Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Czy orbitale d też mogą brać udział w hybrydyzacji?

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego, liceum, technikum, zakres rozszerzony uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Uczeń:

3) wyjaśnia tworzenie orbitali zhybrydyzowanych zgodnie z modelem hybrydyzacji, opisuje ich wzajemne ułożenie w przestrzeni.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne

Uczeń:

• analizuje tworzenie się orbitali zhybrydyzowanych typu spIndeks górny 3³d, spIndeks górny 3³dIndeks górny 2² oraz spIndeks górny 3³dIndeks górny 3³ z orbitali atomowych;

• formułuje wnioski dotyczące kształtu cząsteczek na podstawie typu hybrydyzacji;

• podaje przykłady atomów pierwiastków, których których orbitale walencyjne s, p oraz d ulegają hybrydyzacji;

• konstruuje modele cząsteczek oraz podaje typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu centralnego.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• animacja;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika bateria.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, kreda/pisak;

• zestaw do budowania modeli cząsteczek;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Co dzieje się z orbitalami atomowymi podczas hybrydyzacji”?

2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują na kartkach i gromadzą w portfolio.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Czy możliwe jest wykorzystanie orbitali typu d w hybrydyzacji? W przypadku atomów centralnych jakich pierwiastków ma miejsce ten zabieg matematyczny? Czy orbitale walencyjne atomu centralnego w cząsteczkach ${\text{SF}}_4$ i ${\text{SF}}_6$ są w tym samym stanie hybrydyzacji?

Faza realizacyjna:

1. Budowanie modeli cząsteczek. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy dwuosobowe i rozdaje zestaw do budowania modeli cząsteczek (jeden na parę). Następnie prosi uczniów by skonstruowali modele cząsteczek ${\text{SF}}_4$ i ${\text{SF}}_6$. Na wykonanie zadania mają 5 minut. Po tym czasie nauczyciel zadaje pytanie: W jaki sposób powstają wiązania w obu cząsteczkach? Ile wiązań typu σsigma tworzy atom centralny w każdej cząsteczce? Chętni uczniowie udzielają odpowiedzi.

2. Nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej animację z medium bazowego „Czy orbitale d też moją brać udział w hybrydyzacji”, po czym uczniowie sprawdzają zdobytą wiedzę, wykonując wspólnie ćwiczenia załączone do medium. Chętni lub wskazani uczniowie podchodzą do tablicy interaktywnej i rozwiązują zadania na forum klasy.

3. Nauczyciel odsyła uczniów do analizy tekstu źródłowego w e‑materiale. Uczniowie zapoznają się z tekstem, na co nauczyciel przeznacza 10 minut lekcji.

4. Następnie nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej modele orbitali zhybrydyzowanych z ich odpowiednią orientacją przestrzenną, a chętni bądź wskazani uczniowie omawiają, na czym polega hybrydyzacja typu spIndeks górny 3³d, spIndeks górny 3³dIndeks górny 2², spIndeks górny 3³dIndeks górny 3³, po czym uczniowie sporządzają w zeszycie krótką notatkę na temat hybrydyzacji z udziałem orbitali typu d.

5. Uczniowie analizują w e‑materiale w sekcji „przeczytaj” przykład 1 i przykład 2. Powrót do fazy wstępnej i konfrontacja wypowiedzi uczniów z nowo nabytymi wiadomościami.

6. Uczniowie pracują w parach i wykonują ćwiczenia zawarte w e‑materiale w części „sprawdź się”. Uczniowie korzystając z tabletów/smartfonów lub komputerów rozwiązują zadania i nawzajem sprawdzają swoje odpowiedzi, korzystając ze wskazówek oraz kluczy zamieszczonych do zadań.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% zaznaczają samoprzylepnymi karteczkami w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

Praca domowa:

1. Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

2. Nauczyciel prosi uczniów o stworzenie modeli orbitali zhybrydyzowanych typu spIndeks górny 3³dIndeks górny 2².

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacja „Czy orbitale d też mogą ulegać hybrydyzacji?” może być wykorzystana przez uczniów podczas odrabiania pracy domowej.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje:

• arkusze papieru;

• mazaki.

2. Nauczyciel przygotowuje planszę z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5‑10% do oceny stopnia opanowania zagadnień oraz samoprzylepne karteczki dla uczniów.

3. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Czym się różnią orbitale zhybrydyzowane od orbitali atomowych niezhybrydyzowanych?

• Hybrydyzacji uległ jeden orbital walencyjny typu s, trzy orbitale walencyjne typu p oraz dwa orbitale walencyjne typu d – określ, jakiego typu hybrydyzacji możemy się spodziewać?

• Jaka jest hybrydyzacja orbitali walenycjnych atomu centralnego w cząsteczkach: ${\text{IF}}_7$, ${\text{BrF}}_3$, ${\text{TeCl}}_4$?