FÍsica y química



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SUGERENCIAS METODOLÓGICAS


Es conveniente que los alumnos reconozcan desde el principio las características de los compuestos orgánicos y la función primordial del carbono en esa diferenciación. Después conviene que relacionen compuestos orgánicos con productos de uso cotidiano para que vean la importancia de la síntesis orgánica en las sociedades modernas.

El estudio del átomo de carbono y las posibilidades de unión entre ellos ayudará a comprender por qué hay más de 20 millones de compuestos orgánicos.

Tras distinguir entre fórmulas empíricas, moleculares, semidesarrolladas y desarrolladas, conviene que vean en clase diferentes modelos moleculares de bolas y varillas y de esferas interpenetradas para que visualicen mejor la geometría de diferentes moléculas sencillas y cómo esa geometría varía si en la cadena carbonada aparecen dobles o triples enlaces.

Es importante que identifiquen pronto los grupos funcionales más significativos y que memoricen los prefijos numerales más frecuentes de las series homólogas para empezar rápidamente con las normas básicas de formulación y nomenclatura de los compuestos orgánicos. En ese sentido, es fundamental que entiendan las normas de nomenclatura de los hidrocarburos alifáticos, porque serán la base sobre la que se fundamenta la nomenclatura de las demás funciones. Los ejemplos de aplicación que están resueltos en el libro y los numerosos ejemplos específicos de cada función que aparecen en el texto ayudarán a cumplir ese objetivo fundamental en esta unidad.

Conviene hacer hincapié en que según las últimas recomendaciones de la IUPAC, el número que designa dónde se encuentra un radical, una insaturación u otra función orgánica cualquiera siempre tiene que estar inmediatamente delante de la singularidad que dicho número señala.

En esta parte de la unidad, quizá la más significativa, además de estudiar las normas básicas de formulación, se incluyen comentarios e informaciones que ayudan a relacionar diferentes compuestos orgánicos con productos de interés comercial, industrial y biológico.

El concepto de isomería es fácilmente asimilable y escribir isómeros estructurales de un compuesto orgánico es relativamente sencillo. Conviene que también sepan distinguir isómeros geométricos cis-trans en derivados alquénicos y que reconozcan carbonos asimétricos en cadenas carbonadas, sin necesidad de entrar en el concepto de enantiómero.

La parte relativa al petróleo y el gas natural tiene un formato más descriptivo. Tras saber su origen, composición y procedencia, conviene que los alumnos conozcan los productos que se obtienen en la destilación del petróleo (fracciones del petróleo) y valoren la importancia de las operaciones industriales del craqueo y refino.

Esta parte de la unidad es muy interesante para debatir sobre la repercusión medioambiental del consumo masivo de derivados del petróleo y del gas natural. La certeza de que los recursos fósiles no son inagotables y las consecuencias sobre el entorno de su uso creciente seguro que genera debates muy interesantes en los que no puede faltar el denominado efecto invernadero y el riesgo de un cambio climático a nivel mundial.

El último epígrafe también tiene un marcado carácter descriptivo para que los alumnos conozcan las variedades alotrópicas del átomo de carbono, haciendo hincapié sobre todo en las sintetizadas artificialmente y que tienen un potencial tecnológico e industrial evidente. Es un buen tema para trabajos en equipo donde los alumnos buceen sobre el mundo de la nanotecnología que es el futuro próximo.



DISTRIBUCIÓN TEMPORAL

Para el desarrollo de esta unidad son necesarias 14 sesiones, distribuidas de la siguiente forma:



  • Desarrollo teórico: 6 sesiones

  • Actividades y ejercicios numéricos: 6 sesiones

  • Actividades experimentales: 2 sesiones


CRITERIOS DE EVALUACIÓN


Los alumnos habrán conseguido los objetivos previstos para esta unidad si saben:

  • Distinguir compuestos orgánicos de compuestos inorgánicos por su fórmula molecular.

  • Calcular fórmulas empíricas y moleculares de compuestos orgánicos a partir de diferentes datos.

  • Reconocer los grupos funcionales más habituales y relacionar los prefijos con el número de carbonos de una cadena orgánica.

  • Reconocer hidrocarburos saturados, insaturados y aromáticos y conocer las normas de formulación y nomenclatura para hidrocarburos sencillos lineales, cíclicos y aromáticos.

  • Identificar, nombrar y formular compuestos sencillos con las funciones oxigenadas y nitrogenadas explicadas.

  • Relacionar compuestos de interés comercial, industrial y biológico (carburantes, fibras textiles, plásticos, anastésicos, refrigerantes, herbicidas...) con sustancias orgánicas estudiadas.

  • Reconocer compuestos isómeros entre sí y representar los diferentes tipos de isomería estructural.

  • Reconocer compuestos alquénicos con isomería geométrica y reconocer carbonos asimétricos en una cadena carbonada.

  • Conocer el origen y la composición media del petróleo y el gas natural.

  • Explicar los fundamentos químicos relacionados con la industria del petróleo y del gas natural.

  • Interesarse por los fenómenos medioambientales relacionados con la combustión de productos fósiles.

  • Diferenciar las diferentes estructuras que presenta el carbono en el diamante y el grafito, por un lado y en el grafeno, fullereno y nanotubos por otro lado. Relacionar esas estructuras alotrópicas con sus diferentes aplicaciones.

  • Valorar la importancia tecnológica e industrial de la nanotecnología en un futuro inmediato.

  • Valorar el papel de la química del carbono en nuestras vidas y reconocer la necesidad de adoptar actitudes y medidas medioambientalmente sostenibles.
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