LA DESCRIPCIÓN EN QUÍMICA
Daniel De Los SantosApuntes3 de Mayo de 2018
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LA DESCRIPCIÓN EN QUÍMICA
- A MANERA DE INTRODUCCIÓN
- Ver película en youtube: Mi amigo el átomo de Walt Disney en la siguiente dirección: https://www.youtube.com/watch?v=Srzwp-Kve4A
- Leer capítulo 2 del texto “Química la Ciencia Central” ptos. 2.1 y 2.2. hacer un esquema que resuma lo planteado.
- Principios a considerar para construir Diagramas de Estructura
Los Diagramas de Estructura permiten construir la representación de las sustancias químicas de una forma equivalente a las fórmulas químicas. En la construcción de las dos maneras de “nombrar” estas sustancias se deben respetar un conjunto de reglas de forma de no contradecir los principios válidos y aceptados por los químicos.
El lenguaje científico se caracteriza por el nivel de dependencia entre los símbolos utilizados y los conceptos que los símbolos expresan. En el caso particular de la Química se ha desarrollado dos sistemas diferentes de signos. En uno se utiliza un sistema de REL conformado por letras y números, para denotar elementos, compuestos y transformaciones (sean químicas o físicas); el segundo se construye con REP en las cuales los recursos semióticos empleados son figuras geométricas, líneas, colores, texturas, entre otros.
Aunque los sistemas de representación son diferentes, en los dos casos estos signos deben representar cuatro postulados conocidos como la Teoría Atómica de Dalton que acepta la naturaleza corpuscular de la materia
| Suele utilizarse dos maneras diferentes de representar los átomos, a saber: [pic 1] O y su equivalente [pic 2] S y su equivalente |
| Si la manera de representar los átomos es la indicada arriba, ¿cuál sería la nomenclatura a desarrollar para que se cumpla este postulado? |
| ¿Cuáles son los tres signos que se utilizan con más frecuencia para representar los cambios químicos? Transforma el postulado 3, expresado en palabras, en dos REP (fórmulas y Diagrama de Estructura). |
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Cualquier forma de escribir las sustancias químicas o las transformaciones que ellas experimentan durante una reacción química debe respetar estos postulados.
- Reglas de Representación para construir Diagramas de Estructura
A continuación se describe el uso de estos recursos semióticos, estableciendo la relación con los principios involucrados así como las dificultades que las limitaciones de una representación, que es una simplificación de lo que quiere presentar así como las limitaciones por ser en dos dimensiones y estática, pueden acarrear al proceso de comprensión. Examinaremos aquellos DE que constituyen una representación de sustancias y reacciones químicas en el tema de estequiometria, considerando que suele utilizarse figuras geométricas para construir los DE.
Los recursos semióticos que se emplean permiten presentar los modelos conceptuales porque las reglas para la construcción de los DE se establecen con el propósito explícito de no contradecir estos modelos.
- Representación de átomos sencillos.
La representación de átomos sencillos utilizando los DE deben permitir reflejar:
- Todos los átomos de un elemento dado son idénticos
- Los átomos de elementos diferentes son diferentes y tienen propiedades distintas
En consecuencia, si se representarán los átomos con figuras, por ejemplo círculos o triángulos, es necesario que la “figura” que representa al átomo A sea diferente a la figura que representa a los otros átomos; para lograrlo se recurre a recursos semióticos como forma, tamaño o color.
Por ejemplo, la representación del segundo período y el grupo de los halógenos en la Fig. 1 (los radios atómicos se expresan en Å) debe reflejar que son átomos diferentes (se utiliza como recurso semiótico el tamaño y el color). En el caso del período, a medida que aumenta el número atómico su tamaño disminuye (el recurso utilizado es el tamaño, aunque se complementa la diferencia de tamaño con el uso de colores). Iguales recursos semióticos se usan para la representación de un grupo, en este caso a medida que aumenta el número atómico el tamaño aumenta.
En general se usa para representar los átomos un círculo, aunque no se debe descartar otras formas menos utilizadas como triángulos o cuadrados, y para que el lector considere que los átomos tienen volumen se recurre al recurso de la sombra.
[pic 3][pic 4][pic 5]
[pic 6]
- Representación de movimiento de las partículas, estados de agregación, sistemas abiertos, sistemas cerrados y evolución a lo largo del tiempo.
Las moléculas están en constante movimiento, el cual depende de la temperatura y el estado. Para representar este movimiento suele emplearse como recurso semiótico líneas y/o sombras alrededor de las moléculas o átomos para indicar movimiento (Fig. 2a y 2b).
El estado de agregación se representa utilizando la separación entre las partículas (Fig. 10b).
a [pic 7] [pic 8]b
Figura 2: a) la sombra como recurso para indicar movimiento de las partículas[1]; b) distancia entre partículas para representar estado de agregación[2]
[pic 9]
Figura 3: REP sistemas abierto, cerrado y aislado[3]
La línea cerrada también pudiera representar una fracción del sistema abierto, por ejemplo en la Fig.4; diferenciar entre ambos significados depende de la representación en su conjunto.
[pic 10]
Figura 4: Uso de línea cerrada para representar la fracción de un sistema abierto[4].
La Fig. 4 nos permite ver como a través de fotografías es posible seguir la transformación de un sistema a medida que transcurre el tiempo, para ello suele utilizarse fotografías contiguas, o también dibujos esquemáticos contiguos como el caso de la Fig. 5. No conocer esta regla puede conllevar a que el lector interprete que se trata de recipientes diferentes.
[pic 11]
Figura 5: Diagramas Esquemáticos que describen expansión de un gas por aumento de Temperatura[5]
- Representación de partículas poliatómicas como unidades simples
Este tipo de representación se utiliza en aquellos casos donde lo que se quiere mostrar es la partícula (molécula) en su conjunto, sin considerar los átomos que conforman la molécula, ni su distribución espacial, es decir, la estructura de la molécula; por ejemplo se representaría la glucosa como una partícula especificando el compuesto al que se hace referencia, bien sea por su nombre o su fórmula química para evitar que el lector la considere una partícula monoatómica (Fig.6)
[pic 12][pic 13][pic 14]
[pic 15]
Es frecuente utilizar este tipo de representación para mostrar distribución de partículas en una mezcla (Fig. 7); para mostrar estados de agregación donde la propiedad a destacar es distancia entre partículas (Fig. 2); para representar reacciones en el área de estequiometría.
[pic 16][pic 17]
a b
Figura 7: DE para representar distribución de partículas: a) homogénea, b) heterogénea
- Representación de partículas poliatómicas como unidades complejas
Esta representación debe respetar que cuando se combinan átomos de más de un elemento se forman compuestos siempre se tiene el mismo número relativo de la misma clase de átomos. El recurso semiótico que se utiliza son los títulos o etiquetas (nombre o fórmula química, generalmente de tipo molecular). En la Fig. 8 se presentan las Fórmulas y DE para diferentes sustancias químicas[6]
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