Importancia del lenguaje de la química y sus características en el Conocimiento Científico

“Enseñar y aprender es básicamente, un proceso de comunicación entre el alumnado y el profesorado y entre los mismos estudiantes”

(Sanmartí, y col. 2002).

• Es aceptado que un buen discurso, correctamente construido, transmite una información que puede ser recibida y asimilada.

• La información que transmite el profesorado es recogida en muy diferentes formas por el auditorio estudiantil, ya que una parte de la información es comprendida parcialmente por el estudiante, otra es mal interpretada y otra simplemente, no es ni captada.

• El lenguaje juega un papel esencial en el proceso de construcción de las ideas, ya que es el medio a través del cual se regula dicha construcción. Interviene en forma predominante no sólo en la transferencia de información y conocimientos sino, y muy especialmente, en la relación del pensamiento con la acción para guiar discusiones, consolidar experiencias compartidas y aprender nuevos conceptos.

Gómez-Moliné y Sanmartí (2000).

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Algunos problemas entre el lenguaje de la ciencia y el lenguaje de los estudiantes:

• Se producen interferencias entre el sentido cotidiano y el sentido científico, la ciencia toma frecuentemente palabras del lenguaje común dotándolas de nuevos significados, más o menos próximos al originario, lo cual crea múltiples confusiones.Precipitado, elemento, sustancia, espectro, gas, modelo, equilibrio, valencia, resonancia.

• La influencia del cambio de significado de las palabras en el transcurso de la evolución de la ciencia. “El grafito y el diamante son dos formas diferentes de carbono” y “El agua la podemos encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa”

• La dificultad de comprender los patrones semánticos de la ciencia que tienen muchos alumnos: “El carbón se ha transformado en aire”.

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Científico

• El lenguaje de la ciencia falsea la imagen de la ciencia. Se da ha conocer únicamente el producto final del proceso, reforzando la imagen de la ciencia como un conjunto de hallazgos fortuitos y mágicos.

Aprender es el resultado de un largo proceso de evolución de las representaciones iniciales del sujeto y de sus formas de hacer, en vez de considerar que consiste en la apropiación, por parte del sujeto, de conocimientos definidos, formulados por el experto o por medio de textos orales o escritos.

•Experimentando, escuchando o leyendo, los sentidos captan un conjunto de informaciones que el sujeto procesa, selecciona y almacena; de acuerdo con una idea o modelo inicial construido por cada persona (concepciones alternativas).

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Científico: Formación de nuevos conceptos

LENGUAJEOral

EscritoSimbólicoGestual

Matemático

LENGUAJEOral

EscritoSimbólicoGestual

Matemático

Recoger los “hechos del

mundo”Observar,

Experimentar…

Aplicar habilidades cognitivas:CompararClasificarRazonar…

Concebir la cultura científica:Conceptos

Modelos, teorías,Técnicas…

Expresar emociones: InteresesValores

ActitudesCreencias

Describir, comparar, clasificar, analizar, discutir, formular hipótesis, teorizar, argumentar, justificar, diseñar experimentos, juzgar, evaluar, concluir,

generalizar, escribir, disertar, enseñar, definir, explicar.

NUEVOS CONCEPTOS

Nuevas formas de mirar y de ver, de crear modelos, de sentir, de razonar y de comunicar

requieren

permite

para construir

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Científico: Formación de nuevos conceptos

¿Y en el caso de la Química?

Algunas características de la disciplina:

•El estudio formal como asignatura se presenta en el 3er año de la secundaria.

• Su campo de estudio comprende la estructura íntima de la materia y sus propiedades (lo que no se puede ver o hasta imaginar).

• Se requiere del apoyo de modelos y de un lenguaje simbólico para su comprensión.

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MateriaTransformacion

es

REPRESENTACIÓNSUBMICRO

Johnstone (1993)

COMPONENTES BÁSICOS PARA LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA:

MACRO

“Lo que percibimos”

“Lo que hablamos: Lingüísticos, gráficos o

simbólicos”

“Uso de modelos conceptuales”

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EL LENGUAJE DE LA QUÍMICA… ÚTIL Y UNIVERSAL

Al igual que las matemáticas o la música utiliza una serie de símbolos y signos universales y conforman un código que permite formular y comprender un mensaje lo más sencillo posible en todo el mundo.

El lenguaje de la química contiene: Nombres de sustancias elementales y compuestasSímbolos para representar las sustancias elementalesCombinaciones de símbolos y signos para tipificar sustancias compuestasOrganización de varios símbolos y signos en ecuaciones químicas para esquematizar cambios químicos.Definiciones de términosDiagramas y gráficas

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BREVE HISTORIA DE NOMENCLATURA QUÍMICA

Uno de los primeros materiales que se presentaron en las primeras culturas de la antigüedad fue el agua.

Mesopotamia Jeroglífico egipcio

Vaso de Uruk, Iraq (antigua mesopotamia)

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En el sistema de los cuatro “elementos” de los griegos:

Agua Tierra Fuego Aire

En la Edad Media los símbolos del agua y de los otros “elementos” evolucionaron con el paso del tiempo Los primeros alquimistas representaron el agua por los símbolos:

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La clasificación de las primeras sustancias variaba de autor a autor, siendo el lenguaje alquímico abstracto, caracterizado por su sentido esotérico y místico, saturado de códigos, símbolos y de referencias que podían confundir (trampas y desvíos frecuentes).

Por ejemplo, Zósimo (siglo IV d.C.) llamó espíritus a las sustancias que podían ser destiladas ( ), por ejemplo:

El vidrio se clasificó entre los siete metales conocidos (oro ,plata ,hierro , cobre ,estaño , plomo y mercurio ) porque todos podían ser fundidos.

Mercurio o azogue

Azufre Amoniaco Arsénico

 

♀

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“Destilando Mercuris precipitatus ruber” (símbolo del mercurio, junto al del precipitado; un hoyo en el nivel del la tierra), se produce aire vitriólico (oxígeno), no aire fijo, un pequeño sublimado (símbolo inverso al del precipitado) amarillo rojizo y mercurio vivo (símbolo del mercurio).

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En 1803, el inglés Dalton, como complemento a su teoría atomística, introduce una notación simbólica nueva, precursora de la actual formulación estructural. Esta simbología era muy sencilla, cada átomo de un elemento era un círculo con la inicial del nombre del elemento en inglés.

Oro Plata Cobre Platino Zinc Plomo

Elementos metálicos:

No metales:

Azufre Carbono Fósforo Silicio Nitrógeno Hidrógeno Oxígeno

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Con esas representaciones formuló compuestos formados por átomos, introduciendo a principios del siglo XIX, la geometría molecular, aunque con algunas imprecisiones, ya que todavía no se conocía bien la composición de muchos compuestos:Así simbolizó el amoniaco, el óxido nitroso, gas nitroso (óxido nítrico), el “ácido nítrico”, actualmente dióxido de nitrógeno y el ácido nitroso entre otros.

Amoniaco Óxido nitroso Óxido nítrico Ácido nítrico

actualmente dióxido

de nitrógeno

Ácido nitrosoAgua

Ácido sulfúrico

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Formuló algunas reacciones:

Síntesis del agua Síntesis del óxido de mercurio II

Hacia 1836 Gaudin desarrolla gráficamente la teoría de Amadeo Avogadro de 1811, en la cual se postula que las unidades fundamentales de algunas sustancias gaseosas, son las moléculas que estaban formadas por dos átomos o posiblemente un múltiplo de 2, simbolizando de esta manera a las moléculas diatómicas e incluso una molécula de 6 átomos de azufre como un hexágono:

Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Cloro

Azufre

Monóxido de carbono

Ácido clorhídrico

Gaudin será el primero en representar las reacciones de los gases con esquemas simbólicos, así la reacción entre el cloro y el hidrógeno, para formar ácido muriático la formuló así:

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John J. Berzelius, propone un nuevo sistema de simbolismo químico que desarrolla a partir de 1813. Primero sustituye las letras empleadas por Dalton en los símbolos, por las iniciales del nombre latino del elemento en cuestión.Siguiendo el principio dualístico las fórmulas se escribieron con el mecanismo de formación del compuesto, como en el caso del óxido de aluminio, el óxido de calcio y el óxido de carbono.

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Evolución simbólica de Berzelius

puntossuperíndices

subíndices

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Antoine Lavoisier creó las bases de la nomenclatura actual junto con Antoine Fourcroy, Claude Louis Berthollet y Guyton de Morveau, en 1787 culminaron sus trabajos en una publicación titulada Méthode de nomenclature chimique, que contiene un conjunto sistemático de reglas para nombrar las sustancias conocidas hasta esa época, así como su representación en forma sencilla y abreviada, con la finalidad de unificar el lenguaje utilizado hasta entonces en la química.

El uso de raíces y vocablos (prefijos y sufijos), que indican la proporción relativa de los elementos en una sustancia compuesta, sigue siendo la base de una buena parte de la terminología de la química inorgánica.

LOS SÍMBOLOS Y LAS FÓRMULAS QUÍMICAS DE HOY….

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Los símbolos químicos pueden utilizarse para representar un solo átomo de un a sustancia elemental (elemento) o una muestra macroscópica de ella.

K CaFe

AuO

Cl

El símbolo químico consta de una letra mayúscula, a veces seguida por una minúscula, y últimamente hasta dos letras minúsculas para los átomos que se han sintetizado en fechas recientes.

Las sustancias compuestas (compuesto) se representan por medio de una fórmula, en la que se escriben los símbolos de las sustancias elementales (desde el punto de vista macroscópico) o los átomos (desde el punto de vista nanoscópico) que la forman indicando su proporción.

H2OSímbolo químico del oxígeno

Cuando no tiene un subíndice escrito, significa

que hay un átomo de oxígeno

(hay 1 parte de oxígeno en la sustancia compuesta)

Símbolo químico del hidrógeno

Subíndice que indica que hay 2 átomos de hidrógeno (hay 2 partes de hidrógeno en la sustancia compuesta)

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Conocer el tipo y el número de átomos que hay en las sustancias no es suficiente, por ejemplo para explicar alguna de sus propiedades.

En muchas ocasiones es necesario indicar con dibujos (modelos) cómo se acomodan en el espacio los átomos o iones que forman a las sustancias, cuál es la estructura de las sustancias.

Existen diferentes formas para representar la estructura de un misma molécula, algunas sólo indican cuáles átomos se encuentran unidos, otras más complejas indican también su posición en el espacio tridimensional y las más sofisticadas consideran incluso la distribución de los electrones alrededor de los núcleos.

Molécula de agua Molécula de benceno

Al utilizar el lenguaje de la química siempre hay que recordar que los símbolos, las fórmulas, los nombres y las estructuras químicas son útiles para representar o explicar el nivel macroscópico o microscópico de las sustancias.

UNA ECUACIÓN DICE MÁS, MUCHO MÁS QUE MIL PALABRAS!!!

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• Una ecuación química representa una reacción química.

• Indica, a nivel macroscópico, cómo se combinan las sustancias elementales y compuestas para formar nuevas sustancias.

• A nivel nanoscópico indica los diferentes átomos, solos o agrupados en moléculas y/o los iones, presentes antes y después de combinarse.

• Una ecuación química resume los detalles más importantes de lo que ocurre en una reacción química. En ésta, los átomos (y/o iones) presentes en las sustancias originales (reactivos) se acomodan para formar sustancias nuevas (productos), las cuales tienen propiedades distintas de las sustancias originales (reactivos).

“Esto no es una flor, es su representación”

Escritura de ecuaciones químicas

Una ecuación química debe contener:

CaO + CO2

•Todos los productos

•Las condiciones de la reacción

CaCO3

•Todos los reactivos

•El estado físico de las sustancias

(s) (s) (g)

Balanceo de ecuaciones químicas

Las ecuaciones químicas deben estar balanceadas, de forma que se cumpla la ley de conservación de la masa. Debe igualmente haber el mismo número de átomos de cada elemento a ambos lados de la ecuación, en los reactivos y en los productos.

CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O3 2 3

Relaciones de masa de las ecuaciones

4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3

- Los coeficientes de una ecuación química representan el número de moléculas o el número de moles de reactivos y productos. Así, 4 moles de Fe reaccionan con 3 moles de O2 para dar 2 moles de Fe2O3.

- Dichos coeficientes en una ecuación balanceada pueden

emplearse como factores de conversión para calcular la cantidad de producto formada o la de reactivo consumida.

- Ejemplo: ¿Cuantos moles de Fe2O3 se producirán a a partir de…

4 moles de Fe? 2 moles de Fe? 8 moles de Fe? 1 mol de Fe?

2 1 4 0.5