Enlace químico y estructura
Un enfoque para vencer errores y ambigüedades
El estudio del enlace químico y la estructura de las sustancias es uno de los contenidos conceptuales más importantes y también más difícil de los que forman el currículum de los cursos de física y química de tercero y cuarto de la ESO y de química del bachillerato. En el presente artículo analizaremos la forma tradicional en que estos conceptos son presentados en los libros de texto y enseñados en las aulas, y realizaremos una crítica de este enfoque, resaltando las concepciones alternativas a que da lugar y las ambigüedades terminológicas que fomenta. A continuación propondremos un enfoque didáctico que intenta superar las dificultades y errores conceptuales caracterizados.
Enlace químico y estructura atómico-molecular en secundaria
Desde hace tiempo se reconoce que uno de los temas cruciales en las clases de química de los institutos (y de las universidades) es el enlace químico y la estructura atómico-molecular. Estas áreas constituyen, inevitablemente, un gran desafío para la mayoría de los alumnos y, en consecuencia, para los profesores. Este artículo revisa algunas de las cuestiones fundamentales sobre las dificultades de aprendizaje de estos conceptos y propone orientaciones sobre la enseñanza de la química que se basan en trabajos recientes de la didáctica de las ciencias.
Identificación y comprensión de la estructura y el tipo de enlace
Se proponen actividades para identificar el tipo de enlace predominante en distintos tipos de sustancias y la comprensión de su estructura. Unas se refieren a experiencias prácticas sobre propiedades fisicoquímicas (temperatura de fusión, solubilidad en diversos disolventes, conductividad eléctrica, volatilidad…), y otras a la realización de modelos moleculares por parte de los alumnos y su discusión.
Simulaciones para aprender sobre enlaces y estructuras
Las herramientas de modelización molecular son de uso común en investigación y permiten explorar las estructuras de las entidades químicas y predecir las propiedades de las mismas. Del mismo modo, estos recursos son cada vez más accesibles para el contexto educativo. Se presentan en este artículo tres de estos recursos: PubChem, Models 360 y Molview. Éstos posibilitan acceder a modelos moleculares simulados y estudiarlos accediendo a algunas de sus propiedades. Asimismo se proponen distintas actividades para abordar el enlace químico y la estructura de las especies químicas en la enseñanza secundaria.
Secuenciación didáctica para el aprendizaje de los modelos de enlace
Se presenta una propuesta de secuenciación didáctica para el aprendizaje del enlace químico en los niveles educativos de 4.º curso de la ESO y 1.º de bachillerato, que se inicia con la diferenciación entre estructuras multimoleculares y estructuras gigantes. A continuación se propone modelizar el enlace covalente en las moléculas y, posteriormente, el enlace en los sólidos moleculares, covalentes reticulares, iónicos y metálicos. Se destaca que el nivel estructural «multi» de los sólidos es el más adecuado para relacionar estructura, enlace y propiedades.
Los nuevos materiales basados en la nanociencia molecular
El químico, como arquitecto de la materia, es capaz de diseñar y crear moléculas cada vez más complejas que presentan propiedades físicas, químicas o biológicas de interés. Por ejemplo, las moléculas pueden realizar funciones electrónicas, lo cual puede ser muy útil para desarrollar una electrónica basada en moléculas que sirva de alternativa a la electrónica basada en el silicio y que permitirá fabricar dispositivos mucho más pequeños, eficientes y rápidos que los actuales. Para conseguir este objetivo va a ser necesario, por una parte, desarrollar materiales basados en estas moléculas y, por otra, conectar estas moléculas funcionales con el mundo exterior mediante su organización sobre sustratos o su anclaje a electrodos. Este artículo ilustra con algunos ejemplos estas posibilidades y sus aplicaciones en química, electrónica y medicina.
WünderKammer Project
En este artículo se describe el diseño y aplicación de una propuesta de trabajo por proyectos destinada a 1.º de ESO cuyo objetivo es el aprendizaje de la biodiversidad y la clasificación taxonómica. En ella, los alumnos construyen colaborativamente un museo virtual en el que deben museizar y clasificar seres vivos reales e imaginarios, reproduciendo la función cultural de los «gabinetes de curiosidades» y al mismo tiempo conectando la taxonomía con la ecología y la fisiología de los distintos seres vivos. Asimismo, se detallan los procesos y herramientas de la actividad y se hace una valoración general de su aplicación y posibilidades para conectar el mundo de la escuela y el de los museos.
Tratamiento de la energía mecánica mediante histogramas
La utilización de herramientas gráficas en la resolución de ejercicios de energía mecánica proporciona importantes ventajas tanto en la comprensión de los conceptos y las relaciones entre ellos como en el planteamiento de la resolución de tales ejercicios. Estas herramientas gráficas forman parte de la resolución de problemas mediante métodos de representación múltiple y ayudan a la asimilación cualitativa de situaciones problemáticas.
Reseña: La competencia científica en el aula
