WEBQUEST
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INTRODUCCIÓN
A finales del
siglo XIX se creía que los átomos de un mismo elemento contenían el mismo
número de protones y de neutrones. Sin embargo, en 1910, Joseph John Thomson
descubrió que el neón tiene dos átomos con masas diferentes.
Conociendo que
los átomos son eléctricamente neutros, dedujo que esos dos átomos del neón
deberían tener diferente número de neutrones. Estudios posteriores demostraron
que así como el neón, existen otros elementos cuyos átomos varían en su número
de neutrones. Por ejemplo, se encontraron átomos de hidrógeno con número de
masa 1 (protio) y otros con número de masa 2 (deuterio) y masa 3 (tritio),
también se encontraron átomos de carbono con número de masa 12 (Carbono 12), 13
y 14. (Carbono 14).
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Debido a estos descubrimientos, a los átomos de un
mismo elemento que tienen igual número de protones y electrones (igual número
atómico), pero diferente número de neutrones (difieren en su masa atómica), se
les dio el nombre de isótopos. La existencia de isótopos de un mismo elemento
trajo como consecuencia una diferencia en la masa atómica de ese elemento en
particular. Para resolver este problema, los científicos calcularon la masa
atómica promedio de un elemento a partir de la abundancia natural de
sus isótopos. Por ejemplo, del cloro se conocen dos
isótopos, uno con número de masa 35 (cloro 35) y con una abundancia de 75.4%, y
otro con número de masa 37 (cloro 37) y 24.6% de abundancia, por lo que su masa
atómica promedio es de 35.492 uma.
A pesar de que todos los isótopos de un elemento tienen prácticamente las
mismas propiedades químicas, no todos son igualmente estables, ni se presentan
en la naturaleza en la misma proporción. Se han descubierto dos tipos de
isótopos: radiactivos y no radiactivos; los primeros son inestables, mientras
que los segundos son estables.
La mayor parte de los elementos tienen varios isótopos. Así por ejemplo, el
silicio que se emplea en los chips para computadoras, se presenta en la
naturaleza como una mezcla natural de isótopos de silicio-28, silicio-29 y
silicio-30.
Los isótopos radiactivos, también conocidos como radioisótopos, buscan una
forma de estabilizarse. Para lograrlo emiten algunas de los tres tipos de radiación
conocidos y sufren cambios nucleares, convirtiéndose en otro tipo de átomos,
que en general son isótopos estables, aunque también pueden dar origen a átomos
de isótopos radiactivos.
Al tiempo requerido para que la mitad de la muestra de los isótopos radiactivos
de un elemento se desintegre, se le denomina vida media. Los
isótopos varían mucho en su vida media; algunos tardan años o milenios en
perder la mitad de sus átomos por desintegración. Por ejemplo, la vida media
del uranio-238 es de 4.5x109 años, y la del carbono-14 es de 5730 años. Otros
pierden la mitad de sus átomos en fracciones de segundos; por ejemplo, el
fósforo-28 tiene una vida media de 270 x 10-3 segundos.
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La Química nuclear es la parte de la Química que se encarga de estudiar los
cambios en este tipo de isótopos su aplicación se realiza en diversas áreas;
por ejemplo, en medicina las enfermedades que se consideraban incurables,
pueden diagnosticarse y tratarse con eficacia empleando isótopos radiactivos.
Las aplicaciones de la Química nuclear a la Biología, la industria y la
agricultura han producido una mejoría significativa en la condición humana.
Otras áreas donde tienen aplicación los radioisótopos son: Geología, Paleontología, Antropología y Arqueología. Actualmente, se
desarrollan nuevas aplicaciones y nuevos radiofármacos con la finalidad de
ampliar la gama de procedimientos, reducir las enfermedades adquiridas por los
alimentos y prolongar el periodo de conservación mediante la utilización de
radiaciones, y estudiar los medios para disminuir la contaminación originada
por los plaguicidas y los productos agroquímicos.
La radiactividad puede ser peligrosa y sus riesgos no deben tomarse a la
ligera, la exposición a altos niveles es nociva e incluso fatal.
Lamentablemente, las radiaciones que estos isótopos radiactivos generan, pueden
dañar las células de los seres vivos y a partir de ciertas dosis, ocasionan
tumores malignos y mutaciones genéticas.
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TAREA
En grupos colaborativos realiza las siguientes
actividades:
- Con tus palabras, define lo que es un isótopo
- ¿Recuerdas cómo y dónde es producido el carbono 14?
- Identifica la utilidad del carbono 14
- Investiga las aplicaciones, con sus posibles peligros, de cada uno de los siguientes isótopos: Cobalto-60 Yodo-131 Sodio-24 Iridio -192
- ¿Los elementos radiactivos podrían tener alguna aplicación medica? ¿Por qué?
- ¿Cuál es la diferencia entre carbono 12 y carbono 14?
- ¿Donde no podemos utilizar la prueba de carbono 14?
- ¿Quiénes son los calibradores más comunes del carbono 14 y por qué?
- ¿Para que utilizamos la prueba de uranio?
- ¿Explica como es el proceso de datación del carbono 14?
L LA GRAN PREGUNTA
- Imagina que eres un arqueólogo, y trabajas en el departamento del INAH (Instituto Nacional de Antropología e Historia) y decides ejecutar una expedición en el estado de Nayarit, específicamente en la Riviera Nayarit, ahí encuentras unos restos óseos, pero no cuentas con el aparato para examinar la antigüedad de dichos descubrimientos.
- Diseña y evalúa con tú equipo colaborativo el prototipo del instrumento de datación que será capaz de determinar la antigüedad de los restos óseos.
PROCESO
- En trabajo colaborativo lee, analiza y observa los links sugeridos en la sección de recursos.
- Para el diseño del prototipo procura que sea congruente con la información y argumenta su funcionamiento.
- El equipo colaborativo claramente entiende el tema a profundidad y presenta su información enérgica y convincentemente.
- Procura que tus argumentos estén vinculados a una idea principal (premisa) y organizados de manera lógica.
- Sustenta un argumento lógico y convincente en base al conocimiento científico en la explicación de tu prototipo de instrumento de datación y convencer a los demás equipos colaborativos de que tu prototipo es capaz de determinar la antigüedad de ambos descubrimientos.
- Tu prototipo será exhibido a los demás equipos. ¡Prepárate!
- Tendrás que argumentar tu diseño con la ayuda de tu equipo colaborativo.
RECURSOS
http://www.noticiasmvs.com/podcasts/El-explicador/que-son-los-isotopos-558.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arqueolog%C3%ADa
EVALUACIÓN
Este producto es evaluado como equipo colaborativo con
una rúbrica.
CATEGORIA
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EXCELENTE
|
MUY BUENO
|
SUFICIENTE
|
NO SUFICIENTE
|
Análisis y resolución del problema
|
Comprende el problema bajo estudio
Proporciona la respuesta total del problema.
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Comprende parte del problema bajo estudio
Proporciona la respuesta parcial del problema.
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Comprende parte del problema bajo estudio.
Proporciona la respuesta con falta de argumentos para el problema.
|
No proporciona la respuesta para el problema.
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Información del diseño del prototipo de datación
|
Todos los argumentos fueron vinculados a una idea principal (premisa) y
fueron organizados de manera lógica.
El equipo claramente entendía el tema a profundidad y presenta su
información enérgica y convincentemente.
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La mayoría de los argumentos fueron claramente vinculados a una idea
principal (premisa) y fueron organizados de manera lógica.
El equipo claramente entendía el tema a profundidad y presenta su
información con facilidad.
|
Todos los argumentos fueron claramente vinculados a una idea principal
(premisa), pero la organización no fue, algunas veces, ni clara ni lógica.
El equipo parecía entender los puntos principales del tema y los presenta
con facilidad.
|
Algunos argumentos fueron vinculados a una idea principal (premisa), pero
la organización no fue, ni clara ni lógica.
El equipo parecía entender los puntos principales del tema y no los
presenta con facilidad.
|
Estilo de presentación
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El equipo consistentemente usa gestos, contacto visual, tono de voz y un
nivel de entusiasmo en una forma que mantuvo la atención de la audiencia.
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El equipo por lo general usa gestos, contacto visual, tono de voz y un
nivel de entusiasmo en una forma que mantuvo la atención de la audiencia.
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El equipo algunas veces usa gestos, contacto visual, tono de voz y un
nivel de entusiasmo en una forma que mantuvo la atención de la audiencia.
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El equipo no usa gestos, contacto visual, usa el mismo tono de voz y
un no mantuvo la atención de la audiencia.
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Trabajo en
equipo
|
Trabajan
todos los integrantes del equipo sus compañeros, aportan ideas,
son tolerantes y respetuosos hacia las diferentes opiniones, realizan el
trabajo que se le asigna.
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Trabaja el
80% de los integrantes del equipo, aportan ideas, pero no son tolerantes
a las ideas de los demás compañeros.
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Trabaja el
60% del equipo, hay poca tolerancia hacia las ideas de los demás, es poco
tolerante hacia los demás y no aceptan trabajar de manera colaborativa.
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Muestran
apatía al trabajar juntos, su desempeño es bajo en la exposición. No
demuestran tolerancia. Hay distanciamiento en el equipo.
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Ponderación
|
100
|
81-90
|
70-80
|
10-50
|
CONCLUSIÓN
Las competencias fundamentales que adquiere el estudiante son:
- Diseñar modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.
- Analizar el concepto de isótopo, sintetizar las aplicaciones de algunos isotopos radiactivos y valorar las aplicaciones de los elementos radiactivos en su vida personal y social.
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