modelos moleculares

Una práctica experimental usando modelos moleculares para una clase introductoria de química
Shahrokh Ghaffari
Departamento de química, Universidad de Zanesville Ohio, Zanesville, OH 43701; ghaffari@ohiou.edu
El uso de modelos moleculares ha sido usado desde el siglo 19(1). Desde entonces el uso de los modelos moleculares se ha vuelto una herramienta cada vez más popular en la enseñanza y lainvestigación (5-11). El uso de modelos moleculares ha sido excepcionalmente benéfico en química orgánica y bioquímica (5-11). Y sin ninguna excepción en cada manual de laboratorio de química general hay un experimento usando modelos moleculares para estudiar la geometría de las moléculas orgánicas. Los modelos ayudan a que los estudiantes visualicen la geometría molecular de una molécula yconceptualizar la naturaleza particular, física y química de esa molécula. Hoy, hay gran cantidad de modelos moleculares disponibles en el mercado, así como los más baratos hechos en casa. (14-22)
Tabla 1. Código de colores para átomos:
Átomo
Color
Carbono
Negro
Hidrógeno
Celeste
Oxígeno
Rojo
Nitrógeno
Azul oscuro

Figura1. Ejemplos de paquetes de seis o combinaciones de seis paquetes ymodelos individuales de .
.
Tabla 2. Combinaciones de paquetes de seis y modelos moleculares individuales:
No. de modelos
No. de moles
Masa/g
6 (1 paquete)
1

9 (1.5 paquetes)
1.5

12 (2 paquetes)
2

18 (3 paquetes)
3


Aunque los modelos han sido usados para mostrar reacciones químicas a niveles moleculares (23), estos no han sido usados para la extensión presentada en esteartículo. Un acercamiento distinto es mostrar el uso de los modelos moleculares como una ayuda en el aprendizaje, tanto en el salón de clases como en un escenario de laboratorio, para enseñar conceptos básicos en química general. La respuesta de los estudiantes fue muy positiva. Ellos pudieron hacer fácilmente la conexión entre trabajar con modelos y relacionar conceptos, y se comprometieronactivamente con su proceso de aprendizaje.
Procedimiento general.
A cada grupo de estudiantes se da dos conjuntos de modelos moleculares y se les instruye como usar los códigos de colores dados en la tabla 1. Para ayudar a los estudiantes a construir las moléculas de fórmula correctamente molecular se utilizan en las ecuaciones químicas.

Concepto de Mol:
Los estudiantes hacen tres conjuntos deseis modelos de moléculas de (u otra molécula simple). Un conjunto de seis modelos está empacado con una banda de goma para tenerlos juntos. Un juego de seis modelos moleculares representa un mol. Esto podría ayudar a los estudiantes a tener una ayuda visual y también a ser capaces de contar el número de piezas para responder preguntas afines. Usando los seis paquetes los estudiantes puedenresponder preguntas como son i) ¿Cuantas moléculas de hay en 1 ,1.5 o 2 moles de H2O? ii) ¿Cuántas moles de hay en 9, 12 o 15 moléculas de ? iii) ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 0.5, 1 o 2 moles de ?
Masa molar:
La masa de un conjunto de seis paquetes de moléculas (mol) es mesurable. Esto representa la masa molar de una sustancia química. Entonces un número diferente de paquetes de seis ocualquier combinación del paquete de seis, y los modelos moleculares individuales, semejantes a los de la tabla 2, son pesados y tabulados.
Balanceo de ecuaciones químicas:
Para ayudar a los estudiantes a conceptualizar los principios básicos del balanceo de ecuaciones químicas se utiliza una ecuación simple sin balancear como la siguiente es usada:

Para ayudar a los estudiantes las fórmulasestructurales pueden ser dadas así:
Figura 2. Tres conjuntos de modelos de y .
Tabla 3. Número de reactivos y productos:
Reactivos
Productos
Compuesto
Número
Compuesto
Número

1

1

2

2

Cada grupo de estudiantes crea tres conjuntos de modelos de y (Figura 2). Los estudiantes empiezan con solo un modelos de y uno de para hacer modelos de y . Después de que dos modelos...