranio y en uno de sus experimentos colocó cristales de sulfato de potasio y uranilo, de formula K2SO4. (UO)2 SO4. 2H2O, sobre una placa fotográfica envuelta en papel negro y lo dejo a la luz solar. La radiación fluorescente emitida por el compuesto de uranio hizo que se oscureciera la parte de la película que estaba debajo de los cristales. Certeramente, Becquerel interpreto el resultado de su experimento como que era debido a la fluorescencia de la sal de uranio, ya que por otro experimento la luz del sol no causaba el ennegrecimiento de la película, debido a la envoltura del papel negro. La radiación emitida por la sal de uranio, debía tener mayor energía que la de la luz solar. En 1896, becquerel preparó otro experimento similar, pero no hubo sol sobre Paris y colocó en un oscuro cajón de su escritorio, la muestra del compuesto de uranio que tenía debajo la placa fotografía envuelta en un papel negro opaco. Grande fue su sorpresa cundo al sacar el material del. 27 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. experimento y tener el chispazo de revelar antes la placa fotografía, encontró que tenía las manchas tan negras como si la luz solar hubiera actuado. La interpretación de Becquerel de los resultados de esta casualidad fue correcta: La sal de uranio emitía espontáneamente rayos sin necesidad de un estímulo como era la luz del sol, causante del ennegrecimiento observado en la placa fotográfica. Al repetir el experimento con minerales como pecblenda de Checoeslovaquia, con mayor contenido de óxido de uranio. Becquerel observó que afectaba las placas fotográficas con mayor intensidad, pero por análisis químico encontró ¡cosa rara!, que el efecto con este mineral aun mayor que su contenido en uranio. Sospechando que su origen debía ser por presencia de algún elemento no conocido todavía, encargó a su ayudante de investigación la joven polaca Maria Sklodowska que tratara de aislar este elemento. Paralelamente los esposos Curie se habían dedicado al estudio de radiaciones emitidas por el uranio y fueron ellos quienes inventaron el termino radiactivo para describir los elementos que espontáneamente emitían radiación. Actualmente se llama radiactividad a la “espontanea ruptura de un átomo por emisión de partículas y/o radiación”. El resultado de esta emisión es la transmisión de energía en forma de ondas por el espacio. Ernesto Rutherford, se había dedicado también al estudio de la radiación penetrante y el fenómeno y el fenómeno de la radiactividad. Muy inteligentemente establecido que había dos tipos de radiaciones, que las llamo alfa (𝛼) y beta (𝛽) . Sus experimentos demostraron que eran partículas emitidas por el núcleo del átomo. Inmediatamente otro científico, demostró la existencia de un tercer tipo de radiación que no constituye partículas sino solamente ondas electromagnéticas de extraordinario poder de penetración que es la radiación gamma (𝛾).. 28 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. El experimento de Rutherford del “pan de oro” En 1911, Ernesto Rutherford decidió usar las partículas alfa para probar la estructura del átomo, Con su asociado J.H. Geiger, quien invento el instrumento para detectar la radiación que ahora se conoce como el “contador Heiger” y el estudiante graduado E. Marsden, Rutherford dirigió una serie de experimentos usando hojas delgadas de oro conocidas con el nombre de “panes de oro”, para que les sirviera de blanco, sobre los cuales se disparan partículas alfa, desprendidas por sustancias radiactivas. Los tres científicos observaron que las partículas alfa(𝛼) (que son núcleos de Helio formados por dos protones y dos neutrones) en su mayoría penetraban y pasaban la laminilla de oro sin desviación alguna; otras, una minoría; sufrían una desviación pero la sorpresa fue mayúscula, para ellos cuando comprobaron que algunas partículas alfa(𝛼) rebotaban sobre la lámina y regresaban hacia atrás. De acuerdo con el experimento Rutherford afirmó, que el pan de oro era casi todo un espacio vacío; que el minúsculo átomo era, un inmenso vacío, explicado por el paso inalterable de la mayoría de partículas alfa; que la desviación de algunas partículas alfa, cargadas positivamente, y el rebote de algunas cuantas, significaba que las cargas positivas del núcleo de cada átomo de oro, o sea los protones estaba concentrados en un núcleo sumamente denso y con carga positiva. Rutherford describió al átomo como un sistema solar en miniatura, constituido por un núcleo todavía mucho más pequeño que contiene casi toda la masa del átomo y electrones. 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. que giran en órbitas a su alrededor. La Fig.07, representa el modelo atómico de Rutherford.. e. Niels Bohr y el modelo atómico cuántico. El modelo atómico de Rutherford, generó una pregunta: ¿Cómo se disponían los electrones alrededor del núcleo? Si el átomo es eléctricamente neutro se necesitaban algunos electrones para compensar la carga nuclear positiva. Niels Bohr se propuso resolver este problema, tomando como fundamentos los conceptos ya estudiados en aquella época,. sobre la naturaleza de la luz, el espectro. electromagnético y el espectro del átomo de hidrogeno, propuso su modelo atómico que se ha dado por llamar el modelo cuántico. Antes revisaremos brevemente los conceptos que fundamentaron este modelo: Naturaleza de la luz. Según Maxwell la luz es una onda electromagnética, es decir, que sobre ella actúan un campo eléctrico y un campo magnético y se propaga a una velocidad de 3x108m/s.. 30 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Según la teoría fotónica, fundamentada por Albert Einstein, un haz de luz estaría conformada por fotones o cuantos de energía luminosa que son como paquetitos de energía. La energía de cada fotón estaría determinada por la frecuencia de cada onda. La energía E de un cuanto de luz está determinada por la ecuación: E=h.𝜐 Donde h es la constante de Planck (6,62x10-27 erg/s ) y 𝜐 es la frecuencia de la onda lumínica. La luz se caracteriza por dos conceptos íntimamente relacionados: la frecuencia y la longitud de onda. Se llama longitud de onda cómo la distancia entre dos crestas (puntos más altos de la onda), se representa por lambda ( 𝜆) y se mide en centímetros cm. La frecuencia está dada por el tiempo que transcurre entre el paso de dos crestas por un mismo punto. La frecuencia se expresa en ondas por segundo (ondas/s) y se representa con la letra griega ny o nu (𝜈). 𝜈=. 1 𝜆. Además la frecuencia es directamente proporcional a la velocidad de propagación de la onda; en el caso de la luz, lo será a la constante C= 3x1010cm/s; o sea que 𝜈=. 𝐶 𝜆. Con esta fórmula podeos determinar la frecuencia y la longitud de onda de cualquier elemento de una onda lumínica. Ahora entonces se podía saber la frecuencia, la longitud de onda y la energía que transporta un cuanto de luz de cualquier elemento del espectro luminoso (conjunto de ondas que conforman la luz blanca). El espectro electromagnético. 31 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Cuando la luz blanca pasa a través de un prisma se descompone en una serie de colores que van desde el rojo hasta el violeta pasando por el amarillo, naranja, verde y azul. Esta banda de colores se denomina espectro visible de la luz, debido a que es la única región del espectro total de la luz que el ojo humano puede apreciar sin ayuda de instrumentos. Un análisis cuidadoso demuestra que a la derecha de esta región hay ondas cortas y de alta frecuencia, llamadas rayos UV, rayos X, rayos gamma. Y a la izquierda, hay ondas largas y de baja frecuencia llamada región infrarroja. Estas ondas se pueden registrar y analizar en un espectrógrafo (placa fotográfica) El espectro de rayas Si en el trayecto de un rayo luminoso complejo se intercalan algunas sustancia de tal modo que el rayo se vea obligado a atravesarlas y después se analiza la luz emergente comparándolo con el rayo luminoso primitivo, se observará que en algunos casos en la que la luz sale no están todas las radiaciones que entraron, sino que faltan algunas que han sido absorbidas al atravesar la sustancia interpuesta. Con esta sencilla experiencia se explica los colores de los cuerpos: si un cristal, por ejemplo, lo vemos verde cuando miramos a su través la luz del sol, es porque solo deja pasar las radiaciones de este color y absorbe las demás, es decir, que de la luz blanca que a él llega y que contiene todos los colores del arco iris, solo las radiaciones verdes pasan libremente, y, según qué absorba más o menos intensamente las amarillas o azules, así será el verde más claro o más oscuro. La cuantía de la absorción y la delimitación de las zonas absorbidas sólo pueden establecerse descomponiendo espectralmente la luz que ha atravesado el cuerpo. (Poggio, 1945) A finales de la década de 1850, el físico alemán G.R. Kirchhoff, trabajando en colaboración con R.W. Bunsen, colocó cristales de diversas sales en la flama, que ardieron con luz de diferentes colores; al pasar esta luz a través de un prisma se separaban en líneas luminosas. Kirchhoff había inventado el método de obtener la “huella dactilar” de cada elemento por la luz que producía al calentarlo.. 32 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. El producto del ingenio humano utilizado para analizar los elementos químicos, se llamó espectrógrafo. Actualmente existen una variedad de ellos. Básicamente son de dos tipos: los espectros de emisión y los espectros de absorción. En los espectros de emisión, cada sustancia, al ser excitada (a la llama por ejemplo) emite radiaciones. Al pasar dicha radiación a través de un espectrógrafo, nos da el espectro de emisión del compuesto. Si lo que se analiza son elementos, se obtiene franjas coloridas en un fondo negro, dichas franjas son características que permiten identificarla, es su “huella dactilar”. Los espectros de absorción se obtienen pasando luz blanca sobre la sustancia a analizar. Se observa que la sustancia absorbe una parte de esta radiación. La luz que sale del espectrógrafo corresponde al espectro de absorción. Y corresponde a un espectro colorido con líneas oscuras que pertenecen a la radiación que absorbió el elemento. (Rosales, 2005) Una ventaja, es que el espectro de rayas o de absorción se puede registrar en fotografías y después analizar.. El espectro del átomo de hidrógeno. Todos los átomos y moléculas absorben luz de ciertas frecuencias características. La representación de las frecuencias de absorción se llama espectro de absorción y es una propiedad identificativa de cualquier átomo o molécula. (Dikerson, 1992) Cuanto se excitan los átomos de una muestra de hidrógeno, y se observa su espectro de absorción se ven líneas que según los físicos corresponden a transiciones de los electrones excitados en distintos niveles de energía hacia algún nivel de menor energia. cada grupo de transiciones que llega a un mismo nivel recibe el nombre de quien las descubrió experimentalmente: Lyman, Balmer, Paschen, etc.. El desarrollo de la espectroscopia fue previo al de mecánica cuántica y, en cierto modo, fue la que favoreció el desarrollo de esta teoría ya que solo podía explicarse el espectro de líneas si se recurría a la noción de cuantos de energía. El espectro de. 33 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(34) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. emisión del átomo de hidrogeno fue la base experimental para el desarrollo del modelo atómico de Bohr.. Niels Bohr, creía que los electrones giran alrededor del núcleo como los planetas con el sol y afirmó que para que un electrón pudiera mantenerse en una órbita dada debería conservar una energía constante durante su movimiento, y así lo explicaba: “un electrón no disipa energía continuamente, sino que la emite por pausas o paquetes de energía (cuantos o quantums)” Ello ocurre cuando es excitado para saltar de su propia órbita a otra, pero al regresar a su órbita emite la energía que había ganado. Por lo tanto, el electrón absorbe y conserva la cantidad de energía necesaria para mantenerse girando alrededor del núcleo. En tal sentido, Bohr consideró lo siguiente en su modelo atómico: Los electrones, que son partículas eléctricamente negativas, se mueven a lo largo de órbitas bien definidas por un determinado nivel energético. Un átomo no emite ni absorbe mientras sus electrones se mantienen en sus respectivas órbitas, llamadas estacionarias. Pero, si el átomo es excitado de alguna forma un electrón puede saltar a un nivel de mayor energía y absorberla; después emitirá energía al regresar a la órbita en que se encontraba. El electrón no puede detenerse entre estos niveles. El electrón no puede detenerse entre estos niveles, lo cual explica el hecho de que los electrones no se precipiten sobre el núcleo. 34 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(35) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Si hubiera una emisión continua por parte de los electrones de los átomos, se debería obtener un espectro también continuo; pero esto no ocurre según lo comprobó Bohr. Según Bohr, un nivel de energía es la distancia que existe entre la órbita de un electrón y el núcleo del átomo. Si se aumenta, las órbitas se aproximan entre si y crece la energía del nivel. En el modelo atómico de Bohr, los electrones están distribuidos en capas de niveles energéticos que se designan con los números: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, llamados números cuánticos (n). la órbita de menor radio es n=1 y así sucesivamente hasta n=7. Estas órbitas se designan con las letras K,L,M,N,O,P,Q. (Severiano, 2008) Un número limitado de electrones se encuentra sobre un nivel de energía: para determinarlo se aplica la regla de saturación que dice: El número máximo de electrones sobre un nivel de energía, caracterizado por su número cuántico, es igual a 2n.. La propuesta de Bohr tuvo éxito, porque concordó en detalle con la evidencia experimental, pues la energía de la luz emitida o absorbida) por dicho átomo es congruente con los niveles de energía que se calculan a partir del modelo (Picado A. , 2008). 35 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(36) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. f. Sommerfeld y el modelo atómico orbital A medida que se iba perfeccionando el espectroscopio, se descubrieron que las líneas de los espectros elementales no eran sencillas sino que se subdividían en líneas de estructura más fina, lo cual implicaba la existencia de subniveles de energía. Para explicar este hallazgo Arnold Somerfeld en 1916 propuso un modelo de estructura atómica en el cual los electrones ocupan órbitas elípticas y circulares a partir del segundo nivel de energía. Debido a que en la elipse se consideran dos parámetros, el semieje menor y el semieje mayor, aparecen aquí dos números cuánticos: n y K; n es igual al número cuántico principal que representa los niveles discretos de energía en el Modelo de Bohr y K es un número cuántico secundario que indica cuánto se desvía la órbita elíptica en relación con la órbita circular. Cuando K = n el electrón se mueve en una órbita circular, cuando K< n, el electrón se mueve en una órbita elíptica.. g. Modelo probabilístico Los modelos de Bohr y Sommerfeld, para explicar la distribución de los electrones alrededor del núcleo, solo daban razón del átomo de hidrogeno y de aquellas formas atómicas que como el He+ y el Li++, que han perdido electrones, hasta quedar solamente con uno con uno, siempre y cuando la carga negativa esté fuera de la acción de cualquier campo magnético. 36 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(37) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. En adición a lo anterior, Heinsembrerg en 1925 propuso el principio de incertidumbre, en virtud del cual, no es posible determinar con exactitud el lugar donde se encuentra el electrón en un átomo y en un momento determinado; aunque si es factible definir la probabilidad de encontrarlo en ese mismo momento. El principio de incertidumbre se puede ilustrar de la siguiente manera: si se tiene un trompo o peonza a la cual se ha hecho una señal en alguna región de su superficie; mientras el objeto este girando no se puede decir con exactitud en que sitio se encuentra la señal, pero existe una probabilidad definida por la superficie total del trompo y para tener una idea de la localización de la señal sería necesario detener el movimiento. Esto mismo ocurre con los modelos atómicos, es como si en un momento determinado se detuvieran los electrones en su movimiento, por lo cual ya no es el átomo tal como es en la realidad. En 1926 Erwin Schrödinger, con base en el concepto de que el electrón se comporta como una onda, propuso su ecuación de onda para describir la situación de los electrones en los átomos en términos de probabilidad de encontrarlos en una determinada región del espacio extra nuclear, pero sin confinarlos a órbitas elípticas o circulares como pretendían Bohr y Sommerfeld. Este modelo atómico actual, conocido como probabilístico, orbital o de nube electrónica se basa en la naturaleza ondulatoria del electrón y conserva los conceptos de cuantificación de la energía como lo propuso Bohr, y permite estimar la distribución de los electrones alrededor del núcleo de cada elemento en niveles, subniveles y orbitales, con base en el estado energético de cada electrón- números cuánticos- Los electrones se localizan primero en el subnivel de más baja energía y progresivamente se van ubicando en los de mayor energía. Esta distribución de repite de manera periódica (Herrera, 1994). 37 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(38) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. SUSTENTO PEDAGÓGICO. 38 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(39) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. SUSTENTO PEDAGÓGICO. 3.1. Introducción Cuando el docente emprende la tarea de desarrollar una sesión de aprendizaje debe saber dar respuesta a las siguientes preguntas: ¿Qué es enseñar?, ¿Qué es el aprendizaje y como se produce? ¿Qué necesitan aprender los estudiantes? ¿Dónde voy a enseñar? ¿Qué interacciones favorecen el aprendizaje? ¿Cómo aseguramos que el estudiante ha aprendido? Por ello para sustentar esta sesión de aprendizaje daremos respuesta a dichas interrogantes.. 3.2. Desarrollo. 3.2.1 ¿Qué es enseñar?. Según el diccionario de la Real Academia Española, enseñar es “instruir, doctrinar, amaestrar con reglas o preceptos”, observamos que aparece encabezando la definición el concepto. instruir, el cual significa. comunicar sistemáticamente ideas, conocimientos o doctrinas,. entonces. a. primera vista se puede decir que el acto de enseñar está relacionado con el acto de comunicar, este es un “acto consciente mediante el cual los seres humanos somos capaces de transmitir nuestras ideas” (Valdez, 2013) y el adjetivo “sistemáticamente” nos lleva a pensar que debe hacerse de manera ordenada concatenando y organizando las ideas. El acto de enseñar es propiciar espacios en el cual los estudiantes puedan desarrollar sus competencias. En tal acto debemos tener cuidado pues no siempre el enseñar produce o permite que el estudiante aprende por ello es que preferimos centrar nuestra atención en el aprendizaje.. 39 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(40) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. 3.2.2 ¿Qué es el aprendizaje? No existe una definición clara de aprendizaje, sin embargo, creemos que es un proceso mediante el cual el estudiante logra construir conocimientos, adquirir y desarrollar habilidades, destrezas y valores, y para lo cual tiene que modificar sus estructuras mentales. Este aprendizaje solo ocurrirá si se produce de manera significativa es decir estableciendo una clara conexión entre los conceptos nuevos que adquiere y los que ya tiene. El aprendizaje exige la existencia de mecanismos cerebrales que: a) Recojan la información, b) La retengan durante períodos prolongados de tiempo, c) Tengan acceso a ella y la evoque cuando resulte necesaria, d) La procesen de tal manera que pueda ser relacionada con informaciones anteriores, simultáneas o posteriores 3.2.3 ¿Qué necesitan aprender los estudiantes? Para que los estudiantes puedan enfrentar los retos que les impone el mundo globalizado que nos ha tocado vivir, los estudiantes deben desarrollar competencias. En tal sentido El Currículo Nacional de la Educación Básica, propuesto por el Ministerio de Educación, se ha estructurado con base en cuatro definiciones curriculares clave que permiten concretar en la práctica educativa las intenciones que se expresan en el perfil de egreso. Estas definiciones son: competencias, capacidades, estándares de aprendizaje y desempeño. A continuación se presenta cada una de ellas: a. Competencias Las competencias refieren la facultad que tiene una persona para combinar un conjunto de capacidades a fin de lograr un propósito específico en una situación determinada, actuando de manera pertinente y con sentido ético (Minedu, 2016, p. 28). La competencia se define como la facultad que tiene una persona de combinar un conjunto de capacidades a fin de lograr un propósito específico en una situación determinada, actuando de manera pertinente y con sentido ético.. 40 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(41) TSP UNITRU. Biblioteca de Educación y Ciencias de la Comunicación – UNT. Ser competente supone comprender la situación que se debe afrontar y evaluar las posibilidades que se tiene para resolverla. Esto significa identificar los conocimientos y habilidades que uno posee o que están disponibles en el entorno, analizar las combinaciones más pertinentes a la situación y al propósito, para luego tomar decisiones; y ejecutar o poner en acción la combinación seleccionada. El desarrollo de las competencias del Currículo Nacional de la Educación Básica a lo largo de la Educación Básica permite el logro del Perfil de egreso. Estas competencias se desarrollan en forma vinculada, simultánea y sostenida durante la experiencia educativa. Estas se prolongarán y se combinarán con otras a lo largo de la vida. b. Capacidades Las capacidades son recursos para actuar de manera competente. Estos recursos son los conocimientos, habilidades y actitudes que los estudiantes utilizan para afrontar una situación determinada. Estas capacidades suponen operaciones menores implicadas en las competencias, que son operaciones más complejas. Los conocimientos son las teorías, conceptos y procedimientos legados por la humanidad en distintos campos del saber. La escuela trabaja con conocimientos construidos y validados por la sociedad global y por la sociedad en la que están insertos. De la misma forma, los estudiantes también construyen conocimientos. De ahí que el aprendizaje es un proceso vivo, alejado de la repetición mecánica y memorística de los conocimientos preestablecidos. Las habilidades hacen referencia al talento, la pericia o la aptitud de una persona para desarrollar alguna tarea con éxito. Las habilidades pueden ser sociales, cognitivas, motoras. Las actitudes son disposiciones o tendencias para actuar de acuerdo o en desacuerdo a una situación específica. Son formas habituales de pensar, sentir y comportarse de acuerdo a un sistema de valores que se va configurando a lo largo de la vida a través de las experiencias y educación recibida. c. Estándares de aprendizaje. 41 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.