Scenariusz zajęć

Autor: Elżbieta Korzeniak, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: W jaki sposób można skonstruować diagramy energetyczne prostych cząsteczek?

Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy i rozszerzony

Wymagania ogólne

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń:

3) konstruuje wykresy, tabele i schematy na podstawie dostępnych informacji.

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

4) wskazuje na związek między właściwościami substancji a ich budową chemiczną.

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:

• interpretuje zasadę konstrukcji diagramów energetycznych dla prostych cząsteczek/jonów dwuatomowych;

• omawia kryteria tworzenia kombinacji liniowych orbitali atomowych;

• wskazuje orbitale molekularne σsigma i πpi na podstawie ich kształtów.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• burza mózgów;

• film samouczek;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje informacje zawarte we wprowadzeniu e‑materiału.

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Omówienie zasad nakładania orbitali oraz ich zastosowanie na przykładzie konstrukcji diagramów energetycznych prostych cząsteczek.

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

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej film samouczek dotyczący konstruowania diagramów energetycznych prostych cząsteczek. Uczniowie w parach wykonują zawarte w medium ćwiczenia.

2. Nauczyciel wyjaśnia założenia teorii liniowej kombinacji orbitali atomowych, a potem stosuje tę teorię w celu skonstruowania diagramu dla cząsteczki wodoru.

3. Uczniowie na wskazanych przykładach (np. cząsteczka HIndeks dolny 2,_2,hipotetyczna cząsteczka HeIndeks dolny 2₂) określają orbital wiążący i orbital antywiążący oraz nakładanie czołowe – sigma oraz nakładanie boczne pi wskutek nakładania 2s i 2p.

4. Analiza diagramu energetycznego dla cząsteczki azotu, cząsteczki tlenu i cząsteczki fluoru i obliczenie rzędu wiązania.

5. We wskazanych przykładach uczniowie obliczają rząd wiązania.

6. Omówienie przypadku jonu nadtlenkowego – izoelektronowego z cząsteczką fluoru.

7. Omówienie sposobu konstrukcji diagramu cząsteczki HF i wprowadzenie pojęcia orbitalu niewiążącego.

8. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale w zakładce „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, wykorzystując pytania:

• Czy istnieje cząsteczka litu? Odpowiedź uzasadnij konstruując diagram energetyczny dla ${\text{Li}}_2$.

• Dlaczego gazy szlachetne nie tworzą cząsteczek?

• Czy cząsteczka fluoru i cząsteczka tlenu są izoelektronowe? Odpowiedź uzasadnij.

• Jaką liczbę elektronów posiada kation dioksygenylu?

• W cząsteczce HCl istnieje wiązanie sigma powstałe wskutek nałożenia orbitalu 1s atomu wodoru oraz 3pz atomu chloru. Wymień, które orbitale atomowe chloru przechodzą w orbitale molekularne niewiążące w cząsteczce HCl.

2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio:

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów podczas lekcji bieżącej lub na kole przedmiotowym. Również uczniowie nieobecni na lekcji mogą wykorzystać film jako uzupełnienie luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

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

• Czy istnieje cząsteczka litu?

• Dlaczego gazy szlachetne nie tworzą cząsteczek? Odpowiedź uzasadnij konstruując diagram energetyczny dla hipotetycznej cząsteczki ${\text{He}}_2$.

• Jakie to są cząsteczki/jony izoelektronowe?

• Jaką liczbę elektronów posiada kation dioksygenylu?

• Czy orbitale niewiążące są utworzone z orbitali atomowych, które nie nałożyły się z orbitalami pochodzącymi z drugiego atomu?