Didáctica de la nomenclatura química, un enfoque sistemático

1. Planeamiento general del
   aprendizaje de la formulación y nomenclatura
   química inorgánica – un enfoque
   sistemático
2. Metas del
   aprendizaje
3. Diagrama general del
   aprendizaje
4. Los elementos
   químicos
5. Guía de aprendizaje
   individualizado
6. Problemática
   general y significado implícito en la denotación
   de compuestos químicos
7. Grado de oxidación (g.
   O.)
8. Reglas de grado de
   oxidación comunes
9. Problemática general y
   significado implícito de la formulación y
   nomenclatura compuestos químicos
10. Desarrollo
    cronológico de la nomenclatura
    química
11. Nomenclatura y
    formulación de compuestos
    químicos
12. Propuesta para
    la enseñanza de la nomenclatura
    inorgánica
14. Unidades de
    investigación
15. Unidades
    de adiestramiento

PLANEAMIENTO
GENERAL DEL APRENDIZAJE DE LA
FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA
QUÍMICA INORGÁNCIA – UN ENFOQUE
SISTEMÁTICO

Es necesario, antes de iniciar el estudio de un
determinado contenido marcar los fines del esfuerzo y definir en
términos operativos o de destrezas las metas del
aprendizaje lograr.

CONTENIDO

• Formulación y Nomenclatura química
  inorgánica.

FINES

• Problemática general y significado
  implícito de la denotación de un elemento
  químico.
• Problemática general y significado
  implícito de la denotación de un compuesto
  químico.
• Problemática general de la formulación
  y nomenclatura de los compuestos químicos
  inorgánicos.
• Problemática general de la formulación
  y nomenclatura de los compuestos químicos
  orgánicos.

METAS DEL
APRENDIZAJE

El estudio y consideración de los Conceptos
Básicos de Química son imprescindibles para
comprender el significado químico inherente a la
problemática de la formulación química. De
forma que podríamos decir que la primera meta a lograr por
el estudiante en el proceso de
aprendizaje de este contenido es captar, comprender y
manejar, a efectos de razonamientos químicos, el
paralelismo existente entre los conceptos que están
íntimamente ligados a los de sustancias elementales,
sustancias compuestas, símbolos y fórmulas
químicas.

No obstante, el estudiante, al terminar el proceso de
aprendizaje, deberá haber logrado las siguientes
metas:

• Definir correctamente, reconocer e interpretar las
  definiciones, diferenciar entre afirmaciones ciertas o falsas
  de aspectos concernientes a todos los términos,
  conceptos y principios de
  la nomenclatura química.
• Captar la necesidad de aprender Nomenclatura
  Química, como una realidad derivada de nombrar
  inequívocamente y clasificar adecuadamente a cada una de
  las sustancias químicas.

• Dominar el significado cualitativo y cuantitativo del
  lenguaje
  químico simbólico; lo cual el permitirá
  interrelacionar cualitativa y ponderalmente las diferentes
  sustancias que se combinan químicamente.
• Entender que la asignación de las
  fórmulas no es arbitraria, en el sentido estricto del
  vocablo, sino que constituye la expresión más
  sencilla e internacionalmente aceptada de representar y
  sintetizar el mayor número posible de datos relativos
  a una sustancia química pura.

• Entender que las fórmulas químicas no
  son una imposición injustificada para complicar el aprendizaje
  químico, sino una necesidad imperiosa para la
  expresión química, y que al tratarse de una
  cuestión compleja debe estandarizarse y estructurarse al
  máximo.

• Comprender la necesidad de establecer y aceptar
  Normas Internacionales de Nomenclatura (IUPAC), captando
  la dificultad que entraña dicho problema en el caso de
  ser unas normas
  totalmente generales.

• Aprender el lenguaje
  específico de la Química, de forma que
  esté en condiciones de formular y nombrar correctamente
  cualquier sustancia inorgánica.

DIAGRAMA GENERAL DEL APRENDIZAJE

Sin duda alguna, la justificación final del
estudio que iniciamos, es el aprendizaje de la Nomenclatura y
Formulación Química. Es decir, alcanzar la
conveniente soltura en la notación química;
pero nosotros entendemos que su logro per se, no tiene
sentido, y su consecución es ardua y tediosa. De
aquí que intentemos, algo más que una mera e
importantísima sistemática de la nomenclatura
química –tema tratado más adecuadamente y a
un nivel superior en textos
específicos–– y es centrar la
problemática en un contexto netamente químico, la
de relacionarlo con en mundo que nos rodea.

Antes de entrar en el estudio de la normativa concreta
de la formulación es preciso:

• Aceptar su imperiosa necesidad como medio de
  expresión química.
• Captar la problemática que implica el
  establecimiento de una fórmula química,
  y
• Comprender que todo el lenguaje químico
  simbólico lleva implícitamente un significado
  cualitativo.

LOS ELEMENTOS
QUÍMICOS

Se denomina elemento químico a toda
sustancia que no puede descomponer en otras más simples
por medios
químicos convencionales. Hasta ahora se ha descubierto
109 elementos químicos, no obstante, ya se han
reportado el descubrimiento de más elementos
químicos.

A cada elemento se le ha asignado un
símbolo, que no es más que una forma
abreviada de escribir el nombre del elemento, aceptada
internacionalmente. El origen de esto es muy diverso, y aunque
este problema no nos preocupa desde el punto de vista conceptual,
es interesante señalar que para algunos elementos se
emplea como símbolo la primera letra inicial de su nombre
en castellano,
escrita con mayúsculas. Para hacer referencia a otros
elementos, se escribe las dos primeras letras de su nombre, la
segunda escrita con minúscula. En otros casos, se puede
usar la tercera o la siguiente hasta generar un símbolo
que no haya sido asignado a otro elemento. Finalmente,
observaremos que muchos símbolos se derivan del nombre
latino, o del griego latinizado, del elemento.

Como podrás comprobar, la mayoría de los
elementos no se descubrieron hasta hace unos 300
años.

Respecto al origen de la denominación de los
elementos podríamos decir que es diverso:

• Unos hacen referencia a algunas
  propiedades.
• Otros al nombre del descubridor o al de prominentes
  hombres de ciencia.
• Otros hacen referencia u homenaje a algunos
  países donde fueron descubiertos.
• Otros nombres nos recuerdan a algunos
  astros.

Para mayor información sobre los elementos
químicos en referencia buscar en:

http://ciencianet.com/tabla.html

http://www.uv.es/~jaguilar/elementos/nombres.html

http://www.cnice.mecd.es/eos/MaterialesEducativos/mem2002/quimica/

http://www.fortunecity.com/campus/dawson/196/tabla.htm

http://www.icarito.cl/icarito/2003/918/pag2.htm

Crucigrama para elementos
quimicos:

http://www.canalciencia.com/encrucillados/eq_08_02.html

Aplicaciones de los elementos:

http://html.rincondelvago.com/elementos-quimicos-y-sus-aplicaciones.html

http://eureka.ya.com/geoquimica/tema41.html

http://www.sindioses.org/cienciaorigenes/universo/universo7.html

http://www.sindioses.org/cienciaorigenes/universo/universo7.html

Minerales de los elementos:

http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/depos/Cumine01.htm

Curiosidades de los elementos
químicos:

http://ciencianet.com/exelementos.html

Elementos químicos en el
cuerpo:

http://www.iqb.es/cbasicas/fisio/cap03/elemento.htm

http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html

GUIA DE APRENDIZAJE
INDIVIDUALIZADO

Con el fin de facilitar la enseñanza personalizada, se organizan los
contenidos de la materia que
nos interesa, de una forma rigurosamente lógica
desde el punto de vista didáctico y científico,
diseñando de acuerdo con los fines que nos preocupan las
correspondientes guías, en las que fácilmente
pueden apreciarse la seriación de los conocimientos que
constituyen la base sobre la que se cimenta nuestro objetivo
educacional, y cuyo seguimiento como pauta de aprendizaje puede
constituir un modelo de
enseñanza individualizada.

Hemos seguido y adoptado, en la medida de nuestras
necesidades, las ideas de D.P. Altieri, expuestas en so Modelo
operacional para la individualización de la
enseñanza. Cada guía consta de tres columnas que
nos muestra
claramente tres líneas de aprendizaje:

1. La columna central que presenta el Recorrido
   principal del programa o
   progreso central de aprendizaje, en el que se expone la
   secuencia de captación de cada uno de los eslabones
   básicos que permiten conseguir el fin que motiva este
   estudio.
2. Unas ramificaciones a la izquierda de esta parte
   central, que expresan las destrezas previas o necesarias para
   acometer el estudio del programa o proceso central; es decir,
   las actividades de apoyo o fundamentación, y que se
   denomina Área de adiestramiento, y
3. Las ramificaciones de la derecha, que señalan
   Actividades de enriquecimiento o intereses especiales, y
   que en ellas se encuadran aquellos conceptos que nos son
   imprescindibles para el logro en un nivel mínimo y
   estricto de nuestros fines (niveles de conocimientos más
   específicos y de mayor altura conceptual) pero que al
   estar completamente relacionados con el Proceso central de
   aprendizaje, su tratamiento lo estimamos preciso para lograr
   una adecuada y conveniente visión global del
   problema.

Dentro del estudio de cada una de las
problemáticas que nos preocupa, se parte de un punto
inicial y se llega a otro terminal (indicados en el diagrama por
un cuadrilátero de costados curvos). Al comienzo de una
unidad de estudio se plantea al estudiante si éste posee o
no las capacidades o destrezas necesarias para la
comprensión de los conceptos que la nueva etapa
entraña, indicándose de dicho planteamiento en el
diagrama mediante un cuadrado de decisión (en forma de
rombo). Si el lector no está en condiciones de iniciar o
acometer su estudio, insistirá sobre el área de
adiestramiento,
hasta que su nivel de preparación sea el requerido para la
adquisición del concepto en
cuestión. Una vez adquirida por el estudiante la competencia y
adiestramientos necesarios podrá avanzar por la
línea de recorrido principal.

Si un estudiante está en posesión de los
conceptos previos, que están enmarcados en el área
de destrezas, no es necesario que insista sobre ellos, pudiendo
dedicar su atención a los conceptos indicados en la
línea principal.

Cada uno de los conceptos previos, básicos o de
enriquecimiento, están indicados en el diagrama dentro de
los bloques de realización
(rectángulos).

Indudablemente no se puede pasar a la captación o
desarrollo de
las actividades suplementarias o de enriquecimiento si
previamente no se han logrado cada uno de los conceptos u
objetivos
parciales que están indicados en el Proceso central
o línea básica de aprendizaje.

Por otro lado, la utilidad de estas
guías de aprendizaje es doble, en el sentido de que no
sólo conducen el aprendizaje, sino que clarificando cada
una de sus metas a conseguir, facilitan la evaluación
del proceso, tanto desde el punto de vista docente como
discente.

PROBLEMÁTICA GENERAL Y SIGNIFICADO
IMPLÍCITO EN LA DENOTACIÓN DE COMPUESTOS
QUÍMICOS

Aunque realmente el punto inicial del estudio
está en el concepto de compuesto químico y la idea
de molécula, el primer cuadro de decisión nos
señala claramente que es el dominio de la
problemática implícita en la denotación de
un elemento químico, lo que nos posibilita a iniciar este
proceso de aprendizaje, en concreto el
abordar la captación del significado de una fórmula
química y su esquema de notación
gráfica.

La contestación al segundo cuadro de
decisión nos indicará si estamos preparados o no
para abordar la problemática de la deducción de fórmulas
químicas, mediante el entendimiento de los enlaces
químicos.

La revisión en su caso de grado de
oxidación, como expresión numérica de la
combinación de un elemento químico, nos
permitirá adentrarnos finalmente en el empleo del
lenguaje químico como medio de expresión
química.

PROBLEMÁTICA GENERAL Y
SIGNIFICADO IMPLÍCITO EN LA DENOTACIÓN DE
COMPUESTOS QUÍMICOS

Guía de aprendizaje
individualizado

Electronegatividad

• Es una medida de la tendencia que muestra un átomo de
  un enlace covalente, a atraer hacia sí los electrones
  compartidos. Los átomos de los elementos más
  electronegativos presentan la mayor atracción por los
  electrones. Son los mismos elementos (agrupados en la esquina
  superior derecha de la tabla
  periódica) que muestran la máxima tendencia a
  ganar electrones para formar iones negativos.

Linus Pauling fue el primer químico que
desarrolló una escala
numérica de electronegatividad. En su escala, se asigna al
flúor, el elemento más electronegativo, un valor de
4.0

.

GRADO DE
OXIDACIÓN (G. O.)

• Llamada también estado de
  oxidación, número de oxidación. Se define
  como la naturaleza
  eléctrica que aparentan los átomos de las
  especies químicas, debido a diferencias de
  electronegatividad entre los átomos
  enlazados.
• El grado de oxidación de un átomo en un
  compuesto es un número que caracteriza la forma en que
  se romperían los enlaces en curso de las reacciones
  (exceptuando las de óxido-Reducción). Representa
  la carga eléctrica que tomaría el átomo en
  el supuesto de que todos los enlaces estuvieran
  rotos.
• Se reserva los números arábigos,
  seguidos de un signo (+) ó (-) para denotar las cargas
  de los iones y los números romanos seguidos de un signo
  (+) ó (-) para designar los grados de oxidación,
  independiente de la fórmula del compuesto.
• Por ejemplo en la especie Al(OH)2+,
  el aluminio
  tiene grado de oxidación III+, propiamente,
  AlIII+.
• Cuando el compuesto es iónico o ionizable, se
  rompen fácilmente en disolución acuosa.
  Así, en las sales de ferrosas, el Fe2+, el
  hierro tiene
  grado de oxidación II+. En las sales férricas,
  Fe3+, tiene grado de oxidación III+. El
  hidrógeno tiene grado de oxidación
  I+ en el ión hidrógeno,
  H1+.
• Como existen relativamente pocos compuestos
  iónicos o ionizables, se define el grado de
  oxidación de un compuesto prescindiendo de la
  ionización. Ya que, las moléculas son
  eléctricamente neutras y la suma algebraica de las
  cargas eléctricas aparentes de todos los átomos
  que la forman, o sea, los grados de oxidación es
  cero.
• Hallar el grado de oxidación de cada uno de
  los átomos en los siguientes compuestos:

GRADOS DE OXIDACION COMUNES DE LOS
ELEMENTOS

M E T A L E S

Li, Na, K , Rb, Cs, Ag: I+

Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Zn:
II+

Pb, Sn, Pt, Pd: II+, IV+

Al, Ga, Sc, In: III+

Cu, Hg: I+, II+

Fe, Co, Ni: II+, III+

Au: I+, III+

N O M E T A L E S

Cl, Br, I: I-, I+, III+, V+, VII+

S, Se, Te: II-, II+, IV+, VI+

As, N*: III-, III+, V+

P: III-, I+, III+, V+

C: IV-, II+, IV+

B: III-, III+

F: I-

Si: IV-, IV+

* Además el nitrógeno
presenta G.O.: I+, , II+, IV+, en óxidos
neutros

METALES CUYOS ÓXIDOS TIENEN
COMPORTAMIENTO
VARIADO

* El Manganeso presenta G.O. IV+
con carácter básico en algunos
compuestos: MnO2, MnF4,
Mn(SO4) 2.

REGLAS DE GRADO DE
OXIDACIÓN COMUNES

1.- El grado de oxidación de un
átomo en un ión monoatómico coincide con la
carga eléctrica del ión.

2.- En un elemento el grado de oxidación
de los átomos es cero.

3.- El grado de oxidación del átomo
de hidrógeno en la mayoría de sus compuestos es I+,
excepto cuando se combinan con los metales donde es
I-.

4.- El grado de oxidación del átomo
de oxígeno
es II- en la mayoría de sus compuestos, excepto en los
peróxidos donde es I-, y en compuestos con el flúor
donde es positivo.

5.- La suma de los grados de oxidación de
todos los átomos de un compuesto es cero

6.- La suma de los grados de oxidación de
todos los átomos de un ión es igual a la carga del
ión.

Si mediante estas reglas se obtienen grados de
oxidación "extraños" puede que se trate de un
peróxido, hiperóxido, de un derivado
tio. También es posible de que se trate de
compuestos con átomos de distintos grados de
oxidación.

Fe3O4 corresponde a: 4
OII-, 2 FeIII+,
FeII+

S2O82- corresponde a: 2
SVI+, 2 OI-, 6
OII-

HNO4 corresponde a: NV+,
HI+, 2 OI-,
2OII-

Los términos valencia y grado de oxidación
no deben ser confundidos, ya que para una determinada valencia
pueden haber varios grados de oxidación.

PROBLEMÁTICA GENERAL Y SIGNIFICADO
IMPLÍCITO DE LA FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA
COMPUESTOS QUÍMICOS

Estimamos que no será conveniente asimilar las
normas elementales de nomenclatura, si no se ha captado
previamente la necesidad del aprendizaje del lenguaje
químico. En caso negativo recomendamos la
revisión de los conceptos químicos que su logro
conlleva.

Un visión retrospectiva de la historia del lenguaje
químico nos hará comprender la necesidad de
uniformizar mediante reglas internacionalmente aceptadas y que
tienden a la univocidad de la nomenclatura
química.

Una vez en posesión de problemática
planteada en el segundo cuadro de decisión, recomendamos
iniciar el estudio de la formulación química
inorgánica sistemática. Es decir, sin importar las
funciones
químicas a las que pertenecen, se nombran a las sustancias
mediante un conjunto de reglas aceptadas
internacionalmente.

Problemática

PROBLEMÁTICA GENERAL DEL
SIGNIFICADO DE LAS FUCIONES QUÍMICAS

PROBLEMÁTICA DE LA NOMENCLATURA Y
FORMULACIÓN DE COMPUETOS BINARIOS

PROBLEMÁTICA DE LA NOMENCLATURA
Y FORMULACIÓN DE COMPUETOS TERNARIOS Y DE ORDEN
SUPERIOR