En el último artículo hablábamos de qué era la electronegatividad, de cómo surgió este concepto en la mente de Linus Pauling y cómo pudo cuantificarlo partiendo de una definición intuitiva y ambigua: “La electronegatividad es una medida de la tendencia relativa de un átomo a retener electrones en un enlace químico”. Veíamos también cómo este concepto permitía predecir el porcentaje de carácter iónico de los enlaces covalentes y justificaba fácilmente el valor de su polaridad. La electronegatividad también resulta muy útil para evaluar el carácter metálico o no metálico de los elementos, su carácter oxidante, o definir los signos de los números de oxidación, tan importantes en la nomenclatura y formulación químicas. Veíamos además que, conociendo las diferencias de electronegatividad de los elementos, se puede predecir fácilmente el tipo de enlace, iónico, covalente o metálico, que van a formar unos con otros. Si además tenemos en cuenta la geometría de las estructuras que se forman como consecuencia de los enlaces, se puede llegar también a entender la naturaleza e intensidad de las fuerzas intermoleculares, lo que finalmente nos lleva a adivinar muchas de las propiedades fisicoquímicas que van a presentar las sustancias.
Dejábamos como una tarea pendiente del artículo anterior el hablar de cómo se suele aplicar el concepto de la electronegatividad en la Enseñanza de la Química y más concretamente en la etapa de la Enseñanza Secundaria. Aunque rigurosamente hablando no se trate de una propiedad atómica como las demás, la electronegatividad, por las razones que se han resumido anteriormente, es una herramienta útil e intuitiva para el estudio y comprensión de la química, y así debería de mostrarse a los estudiantes. Así que vamos a ello.
Cómo se trata la electronegatividad y cómo se aplica a la enseñanza de la química en sus diferentes niveles
En la Educación Primaria, no es lo común ni parece apropiado mencionar si quiera el concepto de electronegatividad, ya que la enseñanza de la química en este primer nivel debe partir de un punto de partida fenomenológico y descriptivo, tanto en sus fundamentos como en sus repercusiones tecnológicas y sociales, muy lejos todavía de desarrollarla desde la estructura atómica del enlace.
Este nuevo enfoque, el de acercarse a la Química desde el conocimiento de la estructura atómico-molecular de la materia, se irá produciendo de forma progresiva en la Enseñanza Secundaria a lo largo de sus tres años de enseñanza obligatoria y dos de postobligatoria.
Finalmente, en la Enseñanza de la Química en Niveles Universitarios o superiores, la electronegatividad se trata ya de forma ineludible como un tema de estudio en sí mismo y se aplica en muchos otros capítulos como un procedimiento útil y sencillo para entender y predecir un buen número de fenómenos y propiedades químicas relacionados con los intercambios electrónicos entre átomos y la polaridad de sus enlaces.
Como se puede ver, es en la Enseñanza Secundaria done cabe plantearse dónde, cuándo y cómo debería estar presente la electronegatividad en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la química, y también donde podría existir más controversia al respecto.
A continuación, vamos a ver cuál es la situación de la electronegatividad en la Enseñanza Secundaria de nuestro país, tanto en la normativa oficial como en la práctica docente, para argumentar finalmente algunas conclusiones acerca de qué sería lo más deseable, según mi modesta opinión.
La electronegatividad en la Enseñanza Secundaria según el currículo oficial
La vigente ley educativa LOMLOE, implantada gradualmente en España entre 2022 y 2024, incluye la enseñanza de la Química en las asignaturas de Física y Química de 2º, 3º y 4º, en la Educación Secundaria Obligatoria, así como en las de Física y Química de 1º y Química de 2º del Bachillerato de Ciencia y Tecnología. Los contenidos mínimos de estas asignaturas a nivel estatal están regulados por los reales decretos 217/2022 de 29 de marzo para la ESO y 243/2022 de 5 de abril para el Bachillerato, y están desarrollados y adaptados a las diferentes CC. AA. en posteriores decretos autonómicos. En el caso más cercano de la CA de La Rioja, y sospecho que también en las demás, los correspondientes Decretos 42/2022 de 13 de julio y 43/2022 de 21 de julio se limitan a transcribir sin modificaciones los contenidos mínimos estatales, al menos en lo que a las asignaturas de Física y Química se refiere.La conclusión que sacamos tras su lectura es que los saberes básicos programados para todas las asignaturas en las que está presente la química están expuestos de una forma muy general y tal vez excesivamente ambigua, en bloques que se van repitiendo a lo largo de las sucesivas etapas. Así como tantos otros conceptos, el de electronegatividad no aparece de forma explícita en ninguna de las asignaturas. Sin embargo, se requiere implícitamente su presencia en el desarrollo de algunos saberes básicos en casi todos los niveles. En concreto:
En la F.Q. de 2º y 3º ESO, bloque B. La Materia. Cuando habla de la “formación de iones y la ordenación de elementos en la tabla periódica”
En la F.Q. de 4º ESO, bloque B. La Materia. En la “estructura de los átomos […] y su relación con la posición en la tabla periódica y con sus propiedades fisicoquímicas”
En la F.Q. de 1º Bachillerato CT, bloque A. Enlace químico y estructura de la materia. Con el “desarrollo de la tabla periódica” (sorprendentemente no se trata el enlace químico en este curso).
En la Química de 2º Bachillerato CT, bloque A. Enlace químico y estructura de la materia. En el punto 3: Tabla periódica y propiedades de los átomos. Tendencias periódicas. Y en casi todas las partes del punto 4: Enlace químico y fuerzas intermoleculares.
Y además de lo anterior, sería deseable referirse a la electronegatividad de los elementos (en mi opinión) en el apartado de “nomenclatura química” en todos los niveles desde 3º ESO hasta 2º de Bachillerato.
La electronegatividad en los libros de texto
No se ha pretendido hacer una revisión exhaustiva de los Libros de Texto, y menos de sus nuevas ediciones para la recién estrenada LOMLOE, pero por la experiencia de estos últimos años se puede comprobar que la mayor parte de los libros de texto de Física y Química dan un tratamiento similar al concepto de la electronegatividad y su aplicación.
Cuando se aborda el tema del sistema periódico de los elementos en los cursos de ESO, incluso en 4º, lo habitual es evitar cualquier mención a la electronegatividad, hablando solamente de elementos metálicos y no metálicos y su distribución por la tabla. En la mayoría de los textos de 1º de bachillerato suele definirse la electronegatividad como una propiedad periódica más y utilizarla a continuación de forma cualitativa como criterio para evaluar el carácter metálico o no metálico de los distintos elementos y su variación en la tabla.
Es en el capítulo del estudio del enlace químico en la ESO en donde los libros suelen referirse más a la utilización de la electronegatividad como criterio para justificar y explicar las diferentes categorías de enlace (iónico, covalente, metálico) y hacer predicciones acerca de la polaridad de los enlaces y de las moléculas a que dan lugar, y en consecuencia para explicar cómo actúan las fuerzas intermoleculares. Hasta hace poco el tema del enlace químico aparecía en los libros de 4º de ESO, generalmente con poca profundidad, y también en los de 1º de bachillerato. Actualmente, al desaparecer el enlace químico del currículo oficial de 1º de bachillerato, obliga implícitamente a los nuevos libros a tratar este tema de forma completa en el último curso de la ESO
Los libros de Química de 2º de Bachillerato requieren una mención aparte, pues prácticamente todos presentan y utilizan la electronegatividad del mismo modo, aunque unos entren más a fondo que otros. Normalmente definen la electronegatividad como una propiedad periódica (aunque en rigor no lo sea) y en algunos casos aportan su escala de valores (Pauling), estableciendo su relación con el carácter metálico y la reactividad de los elementos a lo largo del sistema periódico. Cuando los textos de 2º tratan el tema del enlace químico, todos normalizan el empleo de la electronegatividad, que ya ha sido definida con anterioridad, como criterio para determinar el tipo de enlace que van a formar unos átomos con otros. También están de acuerdo en justificar la polaridad de los enlaces covalentes y la naturaleza de las fuerzas intermoleculares partiendo de las diferencias de electronegatividad de los átomos que entran en juego, aunque en la mayoría de los casos lo hagan de forma cualitativa.
En cuanto a la formulación y nomenclatura, que suele presentarse en los textos de ESO y en algunos de 1º de BC, se suele aludir a las categorías de metales o no metales y al orden de preferencia de elementos establecido por la IUPAC, así como al signo de los números de oxidación, sin hacer referencia a sus electronegatividades, aunque dicha preferencia esté basada en la escala de electronegatividad.
La electronegatividad en las programaciones didácticas y la práctica docente habitual
No he tenido la oportunidad de hacer una revisión formal, pero por la experiencia y el intercambio de información con los compañeros docentes, sabemos que Las Programaciones Didácticas de Física y Química, que establecen el marco en el que los profesores concretan su práctica docente habitual, están en consonancia con lo que marca la legislación y lo que aparece en los libros de texto. Esto se refleja en la práctica docente de los profesores en el aula, y aquí hay de todo. Así, algunos entran más a fondo y a tiempo con el concepto y uso de la electronegatividad, mientras que otros tratan el tema de refilón sin aprovechar, por ejemplo, su importante papel para explicar el enlace.
Cómo, cuándo y dónde hablar de electronegatividad. Una reflexión personal
Como acabamos de ver, la electronegatividad aparece en los programas de Química de Secundaria como un concepto algo desdibujado que debería ser concretado un poco mejor. Merece la pena aprovechar el potencial que tiene para hacer comprender mejor algunos puntos clave de la química en sus primeros niveles, como en el sistema periódico y las propiedades de los elementos químicos, en la descripción del enlace químico y su implicación en las propiedades de las sustancias, e incluso en la formulación y nomenclatura químicas.
Si lo que se desea es una presentación coherente y racional de la química a lo largo de la enseñanza media, la clave está en asumir que el objetivo final es conocer cómo son y se comportan las sustancias químicas que componen la materia, pero los medios para ello se basan una cadena que parte del conocimiento de la estructura atómico-molecular. Ésta es quien determina y permite justificar la ordenación periódica de los elementos, los enlaces químicos y las interacciones intermoleculares, quienes determinan a su vez la formación de moléculas y cristales. Por último, estas estructuras interatómicas acabarían por determinar las propiedades y la reactividad de las sustancias que constituyen, es decir, la Química tal como se muestra ante nuestros ojos. En algunos eslabones de esta cadena, recurrir al concepto de electronegatividad facilita mucho las cosas.
¿Cómo podríamos entonces tratar la electronegatividad a lo largo de las etapas de la secundaria? Concretamos a continuación.
En 3º de ESO puede que sea el momento de empezar a hablar, aunque solo sea de modo superficial, de que los átomos de los distintos elementos presentan diferentes tendencias a atraer a los electrones tanto propios como ajenos. Los metales poca tendencia, los no metales mucha. Cuando se enlazan para formar compuestos, los átomos compiten por los electrones externos para perderlos o ganarlos formando iones, o para compartirlos más o menos equitativamente. Aunque no se defina formalmente, aquí se intuye la electronegatividad como una medida de esa tendencia. No es que sea estrictamente necesario, pero no estaría de más empezar a llamarla por su nombre.
4º de ESO es el último curso de la etapa secundaria obligatoria. Se habla de los átomos, el sistema periódico y el enlace químico de un modo ya más riguroso. De forma muy especial del enlace, ya que es la clave para comprender las propiedades que manifiestan las distintas sustancias químicas y este es un asunto que debería quedar zanjado cuando el alumnado termine su enseñanza secundaria obligatoria; y más teniendo en cuenta que en 1º de bachillerato ya no se vuelve a tratar el tema del enlace. En cuarto, la electronegatividad debería de ser definida formalmente antes de acometer el estudio del enlace químico. A este nivel no sería necesario cuantificarla ni presentar la escala de valores, pero sí establecer comparaciones entre unos elementos y otros. Podría ser al tratar el sistema periódico en relación con las propiedades químicas de los elementos, viendo su variación en la tabla y estableciendo su relación con el carácter metálico o no metálico, el carácter oxidante y los signos de los iones y los números de oxidación.
En el tema del enlace, la electronegatividad y su diferencia ya debería utilizarse como la clave para determinar el tipo de enlace que van a formar dos átomos. También para justificar de forma cualitativa la mayor o menor polaridad de un enlace covalente y, junto a la geometría molecular, la polaridad de las moléculas y su posible disociación iónica. Finalmente, sería conveniente volver a citar la electronegatividad para justificar algunas de las fuerzas intermoleculares.
Superada ya la enseñanza secundaria obligatoria, nos centraremos en la Química del Bachillerato Científico.
La electronegatividad no se aplicará directamente en Física y Química de 1º puesto que no trata ya el enlace químico, pero seria deseable volver a mencionarla en el estudio del sistema periódico y propiedades, relacionarla con las propiedades atómicas y recordar su utilidad.
En la Química de 2º, partiendo del conocimiento de la estructura electrónica, se presenta ya el desarrollo completo y sistemático de las propiedades periódicas, el enlace químico y las fuerzas intermoleculares. Desde este momento, la electronegatividad ya puede ser definida como una medida relativa pero cuantificable de la tendencia a atraer los electrones puestos en juego en un enlace, junto a las demás propiedades atómicas como la energía de ionización y la electroafinidad, y estudiar su variación a lo largo del sistema periódico. Se debe resaltar su utilidad y aplicar su valor numérico como criterio para predecir o justificar muchas cosas como, por ejemplo: comparar el carácter más o menos metálico o el poder oxidante de los elementos; determinar el tipo de enlace o predecir su porcentaje de carácter iónico y polaridad; justificar la polaridad y el grado de disociación de sustancias moleculares; la justificación de las interacciones intermoleculares que involucren iones, dipolos y puentes de hidrógeno; y por último la polaridad y el carácter nucleófilo o electrófilo de los grupos funcionales.
Queda finalmente el controvertido punto de la Formulación y Nomenclatura Químicas en la Enseñanza Secundaria. Y digo controvertido porque no son pocos los que abogan por replantearse hasta qué punto es necesario que los alumnos de la secundaria obligatoria, se aprendan de memoria la tabla periódica, las valencias de todos los elementos y la sistemática de la formulación y nomenclatura de las diferentes categorías de compuestos inorgánicos, que en la muchos casos tiene más excepciones que reglas.
Creo que es fundamental el empleo habitual de las fórmulas y nombres correctos de las sustancias químicas ya desde las primeras etapas, incidiendo sobre todo en su significado y la información que aportan y estudiando las más comunes e importantes. Sin embargo, no creo que el estudio sistemático de la formulación y nomenclatura, entendidas como un capítulo aparte más propio de la semiología o de la lingüística que de la química, merezca la importancia que se le ha venido otorgando tradicionalmente. Durante mi experiencia docente siempre he procurado que la enseñanza de la formulación inorgánica estuviese al servicio del aprendizaje de la química. Así, al describir las diferentes categorías de compuestos siempre ha aprovechado para identificarlos y relacionarlos con sus propiedades químicas características, en vez de considerarlos como una categoría abstracta para nombrar y formular. Por supuesto que esta idea implica el tener que introducir, (y manejar, aunque sea de modo simplificado) si es que no se ha hecho antes, conceptos como los de enlace químico, iones y moléculas, disociación iónica, ácidos y bases, fórmula química, valencia y número de oxidación. Todo esto puede empezar a plantearse en 3º de ESO y puede hacerse al 100% en cuarto. Se tarda más tiempo “explicando la formulación”, pero al menos el alumnado estará aprendiendo química y no solo un lenguaje de signos de poca utilidad para ellos. Con esta idea, el concepto de electronegatividad (que habría sido presentado ya con anterioridad de forma cualitativa) es fundamental para justificar y entender fácilmente, a la vista de una fórmula, los signos de los números de oxidación, el orden de los símbolos de los elementos, su naturaleza iónica o molecular y cómo sería su posible disociación.
En fin. Recalcar una vez más que la última parte de este artículo no es más que una propuesta personal acerca de la presencia de la electronegatividad en la enseñanza de la Química en la secundaria, que surge tras una reflexión basada en el marco definido por la administración educativa y en mi propia experiencia docente. Me hubiese gustado saber la opinión de L. Pauling sobre todo esto.
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