Tutorial avogadro

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CLASE 1  
Modelo uno a uno  
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 

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¡¡Bienvenidos!! 
Sean muy bienvenidos a la primera clase del taller Enseñar Química 1 a 1. 
Es una alegría para nosotros volver a encontrarnos y a compartir un espacio 
de trabajo colaborativo, aunque esta vez, a distancia. 
Imaginamos  que  muchos  de  ustedes  han  de  tener  experiencia  en  realizar 
cursos a distancia pero igualmente queremos invitarlos a: 
• leer la Guía para conocer el campus virtual, 
• recorrer el aula virtual y ver cada una de las secciones, 
• subir una foto en el perfil personal y 
• presentarse brevemente donde lo indique el tutor. 
Durante  esta  primera  semana  recorreremos  algunas  ideas  centrales  del 
Modelo  1  a  1  que  pueden  ser  empleadas  en  las  clases  de  Física.  
Comenzaremos  a  famliarizarnos  con  el  programa  Avogadro  que  nos  serán 
muy  útiles  para  el  desarrollo  actividades  en  el  aula  y  comenzaremos  a 
participar  en  tareas  colaborativas  mediante  la  organización  de  pequeñas 
comunidades de aprendizaje virtual. 
 
Los esperamos 
 
Fernanda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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          Aspectos relevantes del material de estudio  
 
 
 
El    material  de  estudio  de  Química  caracteriza  la  nueva  cultura  del  aprendizaje  y 
expone sus rasgos más importantes: 
 
  INFORMACIÓN 
  CONOCIMIENTO CIENTIFICO 
  APRENDIZAJE CONTÍNUO 
 
Este modelo de Educación Científica, tiene por objeto preparar a los alumnos para 
buscar  y  seleccionar  la  información  y  dada  la  extensa  cantidad  a  la  que  estamos 
expuestos  en  la  actualidad  el  resultado  previsto  es  que  los  estudiantes  actúen  tal 
cual  como  lo  haría  un  experto,  tomando  libremente  decisiones  y  posturas  que 
vayan  formando  en  el  futuro  profesionales  que  aporten  cultura  y  progreso  a  la 
sociedad. 
 
 
Como  focos  centrales  en  el  estudio  específico  de  la  Química  se  pretende  de  los 
alumnos: 
 
Puedan comprender  
  La  estructura  de  los  materiales  y  las  transformaciones  que  en  ellos  se 
producen. 
  La importancia de esta disciplina en las actividades cotidianas. 

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  Su  capacidad  de  enfrentar  y  resolver  problemas  en  la  vida  del  hombre 
relacionados con los recursos naturales, los procesos industriales, el cuidado 
de la salud y la protección del medio ambiente. 
 
Para  ello  vamos  a  tratar  un  tema  real  de  la  actualidad,  objeto  de  estudios 
permanentes a nivel mundial: La Contaminación del Agua. 
 
El objetivo es estudiar conceptos de química respecto del tema planteado para ello 
se  prevé  el  análisis  de  películas  que  tratan  el  tema  y  a  través  de  ellas  poder 
despertar  el  interés  de  los  alumnos  por  un  tema  tan  importante  como  La 
Contaminación Ambiental. 
Sobre este tema se relacionan conceptos de química tales como: 
  Propiedades del agua y de sus contaminantes más com unes. 
  Fórmulas químicas, estructuras de Lewis, geometría molecular, polaridad de 
las  moléculas  y  la  relación  entre  polaridad  y  propiedades  como  la 
solubilidad. 
  Fuerzas intermoleculares. 
Esta  primera  aproximación  al  problema  de  la  contaminación  del  medio  ambiente 
también  nos  permite  explorar  cuestiones  epistemológicas  que  atañen  al  quehacer 
científico, es decir como se formula una hipótesis. 
También se propone el debate de los materiales vistos y a través de la discusión y 
el análisis de los distintos puntos de vista realizar un resumen de las conclusiones 
en común o contemplar las distintas posiciones en el caso que las hubiera. 
 
En  la  segunda  parte  de  este  material  de  estudio  se trabaja  con  nociones  de 
reacción,  ecuación,  fórmula  química  y  el  uso  de  distintos  programas  que  nos 
permiten modelar moléculas para introducir el concepto de geometría molecular. 

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Se utilizan infografías que permiten obtener la información resumida y presentan al 
alumno un atractivo visual con poco tiempo de lectura y que permite mucho tiempo 
para el debate. 
En  otro  enfoque  del  agua  y  química  ambiental  se  pueden  abordar  temas  que  les 
permitan  comprender  el  origen  de  los  contaminantes del  agua  y  plantear  sus 
reacciones para aprender a representar ecuaciones químicas. 
Otro punto de vista interesante es el planteo del funcionamiento de una planta de 
tratamiento de aguas residuales y los procesos que ocurren en ella. 
Se  analizan  temas  relacionados  como  la  lluvia  ácida,  sus  reacciones  químicas,  su 
efecto  y  consecuencias.  También  otros  temas  como  la  contaminación  por  metales 
pesados, agroquímicos y materia orgánica. 
El  análisis  de  la  molécula  del  agua  y  sus  propiedades  para  poder  relacionarla  con 
los posibles contaminantes. 
 
En  la  tercera  y  última  parte  de  este  material  de  estudio  se  trata  el  tema  de  las 
interacciones  entre  las  partículas  para  resolverlo mediante  un  mapa  conceptual, 
esta herramienta permite expresar y coordinar conceptos o proposiciones mediante 
la representación gráfica. 
 
 
En  esta  etapa  los  alumnos  deben  ser  capaces  de  aplicar  los  conceptos  vistos  a  lo 
largo del material de estudio y afrontar problemas nuevos.  
Comprender como se modifica el comportamiento de la s sustancias según el tipo de 
interacciones que presentan y su intensidad. 
Se  propone  una  actividad  experimental  en  el  laboratorio  para  analizar  la 
conductividad eléctrica con materiales metálicos (en estado sólido), iónicos fundidos 
o en solución acuosa, y moleculares, polares y no polares. 
Por  último  se  propone  que  los  alumnos  en  grupos  presenten  un  trabajo  final  que 
incluya  aspectos  químicos,  biológicos,  ambientales y  sociales  y  que  puedan 
defenderlo frente al resto de la clase. 

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Consulte  el  material  descripto  en  el  apartado  “Material  de  Estudio”  al  costado 
izquierdo de su pantalla o haga click aquí.   
 
 
              La Química en 3 D 
 
Cuando  nos  enfrentamos  al  desafío  de  enseñar  a  los alumnos  como  es  el 
comportamiento  de  los  átomos  al  formar  moléculas  y  como  está  dada  su 
disposición  tridimensional  que  a  su  vez  tiene  una  relación  directa  con  las 
propiedades  de  las  mismas  tales  como  reactividad,  polaridad,  magnetismo  entre 
otras;  sabemos  que  resulta  muy  difícil  plasmar  la  geometría  molecular  en  un 
pizarrón y acudimos a los modelos con bolas de plás tico u otros métodos  caseros 
en pos de ver de una forma real la estructura de la materia. 
En  la  actualidad  contamos  con  diferentes  programas (editores)  que  nos  permiten 
diseñar  moléculas.  Estos  programas  tienen  cargados en  su  software  todos  los 
átomos de la Tabla Periódica y sus características físico-químicas que nos permite 
de forma sencilla diseñar diferentes moléculas orgánicas e inorgánicas y optimizar 
su geometría en forma eficiente y precisa. 
En  este  material  hemos  elegido  el  programa  Avogadro  para  aplicarlo  en  las 
secuencias elaboradas en este taller. Las netbooks que reciben los alumnos tienen 
este programa instalado, pueden visualizar el icono característico en el escritorio de 
las computadoras. 
 
  
 
 

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   El editor de moléculas en 3D Avogadro  
 
Avogadro  es  un  editor  de  moléculas  en  3D  desarrollado  bajo  código  abierto  que 
tiene el sistema operativo Win2000/NT/XP/Vista/7. 
Es un excelente software libre multi-plataforma, multi-lenguaje, el cual les permite 
diseñar  las  ilustraciones  moleculares  de  preferencia.  El  software  funciona  en 
Windows,  Mac  OS  X  y  Linux.  Igual  como  ya  lo  indiqué,  está  disponible  en 
castellano, así como en inglés, francés, alemán, chino, etc. 
Como  este  programa  fue  diseñado  en  forma  colaborativa  vamos  a  contar  con 
muchos  tutoriales  que  nos  van  a  proporcionar  inform ación  útil  sobre  sus 
posibilidades de uso. 
 
 
 
 
Sitio oficial de Avogadro: 
http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Main_Page  
 
 
 
 
 
 
 
Aquí podrán acceder a todo tipo de 
información sobre Avogadro. También 
pueden descargarlo en forma gratuita. 
Para comenzar a conocer Avogadro los 
invitamos a explorar el sitio. 
 

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            Más sobre el programa Avogadro 
 
El manejo de este programa es muy sencillo ya que p resenta una barra de 
herramientas muy simples para el diseño manual de m oléculas de simple a 
mediana complejidad. 
 
En la barra superior podemos observar un icono que representa un lápiz con 
el que podemos dibujar los átomos. 
A  la  derecha  de  la  barra  superior  podemos  ver  una  ventana  que  se  llama 
“preferencia de herramientas”, cuando cliqueamos sobre este icono aparece 
el cuadro de configuración del dibujo donde podemos  elegir los átomos que 
van a ser parte de nuestra molécula, el tipo de enlace y la opción de ajuste 
de los hidrógenos. 
 
 
 
 
 
 
 

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Cuando desplegamos la ventana de elección del eleme nto podemos ver los átomos 
que  se  utilizan  con  mayor  frecuencia  y  al  final  del  listado  una  opción  que  dice 
“otro”, si cliqueamos allí podemos ver que se despliega la tabla periódica con todos 
los elementos para seleccionar. 
 
 
 
Ya  estamos  en  condiciones  de  armar  nuestra  molécula,  para  ello  con  sólo  colocar 
los átomos  y luego arrastrar  con  el mouse desde uno de los átomos  hacia el otro 
podemos generar el enlace entre ellos. 
Es  importante  saber  que  con  el  botón izquierdo  genero  átomos  y con el izquierdo 
puedo borrarlos. También cliqueando con el botón izquierdo sobre el enlace puedo 
cambiar el orden de enlace. 
 
 
BORRAR ÀTOMOS  
PULSAR Y ARRASTRAR PARA GENERAR 
ÁTOMOS Y ENLACES 

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Ahora  estamos  en  condiciones  de  optimizar  la  geometría  molecular,  para  ello 
iremos a la opción de la barra que dice “extensiones”, lo desplegamos y elegimos 
“optimizar geometría” o  desde el teclado de la net utilizar Ctrl + Alt + O. 
Y obtendremos el siguiente resultado: 
 
 
 
 

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Otra  herramienta  importante  para  trabajar  es  la  ventana  de  la  derecha  que  dice 
“preferencia  de  pantalla”,  al  desplegar  la  misma  vamos  a  encontrar  distintas 
opciones de presentación de la geometría de la molécula tales como: 
Bola y varilla 
 
(*)Renderiza  las  primitivas 
utilizando  bolas  para  los  átomos  y 
palos para los enlaces. 
Varilla 
 
Dibuja moléculas como palos. 
Simple alambre 
 
Hace  bonos  cables,  ideal  para 
grandes estructuras moleculares. 
Marco de alambre 
 
Dibuja  enlaces  como  alambres 
(líneas),  ideal  para  (bio)moléculas 
muy grandes. 
Esferas de Van 
der Waals 
 
Traza átomos como  esferas de Van 
der Waals. 
(*)(render en inglés) es un término usado en jerga informática para referirse al proceso de generar una 
imagen  desde  un  modelo.  Este  término  técnico  es  utilizado  por  los  animadores  o  productores 
audiovisuales y en programas de diseño en 3D. 

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La herramienta de navegación nos permite darle movi miento a la molécula formada 
como trasladarla de lugar en la pantalla, utilizarla como zoom o hacerla girar desde 
el átomo elegido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gira la molécula en 
la dirección deseada 
Traslada la molécula 
de un lugar a otro  
ZOOM 

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Cálculo de los ángulos que forman los átomos de la molécula
 
El programa nos da la  posibilidad de constatar la geometría real de la molécula y 
constatar  las  distancias  de  sus  enlaces,  su  orientación  espacial  y  los ángulos  que 
forman. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Podemos ver la molécula de acetileno que presenta una geometría plana 
 
 
 
 
 
 
 
 
La  herramienta  que  nos  permite  visualizar  los  ángulos  se  llama  “herramienta  de 
manipulación  del  enlace  central”,  se  encuentra  a  lado  de  la  herramienta  de 
navegación y tiene este icono: 
 
 
 
 
ACETILENO 
C2H2 
Distancia CC 1,200 A 
Ángulo CH 180 ° 
Sp 
90 
Con sólo activar esta herramienta y 
posicionarnos en las distintas 
partes de la molécula podemos ver 
los ángulos formados  

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La  herramienta  que  nos  permite  medir  las  distancias  de  los  enlaces  es  la 
herramienta de medición a la cual puedo acceder desde el teclado con F12, una vez 
activada  con  el  botón  izquierdo  puedo  seleccionar  hasta  tres  átomos  y  con  el 
derecho reiniciar las mediciones. 
 
En la parte inferior de la pantalla podemos visualizar las mediciones tomadas. 
 
Herramienta de selección          (F10)  y manipulación                (F11) 
 
Con estas herramientas podemos: 
Con  la  herramienta  de  selección  utilizando  el  botón  derecho  podemos  seleccionar 
parte de la molécula o toda la molécula completa. 
Con la herramienta de manipulación: 
 
 
 
 
 
Pulsar y arrastrar 
para mover átomos  
Pulsar y arrastrar 
para rotar los átomos  

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Herramienta de rotación automática
 
 
Con  esta  herramienta  podemos  hacer  girar  libremente  las  moléculas  diseñadas, 
cuando  utilizamos  esta  herramienta  se  despliega  un  cuadro  que  se  llama 
“Configuraciones de AutoGirar” donde podemos defini r la intensidad de la rotación 
en los ejes x, y, z. 
 
Herramienta de diseño de moléculas a través de un lenguaje químico simplificado: 
SMILES (SIMPPLIFIED MOLECULAR INPUT LINE ENTRY SYST EM) 
Con este método podemos ingresar un código universa l para la creación simple de 
moléculas  simples  a  grandes  moléculas  complejas  incluyendo  proteínas  y  otras 
estructuras orgánicas e inorgánicas. 
 
Las  posibilidades  de  esta  herramienta  son  innumerables,  podemos  trabajar  con 
estructuras  cíclicas,  estructuras  discontinuas,  isómeros,  tautómeros,  isótopos, 
estructuras  tetraédricas,  cuadradas  planas,  trigonales  bipiramidales,  octaédricas, 
compuestos  aromáticos  con  nitrógeno  como  la  piridina  y  se  extiende  también  al 
desarrollo de ecuaciones químicas. 

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SMILES
 
 
          Direcciones útiles para seguir aprendiendo 
 
 
El  programa  Avogadro  es  sencillo  y  contamos  con  la posibilidad  de  investigar 
diversos turoriales que encontraremos en la Web y nos van a permitir ver ejemplos 
de  sus  aplicaciones  y  explicaciones  paso  a  paso  de cómo  resolver  diferentes 
problemas para su uso. 
Para explorar su potencial les dejo todas las direcciones dónde pueden empezar a 
estudiar el uso de las herramientas mostradas. 
 
• http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Category:Tut orials 
 
• http://www.daylight.com/dayhtml/doc/theory/theory.s miles.html 
 
• http://www.daylight.com/dayhtml/doc/theory/theory.s mirks.html 
 
• http://www.daylight.com/dayhtml/doc/theory/index.ht ml 
 

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Foro 1:  
Empezando  a  conocernos.  En  este  foro  los  invitamos a    que  nos  cuenten  algunos 
datos  sobre  su  vida  personal  y  profesional,  sus  experiencias  en  relación  con  las 
TICs . También que nos transmitan su expectativas en relación al taller. 
Foro 2:  
Esta  semana  se  va  a  abrir  un  foro  dónde  vamos  a  debatir  sobre  los  siguientes 
temas: 
¿Cómo modifica la incorporación de las TICs la enseñanza de la química? 
¿Qué  ventajas  supone  el  uso  de  programas  como  el  Avogadro  a  las  actividades 
áulicas de química? 
¿Cuáles  son  los  cambios  que  propone  para  elevar  la calidad  de  enseñanza  en  la 
Argentina y cómo los llevaría a cabo? 
 
 
 
E Ministerio de Educación de la Nación (2010): Netbooks en el aula. Introducción 
al modelo 1:1 e ideas para trabajar en clase. 
E Ministerio  de  Educación  de  la  Nación  (2011): Material  auxiliar  para  la 
enseñanza. Química.