gabriela_araujo,XVII-4-RESE1

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Hace unos meses llegó a nuestras manos la traducción del
libro Química: Un proyecto de la ACS, gracias a la editorial
Reverté, texto que se estuvo presentando en la Facultad de
Química de la Universidad Nacional Autónoma de México
en un taller de trabajo en enero-febrero de 2006. Posterior -
mente, en julio uno de los autores de esta reseña (Garritz)
asistió a un workshop comandado por Jerry Bell en la 19th
Biennial Conference on Chemical Education en la Univer -
sidad de Purdue y posteriormente (en septiembre) volvió a
haber un taller de trabajo para los asistentes al XXV Congreso
Nacional de Educación Química en México, DF. No cabe
duda de que el grupo de autores está haciendo una amplia
difusión a este texto traducido al español, que tiene el lema
“An activity-centered textbook”, un libro de texto centrado
en actividades.
Consideramos oportuno hacer una reseña detallada so-
bre el empleo de este libro en la enseñanza de la Química
General de los primeros semestres universitarios.
El estudiante y su relación con el autoaprendizaje
Los autores inician con una breve introducción en donde
describen los “cómos” y los “porqués” del libro. Incluso de-
tallan qué necesita saber un estudiante para poder manejarlo
con cierta facilidad. Dentro de cada capítulo aparecen sec-
ciones a las que llaman: Investiga, considera, ejercicio resuel-
to y comprueba.
• En investiga, se le pide al estudiante que realice diferentes
tipos de actividades, desde un experimento sencillo de
laboratorio hasta una investigación bibliográfica; el obje-
tivo es ayudarle a construir su propio conocimiento,
hacerlo conciente y responsable de su aprendizaje con su
involucramiento personal en el mismo, para cultivarse y
trabajar en equipo;
• En considera normalmente se le solicita que argumente,
que defienda su conocimiento, lo que le ayudará a desa -
rrollar la metacognición (Campanario, 2000); un conside-
ra puede ir antes o después de un investiga, pero la idea
fundamental es que piense en voz alta y argumente a
favor o en contra, lo que se propicia actualmente en
diversos artículos (Driver, Newton y Osborne, 2000; Zo-
har y Nemet, 2002).
• El ejercicio resuelto le enseña un procedimiento operativo
para la resolución de problemas y se insiste en dos cosas:
si tiene la información necesaria para la resolución y tiene
sentido el resultado, recomendaciones bastante frecuen-
tes (a partir de Polya, 1945). Ambos puntos son fundamen-
tales. Son los que hacen que un estudiante pierda horas
frente a un problema de supuesta fácil resolución o lo
resuelva en cinco minutos.
• Los comprueba son ejercicios que se plantean para que el
estudiante refuerce el conocimiento adquirido. Siempre
habrá un comprueba después de cada ejercicio resuelto y
en seguida habrá algunos más comprueba de otro tipo
para fortalecer el conocimiento del estudiante.
Una de las cosas que el estudiante puede hacer es consultar
la página web del libro, la cual se encuentra en www.whfree-
RESEÑA
ACS, Química:
Un proyecto de la American Chemical Society
Editorial Reverté, S. A.: Barcelona, 2005
Por Kira Padilla y Andoni Garritz*
* Facultad de Química, UNAM 04510, México, DF.
Correo electrónico: kira@informatica.fquim.unam.mx
y andoni@servidor.unam.mx
 
488 Educación Química 17[4]
man.com/acsgenchem. Allí está la guía, donde puede selec-
cionar el capítulo y la sección en la que tenga duda. El único
‘pero’ es que nuestros estudiantes deben tener conocimiento
del inglés, cosa desafortunadamente poco frecuente en nues-
tros países (son francamente raros los casos). Otra sección
que tiene en la página web es el Tutor personal el cual,
dependiendo del tema que esté tratando, le pide que realice
una pequeña prueba y dependiendo de cómo la resuelva, el
Tutor personal le recomendará entrar a unas secciones u
otras. Sin embargo, cabe mencionar que esto es útil para
chicos que son responsables de su propio aprendizaje y la
gran mayoría de nuestros jóvenes universitarios todavía
dependen de nosotros, los profesores, para su aprendizaje,
no les enseñamos a tomar esa responsabilidad sino hasta los
últimos semestres de la carrera. Cualquier profesor que
decida tomar este libro como texto debe considerar que sus
estudiantes traen buenas bases de química del bachillerato y
que son lo suficientemente responsables de su propio apren-
dizaje.
Es de resaltar que una buena cantidad de recursos listos
para utilizar por el profesor están presentes en los FROGs
(“ranas” en español), por las siglas de Faculty Resource and
Organizational Guide [Guía de Organización y Recursos
para el Profesorado]. Estos FROGs acompañan al libro del
profesor en un CD.
Capítulo 1: El agua: una maravilla de la naturaleza 
Este libro toma como tema central al agua, como un com-
puesto fundamental en el proceso de la vida. La primera
impresión que provoca es que es un libro dedicado a la
enseñanza de la química para biólogos, no sólo porque
aborda tópicos de biomoléculas con frecuencia, sino por-
que pasa por los temas con cierta superficialidad. El conte -
nido del primer capítulo es bastante ambicioso y efectiva -
mente abarca muchos y muy diversos temas. El problema es
que no los explica con la profundidad que requieren los
estudiantes que van a estudiar carreras de química. Quizás
esa superficialidad se deba a que es un capítulo “de repaso”
de lo ya aprendido, pero pasan demasiado rápido demasia -
dos temas.
Dentro del primer capítulo se revisa el modelo atómico.
Se hace una breve descripción de sus constituyentes (proto-
nes, neutrones y electrones), y para explicarlo se utiliza el de
la capa de electrones, en el cual se menciona que los electro-
nes forman una capa alrededor del núcleo; los internos
están fuertemente atraídos por el núcleo y los de valencia
no tanto, por lo que son los que interaccionan con otros
átomos. De este modelo un estudiante de química se ayuda
para explicar prácticamente todas las propiedades periódi-
cas, aunque el concepto de carga nuclear efectiva se evita.
Los niveles de energía en que se encuentran los electrones
se retoman en el capítulo cuatro, sin la profundidad reque -
rida para un estudiante de química.
El enlace covalente está orientado únicamente a la
molécula de agua; primero se explica al alumno qué son los
modelos moleculares y la compartición de electrones; pos -
teriormente a dibujar estructuras de Lewis y a que identifique
las disposiciones tridimensionales de los átomos (incluyendo
los pares de electrones no compartidos), todo esto con el
objetivo de explicar la electronegatividad, la polaridad del
agua y el enlace de hidrógeno, y con esto sus temperaturas
de fusión, ebullición, etcétera. Además, no sólo se explican
las interacciones en el agua, sino que se va más allá, hasta las
interacciones en biomoléculas como el ADN y las proteínas.
Esta parte es sumamente interesante para estudiantes de las
carreras de Medicina, Biología, Farmacia, Química e Inge-
niería de Alimentos.
Uno de los conceptos más importantes en la química es
la cantidad de sustancia y su unidad, el mol. La forma como
se presenta en este libro arrastra concepciones alternativas
reportadas en la literatura desde hace tiempo (Dierks, 1981;
Case and Fraser, 1999; Furió et al., 2000; Furió et al., 2002).
Esto es, no menciona a la cantidad de sustancia (en su lugar
la sustituye por número de moles1) e iguala al mol con el
número de Avogadro.
Algo que es interesante es que se empiezan a utilizar
diagramas de energía, para que los estudiantes empiecen a
comprender que en todo tipo de interacción química existe
un intercambio de energía. Se enseña a interpretar un dia-
grama de energía ya que se utilizarán a lo largo del texto.
Capítulo 2: Soluciones acuosas y solubilidad
El capítulo dos comienza con la solubilidad de compuestos
covalentes polares en agua y explica a través de fuerzas
intermoleculares esta solubilidad. Unos primorosos diagra-
mas moleculares de densidad electrónica acompañan al libro
desde este capítulo. El problema es cuando habla de la
solubilidad de los sólidos iónicossin haber explicado
qué son estos sólidos. Para empezar a hablar de sólidos
iónicos comienza explicando las ecuaciones químicas para
la formación de iones en estado gaseoso. Es decir, toma un
átomo de sodio y un átomo de cloro y lleva a cabo la
transferencia electrónica. Según lo informado en la literatura
de didáctica de las ciencias (Coll and Treagust, 2003; Taber,
1994; 1997; Oversby, 1996) precisamente esto es algo que
no se debe hacer para explicar el enlace iónico ya que se
RESEÑA
1 La definición de cantidad de sustancia dada por la IUPAC habla de
esto como parte del pasado (McNaught y Wilkinson, 1997): “The
quantity had no name prior to 1969 and was simply referred to as
the number of moles.”
 
Octubre de 2006 489
crean modelos mentales equivocados en los estudiantes,
quienes acaban por utilizar, explícita o tácitamente, una
noción de pares iónicos como moléculas (Nelson, 1996) y
prestan atención innecesaria a la irrelevante “historia del
electrón” cedido y atrapado.
Lo que se trata con bastante profundidad son los cam -
bios energéticos que se presentan cuando los sólidos iónicos
se disuelven. Otro tema que se introduce es el de los equili-
brios de solubilidad, el problema es que se hace sin decir que
son equilibrios, simplemente se los maneja como reacciones
completas de precipitación y muestra las reglas de solu-
bilidad para los compuestos iónicos, con sus respectivas
excepciones. Continúa con el tema de concentración molar
y cómo determinarla, para seguir con cálculos estequiomé -
tricos de sólidos en disolución y finaliza este tema con
Reactivo Limitante. Para cerrar el capítulo se analizan los
equilibrios ácido-base a la Brønsted-Lowry. En este tema ya
se explica lo que es el equilibrio desde una perspectiva
microscópica y se utiliza el Principio de Le Chatelier, sobre
este tema comentaremos más adelante.
Capítulo 3: El origen de los átomos
Este capítulo se enfoca a estudiar la composición de los
átomos. Empieza por la espectroscopia, analizando de dón-
de proceden y qué son los espectros de emisión y absorción
de diferentes elementos y haciendo un análisis estelar (que
resulta bastante interesante) a partir de las emisiones de luz
de algunas estrellas y se empieza a peguntar cuál será la
abundancia de los elementos en el universo, una pregunta
relativamente difícil de contestar, pero que los estudiantes
pueden empezar a tratar de contestar con sus conocimientos
básicos de química y espectroscopia. A continuación se hace
una descripción de los átomos: electrones, protones y neu-
trones. La relación de los protones y el número atómico y
de los neutrones y el número másico hasta la identificación
de isótopos. Con estos conocimientos básicos, se regresa al
universo, a “la gran explosión” a la teoría del Big Bang. Esto
para empezar a analizar reacciones de fusión nuclear, dife-
rentes tipos de radioactividad y algunas de sus aplicacio -
nes en la vida humana. Otro tipo de problemas que se
analiza es el tiempo de vida media de los radioisótopos y su
utilidad para determinar la edad de muestras arqueológicas
muy antiguas, así como el de la energía desprendida en las
reacciones nucleares. Para ello se muestran gráficas compa-
rativas entre fisión y fusión nuclear, estas últimas son las que
ocurren a niveles estelares y producen una gran cantidad de
energía. En general, este capítulo va llevando de la mano al
estudiante por el mundo de los átomos y las reacciones
nucleares, su energía y su relación con el universo.
Capítulo 4: Estructura atómica
Este capítulo inicia con la explicación de las tendencias en
las propiedades periódicas, al dar una visión histórica de
cómo lo hicieron Meyer y Mendeleev. Después, al hablar del
análisis elemental por absorción de luz, se empieza a comen-
tar acerca de las energías de ionización. Justo en este punto
se explica la dualidad onda-partícula sin adentrarse dema-
siado en este fenómeno, pero sí se entra con detalle en las
propiedades de las ondas, para llegar a las ondas electromag-
néticas y al espectro electromagnético, tema en el cual se
propone una serie de experimentos para relacionar la tem-
peratura con el color de un filamento incandescente. Aquí
se muestran una serie de experimentos y propuestas que
terminaron como avances parciales, como el de Stefan-Boltz-
man o el de Wien, hasta que Plank planteó su propuesta, que
fue la que más se aproximó a los resultados experimentales.
Se hace una propuesta pre-cuántica sin meterse a estudiar la
función de onda, con figuras para distribuciones de pro-
babilidad y orbitales. Este es un tema muy polémico, del que
se ha escrito mucho (Griffiths y Preston, 1992; Gillespie,
1996; Harrison y Treagust, 1996). Se inicia entonces la men-
ción de la mecánica ondulatoria y de propuestas como la de
De Broglie, Bohr y Heisenberg, así como del espín electró-
nico y el principio de exclusión de Pauli. Como está plantea-
da, esta propuesta para estudiar estructura de la materia sin
hacer mención de la función de onda puede llegar a causar
complicaciones (Sánchez-Gómez y Martín, 2003), ya que los
estudiantes se han quedado con la idea de que los orbitales
son esferas y de que es muy sencillo resolver este tipo de
sistemas, basta tener la longitud de onda y el radio de la
esfera, y esto es únicamente un artilugio didáctico. Incluso
se propone que la energía total del átomo, al ser la suma de
la energía cinética mas la energía potencial, puede ser escrita
así:
E ∝ 
1
R2
 − 
1
R
donde R es el radio de la onda (p. 248). Con estos antece -
dentes proceden a explicar propiedades periódicas, como las
energías de ionización, la electronegatividad, etcétera.
Como tema final se habla de la función de onda de Schröe-
dinger y de algunas de sus soluciones, así mismo se dibujan
algunos orbitales s y p y se introducen las configuraciones
electrónicas que no podrían ser introducidas con el modelo
previo que se estudió en el capítulo 1. Se analiza un diagrama
de energía para los orbitales. Consideramos que esta últi-
ma sección debería ser introducida con el tema de estructura
atómica antes de empezar a estudiar las propiedades perió -
dicas como tales ya que las configuraciones electrónicas son
indispensables para explicar muchas de ellas.
RESEÑA
 
490 Educación Química 17[4]
Capítulo 5. Estructura molecular
En este capítulo se estudian dos teorías de enlace. La teoría
de Lewis, que los estudiantes ya habían estudiado previa -
mente en el capítulo uno, con el agua y algunas moléculas
orgánicas, y la teoría de orbitales moleculares (TOM).
La mayoría de moléculas que son estudiadas son orgáni-
cas. Las moléculas inorgánicas son muy contadas. Así pues,
la primera parte del capítulo es un repaso, donde también se
estudian los isómeros y cómo identificarlos. Para orbitales
moleculares se va explicando qué son los orbitales enlazan-
tes y no enlazantes sigma y pi y las formas que pueden
adquirir las moléculas. Aunque dado que con OM no es
posible determinar claramente una estructura molecular, se
hace uso de modelos para predecir la estructura, como
se muestra en la página 299 para el caso del hexafluoruro de
azufre. No queda claro cómo puede un estudiante predecir
la estructura utilizando TOM. Aparte de éste hay dos ejem-
plos más de moléculas inorgánicas. Se empieza a hablar
sobre estéreo-isomería, rotación óptica y grupos funcio-
nales orgánicos. Hasta este momento no se ha hablado de
la nomenclatura inorgánica ni de la estructura de estas mo -
léculas, temas que deberían ser tocados en algún punto del
temario y que no lo son.
Capítulo 6: Reacción química
Este capítulo pasa, a nuestro gusto, demasiado rápido por la
pregunta: ¿qué es una reacción química?, de tal forma que
no aparece una definición contundente y remarcada en el
texto. Si acaso cuando se dice: “Las evidencias de que
diferentes sustancias están presentes antes y después del
cambio probablemente ha sido uno de los criterios utilizados
para distinguir si dicho cambio es o no una reacción quími-
ca”, queda establecido lo que es una reacción. Sin embargo,
damayor importancia a la definición microscópica de la
reacción diciendo en negritas que “comienza cuando un
centro con carga positiva de uno de los reactivos es atraído
por un centro de carga negativa del otro reactivo”. ¿Qué
sucederá entonces en las reacciones de descomposición en
las que existe un único reactivo?
Presenta tres reacciones en las que se forma CO2 como
ejemplos de cambio químico y aprovecha el reactivo limi -
tante para introducir la técnica de las variaciones continuas
para conocer la estequiometría de una reacción de precipi-
tación. Introduce entonces los conceptos de ácidos y bases
de Lewis y de Brønsted-Lowry, de una forma complemen-
taria y moderna, incluida su fortaleza, gracias a los diagramas
de distribución de densidad electrónica introducidos desde
el capítulo 2. Presenta la estructura de los compuestos com-
plejos y de electrófilos y nucleófilos en diversas reacciones,
incluidas las polimerizaciones. Pasa finalmente al concepto
de carga formal y a las reacciones de óxido-reducción,
incluidas las de compuestos del carbono. No se pone ningún
énfasis en lo relativo a qué es la pérdida o ganancia de
electrones en muchas de estas reacciones.
Capítulo 7. Energía química: entalpía
Inicia este capítulo con la mención del “secreto” de Watt y
Stephenson de que “media onza de carbón puede transpor-
tar dos toneladas de peso a lo largo de una milla”. Un buen
inicio para sopesar la presencia de energía química en los
compuestos, que inmediatamente se extrapola a los alimen-
tos. Introduce entonces las dos formas de energía en tránsito:
calor y trabajo, con el adecuado nombre de energía térmica
y mecánica, respectivamente, como dos funciones de trayec -
toria. Entonces entra la entalpía, como una función de
estado, y con ella el uso del calorímetro para medir su
cambio. El cálculo teórico del cambio de entalpía para una
reacción es introducido mediante las entalpías de los enlaces
y más tarde mediante las entalpías estándar de formación.
Muy interesante resulta entonces la sección sobre energía en
los sistemas vivos, con la reacción de formación del ATP.
Hasta entonces se introduce el concepto de energía interna
y la primera ley de la termodinámica, desembocando de
nuevo en la entalpía, pero ahora como E+PV. Este capítulo
culmina con lo que nos falta saber sobre las reacciones
químicas más allá de su cambio de entalpía, como es su
espontaneidad. Se introduce finalmente el modelo cinético-
molecular de los gases.
Capítulo 8: Entropía y organización molecular
Nos presenta a la entropía como “la variable termodinámica
que nos dice en qué dirección se producirá un proceso
espontáneo”.
Como un ejemplo del uso de términos no generalizados
del español en el texto, en el “8. INVESTIGA” se habla de
“sirope”, que es un anglicismo proveniente de “syrup”, en
lugar de “jarabe” o “almíbar”, el cual es quizá mejor, porque
en España “jarabe” tiene más bien la connotación médica.
Todo este capítulo está basado en el cálculo de las
“disposiciones moleculares” de un sistema, para llegar a la
W de Boltzmann. Se retoma el esquema simple de aquel
estupendo texto de Nash (1974), pero ahora con figuras ex -
traordinarias de los átomos y las moléculas. Introduce enton -
ces la energía libre de Gibbs, G, como el parámetro que
determina la dirección del cambio.
De acuerdo con la norma de presentar ejemplos bioló -
gicos, en este capítulo entra la formación de micelas y
membranas de doble pared. Igualmente, sorprende que
aparezcan las propiedades coligativas de las disoluciones, un
tema que empezaba ya a olvidarse en los libros más recien-
tes, porque representa hacer más cálculos a cambio de no
abordar los temas básicos y conceptuales.
RESEÑA
 
Octubre de 2006 491
RESEÑA
Capítulo 9. Equilibrio químico
Nuevamente dominan las aplicaciones biológicas en este
capítulo, desde la figura que lo encabeza, con el equilibrio
del oxígeno en la hemoglobina, hasta las secciones “Propie-
dades ácido-base de las proteínas” y “La termodinámica de
los sistemas vivos”, ambas sumamente interesantes.
Desde la introducción del capítulo se habla del principio
de Le Chatelier, ese precepto tan puesto en tela de juicio
últimamente (ver las Pp. 279-281 y 285-286 en la referencia
de Van Driel y Gräber, 2002:, o bien en esta misma revista
el artículo de Quílez, 2002). Quizá los autores del libro
desconocen la literatura reciente de investigación en ense-
ñanza de las ciencias sobre temas específicos de química.
Se dedica finalmente una buena parte del capítulo al empleo
de Ka y Kb de ácidos y bases, así como a disoluciones
reguladoras.
Capítulo 10. Reducción-oxidación: electroquímica
En la introducción del capítulo se muestran varios aspectos
contemporáneos del tema, como la oxidación que se da en
el proceso respiratorio en la mitocondria o la oxidación
parcial de la glucosa en una celda de biocombustible, una
pila electroquímica con tecnología de punta. Eso caracteriza
a este capítulo, que habla constantemente de las aplicaciones
tecnológicas de este tema, y también, nuevamente, de sus
aplicaciones biológicas. Sus figuras de los procesos electró -
dicos resultan tener una calidad extraordinaria.
Capítulo 11. Mecanismos de reacción
Este último capítulo del libro es novedoso por tratarse éste
de un texto de Química General, en los que no se acostumbra
tratar este tema. No cabe duda de que el tratamiento de la
cinética química tiene mucho más sentido si se le emplea
para elucidar los mecanismos de las reacciones. En el capí -
tulo se pasa con acierto de la expresión de la velocidad como
el incremento de la concentración de alguno de los produc-
tos de la reacción sobre el intervalo de tiempo en el que
ocurre, ΔP/Δt, a la expresión diferencial dP/dt, aunque pos-
teriormente se prefiere seguir empleando la expresión ΔP/Δt
todo el tiempo. La velocidad de la reacción de descomposi-
ción del agua oxigenada con el ion ioduro (de primer orden
respecto a ambos, ver ecuación [11.14]) conduce a la primera
ocasión en la que se plantea un mecanismo de reacción en
función de la expresión cinética de la reacción química
(11.21). Después se presenta otro ejemplo resuelto: el meca-
nismo de reacción de OCl– (ac) con I– (ac) y se analizan las
expresiones cinéticas de las reacciones de primer orden y de
la constante de velocidad de Arrhenius, con el concepto de la
energía de activación. Se analiza entonces la fotoquímica y
se vuelve al ejemplo del inicio del capítulo del escarabajo
pelotero, el que gracias a una reacción catalizada de descom-
posición de agua oxigenada produce una dispersión defen-
siva a alta temperatura, desembocando en el tema de la
catálisis enzimática, otro ejemplo biológico de importancia,
con el que concluye el libro.
Terminamos esta reseña con la mención de las “grandes
ideas” recurrentes en el libro, mencionadas en su “Introduc-
ción” (Pp. xxvii-xxviii), para que el lector de esta reseña se
lleve una idea clara de lo que los autores piensan que son las
aportaciones más importantes del texto.
Hay varios conceptos o ‘grandes ideas’ que son recurren-
tes en una u otra forma a lo largo del libro. He aquí una breve
descripción de los mismos:
— Las atracciones entre centros positivos y negativos
mantienen unida la materia y son responsables de las
reacciones químicas.
— Cuanto menor es su energía, más estable es un sistema.
— En los cambios se conserva la energía: ΔEtotal = 0.
— Las propiedades de los elementos se repiten perió-
dicamente al aumentar el número atómico de sus
átomos.
— Los electrones de los átomos y las moléculas se
comportan como ondas de materia con energías
cuantizadas; cuanto más se extiende una onda mate-
rial, tanto menor es su energía (más favorable).
— Los cambios ocurren en aquella dirección en la que
aumenta el número de disposiciones distinguibles
de las partículas y/o los cuantos de energía. La entropía ,
S, es una medida de ese número, y en todos los procesos
espontáneos, aumenta la entropía total ΔStotal > 0.
— Las reacciones se encuentran en equilibrio cuando
ΔStotal = 0 para elcambio de los reactivos a los
productos.
— Cuando se perturba una reacción en equilibrio, el
sistema reacciona para minimizar la perturbación.
Éste es el principio de Le Chatelier. Las reacciones
en equilibrio se describen cuantitativamente en fun-
ción de una constante de equilibrio que depende de
la temperatura.
— La corriente eléctrica puede producir reacciones quí-
micas de oxidación-reducción. Las reacciones quími-
cas de oxidación-reducción pueden producir una
corriente eléctrica.
— La velocidad de una reacción química depende de la
concentración de las especies y de la temperatura del
sistema. Estos son un resultado del mecanismo de la
reacción.”
No cabe duda de que se trata de un libro preparado para un
currículum novedoso, con la virtud de presentarnos unas
figuras de muy alta calidad elaboradas en computadora, con
programas de avanzada de la distribución electrónica. Todo
 
492 Educación Química 17[4]
RESEÑA
lo escrito se basa en las actividades que ha de desarrollar el
estudiante, en el entendido de que lo que haga éste tiene que
ver con su aprendizaje efectivo. �
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Octubre de 2006 493
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