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Lambda como editor para QuímicaLambda como editor para Química

Lambda como editor para Química 1DLambda como editor para Química 1D

José Enrique Fernández del Campo [mailto:[email protected]]Jaime Muñoz Carenas [mailto:[email protected]]versión 1.0; mayo 2012

PRESENTACIÓN 3

1 ENTIDADES: ÁTOMOS Y MOLÉCULAS 5

Símbolos atómicos 5

Fórmulas moleculares 5

Grupos atómicos 6

Coeficientes moleculares 6

Estados o formas de presentación 6

2 IONES Y NÚMEROS DE OXIDACIÓN 7

Iones 7

Números de oxidación 7

3 ECUACIONES Y REACCIONES QUÍMICAS (FLECHAS) 8

Adición e igualdad 8

Equilibrio químico 8

Equilibrio químico con desplazamiento 8

Reacciones directas (no reversibles) 8

Desplazamientos 9

Reacciones con indicaciones 9

Sistemas de ecuaciones químicas 9

4 VALORES ATÓMICOS 9

Emplazamiento de los valores atómicos 9

Varios valores afectando a un mismo símbolo atómico 9

1

mailto:[email protected]


5 CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS 9

Primer nivel de complejidad: 9

Configuración polinómica 9

Segundo grado de complejidad (A) 9

Orbitales representados algebraicamente 9

Segundo grado de complejidad (B) 9

Tercer número cuántico representado con números 9

Tercer grado de complejidad 9

Electrones con su spin representados por flechas 9

7 ENLACES (HORIZONTALES) 9

Enlaces covalentes 9

Enlaces varios 9

Radicales 9

8 GEOMETRÍA MOLECULAR 9

Orbitales enlazantes 9

Orbitales antienlazantes 9

Orbitales atómicos implicados 9


Presentación

Este documento y sus archivos adjuntos intentan mostrar de forma sintética una propuesta de empleo del programa Lambda para la edición y presentación de expresiones de Química elemental.

La necesidad surgió al generalizarse el empleo del ordenador en el aula, y no disponerse de un editor accesible de expresiones de Química, como no fueran las limitadas posibilidades de los procesadores de texto, que no llegaban más allá de la escritura de símbolos atómicos, paréntesis e índices.

Se ha intentado explotar los recursos de Lambda, con su riqueza simbólica y posibilidades de manipulación de expresiones de forma accesible y presentación gráfica y exportación a archivos Xthml, fácilmente visualizables. Permitiendo de esta forma una comunicación eficaz del estudiante ciego con profesores y compañeros videntes, también en el dominio de las expresiones Químicas lineales.

Dos son los objetivos primordiales:

1º) Que las expresiones de Química escritas por el estudiante ciego con Lambda se presenten de forma análoga a como lo haría un editor gráfico (en la ventana de visualización por MathPlayer y exportadas como archivo Xhtml). Garantizando así la comunicación del estudiante discapacitado visual con profesores y compañeros videntes.

2º) Que, al servirse de la línea braille, el estudiante ciego pueda editar y transformar expresiones lineales de Química con al menos la misma agilidad que lo hacen sus compañeros videntes, manualmente o sirviéndose de un editor específico.

Al no modificarse en absoluto el diseño de Lambda, no deben esperarse otros aspectos del programa que refuerzan su accesibilidad cuando se emplea con expresiones propiamente matemáticas:

Verbalización de los signos con su valor matemático, no el adecuado como símbolos de Química.

Es el caso de los “iones”, que serán verbalizados como “exponentes”; o de las “flechas”, que serán leídas como tales, en lugar de “reacciona”, “equilibrio con desplazamiento hacia…”, “precipita”, etc.- Transcripción inadecuada a braille de 6 puntos. Tanto en la ventana de visualización inmediata (pulsando F2), como en la exportación a archivo TXT.Ya que el Código Braille para Química Lineal (CBE, 2008) difiere en no pocos aspectos del código braille de 6 puntos para Matemáticas empleado en Lambda (CMU, 1987).

3

No obstante, podrá emplearse la ventana de visualización braille (F2) para comprobar la sintaxis de las expresiones escritas: si una línea fuera incorrecta, no se transcribirían, sino que aparecerían puntos suspensivos.

Se recogen aquí experiencias de varios años con diversos estudiantes de Secundaria. En algún caso, podría calificarse de “condiciones extremas”, ya que se trataba de una estudiante sordociega de 2º curso de Bachillerato de 17 años.

El documento está dirigido fundamentalmente a profesores de apoyo, profesores de aula y familias, como ilustración de las posibilidades y recomendaciones de edición. Pero:

El verdadero instrumento de información para el estudiante ciego serán los archivos Lambda que se acompañan,. A los que puede accederse pulsando los oportunos enlaces o directamente desde la carpeta que los aloje.

Estos archivos recogen los signos a emplear, las recomendaciones y sugerencias de edición y los ejemplos agrupados por temas que coinciden con las secciones del índice. El estudiante podrá explorarlos y servirse de ellos gradualmente, a medida que necesite emplear signos contenidos en cada uno de ellos para sus tareas.

Los autores agradecen la comunicación de cualquier error que se observe o sugerencia que se desee formular, y que puedan contribuir a ampliar las posibilidades de edición de expresiones químicas con Lambda. Que es tanto como decir: facilitar las tareas escolares de los estudiantes ciegos y deficientes visuales.

Licencia

you can redistribute this document and the Lambda’s files attached and/or modify them under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version, in http://www.gnu.org/licenses/Copyright (C) by:José Enrique Fernández del Campo [email protected] and Jaime Muñoz Carenas [email protected]



http://www.gnu.org/licenses/


1 Entidades: átomos y moléculas

Archivo-referencia: 1 Átomos y moléculas.lambda

Símbolos atómicos

Símbolo atómico de una letra C CSímbolo atómico de dos letras Ca Ca

Fórmulas moleculares

Moléculas

Fórmulas molecularesCaO CaO

NaOH NaOH

Subíndices (varios átomos de un mismo elemento en una molécula)

Subíndice numérico simple

O2 Ož2C4H12 Cž4Hž12Fe2O3 Fež2Ož3

Subíndice literal simple Cn CžnSubíndice compuesto H2n Hžá2nÿ

Observaciones:1. Puede facilitarse la escritura del signo de subíndice en diversos

lugares:a. Mediante “Seleccionar”, “Copiar” (ctrl+c) y “Pegar” (ctrl+v)b. Manteniendo la selección mediante “Bloques permanentes”c. Guardado en una memoria

2. Puede prescindirse del signo de subíndice, con pérdida de fidelidad gráfica, pero facilitando la escritura y mejorando la verbalización.

Fe2O3 Fe2O3

5

Grupos atómicos

Grupo atómico (paréntesis; grupo de átomos repetido en una molécula)grupo atómico, empleando

paréntesis Ca(HCO3)2 Ca(HCOž3)ž2grupo atómico empleando

corchetes Ca[HCO3]2 Ca[HCOž3]ž2

Coeficientes moleculares

Coeficientes moleculares (Número de moléculas o cantidad de sustancia)

Coeficiente entero 3C 3CCoeficiente fracción entera ½C 1/2C

Coeficiente con coma 0,5C 0,5C

Coeficiente literal2nC 2nCαC 'aC

Estados o formas de presentación

Estado (o forma de presentación de una sustancia): los estados convencionales (gaseoso, líquido, sólido, en disolución acuosa), entre paréntesis, a continuación de la fórmula molecular. Los no convencionales, como texto.

Gaseoso O2 (g) Ož2(g)Líquido H2O (l) Hž2O(l)Sólido Fe (s) Fe(s)

En disolución acuosa Ca(HCO3)2 (aq) Ca(HCOž3)ž2(aq)Presentación o estado no

convencional C (grafito) C Ç(grafito)¥Observaciones: En cualquier caso, la escritura deberá ajustarse a la forma de representación empleada en el aula.


2 Iones y números de oxidación

Archivo-referencia:

2 Iones y números de oxidación.lambda

Iones

Iones positivos (Como “exponente compuesto”, signo “+” precediendo a dígito)

H+ H§+1ìFe++ Fe§+2ìFe+3 Fe§+3ìPb+4 Pb§+4ì

Iones negativos (Como “exponente compuesto”: signo “-” precediendo a dígito)

Cl- Cl§-1ìO-- O§-2ì

PO43- POž4§-3ì

C4- C§-4ì

Números de oxidación

Números de oxidación (En números romanos, como “exponente compuesto”, salvo el valor 1)

LiI Li^IFeII Fe§IIìFeIII Fe§IIIìPbIV Pb§IVìMnVII Mn§VIIì

7

3 Ecuaciones y reacciones químicas (flechas)

Archivo-referencia:

3 Ecuaciones y flechas.lambda

Se escriben las ecuaciones dejando espacio en blanco antes y después de los signos de operadores y flechas.

Según el número y tamaño de los términos de la ecuación, es conveniente durante la fase de trabajo por el alumno partirla en dos líneas (por la flecha), e incluso por más, reconstituyéndola finalmente.

Adición e igualdad

Adición

2H2+O2 2Hž2 + Ož2

Equivalencia (representación elemental: con signo “igual”)

2H2+O2=2H2O 2Hž2 + Ož2 = 2Hž2O

Equilibrio químico

Equilibrio químico (doble flecha)

H2 + F2 ⇄ 2HF Hž2 + Fž2 ¿� 2HF

Equilibrio químico con desplazamiento

Equilibrio químico con desplazamiento hacia la derecha(flecha hacia la derecha, con flecha hacia la izquierda en suscrito)

X + Y XY X + Y �¦¿ XYComo convenio, por su representación gráfica poco resaltada.

Equilibrio químico con desplazamiento hacia la izquierda(flecha hacia la izquierda, con flecha hacia la derecha en suscrito)

XY X + Y XY ¿¦� X + YComo convenio, por su representación gráfica poco resaltada.


Reacciones directas (no reversibles)

Reacción directa, no reversible (flecha simple hacia la derecha)

H2 + ½O2 → H2O Hž2 + 1/2Ož2 � Hž2O

Reacción inversa, no reversible (flecha simple hacia la izquierda)

H2O ← H2 + ½O2 Hž2O Hž2 + 1/2Ož2

Desplazamientos

Desprendimiento gaseoso (flecha hacia arriba)

CaCO3 CaO + CO2↑CaCOž3 � CaO + COž2Í

Precipitación (flecha hacia abajo)

Ca(HCO3)2(aq) H2O(l) + CO2Í + CaCO3↓Ca (HCOž3)ž2 (aq) � Hž2O(l) + COž2Í+ CaCOž3ß

Reacciones con indicaciones (o “flechas con calificadores”)

Según que calificadores, deberán fijarse convenios, por la dificultad e incluso imposibilidad de disponer de una representación gráfica adecuada.

Flecha simple con una indicación (en suscrito o superescrito)

CaCO3(s) Q→ CaO(s)+CO2(g)

CaCOž3(s) �ŒQ CaO(s) + COž2(g)CaCO3(s) 200 °→ CaO(s) + CO2(g)

CaCOž3(s) �¦á200¤ÿ CaO(s) + COž2(g)

Flecha con dos indicaciones (en suscrito y superescrito)

CaCO3 CaO + CO2

CaCOž3 �¦á200¤ÿŒQ CaO + COž2Se escribe primero la indicación inferior

Flecha con desplazamiento y una sola indicación: flecha principal seguida de indicación en superescrito, y flecha en suscrito

X+Y ŒQ¦¿ XY� X + Y �ŒQ¦¿ XY

XY ¿ŒÆ-'DHÿ¦ X+� Y XY ¿Œá-'DHÿ¦� X + Y

9

Sistemas de ecuaciones químicas

Sistema de ecuaciones químicas (Cada ecuación en una línea, y puede incluso que cada miembro)

{C+O2→CO+12O

CO+12O2→CO2

@{C+Ož2�CO+1/2Ož2CO+1/2Ož2�COž2},

Numeración o marcado de ecuaciones con números romanos o dígitos, como texto, antes de la ecuación

{(I )C+O2→CO+ 12O

( II )CO+ 12O2→CO2

@{Ç[I]¥C+Ož2�CO+1/2Ož2[II]CO+1/2Ož2�COž2},

Otra información adicional (estado de las sustancias, energía de reacción, etc.): como texto o no, según convenga, a continuación de la ecuación

C (grafito) +O2 (g) CO2 (g) ΔH=-394kJ/molCÇ(grafito)¥ + Ož2(g) � COž2(g)'DH=-394ÇkJ/mol¥


4 Valores atómicos

Archivo-referencia:

4 Valores atómicos.lambda

Emplazamiento de los valores atómicos

Indicador de número atómico (Z) (subíndice a derecha o izquierda )

C6=CZ=CZ(B)+1 Cž6=CžZ=CžáZ(B)+1ÿ

6C=ZC=Z(B)+1C C‘6=C‘Z=C‘áZ(B)+1ÿEn algunas verrsiones de Lambda, verbalización errónea de subíndice a la izquierda (invertida). Obsérvese: escritura del índice a la izquierda a continuación del símbolo atómico base.

Indicador de masa atómica (A) (exponente o superíndice a derecha, o superíndice a izquierda)

C12=CA=C2n+2 C^12=C^A=C§2n+2ìC×12=C×A=C×á2n+2ÿ

12C=AC=2n+2C C´12=C´A=C´á2n+2ÿObservación: por su mayor sencillez de escritura, se recomienda convenir la representación a la derecha, pudiendo emplear incluso la escritura directa para valores simples (exponente simple).

Número de átomos(subíndice a la derecha)

O2=Ox=O6-n Ož2=Ožx=OžÆ6-nÿ

Carga eléctrica(como ión: exponente compuesto, superíndice a la derecha o superescrito)

O-2 O§-2 ìO×á-2ÿ

-2

OOŒá-2ÿ

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Varios valores afectando a un mismo símbolo atómico

Símbolo atómico afectado por varios valores

C6^12=CZ×A=CZ(N)+1ÿ×Æ2n+2ÿ Cž6^12=CžZ×A=CžáZ(B)+1ÿ×á2n+2ÿ

612C=Z

AC=Z(N)+12n+2C C‘6´12=C‘Z´A=C‘áZ(B)+1ÿ×á2n+2ÿ

816O-2=Z

AO-2=Z(N)+12n+2O-2 O‘8´16§-2ì=O‘Z´A§-2ì=O‘áZ(N)+1ÿ´á2n+2ÿ§-

2ì La escritura mediante índices a la izquierda es más laboriosa, siendo preferible convenir el empleo de índices a la derecha siempre que sea posible (porque no sea preciso representar cargas iónicas o número de átomos).


5 Configuraciones electrónicas

Primer nivel de complejidad: configuración polinómica

Nivel (primer número cuántico): coeficiente numérico.Subniveles (segundo número cuántico): s, p, d, fNúmero de electrones por subnivel: 1, 2, 3... (subíndice o superíndice)

O=1s2-2s2p4 O = 1s^2 - 2s^2p^4- Entre niveles es necesario el guión de separación u otro delimitador (punto

CTRL+. O coma CTRL+,).- El empleo de exponentes es la forma más sencilla de escribir el número de electrones.

Segundo grado de complejidad (A): Orbitales representados algebraicamente

Nivel (1r número cuántico): coeficiente numéricoSubniveles (2º número cuántico): s, p, d, fOrbital (3r número cuántico), letras o expresiones en subíndice): px, py, pz, dxy, dxz, dyz, dx2-y2, dz2, fz3, fxz2...Número de electrones del orbital: 1, 2, en superíndice

O=1s2-2s2-2px2-2py

1-2pz1

O=1s^2-2s^2-2pžx^2-2pžy^1-2pžz^1O=1s2-2s2-2px

2-2py-2pz

O=1s^2-2s^2-2pžx^2-2pžy-2pžz- Entre niveles es necesario el guión de separación u otro delimitador (punto CTRL+. O coma CTRL+,).- El empleo de exponentes es la forma más sencilla de escribir el número de electrones.- Se recomienda adoptar el convenio de no escribir el 1 para indicar un único electrón en el orbital (2ª forma).

Segundo grado de complejidad (B): Tercer número cuántico representado con números

Nivel (1r número cuántico): coeficiente numéricoSubniveles (2º número cuántico): s, p, d, fOrbital (3r número cuántico), enteros en subíndice(con signo): 0 para s, -1, 0, +1 para p; -2, -1, 0, +1, +2 para d, etc.Número de electrones del orbital: 1, 2, en superíndice.

O=1s02-2s0

2-2p+12-2p0

1-2p-11

O=1sž0^2-2sž0^2-2pžá+1ÿ^2-2pž0^1-2pžá-1ÿ^1

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O=1s02-2s0

2-2p+12-2p0-2p-1

O=1sž0^2-2sž0^2-2pžá+1ÿ^2-2pž0-2pžá-1ÿ- Son imprescindibles los paréntesis auxiliares al escribir los subíndices con signo.- Entre niveles es necesario el guión de separación u otro delimitador (punto CTRL+. O coma CTRL+,).- El empleo de exponentes es la forma más sencilla de escribir el número de electrones.- Se recomienda adoptar el convenio de no escribir el 1 para indicar un único electrón en el orbital (2ª forma).

Tercer grado de complejidad: Electrones con su spin representados por flechas

Orbital con un electrón de spin positivo (flecha hacia arriba)↑+espacio ß Orbital con un electrón de spin negativo (espacio+flecha hacia abajo) ⇵ Orbital con dos electrones (dos flechas consecutivas verticales, en ambos sentidos) Orbital vacío (dos espacios

Forma lineal

O=1s2⇵ 2s2⇵ 2px2⇵ 2py

1 2p↑ z1↑

O=1s^2Íß-2s^2Íß-2pžx^2Íß-2pžy^1Í-2pžz^1ÍO=1s2⇵ 2s2⇵ 2px

2⇵ 2py 2p↑ z↑O=1s^2Íß-2s^2Íß-2pžx^2Íß-2pžyÍ-2pžzÍ empleando elementos gráficos de separación (guión, punto CTRL+., coma CTRL+,) pueden suprimirse los espacios en blanco

Forma multilineal:en cada línea, a convenir, un nivel o subnivel (más recomendable)

O=1s2⇵2s2⇵2px

2⇵2py

1↑2pz

1↑O=1s^2Íß2s^2Íß


2pžx^2Íß2pžy^1Í2pžz^1Í

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7 Enlaces (horizontales)

Archivo-referencia:7 Enlaces (horizontales).lambda

Enlaces covalentes

Enlace sencillo:Con el signo "menos" –

Etano: CH3-CH3 ÇEtano: ¥CHž3-CHž3

Enlace doble:con el signo "igual" =

Eteno: CH2=CH2 ÇEteno:¥CHž2=CHž2

Enlace triple:Con el signo de "equivalente"

Acetileno: CH CH≡ ÇAcetileno:¥CH==CH

Enlaces varios

Puente de hidrógeno (punto inferior):Como “punto de separación”, “.” (CTRL+.) .

FH.HF FH.HF

Hidratación (punto medio):Mediante el signo de "producto escalar"CaSO4 10H2O CaSOž4@Å10Hž2O

compuesto de adición (punto medio):mediante el signo de "producto escalar" CaCl2 KCl CaClž2@ÅKCl

Enlace de alta energía (tilde)ATP (Adenosín-trifosfato)A-P∼P∼P

A-PªPªPA-PðPðPA-P‡P‡P

A convenir, por no disponerse en Lambda de signo adecuado

Radicales

Radical libre sencillo (enlace sencillo en un extremo)

Metilo: CH3-ÇMetilo:¥CHž3-


Etilo: -CH2-CH3

ÇEtilo:¥-CHž2-CHž3

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8 Geometría molecular

Archivo-referencia:

8 Geometría molecular.lambda

Orbitales enlazantes

Orbital enlazante σ (sigma):

σb 's^bMás sencillo de escribir como exponente que como superíndice

Orbital enlazante π (pi):

πb 'p^bMmás sencillo de escribir como exponente que como superíndice

Orbitales antienlazantes

Orbital antienlazante σ (sigma):

Σ* 's‡ .Representación a convenir, por no ser posible escribir el asterisco como marca (“ornamento”). Imprescindible añadir tras el asterisco caracteres (no todos los tipos son válidos).

Orbital antienlazante π (pi):

Π* 'p‡ .Representación a convenir, por no ser posible escribir el asterisco como marca (“ornamento”). Imprescindible añadir tras el asterisco caracteres (no todos los tipos son válidos).

Orbitales atómicos implicados

Ejemplos:

σ*2s 's‡žá2sÿ

σ*x2-y2 'sžáx^2-y^2ÿ‡ .

πxb 'pžx^b

π*xz,yz 'pžáxz,yzÿ‡ .

Para “coma de separación”, pulsar CTRL+, en lugar de la “coma decimal”.

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