PROYECTO-LA-REGLA-DEL-SERRUCHO-MATERIAL.

LA REGLA DEL SERRUCHO DE LA INSTITUCION EDUCATIVA

1. “AÑO DEL DIALOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL ”


TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN:






Área :
Alumnos :
Asesora :
Grado :


La Oroya - 2018

Regla del serrucho
(Material didáctico)

2. DEDICATORIA
El presente trabajo está dedicado
a nuestros maestros por sus
enseñanzas que nos brindan

3. RESUMEN
Nuestra educación se encuentra en emergencia, porque los estudiantes no asimilan
correctamente durante la sesión, debido a la ausencia de materiales didácticos significativo,
es por ello que el siguiente material didáctico busca mejorar el aprendizaje significativo en
el área de Ciencia Tecnología y Ambiente
El trabajo surge debido a que este tema es importante en al área de CTA. Más aun en temas
de química que son muy interesantes, y si hacemos uso adecuado de la regla del serrucho, se
podrá tener aprendizajes significativos en temas como: principio de aufbau, configuración
electrónica, la regla de hund, números cuánticos, ubicación de un elemento en la tabla
periódica, La regla del octeto, Electrones de Valencia, Notacion de Lewis

RESUMEN

Our education is in emergency, because students do not learn properly during the session,
due to a lack of teaching materials, which is why the following materials seeks to improve
meaningful learning in the area of Science, Technology and Environment.
The work arises because this issue is important in the area of CTA. Moreover in chemistry
topics that are very interesting, and if we use proper rule saw, may have significant learning
on topics such as Aufbau principle, electronic configuration, hund's rule, quantum numbers,
location of an item in the periodic table, the octet rule, Electron Valencia, Lewis notation

4. CAPÍTULO I
TÍTULO DEL PROYECTO
“MATERIAL DIDÁCTICO DE LA REGLA DEL SERRUCHO EN EL APRENDIZAJE
SIGNIFICATIVO EN ESTUDIANTES DE SECUNDARIA DE LA INSTITUCION
EDUCATIVA “” LA OROYA”
I) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1) DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo contribuye el material didáctico de la regla del serrucho en el logro de los
aprendizajes significativos de los estudiantes del 3er grado de educación
secundaria de la I. E. “Amalia Espinoza” en temas de CTA (principio de aufbau,
configuración electrónica, la regla de hund, números cuánticos, ubicación de un
elemento en la tabla periódica, La regla del octeto, Electrones de Valencia,
Notación de Lewis)?

II) OBJETIVOS

2.1) OBJETIVO GENERAL
Utilizar el material didáctico de la regla del serrucho en los aprendizajes
significativos en el área de CTA (principio de aufbau, configuración electrónica,
la regla de hund, números cuánticos, ubicación de un elemento en la tabla
periódica, La regla del octeto, Electrones de Valencia, Notación de Lewis)

2.2) OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Reconocer los niveles y subniveles de energía que se encuentran organizados
en la Regla del Serrucho
 Identificar cuantos electrones como minimo y máximo pueden “alojar” en
cada nivel y subnivel de energía
 Aplicar la regla del serrucho en la resolución de problemas referente a lo temas
de: principio de aufbau, configuración electrónica, la regla de hund, números
cuánticos, ubicación de un elemento en la tabla periódica, La regla del octeto,
Electrones de Valencia, Notación de Lewis.

5.  Diseñar un instrumento para evaluar el aprendizaje significativo con la regla
del serrucho.

III) HIPÓTESIS
Uso adecuado de la regla del serrucho contribuye al logro de los aprendizajes
significativos en el área de CTA (principio de aufbau, configuración electrónica, la regla
de hund, números cuánticos, ubicación de un elemento en la tabla periódica, La regla
del octeto, Electrones de Valencia, Notación de Lewis)

IV) JUSTIFICACIÓN
Nuestra educación se encuentra en emergencia, porque los estudiantes no aprenden
correctamente durante la sesión, debido a la ausencia de materiales didácticos, es por
ello que el siguiente material didáctico busca mejorar el aprendizaje significativo en el
área de Ciencia Tecnología y Ambiente.
El trabajo surge debido a que este tema es importante en al área de CTA. Más aun en
temas de química que son muy interesantes, y si hacemos uso adecuado de la regla del
serrucho , se podrá tener aprendizajes significativos en temas como: principio de aufbau,
configuración electrónica , la regla de hund, números cuánticos, ubicación de un
elemento en la tabla periódica, La regla del octeto, Electrones de Valencia, Notación de
Lewis

6. CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO
TEMAS DE QUÍMICA
1) PRINCIPIO DE AUFBAU contiene una serie de instrucciones relacionadas a la
ubicación de electrones en los orbitales de un átomo. El modelo, formulado por el erudito
químico Niels Bohr, recibió el nombre de Aufbau (del alemán Aufbauprinzip: principio
de construcción) en vez del nombre del científico. También llamado popularmente, regla
del serrucho.
2) CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Es la distribución de los electrones alrededor del núcleo en niveles, subniveles y
orbitales. Los orbitales van llenando primero los orbitales de menor energía, los que
están más cerca del núcleo (principio de la mínima energía)
Regla del serrucho
1s
2
< 2s
2
< 2p
6
< 3s
2
< 3p
6
< 4s
2
< 3d
10
< 4p
6
< 5s
2
< 4d
10
< 5p
6
< 6s
2
< 4f
14
< 5d
10
<
6p
6
< 7s
2
< 5f
14
< 6d
10
< 7p
6


El principio de exclusión de Pauli: Cada orbital tiene como máximo 2 electrones
Electrones de valencia (eˉ v): electrón del último nivel de energía
regla de la máxima multiplicidad
(1
a
regla de Hund): Los electrones que ocupan orbitales de la misma energía orientan sus
espines para dar el máximo número de electrones desapareados

7. La configuración electrónica del átomo de un elemento corresponde a la ubicación de los
electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía. Aunque el modelo de
Scrödinger es exacto sólo para el átomo de hidrógeno, para otros átomos es aplicable el
mismo modelo mediante aproximaciones muy buenas.
La manera de mostrar cómo se distribuyen los electrones en un átomo, es a través de la
configuración electrónica. El orden en el que se van llenando los niveles de energía es:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. El esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo podemos
tener utilizando la regla de la diagonal, para ello debes seguir atentamente la flecha del
esquema comenzando en 1s; siguiendo la flecha podrás ir completando los orbitales con
los electrones en forma correcta.


3) ESCRIBIENDO CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS
Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario:
 Saber el número de electrones que el átomo tiene; basta conocer el número
atómico (Z) del átomo en la tabla periódica. Recuerda que el número de electrones
en un átomo neutro es igual al número atómico (Z = p+).
 Ubicar los electrones en cada uno de los niveles de energía, comenzando desde el
nivel más cercano al núcleo (n = 1).
 Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (s = 2e-, p =6e-, d =10e- y f=14e-).
Ejemplo:

8. Los orbitales se llenan en orden creciente de energía, con no más de dos electrones por
orbital, según el principio de construcción de Aufbau.
Litio (Z = 3). Este elemento tiene 3 electrones. Empezaremos llenando el orbital de
menor energía con dos electrones que tendrán distinto spin (ms). El electrón restante
ocupará el orbital 2s, que es el siguiente con menor energía:

La flecha indica el valor del cuarto número cuántico, el de spin: para +1/2: y para –1/2,
respectivamente.

También podemos describir la distribución de electrones en el átomo de litio como:


Los electrones que tienen números de espín opuestos cancelan los efectos magnéticos y
se dice que son electrones apareados. Un ejemplo son los dos electrones que ocupan el
orbital 1s en el átomo de Litio. De manera similar decimos que el electrón que ocupa el
orbital 2s orbital está desapareado. En la tabla a continuación vemos como se distribuyen
los electrones de los átomos en orden creciente a su número atómico (Z):

9. En el helio se completa el primer nivel (n=1), lo que hace que la configuración del He
sea muy estable.
Para el Boro el quinto electrón se sitúa en un orbital 2p y al tener los tres orbitales 2p la
misma energía no importa cuál de ellos ocupa.
En el carbono el sexto electrón podría ocupar el mimo orbital que el quinto u otro distinto.
La respuesta nos la da: la regla de Hund: la distribución más estable de los electrones en
los subniveles es aquella que tenga el mayor número de espines paralelos.
Los electrones se repelen entre sí y al ocupar distintos orbitales pueden situarse más lejos
uno del otro. Así el carbono en su estado de mínima energía tiene dos electrones
desapareados, y el nitrógeno tiene 3.

El neón completa el nivel dos y al igual que el helio tiene una configuración estable.
Las configuraciones electrónicas pueden también escribirse de manera abreviada
haciendo referencia al último nivel completo. Para ello, debemos ocupar la configuración
de los gases nobles, ya que ellos tienen todos su orbitales completos con electrones (s
2
p
6
),
como por ejemplo en el caso del helio (s
2
) y neón (s
2
p
6
) como se muestra en la tabla
anterior.
 Así la configuración del sodio Na, la podemos escribir como [Ne]3s
1

10.  También podemos escribir la configuración del litio como [He]2s
1

A los electrones que pertenecen a un nivel incompleto se les denomina electrones de
valencia.
El gas noble Argón representa el final del período iniciado por el sodio para n=3
1s 2s 2p 3s 3p

Ar 18
[Ne] 3s2 3p6
En el siguiente elemento, el potasio con 19 electrones, deberíamos empezar a llenar los
orbitales 3d. Sin embargo el comportamiento químico del potasio es similar al de litio y
el sodio, ambos con un electrón de valencia desapareado en un orbital s, por lo que al
potasio le correspondería la configuración [Ar] 4s
1
. Por lo tanto, el orbital 4s tendrá que
tener menor energía que los orbitales 3d (el apantallamiento de los electrones en los
orbitales 3d es mayor que el de los electrones en los orbitales 4s).

Lo mismo ocurre a partir del elemento Sc (Z = 21) [Ar] 3d1 4s2. El último electrón no se
agrega al subnivel 4p, sino al 3d, como lo indica el orden energético. Lo mismo sucede
con las configuraciones de los emenetos Ti (Z = 22) y V (Z = 23). Con el cromo (Cr Z =
24) surge otra aparente anomalía porque su configuración es [Ar] 3d5 4s1. La lógica de
llenado habría llevado a [Ar] 3d4 4s2, sin embargo la distribución fundamental correcta
es la primera. Esto se debe a que el semillenado de orbitales d es de mayor estabilidad,
puesto que su energía es más baja.

11. Con el cobre Cu Z = 29 sucede algo similar al cromo, puesto que su configuración
fundamental es [Ar] 3d10 4s1. La configuración [Ar] 3d9 4s2 es de mayor energía. La
configuración con 10 electrones en orbitales d, es decir, el llenado total de estos
orbitales es más estable.

Serían las del principio de exclusión de Pauli, y seguir la regla de Hund principio de
Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación de electrones en
los orbitales de un átomo. El modelo, formulado por el erudito químico Niels Bohr,
recibió el nombre de Aufbau (del alemán Aufbauprinzip: principio de construcción) en
vez del nombre del científico. También llamado popularmente, regla del serrucho.
Niveles de Energía: Los orbitales se llenan respetando la Regla de Hund, que dice que
ningún orbital puede tener dos electrones antes que los restantes orbitales de la misma
subcapa tengan al menos uno. Se comienza con el orbital del más bajo nivel energético.
Primero debe llenarse el orbital 1s (dos electrones), esto de acuerdo con el número
cuántico Seguido ganan electrones del orbital 2s (también dos electrones solamente).
La subcapa 2p tiene tres niveles energéticos, llamados de acuerdo a su posición
tridimensional, 2px, 2py, 2pz. El orbital 2p puede ganar hasta seis electrones, dos en cada
uno pero deben tener todos por lo menos un electrón antes de que alguno llegue a tener
dos.y así sucesivamente: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
6
5s
2
4d
10
5p
6
6s
2
…
El Principio de exclusión de Pauli nos advierte además, que ningún electrón en un átomo
puede tener la misma combinación de números cuánticos describiendo su estado
energético. Regla del Serrucho: Para llenar los orbitales correctamente, sigua la dirección
de la flecha tal como se muestra en la gráfica. Primero 1s, luego 2s, después sube a 2p y
baja 3s, 3p y baja a 4s. En este punto, el siguiente nivel de energía más bajo no es 4p,
sino sube a 3d para luego bajar a 4p y 5s. Y así sucesivamente.

12. Se le llama la regla del serrucho, pues la acción de subir y bajar del modo descrito,
profundizando cada vez se asemeja a la mecánica de cortar con un serrucho
4) LA REGLA DE HUND Es un método empírico utilizado para el llenado de orbitales
que posea igual energía. Dicha regla fue acuñada por el físico alemán Friedrich Hund, y
es conocida también bajo el nombre de regla de máxima multiplicidad de Hund.
La regla se basa en el llenado de orbitales atómicos que tengan igual energía, así podemos
decir que existen tres orbitales tipo p, cinco orbitales atómicos tipo d, y siete tipo f. En
ellos se van colocando los electrones con spines paralelos en la medida de lo posible. La
partícula analizada será más estables (es decir, tendrá menor energía), cuando los
electrones se encuentren en modo desapareado, con espines colocados paralelamente, en
cambio poseerá mayor energía cuando los electrones se encuentren apareados, es decir
los electrones colocados de manera antiparalela o con espines de tipo opuestos
5) NUMEROS CUANTICOS
La propuesta de Schrodinger , considerado como el 5° modelo atómico , radica en
describir las características de todos los electrones de un átomo , y para ello uso lo que
conocemos como números cuánticos .
Los números cuánticos se denominan con las letras n, m, l y s y nos indican la posición
y la energía del electrón. Ningún electrón de un mismo átomo puede tener los mismos
números cuánticos.
El significado de los números cuánticos es :
 n = NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL , que indica el nivel de energía donde
se encuentra el electrón, asume valores enteros positivos, del 1 al 7 .
 l = NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO , que indica el orbital en el que
se encuentra el electrón, puede ser s , p , d y f (0 , 1 , 2 y 3 ).
 m = NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO , representa la orientación de
los orbitales en el espacio, o el tipo de orbital , dentro de un orbital especifico. Asume
valores del número cuántico secundario negativo (-l) pasando por cero, hasta el
número cuántico positivo (+l) .
 s = NÚMERO CUÁNTICO DE SPIN , que describe la orientación del giro del
electrón. Este número tiene en cuenta la rotación del electrón alrededor de su propio

13. eje a medida que se mueve rodeando al núcleo. Asume únicamente dos valores +1/2
y – 1/2
En resumen los números cuánticos se expresan:
n : Nivel de energía (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)
l : Orbital (s=0, p=1, d=2 y f=3) de l =0 (orbital s) hasta n - 1.
m : magnético (m=-l ,0 +1) desde -l, pasando por cero,hasta +l.
s : spin (-l/2, + 1/2 ).
Los números cuánticos sirven a su vez para entender la información que aporta la
configuración electrónica
De esta forma se pueden obtener los números cuánticos de los electrones de los niveles
superiores. Para mayor facilidad se presentará una tabla para asignar los números
cuánticos correctos, conociendo la configuración electrónica y la localización exacta del
electrón. 1s
2
/2s
2
2p
6 2
3p
6 2
3d
10
4p
6 2
4d
10
5p
6 2
4f
14
5d
10
6p
6 2
5f
14
6d
10
7p
6

El número que precede al orbital es igual al número cuántico principal,por ejemplo para
los electrones que están en el orbital 4p, el nivel = 4.
El número cuántico secundario se establece observando el orbital referido, por ejemplo
para el orbital 4p , el subnivel es el orbital , l = 1 (p)
Orbital Equivalencia
s 0
p 1
d 2
f 3
El existen tres tipos de orbitales p (px , py y pz ) por lo que se dice que hay tres espacios
donde se acomodan dos electrones en cada uno, esos espacios o tipos de orbitales reciben
el número cuántico magnético de -1 , 0 y +1 . Es decir para el orbital p existen 3 números
cuánticos magnéticos.

14. Orbital Tipos de
orbitales
Números cuánticos m Numero
de
electrones
s 1 0 2
p 3 -1 , 0 , +1 6
d 5 -2 , -1 , 0 , +1 ,+2 10
f 7 -3 , -2 , -1 , 0 , +1 , +2 , +3 14

Si nos referimos al cuarto nivel de energía, 4s
2
3d
10
4p
6?
, y se menciona al orbital 4p, el
superíndice indica el total de electrones de ese orbital, si se sabe que el orbital p siempre
tiene los números cuánticos m ( -1 , 0 , +1 ) , entonces se agrupan de dos en dos , es decir
2 electrones para cada número cuántico magnético.
De tal manera que dos electrones (los apareados) diferirán únicamente del número
cuántico s o de spin, ya que uno tendrá s = - 1/2 y el otro s = + 1/2 .
6) UBICACIÓN DE UN ELEMENTO EN LA TABLA PERIÓDICA
ELEMENTO REPRESENTATIVO: Grupo A
Periodo: Ultima capa o nivel de energía
Grupo : Electrones de la última capa (se representa en números romanos )
Los elementos del grupo A terminan en el subnivel “s” y “p”
Ejemplo:
Indicar a que grupo y período pertenece un elemento cuyo número atómico es 11
1 2 3
Última capa o nivel que indica el periodo
S
2
S
2
S
1


e- de la última capa (I)
P
6

Subnivel que indica el grupo (A)
Periodo: 3
Grupo: IA

Si ubicamos en la T.P el elemento es el sodio

15. Indicar a que grupo y período pertenece un elemento cuyo número atómico es 15
1 2 3
3
S
2
S
2
S
2


Grupo A
P
6
P
3 V
Periodo: 3
Grupo: VA
Elementos de transición : Grupo B
Periodo : Última capa o nivel
Grupo : Se halla con la suma de:



Los elementos que pertenecen al grupo B, terminan en el subnivel “d”
Ejemplo:
Hallar el periodo y el grupo de un elemento cuyo número atómico es 21
1 2 3 4
4
S
2
S
2
S
2
S
2


p
6
p
6

III
d
1

Grupo “B”

Periodo : 4
Grupo : IIIB
Si ubicamos en la T.P., el elemento es el escandio (Sc)En general:

Termina….s
2
d
1
IIIB
…. s
2
d
2
IV B
….s
2
d
3
V B
….s
2
d
4
VI B
….s
2
d
5
VII B
Suma 8e-.....s
2
d
6
VIII B Existen 3 casilleros
9e-….s
2
d
7
VIII B que pertenecen al
10e-….s
2
d
8
VIII B grupo VIII B
11 e-….s
2
d
9
I B
12 e-….s
2
d
10
II B
e- de la última capa + e-del subnivel incompleto

16. 7) LA REGLA DEL OCTETO
“Un átomo al perder, ganar o compartir sus electrones de valencia, tienden a completar
con 8 electrones su última capa o alcanzar la configuración estable.
8) ELECTRONES DE VALENCIA
Son aquellos que se encuentran en el último nivel de energía.
9) NOTACION DE LEWIS
Es la representación simbólica de un átomo con sus electrones de Valencia (electrón de
la última capa energética) , los cuales se colocan alrededor del símbolo correspondiente
mediante puntos o aspas.
DEFINICIONES DE MATERIALES DIDÁCTICOS
1) El material didáctico es un elemento que proporciona información práctica , fácilmente
comprensible en instrucciones de tipo manual, o sobre fotografías , elaboración de
diapositivas, rótulos , dibujos , cartulinas donde se presentan la información de modo
ilustrado para alentar al principiante a iniciar el trabajo bajo su responsabilidad , donde
facilita su aprendizaje
2) Instrumento, recurso o medio para ayudar en el aprendizaje de unos contenidos y
consecuencia deunos objetivos.
3) Cualquier formas de recursos o equipo que sea usado normalmente para transmitir
información entre personas.
4) Los materiales didácticos son también denominados auxiliares didácticos , medios
didácticos puede ser cualquier tipo de material diseñado y elaborado con la intención de
facilitar un proceso de enseñanza-aprendizaje, estos materiales didácticos ( impresos,
audiovisuales, digitales, multimedia) se diseñan siempre tomando en cuenta el publico al
que va dirigido , y tienen fundamentos psicológicos, pedagógicos y comunicacionales.

17. CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DEL ESTUDIO
3.1. DISEÑO: MÉTODOS Y MATERIAL
3.1.1. Finalidad cognoscitiva del estudio:
3.1.2. Tipo de estudio: Descriptiva experimental
3.1.3. Variables implicadas
 Es el uso adecuado de la regla del serrucho
 Lo constituye el aprendizaje significativo
3.1.4. Definición operacional:
Uso adecuado de la regla del serrucho en el aprendizaje significativo en el área
de CTA (principio de aufbau, configuración electrónica, la regla de hund,
números cuánticos, ubicación de un elemento en la tabla periódica La regla
del octeto, Electrones de Valencia, Notación de Lewis)
3.1.5. Naturaleza: cualitativa
3.1.6. Materiales:
 Tecnopor grueso
 Silicona
 Bolsa de yute reciclable
 Bolas de cristal
 Pistola para silicona
3.1.7. Metodología:
En la elaboración del presente trabajo se utilizó el método experimental.
3.2 PROCEDIMIENTO:
 Se diseñó la regla del serrucho y se mandó a sacar en gigantografia.
 Se procedió a pegar la gigantografia en el tecnopor.

18.  Luego se cortó el tecnopor del tamaño de una bola de cristal para que puedan ingresar
los electrones ( bolitas de cristal)en los subniveles ( s).,y para los otros subniveles se
procedió a confeccionar pequeños sacos para que puedan alojar a los electrones (
bolitas de cristal) y pegar en el tecnopor ( subnivel p, d, f)
3.3. CRONOGRAMA
En la elaboración del presente trabajop se utilizo el siguiente cronograma.
Actividad M J J A S
1) Elaboración del anteproyecto X
2) Recopilación de datos bibliográficos X
3) Elaboración de la regla del serrucho en la
computadora y elaboración de la gigantografia
X
4) Elaboración de la maqueta X
5) Elaboración del informe final X
6) Exposición del proyecto X

3.4. PRESUPUESTO
Compra de materiales : 15.00 nuevos soles
Compra de un ciento de bolas de cristal 15.00 nuevos soles
Total 30.00 nuevos soles
3.5. BIBLIOGRAFÍA:
 CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE. 3ro EDIT. SANTILLANA
 Alfredo SALCEDOLOZANO, Química Ed. San Marcos ; pp 110-146
 ACADEMIA CESAR VALLEJO, Química ( Análisis de principios y
aplicaciones) Tomo I Ed. Lumbreras, pp 198 – 237

19.  JM ESTEBAN – JL NEGRO, Problemas de química – Proyecto ALHAMBRA
mT62 Serie A, pp 7 – 15
 J. Luis CORDOVA PRADO; Química Teoría Experimental 2da Edición, Ed.
Bruño, pp 75 – 86
 Marc LAFFITTE, Curso de Química Inorgánica, Ed ALHAMBRA S.A, 1ra
Edicion Española -1977 , pp 1 – 14
 Direcciones de Internet
 http// www.cieencias huascaran.edu.pe
 http// www.concytec.gob.pe
 http// www.inabec.gob.pe
 http// www.pucp.edu.pe/ quimica