Teresa Pigrau
Neus Sanmartí
Ideas para trabajar y revisar
Las ideas básicas para trabajar junto a las ideas habituales del alumnado para revisar
La materia es discontinua, formada por partículas
Para explicar las propiedades de los materiales y sus cambios debemos imaginarnos de qué están hechos, qué "partes" los forman, cómo son estas partes, cuántas hay, cómo se ordenan y se reparten, y cómo se unen entre ellas (estructura). La materia la percibimos como algo continuo y para explicar sus propiedades y cambios nos la debemos imaginar discontinua.
No es necesario que en estas etapas los niños y niñas sepan la diferencia entre un átomo, una molécula o un ion, ya que basta que se representen que lo que ven como continuo, está formado por partes.
Un material se puede presentar en formas diversas
Un material es pues un sistema formado por 'partes' -partículas, átomos, moléculas, iones...- que interaccionan entre ellas de forma que las propiedades no son de las partes sino del conjunto (el átomo no es 'duro', sino que el material es duro como resultado de la forma en que interaccionan sus 'partes'). Unas propiedades y cambios de los materiales se pueden explicar sólo imaginando que están formados por partículas pero en otros se necesita pensar en partes más pequeñas: en moléculas y átomos, en electrones y protones, en quarks... Por ejemplo, el cambio de estado se puede explicar con la idea de partícula, pero para entender la combustión del carbón necesitamos hablar de los átomos y para explicar la conductividad eléctrica de un material, imaginar los electrones que es una parte del átomo.
Las partículas de la materia son muy pequeñas, se mueven e interaccionan entre ellas
Las partículas (con los más pequeños se puede hablar de "partes"): Son muchísimas y muy, muy pequeñas. No se pueden ver y por tanto, las imaginamos. Pero al imaginarlas podemos explicar las propiedades y cambios que observamos. Están distribuidas en el espacio, bien de forma ordenada formando cristales o bien de forma desordenada, más o menos al azar, en el caso de los sólidos amorfos, los líquidos y los gases. En el caso del plásticos y las fibras de los tejidos forman largas cadenas y, por tanto, se pueden doblar y hacer hilos, pero costará romper estas cadenas. Están unidas entre ellas por fuerzas que pueden ser más o menos fuertes. Si son fuertes, será más difícil romper el material (y por tanto, será más duro). Se mueven. Cuando más caliente está un material (más temperatura), más se mueven sus partículas. En un gas se mueven más rápidamente que en un sólido. Si la unión entre ellas es más débil se pueden mover más fácilmente. En un cambio débil o físico el número de partículas es el mismo antes y después del cambio.
Los diferentes tipos de partículas se relacionan con niveles escalares para imaginar cómo es la materia por dentro
Cada tipo de partícula corresponde a un nivel o escala de descripción de la composición de la materia. Por ejemplo, entre un material que observamos a simple vista y estructuras atómicas o moleculares, hoy hablamos de la escala de nanopartícula, que es la parte más pequeña de la materia que tiene las propiedades del material. Por ejemplo, una molécula de agua (nivel micro) no tiene las propiedades del agua (nivel macro). En cambio, para tener la parte más pequeña de agua, necesitamos un pequeño número de moléculas de agua unidas entre sí (nivel nano).
Ejemplos de preguntas que ayudan a construir estos conceptos
¿Podemos romper (desmenuzar) el agua, el aire, una galleta, un metal, un cabello o hilo...?
¿Cómo? ¿Cómo de pequeñas pueden llegar a ser las partes? ¿Cuántas partes podemos llegar a tener? ¿Cómo nos imaginamos el material por dentro si es que podemos cambiar su forma, romperlo...? ¿Cómo nos lo imaginamos por dentro antes de romperlo y después? Si los materiales son diferentes, ¿las partes serán diferentes?
Imagen: Mercè Izquierdo
¿Cómo nos imaginamos una sustancia o una mezcla por dentro?
¿Cómo nos imaginamos una sustancia o una mezcla por dentro si pudiéramos ver sus partes con unas gafas mágicas? Pensamos en el agua, un metal, el agua de mar, el aire..., ¿cómo serán sus partes? (Tamaño, igual/diferente...). ¿Cómo nos imaginamos el agua por dentro teniendo en cuenta que se puede romper (en gotas), pasar por un papel de filtro...? ¿Cómo nos imaginamos el agua y el colorante mezclados (por dentro) cuando es de un color muy intenso o no tanto?
Imagen: Mercè Izquierdo
¿Podemos "romper" un material con el agua?
¿Qué pensamos que les pasa a las "partes" del material cuando lo rompemos, lo desmenuzamos, lo mezclamos con agua, lo calentamos... ¿Dónde están las partes de la sal/azúcar cuando se disuelve en el agua? ¿Podemos 'romper un material con fuego? ¿Cómo nos imaginamos lo que les pasa a las partes? ¿Cómo nos imaginamos el aire por dentro (sus partes) antes y después de comprimirlo con una jeringa? ¿Cuando estarán más juntas las 'partes'? ¿Habrán cambiado de forma o de tamaño?
Imagen: Mercè Izquierdo, Grup Kimeia. Traducción parte superior foto: ¿Qué pasa si mezclas un púding con agua? ¿Si lo aprietas, si lo calientas?
¿Cómo representarías las partes del agua en estado sólido, líquido y gaseoso?
¿Cómo nos imaginamos las partes del agua cuando está en estado sólido (hielo), estado líquido o estado gaseoso? ¿Cómo están distribuidas en el espacio? ¿Estarán ordenadas o desordenadas? ¿Podemos representarlo con un dibujo? ¿Y con nuestro cuerpo? En un vidrio, ¿las partículas estarán distribuidas de manera más parecida a las de un cristal o a las de un líquido? ¿Cómo lo podemos saber observando un cristal o un vidrio?
Imagen: Grup Kimeia
¿Nos podemos imaginar cómo se unirían personas si fueran las 'partes' de una galleta, de una madera o de un metal?
¿Cómo estarán unidas las 'partes' si cuesta romper el material o si se rompe fácilmente?
Imagen: Neus Sanmartí i Teresa Pigrau
¿Qué crees que pasa con las 'partes' de un material cuando le damos energía (calentamos)?
¿Qué crees que pasa con las 'partes' de un material cuando le damos energía (calentamos)? -el agua, el aire, un metal...-. ¿Cuando 'tienes mucha energía', te puedes mover más?
Imagen: Grup Kimeia