Quimica I 14

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(1)Química I Primer semestre.

(2) Química I. Química I Primer semestre. Dirección y realización del proyecto

(3) . ISBN: 978-607-743-001-8. Planeación y coordinación !" # $%& Metodología y estrategia didáctica ' ' % ( ) *& + " $%& Agracecimientos a: -.! / 0&/ .1( . 4ª Edición Julio 2014. Impreso en México. DERECHOS RESERVADOS Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del texto de la presente obra, bajo cualquier forma electrónica o mecánica, incluyendo fotocopiado, almacenamiento en cualquier sistema de recuperación de información o grabado sin el consentimiento previo y por escrito del editor.. 2.

(4) Química I La Reforma Integral de la Educación Media Superior La Educación Media Superior (EMS) en México enfrenta desafíos que podrán ser

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(7) . avanzar ordenadamente hacia los objetivos propuestos. Es importante saber que la EMS en el país está compuesta por una serie de subsistemas que operan de manera independiente, sin correspondencia a un panorama general articulado y sin

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(11) . comunes de esos subsistemas para potenciar sus alcances y lograr, entre todos, reglas claras de operación. Es importante para el desarrollo de la EMS, que ustedes, docentes y estudiantes, conozcan los ejes que la regulan, cómo opera y los retos que enfrenta en la actualidad para asumir una actitud diferente que nos permita coadyuvar en este esfuerzo. Los diferentes subsistemas de la EMS han realizado cambios en sus es

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(13) . que la población a la que atiende (jóvenes entre los 15 y 21 años aproximadamente) adquiriera conocimientos y habilidades que les permitan desarrollarse de manera satisfactoria, ya sea en sus estudios superiores o en el trabajo y en la vida. En esta misma línea, no se debe perder de vista el contexto social de la EMS: de ella egresan individuos en edad de ejercer sus derechos y obligaciones como ciuda

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(16) . su desarrollo personal, una serie de actitudes y valores que tengan un impacto positivo en su comunidad y en el país. En este contexto, las autoridades educativas del país han propuesto la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS), cuyos objetivos consisten en dar identidad, calidad, equidad y pertinencia a la EMS, a través de mecanismos que permitan articular los diferentes actores de la misma en un Sistema Nacional de Bachillerato dentro del cual se pueda garantizar, además de lo anterior, tránsito

(17) . los mismos. Lo anterior será posible a partir del denominado Marco Curricular Común (MCC) de la RIEMS, el cual se desarrolla considerando el modelo de competencias y que incluye competencias genéricas, competencias disciplinares (básicas y extendidas) y competencias profesionales (básicas y extendidas). Esta estructura permite observar, de manera clara, los componentes comunes entre los diversos subsistemas, así como aquellos que son propios de cada uno y que, por consiguiente, los hace distintos. Esto muestra cómo la RIEMS respeta la diversidad del nivel educativo del país, pero hace posible el Sistema Nacional del Bachillerato, conformado por las distintas instituciones y subsistemas que operan en nuestro país.. Bachillerato universitario. Bachillerato general. Bachilleratos tecnológicos. Competencias genéricas Competencias disciplinares básicas Competencias disciplinares extendidas Competencias profesionales básicas Competencias profesionales extendidas. 3.

(18) Química I Una competencia es la integración de habilidades, conocimientos y ac

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(20) . y programas de estudio existentes y se adapta a sus objetivos; no busca reempla

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(24) ! . "

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(28) #$. Nuestro subsistema pertenece al conjunto de los que ofrecen bachi

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(37) . desarrollar capacidades que les permitan adquirir competencias genéricas, competencias disciplinares básicas y extendidas, además de competencias profesionales básicas. Las competencias genéricas son las que todos los bachilleres deben estar * +

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(40) ". en él; les capacitan para continuar aprendiendo de forma autónoma a lo largo de sus vidas y para desarrollar relaciones armónicas con quienes les rodean, así como

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(52) 4 nuación se enlistan las once competencias genéricas, agrupadas en sus categorías correspondientes: Se autodetermina y cuida de sí 1.. Se conoce y valora a sí mismo, y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.. 2.. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros.. 3.. Elige y practica estilos de vida saludables.. Se expresa y comunica 4.. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.. 6 " 5.. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.. 6.. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia ge

(53) ". Aprende de forma autónoma 7.. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.. Trabaja en forma colaborativa 8.. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.. Participa con responsabilidad en la sociedad 9.. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.. 10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales. 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.. 4.

(54) Química I Las competencias disciplinares son las nociones que expresan conocimientos, habilidades y actitudes que consideran los mínimos necesarios de cada

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(62) . extendidas. 7

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(64) des que todos los estudiantes deben adquirir, independientemente del plan y programas de estudio que cursen y la trayectoria académica o laboral que elijan al terminar sus estudios de bachillerato. Éstas dan sustento a la formación de los

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(68) . EMS y pueden aplicarse en distintos enfoques educativos, contenidos y estructuras

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(71) % 8 # . Ciencias Experimentales (Física, Química, Biología y Ecología), Ciencias Sociales y Humanidades (Historia, Sociología, Política, Economía, Administración, Lógica, Ética, Filosofía y Estética) y Comunicación (Lectura y Expresión oral y escrita, Li 7% 9' <. Propósito

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(78) . y valores relacionados con el campo de las ciencias experimentales, promoviendo el reconocimiento de esta ciencia como parte importante de su vida diaria y como una herramienta para resolver problemas del mundo que nos rodea, implementan

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(89) . La relación de la química con la tecnología y la sociedad, y el impacto que ésta genera en el medio ambiente, buscando generar en el estudiante una conciencia de cuidado y preservación del medio que lo rodea así como un accionar ético y responsable del manejo de los recursos naturales para su generación y las generaciones futuras. Estrategia didáctica 6

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(96) ció una estrategia que permita integrar los elementos del programa de la asignatura, con los materiales de apoyo y la actividad de docentes y estudiantes. $

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(99) . pretende ser un algoritmo que el docente deba seguir al pie de la letra, sino que debe adaptarlo a las características propias del contexto en el que se desarrollan

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(102) . en las primeras sesiones, para un mejor desarrollo. Los pasos se enlistan y descri 8 ». ! . ». &

(103) . ». Desarrollo de saberes. ». Síntesis. ». Realimentación. ». Evaluación de la competencia. 5.

(104) Química I Dinamización y motivación En el proceso de construcción del aprendizaje, es indispensable que el facilitador tenga evidencia de los aprendizajes previos que el alumno ha adquirido y considerar que es a partir de éstos que se desarrollarán los nuevos. Contextualización En el desarrollo de competencias se hace necesario el aprendizaje contextual, es

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(107) . estudiantes. La contextualización deberá realizarse al inicio de uno de los bloques en los que se organizan los contenidos en los programas de estudio. Desarrollo de saberes Etapa en la cual el facilitador, a partir de la Base Orientadora de la Acción (BOA), facilita el quehacer del estudiante en la adquisición de competencias. En esta etapa de la estrategia, estudiantes y docentes deben estar pendientes del proceso de asimilación. Galperin lo describe como un proceso y no como un fenómeno inmediato. Las distintas etapas del proceso de asimilación que el alumno experimenta para desarrollar el aprendizaje son la etapa de motivación, la cual debe fomentarse y mantenerse durante todo el curso, recordemos que si un alumno no está motivado, difícilmente aprenderá. La BOA puede llevarse a cabo de varias formas, cubriendo tres aspectos importantes, la orientación al alumno, que debe estar precedida por una buena carga de motivación (dicha orientación puede ser de dos tipos: completa, en la que el maestro le proporciona al alumno todos los aspectos de un contenido; e incompleta, en la cual se dejan ciertos aspectos de un contenido para que el alumno pueda descubrir o investigar por sí mismo). La generalidad es otro aspecto importante en la constitución de la BOA, la cual puede ser concreta o generalizada, es decir, el docente puede mostrar hechos concretos relativos a algún contenido o abarcar el mismo contenido pero por medio de hechos generales, que tengan alguna relación con el concepto que se expone al alumno. Síntesis Actividad que permite integrar los aprendizajes del estudiante a través de evidencias de conocimiento, desempeño, producto y actitud de manera que el docente cuente con estrategias para la evaluación formativa logrando involucrar al estudiante en procesos de coevaluación. Realimentación 4

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(112) . con la vida cotidiana del estudiante y se hace referencia a las situaciones en las cuales éstos resultarán útiles para el estudiante. Evaluación de la competencia Para llevar a cabo la evaluación sumativa de las competencias que se indican en los programas de estudio, se contempla esta etapa que debe verse como parte del proceso, es decir, no debe, en ningún momento, separarse de la formativa. La mejor forma de lograr esta unidad será integrando un portafolio de evidencias de aprendizaje.. 6.

(113) Química I. Simbología empleada en la guía 1.. Dinamización y motivación. 2.. Contextualización. 3.. 4.. Desarrollo de saberes. 5.. 6.. Síntesis. Realimentación. Evaluación de la competencia. 7.

(114) Contenido. Química I Propiedades extensivas e intensivas. Bloque I Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. 12. Sesión A. ¿Qué es la Química?. 15. Propiedades químicas y físicas de la materia 44. ¿Qué es la Química?. 15. La Química en nuestro mundo cotidiano. 16. Sesión B. Desarrollo histórico de la Química. 19. La Química a través del tiempo. 19. Relación de la Química con otras ciencias. 21. Sesión C. El método científico Método científico. Bloque II Comprendes la interrelación de la materia y la energía. 24 24. 38. Sesión A. Aprendiendo las propiedades de la materia 41. 8. 43. Sesión B. Características de los estados de agregación y los cambios de la materia. 46. Estados de agregación de la materia. 46. Cambios de estado de la materia. 48. Cambios de la materia. 49. Sesión C. Tipos de energía y sus características. 52. Energía. 52. Características y manifestaciones de la energía. 52. Bloque III Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones Sesión A. Aportaciones históricas al modelo atómico actual. 68 71. Definición de materia. 41. Primeras aproximaciones al modelo atómico 71. Clasificación de la materia. 42. El cubo atómico. 73.

(115) Química I Sesión B. Partículas subatómicas. 75. Partículas subatómicas y sus características más relevantes 75 El electrón y el modelo atómico de Thomson 75. Bloque IV Interpretas la tabla periódica. 110. Sesión A. Historia de la tabla periódica 113 Tabla periódica. 113. Eugen Golstein: el protón y los rayos canales 76 Ubicación y clasificación de los elementos 113 El neutrón y los experimentos de Chadwik. Sesión C. Isótopos y su aplicación. 76. 80. Isótopo. 80. Radiactividad Utilidad de los isótopos. Sesión B. Características de la tabla periódica. 116. 84. Distribución de los elementos en la tabla periódica. 116. 85. Grupo, periodo y bloque. 117. Bloques s, p, d y f. 119. Sesión D. Modelo atómico actual de la mecánica cuántica (números cuánticos y configuraciones electrónicas) 88 Modelo atómico actual. 88. Números cuánticos. 90. La configuración electrónica. 92. Representación gráfica o diagrama energético. 95. Configuraciones y diagramas energéticos con la técnica de Kernel. 96. Electrón diferencial. 99. Relación entre la configuración electrónica, los números cuánticos y la tabla periódica 119. Sesión C. Las propiedades periódicas 126 Propiedades periódicas y su variación en la tabla periódica. 126. Radio atómico. 127. Energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad 128. 9.

(116) Contenido. Química I Sesión D. Importancia de los metales y no metales. Sesión C. Enlace metálico 131. Utilidad e importancia de los metales y no metales para la vida socioeconómica del país 131. El enlace metálico. Concepto y teorías. 164. Teoría de bandas. 165. Sesión D. Fuerzas intermoleculares. 167. Características de los metales. 132. Fuerzas intermoleculares. 167. Características de los no metales. 133. Fuerzas de Van der Waals. 168. Fuerzas dipolo-dipolo. 168. Bloque V Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares. Fuerzas de dispersión o fuerzas de London 169. 142 Sesión E. Puente de hidrógeno. Sesión A. Enlace químico, estructura de Lewis y regla del octeto 146 Enlace químico. 146. Regla del octeto. 147. Formación de iones y enlace iónico. 151. Sesión B. Enlace covalente. 155. Enlace covalente. 155. Características de los diferentes tipos de enlace covalente. 156. Geometría molecular y polaridad. 160. Teoría de orbitales moleculares. 161. Distribución tetraédrica. 162. 171. Puente de hidrógeno. 171. Características del agua. 172. Bloque VI Manejas la nomenclatura química inorgánica. 180. Sesión A. Generalidades para formular compuestos inorgánicos 183 Valora la utilidad y manejo del lenguaje químico. 183. Sesión B. Nomenclatura de los compuestos inorgánicos. 189. Nomenclatura de los compuestos binarios 189 Compuestos ternarios. 10. 164. 206.

(117) Química I Bloque VII Representas y operas reacciones químicas. 216. Sesión A. Símbolos utilizados en las ecuaciones químicas. 219. Símbolos y fórmulas. 219. Reacciones de sustitución simple. 224. Reacciones de sustitución doble. 225. Sesión B. Balanceo de ecuaciones químicas. 252. Entalpía de formación y entalpía de reacción. 229 229. Balanceo por tanteo (aproximaciones). 230. Balanceo de ecuaciones rédox por el método del número de oxidación. 231. Pasos para balancear una ecuación por rédox. Sesión A. Entalpía de formación y de reacción, y reacciones exotérmicas y endotérmicas. 252. Sesión B. Velocidad de reacción. Balanceo de ecuaciones químicas. Reglas de asignación para los números de oxidación. Bloque VIII Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas 248. 233 234. 256. Velocidad de reacción. 256. Teoría de las colisiones. 256. Frecuencia de colisión. 256. Orientación. 257. Energía de activación. 257. Factores que modifican la velocidad de reacción. 257. Sesión C. Desarrollo sustentable. 261. Desarrollo sustentable. 261. Desarrollo tecnológico. 262. Glosario. 270. Bibliografía. 271. 11.

(118) Bloque I Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Desempeños del estudiante al concluir el bloque. 12. ». Comprende el concepto de química, su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias.. ». =

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(123) . relacionados con la Química de su entorno inmediato..

(124) Objetos de aprendizaje ». La Química. ».

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(126) . Competencias a desarrollar &* % = 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. 4.1. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísti % 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. ?@ $% " prendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. 5.5.-Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. &* * 1. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.. J. 9

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(128) % . plantea las hipótesis necesarias para responderlas.. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder pre%

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(130) lizando experimentos pertinentes.. 13.

(131) Química I Dinamización y motivación Seguramente alguna vez te has preguntado de dónde provenimos, de qué estamos formados, de qué está formado el universo; si tú eres parte de ese universo, cómo podemos sentir, ver, oler, saborear. ¿Cómo es que cada vez se crean o aparecen nuevas sustancias u objetos para consumo humano? ¿Quién es la responsable de explicarnos y enseñarnos todo lo relacionado con el universo que nos rodea y del cual formamos parte, de explicarnos las características y el comportamiento de lo que está conformado el universo: la materia? La responsable de responder estas incógnitas la ciencia universal denominada Química.. Contextualización Analicemos la siguiente situación: Lupita se levanta a las 6:00 a.m. para iniciar su rutina de cada día. Por lo general, antes de salir de su casa, realiza las siguientes actividades: se baña,

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(139). con mucho entusiasmo, mostrándose siempre muy alegre y colaborativa con sus compañeros. A la hora de la comida, se encuentra con su novio Carlos y almuerzan juntos. Sus amigas le han dicho que él no es nada guapo, no se explican por qué están juntos: ella es muy bonita; por lo que ella les responde que “hubo química” entre ambos y que además la trata muy bien. Cuando regresa al trabajo, cumple todas sus tareas, procurando dejar el menor número posible de pendientes para el día siguiente. Se retira a las 7:00 p.m., llega a su casa, se cambia de ropa y sale a caminar al parque con su perro. Después de un rato, vuelve a casa, prepara una rica cena, se baña y se dispone a dormir, para descansar y poder comenzar de nuevo su rutina al día siguiente. Después de haber leído el texto anterior, contesta lo siguiente:. 14. 1.. ¿En qué parte de la rutina diaria de Lupita interviene la química?. 2.. ¿Crees que la química tiene que ver con el hecho de que Lupita haya aceptado por novio a Carlos?. 3.. ¿Qué ocurre químicamente en Lupita cuando duerme?.

(140) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Bloque I. Nube Árbol Fábrica. Automóvil Ser humano Después de observar la imagen anterior, menciona los fenómenos que muestra y de qué manera se relacionan con la química.. Sesión A. ¿Qué es la Química? ¿Qué es la Química? La Química es la ciencia que se encarga de estudiar las transformaciones de la materia y forma parte, al igual que la Física y la Biología, de las Ciencias Naturales. Llamamos naturaleza al conjunto de seres y hechos que nos rodean, los cuales constituyen el campo de estudio de las ciencias. 6

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(144) . mediante experimentación y cuyo objetivo es llegar a la llamada verdad absoluta.. Actividad de aprendizaje 1 1). Organizados en equipos colaborativos, según instrucciones del facilitador, elaboren una lista de cinco actividades que realizan cotidianamente.. 2). Indiquen en qué actividades interviene la química.. 15.

(145) Química I. La Química en nuestro mundo cotidiano. Fig. 1.2 La quema excesiva de combustibles está dañando el ambiente.. Química es la ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformación de la materia.. 16. Y

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(149). hombre ha creado millares de sustancias para su bienestar. En efecto, esta ciencia resulta decisiva en el área alimentaria, tanto en la fabricación de

(150) crementan la cantidad y calidad de nuestros alimentos, como en la conservación de éstos; en la industria del vestido, al permitir el desarrollo y

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(155). campo de la salud, al suministrar medicamentos como las hormonas, la quinina, las sulfamidas, la penicilina, los anestésicos, así como las vitaminas y los desinfectantes, salvan y prolongan la vida Fig. 1.1 La Química puede encontrarse en humana, al combatir las enfermedades y aliviar el nuestra vida cotidiana. dolor y en otros ámbitos, como la fabricación de materiales de construcción, el de la comunicación,

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(158) . productos y materiales que utilizamos a diario. La Química aparece en todos los fenómenos que observamos durante el día. Por ejemplo, cuando se quema un combustible, ocurren reacciones químicas que liberan energía capaz de proporcionar potencia para el transporte y la electricidad para hogares y negocios. Sin embargo, algunos de los productos secundarios originados por la quema de cantidades masivas de combustibles están dañando nuestro ambiente. Por ello, los investigadores trabajan en estos problemas. Las sustancias químicas adicionadas a los alimentos proporcionan energía y nos ayudan a conservar la salud, pero en ocasiones también 7 solver los problemas relacionados con el cuidado de la salud, por lo que han desarrollado sustancias químicas para ayudar en el diagnóstico y tratamiento de muchos problemas médicos: compuestos que sirven para combatir infecciones, aliviar el dolor, controlar el cáncer y detectar padecimientos como la diabetes o el sida. La química está Fig. 1.3 La Química ayuda en el tratamiento ayudando a mejorar la calidad de vida en diversas de mucho problemas médicos. áreas: hace posible desarrollar la alta tecnología de la actualidad, desde los chips de computadora

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(163) . que visten, abrigan y divierten, por ejemplo: trajes espaciales, materiales aislantes, tableros solares, raquetas de tenis y cañas de pescar. Así, la química resulta fundamental para prácticamente todo lo que la sociedad produce y consume..

(164) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Bloque I. Actividad de aprendizaje 2 Investiga acerca de la utilidad de la Química en la industria farmacéutica, alimentaria, textil, del plástico y agropecuaria.. Síntesis 1.. Investiga las divisiones de la química para el estudio de la materia y sus características, transformaciones y comportamiento.. 2.. Con la información obtenida, elabora un mapa conceptual de las divisiones de la química para el estudio de la materia.. 3.. Observa las cosas que están a tu alrededor, haz un listado con ellas y con la información del mapa indica qué rama de la química se relaciona con su creación, elaboración o explicación.. 4.. \

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(168) . en tu vida cotidiana.. 17.

(169) Química I #?= * &* % @$. Categoría. 2. Se expresa y se comunica. 3. Piensa crítica y ". 18. Competencia genérica 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.. Niveles Atributo. Indicador Regular. 4.1. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o % . 5.1. Sigue instrucciones y procedimientos de ". comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.. ] $ . manera lógica y creativa. ] 6 . una redacción propia para expresar ideas. ] \ . relaciones entre diversos conceptos. ] & . las instrucciones que se le indican. ] 9

(170) . relación entre los pasos para resolver un problema. Sigue una secuencia lógica. ] & . la relación entre el procedimiento y el objetivo.. Bueno. Excelente.

(171) Bloque I. Reconoces a la Química como una herramienta para la vida #?= * &* * @$. Competencias disciplinares del área de ciencias experimentales. 1. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.. Niveles de logro Desempeños. Indicadores Regular. Comprende el concepto de química, su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias.. Bueno. Excelente. ] &

(172). concepto de Química. ]

(173) . importancia que tiene la Química, ubicando sus aplicaciones en sus actividades cotidianas. ] !

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(175) . de responsabilidad y compromiso al reconocer que la Química se aplica de manera permanente en su vida diaria. ] &

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(177) . de la Química en su vida cotidiana y en el desarrollo de la humanidad.. Observaciones. Sesión B. Desarrollo histórico de la Química La Química a través del tiempo Antes del nacimiento de la Química como una ciencia formal, los materiales habían sido ya objeto de transformaciones y estudio. En el Medioevo, los alquimistas practicaron la metalurgia, la fabricación de vidrio, la destilación, la fermentación

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(186) ' . los materiales”. Los artesanos de la antigua Mesopotamia (3000 a.C.) aprendieron a alear cobre y estaño para obtener bronce. Los chinos propusieron que la materia se componía de cinco elementos: agua, fuego, metal, tierra y madera (2200 a.C.). Alrededor del año 1200 a.C., apareció el postulado del yin-yang, el cual proponía que los cambios que ocurren en la naturaleza son el resultado de mezclar dos elementos opuestos: un yang (elemento positivo) y un yin (elemento negativo). Según esta. Fig. 1.4 Demócrito.. 19.

(187) Química I propuesta, los planetas se originaron de la combinación del sol (yang), que simbolizaba el fuego, y la luna (yin), que simbolizaba el agua. En esta misma época, los egipcios y los persas utilizaban el oro, el cobre y compuestos de plomo en la alfarería y para teñir ropas con índigo. También realizaban embalsamamientos. Por su parte, los chinos y los egipcios sabían preparar bebidas alcohólicas mediante el método de fermentación. Las contribuciones griegas (6600 a 200 años a.C.) fueron sólo especu

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(190) `Jkw{J|| &< . había cuatro elementos: tierra, agua, fuego y aire. Leucipo y su discípulo Demócrito (460-370 a.C.) argumentaron que la materia no era continua y que estaba compuesta de pequeñas partículas indivisibles (átomos). Los alquimistas pensaban que las sustancias inanimadas se comportaban de alguna manera como seres vivos. También creían que todo tiene una perfección natural, alcanzable mediante la intervención humana. Entre los metales, la perfección era el oro y la transmutación en este metal podía lograrse con una sustancia conocida como

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(195) } 4

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(197) seerla, podían curar cualquier enfermedad y rejuvenecerse ellos mismos. En el siglo XII, la alquimia se extendió desde el mundo árabe hacia Europa occidental, época en la que el alquimista `@w?{@?w@< "

(198) . en la Medicina con sus criterios sobre la salud y la enfermedad, así como con el uso que hacía de drogas preparadas mediante principios químicos.. Fig. 1.5 Paracelso, alqui-. Se considera que la .A& & empezó con " la publicación, en 1661, de El químico escéptico, escrito por blemente en la Medicina durante la Edad Media.

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(202) . Boyle atacó los puntos de vista aristotélicos y alquimistas sobre la materia y propuso una forma de atomismo. Por la misma época, +(1660-1734) propuso la Teoría del "%

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(210) . al quemar la sustancia. Sólo después de que el químico francés Antoine Lavoisier (1743-1794) rebatiera dicha teoría y explicara la combustión como la combinación de la materia con el oxígeno, pudo desarrollarse la nueva Química.. Actividad de aprendizaje 3 1). Organizados en equipos colaborativos, investiguen en internet las aportaciones que realizaron a la química los personajes enlistados en la siguiente tabla, y completen lo indicado.. Personaje 1 BC Lavoisier, uno de los principales sabios de la Química.. Leucipo y Demócrito George Ernst Stahl Antoine Laurent Lavoisier John Dalton. 20. Aportación. Fecha.

(211) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida Personaje. Aportación. Bloque I. Fecha. John Joseph Thomson Pierre y Marie Curie Ernest Rutherford Niels Bohr Erwin Schrödinger Werner Heinserberg Vicente Ortigosa Mario José Molina Henríquez 5.. 4

(212)

(213) ' " mando como referente las siguientes preguntas: D ¿Piensas que la ciencia cambia de manera continua? =D ¿Crees que la sociedad donde vives puede limitar el desarrollo del cono 6 /. Relación de la Química con otras ciencias Existen muchas ciencias relacionadas con la Química, como es el caso de la Medicina, la Agricultura, la Oceanografía, la Ingeniería y las Matemáticas. Esta última, por ejemplo, es utilizada por la Química para representar las ecuaciones '

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(216)

(217) Geografía Matemáticas Química Física Historia Paleontologia Informatica Biología Ética. Ciencias auxiliares Son las áreas del conocimiento en que se apoya la Química para realizar sus investigaciones.. Ramas Química general Química inorgánica Química orgánica Química analítica Fisicoquímica Bioquímica. Son las divisiones de la química las cuales tienen métodos, términos y enfoques distintos para abarcar la amplitud y complejidad que caracteriza a la materia.. Campos de especialidad Surgen de la unión de la Química con las ciencias auxiliares.. Química-geográfica Químico-matemáticas. Ética-química Bioquímica Físico-química Paleontología-química Química informática. Subdivisiones Son las divisiones de las ramas, las cuales consideran todas las características de las sustancias en estudio, o con aplicación más específica.. 1 BFDivisión de la Química.. Termoquímica Electroquímica Cinética química Geoquímica Astroquímica. 21.

(218) Química I El campo de estudio de la Química es muy amplio, por lo que resulta imposible que alguien pueda poseer todos los conocimientos que la constituyen. Es por ello que se divide en diferentes ramas, entre las cuales, las más importantes son: ». .A& 8

(219)

(220)

(221) . a la estructura íntima de los cuerpos y sus propiedades. Esta rama se relaciona estrechamente con la Física.. ». .A& G su objeto de estudio son las sustancias que forman el reino mineral. No estudia los compuestos del carbono, con excepción de los compuestos oxigenados de este elemento.. ». .A& : estudia los compuestos del carbono.. ». .A& A : comprende los métodos del reconocimiento y determinación de los constituyentes de los compuestos, tanto en su calidad (análisis cualitativo) como en su cantidad (análisis cuantitativo).. ». 1 HA& : comprende las leyes básicas de la Química, junto con las hipótesis y teorías físicas que se emplean para explicarlas.. ». HA& : su objeto de estudio lo constituyen los procesos químicos que ocurren en los seres vivos..

(222) Z

(223) 8

(224) . Termoquímica, la Electroquímica, la Cinética química, la Geoquímica, la Astroquímica, etcétera.. Actividad de aprendizaje 4 En equipos colaborativos, utilizando papel bond, elaboren un mapa mental donde

(225)

(226)

(227)

(228) Z te imágenes recortadas de distintas fuentes.. Sintesís Investiga en internet, por décadas, desde el año 1900 hasta la actualidad, iden

(229) '

(230)

(231)

(232) .

(233)

(234)

(235) Z

(236) '

(237) . que obtuvo el ser humano. Por ejemplo, la bioquímica, con ayuda de la biología molecular, permitieron a Watson y Crick realizar el modelo tridimensional que explicaba la estructura del ADN.. 22.

(238) Bloque I. Reconoces a la Química como una herramienta para la vida #?= * &* % @. Categoría. 2. Se expresa y se comunica.. 3. Piensa crítica y ". Niveles. Competencia genérica. Atributos. Indicadores Regular. 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.. 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o % . ] $ . manera lógica y creativa. ] 6 . redacción propia para expresar ideas. ] \ . relaciones entre diversos conceptos.. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.. 5.1. Sigue instrucciones y procedimientos de manera ". comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.. ] &

(239) . instrucciones que se le indican. 9

(240) . relación entre los pasos para resolver un problema. ] $% . secuencia lógica. ] &

(241) . relación entre el procedimiento y el objetivo.. Bueno. Excelente. Observaciones:. #?= * &* * @. Competencias disciplinares del área de ciencias experimentales 1. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.. Niveles de logro Desempeños. Indicadores Regular. Comprende el concepto de química, su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias.. Bueno. Excelente. ] \

(242) % . momentos del desarrollo de la Química. ] \

(243)

(244) Z. con otras ciencias, como las Matemáticas, la Física y la Biología, entre otras. ] &

(245)

(246) . de la Química en su vida cotidiana y en el desarrollo de la humanidad.. Observaciones:. 23.

(247) Química I. Sesión C. El método científico Desarrollo de saberes. Método científico 4

(248)

(249)

(250) /

(251)

(252) . un desarrollo continuo. Para obtener conocimientos, sistematizarlos y llegar a con

(253)

(254) % 8

(255) / . explican en el siguiente esquema, el cual puede variar en función de los objetivos ciencia:.

(256) / . utilizado por diversas ciencias.. Sistemática: Emplea el método científico para sus investigaciones.. Objetiva: no se deja influir por ideas preconcebidas para ajustar los resultados a lo esperado.. Comprobable o verificable: puede verificar si lo que se propone como conocimiento es falso o verdadero.. Características básicas de la ciencia. Perfectible o modificable: es decir, sus enunciados de ninguna maneradeben considerarse como verdades obsolutas.. 4 Planteamiento de la hipótesis. 1. Observación. 2. Planteamiento del problema. 5. 3. Información previa. 6 Experimentación. Diseño experimental. 7 de Análisis resultados. 8. Conclusiones. 9 Informe escrito. 1 BI7

(257) / . 24. 10 Teoría.

(258) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. 1.. N= " @: es mirar con cuidado las cosas que nos rodean; cuando se observa, se puede aprender sobre la naturaleza, pero es muy importante limitarse a anotar y a mirar lo que se ve sin alterar con la presencia de uno el fenómeno que se observa. La observación no sólo es el primer paso de la investigación, sino que se lleva a cabo durante todo el proceso.. 2.. & *= &: es el cuestionamiento que parte de la observación, es decir, es la formulación de un problema, planteado en términos que faciliten el camino para encontrar la solución.. 3.. -)& @* " 8

(259)

(260)

(261) % car datos que puedan ser útiles para desarrollar la investigación.. 4.. & *@ : una hipótesis es una suposición que se hace acerca de un fenómeno determinado, la cual suele basarse en una variable experimental y en una predicción. Si la hipótesis no se cumple, entonces se debe plantear otra.. 5.. Q U* & 8 *

(262)

(263)

(264)

(265) . la práctica la predicción hecha en el planteamiento de la hipótesis. Para ello, diseñarse se deben tener en cuenta varios factores importantes como: 1). 0

(266)

(267) . haber un error en el muestreo, de tal manera que mientras se tenga mayor ^

(268)

(269)

(270) bilidad que tendrán los resultados.. 2). Es necesario tener un lote control o testigo, el cual servirá como punto de comparación. Ciertas variables deben de mantenerse constantes para que los resultados sean constantes y no varíen entre una muestra y otra. Cuando se diseña un experimento, hay una variable experimental que es la que se manipula para poner a prueba la hipótesis, por lo que a esta variable se le denomina independiente y al resultado que se observa se le llama variable dependiente.. 6.. U* & @: consiste en llevar a la práctica el diseño experimental, anotando cuidadosamente los resultados obtenidos de manera que sea posible reproducirlos.. 7.. $ : después de realizar la experimentación y de anotar los resultados, éstos se interpretan para obtener conclusiones, las cuales %

(271) % . puedan ser analizados con mayor facilidad.. 8.. : una vez obtenidos y analizados los resultados, se regresa de nuevo a la hipótesis para saber si ésta es aceptada o rechazada y, a partir de dichas conclusiones, se determinen nuevos experimentos que permitan complementar la investigación.. 9.. -)& : una vez que se logra hacer un experimento, es de mucha utilidad comunicar los resultados por medio de un informe escrito, tales como libros, revistas especializadas, etcétera, en los cuales se publica la información obtenida.. Bloque I. 10. A: cuando se llevan a cabo experimentos y observaciones sobre un mismo fenómeno, es posible llegar a formular teorías que integran los conocimientos adquiridos sobre el tema.. 25.

(272) Química I Una teoría es un marco conceptual que abarca toda un área de conoci No siempre un experimento dará lugar a una teoría, ya que a veces sólo

(273) % . Actividad de aprendizaje 5 Realiza los siguientes ejercicios y después forma un equipo con dos de tus compañeros para comparar las respuestas: 1). Los siguientes pasos son útiles para resolver problemas; ordénalos cro

(274) % /

(275) / . cada uno:. D 4

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(277)

(278)

(279)

(280) cribe un plan para llegar a la respuesta: =D Evalúa la respuesta y comprueba que es una solución correcta: D 9

(281)

(282) 8. D Pone en práctica el plan propuesto, para tratar de obtener una solución: D Recopila, escribe los datos y hechos conocidos relacionados con el problema: 2). Es cumpleaños de tu mamá y, para festejarlo con toda la familia, decides prepararle un pastel de nuez, con la famosa receta de tu abuelita. Después de leerla, consideras que el pastel tendrá mejor sabor si le agregas esencia de vainilla y chispas de chocolate. Al preparar el pastel, viertes al tanteo la esencia de vainilla y algunas chispas de chocolate y, cuando lo sirves, toda tu familia lo encuentra delicioso. Repites nuevamente la preparación, pero esta vez mides y registras la cantidad de vainilla y de chispas de chocolate que agregaste a la receta. Nuevamente el pastel le encanta a toda la familia.. D ¿Cuál es la experimentación?. =D ¿Cuál es la hipótesis?. D ¿Cuál es la observación?. D ¿Cómo redactarías en este caso tu teoría?. D ¿Qué más tendrías que hacer para convertir tu teoría en una ley?. )D

(283)

(284)

(285)

(286). /

(287)

(288)

(289) Z. 26.

(290) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Bloque I. Síntesis 1.. - 8

(291) %

(292)

(293) / . y escríbelo junto a cada párrafo al que hace referencia.. *

(294)

(295)

(296)

(297) . En la época en que vivía, por ahí de 1893, se veía que muchas personas en Indonesia padecían una enfermedad llamada beriberi, que afectaba severamente al sistema nervioso. Nadie sabía el origen de esta enfermedad, así que el problema era descubrir a qué se debía que algunas personas la adquirieran. Así que consultó libros donde había información relacionada con esta enfermedad, para desarrollar su investigación y encontró que los pollos también presentan la misma enfermedad, además de que se podían alimentar con arroz con cascarilla o sin ella. Para ello, Eijkman se planteó dos posibles respuestas: ». Z

(298) '

(299) . ». Que la enfermedad era causada por una bacteria.. Entonces determinó utilizar pollos como parte de la investigación que iba a realizar y decidió probar la primera posible respuesta, para ello observó cómo eran alimentados los pollos y descubrió que los que comían arroz con cascarilla no presentaban el mal y los que comían el arroz sin la cascarilla sí. "

(300) %8 Si el beriberi es el resultado de una alimentación con arroz sin cascarilla, entonces los pollos que se alimentan con este tipo de arroz padecerán la enfermedad. Si esta opción de respuesta no se probaba, entonces podría comprobar la segunda opción. Eijkman entonces preparó dos grupos de pollos, los cuales dividió en aquellos que se alimentaban con arroz integral y los que se alimentaban con arroz descascarado. Eijkman mantuvo encerrados a los pollos por dos semanas en condiciones idénticas, excepto por el tipo de alimento que se les suministraba. Observó que después de las dos semanas de práctica, 40% de los pollos alimentados con arroz sin cascarilla desarrollaron la enfermedad, mientras que el otro grupo no presentó ningún síntoma de la misma. Concluyó entonces que existía en la cascarilla del arroz algún factor nutrimental relevante que prevenía la enfermedad. 6

(301)

(302)

(303)

(304) . cárceles del lugar donde vivió y pudo observar que aquéllos que en su dieta comían arroz sin cascarilla padecían la enfermedad y los que comían arroz integral, no. Eijkman dio a conocer sus resultados, que a su vez sirvieron de fundamentación para realizar otras investigaciones, las cuales indicaron que el factor presente en la cáscara del arroz es la tiamina o vitamina B12, indispensable para el buen funcionamiento del sistema nervioso.. 27.

(305) Química I. 28. 2.. Las siguientes imágenes representan algunas de las ciencias que se relacionan con la Química. Escribe el nombre que les corresponde al lado de cada óvalo:. 3.. Las siguientes imágenes representan cada una de las distintas etapas del método $

(306)

(307)

(308) *

(309)

(310) ponde y la posición (número) que tienen en el orden del método en cuestión:.

(311) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Bloque I. #?= * &* % @. Categoría. 2. Se expresa y se comunica.. 3. Piensa crítica y ". Competencia genérica 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.. Niveles Atributos. Indicadores Regular. 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o % . ] $ . manera lógica y creativa. ] 6 . redacción propia para expresar ideas. ] \ . relaciones entre diversos conceptos.. 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera ". comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.. ] &

(312) . instrucciones que se le indican. ] 9

(313) . relación entre los pasos para resolver un problema. ] $% . secuencia lógica. ] &

(314) . relación entre el procedimiento y el objetivo.. 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.. ] &

(315) . resultados de la experimentación. ]

(316) . resultados de sus observaciones. ] Y . hipótesis o

(317) . planteadas.. Bueno. Excelente. Observaciones:. 29.

(318) Química I #?= * &* * @. Competencias disciplinares del área de ciencias experimentales 1. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. J 9. problemas, formula preguntas de carácter

(319)

(320) . hipótesis necesarias para responderlas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder preguntas . consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.. Niveles de logro Desempeños. Indicadores Regular. Utiliza el método . la resolución de problemas de su entorno inmediato relacionados con la Química.. Bueno. ] \

(321)

(322). / 8. @ 9

(323) . y formulación de preguntas de . 2. Planteamiento de hipótesis 3. Obtención y registro de información. 4. Experimentación. 5. Contrastación de resultados. 6. Comunicación de las conclusiones. ] 4

(324)

(325)

(326) /.

(327)

(328) . problemas del campo de la Química. ] !

(329)

(330) . experimentales y/o de campo, siguiendo los pasos

(331) / ] 6

(332) . metódico y organizado. ] =

(333)

(334) / . en la resolución de problemas relacionados con la química de su entorno inmediato.. Observaciones. Actividad experimental 1: Conocimiento del equipo y material de laboratorio N=

(335) " Conocer el equipo y material que se utiliza frecuentemente en el laboratorio de Química, así como su manejo. / Materiales de cristal, porcelana, metal, hule, plástico y todo el equipo que esté disponible.. 30. Excelente.

(336) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Bloque I. + No necesarias. $ 7 Z

(337)

(338) % . equipo y material de laboratorio, cuyas características y adecuado empleo resulta indispensable conocer. Sólo mediante la observación y la comprobación, es decir, a través del trabajo práctico, es posible experimentar el comportamiento de la materia, así como formar el hábito de trabajar con seguridad y precisión e interpretar los resultados obtenidos. De ahí la necesidad e importancia de conocer no sólo el equipo y el material que integran un laboratorio químico sino, sobre todo, su uso correcto y seguro. & El maestro mostrará a los alumnos el equipo y material más usuales, explicando brevemente el uso de cada uno.. Material de vidrio. }. Tubos de ensayo. } Matraz volumétrico. }. Matraz de destilación. }. Vidrio de reloj. }. Probeta. }. Frasco gotero. 31.

(339) Química I. Material de vidrio. }. Matraz Erlenmeyer. }. Matraz kitazato. }. }. Vaso de precipitados. Cristalizador. }. Tubo refrigerante. }. }. Pipeta. Termómetro. }. Bureta. Material metálico. }. 32. Pinza para tubo de ensaye. }. Anillo metálico.

(340) Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Bloque I. Material metálico. }. Pinza para bureta. }. Pinza para crisol. }. Pinza tres dedos. }. }. Soporte universal. }. Tela de asbesto. }. }. }. Tripié. Mechero de Bunsen. Espátula. Cucharilla de combustión. 33.

(341) Química I Material de hule y plástico. }. }. }. Piseta. }. Embudo. Tapón de hule. Manguera de hule. Material de porcelana. }. }. Mortero. }. Crisol. Cápsula. Otros materiales. }. 34. Gradilla. }. Balanza.

(342) Bloque I. Reconoces a la Química como una herramienta para la vida. Evaluación de la competencia #?= * &* % =H. Categoría. 2. Se expresa y se comunica.. 3. Piensa crítica y ". 4. Participa con responsabilidad en la sociedad.. Competencia genérica 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.. 11.Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables. Niveles de logro Atributos. Indicadores Regular. 4.1. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o % . Bueno. Excelente. ] $ . lógica y creativa. ] 6 . redacción propia para expresar ideas. ] \

(343) . entre diversos conceptos. ]

(344)

(345) . la representación de un fenómeno.. 5.1. Sigue instrucciones y procedimientos de manera ". comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.. ] &

(346) . instrucciones que se le indican. ] 9

(347)

(348) . entre los pasos para resolver un problema ] $% . lógica. ] &

(349) . relación entre el procedimiento y el objetivo.. 1.1. Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional.. ] 9

(350) . instituciones que promueven la protección del medio ambiente. ] # /. por los problemas ambientales. ] \

(351) . para la protección del ambiente.. 11.3. Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.. ]

(352) %

(353) . ecológicas para evitar el deterioro ambiental. ] \

(354)

(355) . de sus acciones en el impacto ecológico a corto y largo plazo.. Comentarios:. 35.

(356) Química I #?= * &* * =H. Competencias disciplinares del área de ciencias experimentales 1. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. J 9