Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jak przebiega addycja $\mathrm{HBr}$ i $\mathrm{HCl}$ w alkinach?

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIII: Węglowodory. Uczeń:

4) opisuje właściwości chemiczne alkinów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączenia): ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$, $\mathrm{HCl}$, ${\text{H}}_2\text{O}$, trimeryzacji etynu; pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII: Węglowodory. Uczeń:

6) opisuje właściwości chemiczne alkinów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$ i ${\text{Br}}_2$, $\mathrm{HCl}$, i $\mathrm{HBr}$, ${\text{H}}_2\text{O}$, trimeryzacji etynu; pisze odpowiednie równania reakcji.

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:

• pisze równania reakcji addycji cząsteczek chlorowodoru i bromowodoru do cząsteczek alkinów;

• wyjaśnia mechanizm addycji elektrofilowej cząsteczek chlorowodoru i bromowodoru do cząsteczek alkinów;

• wyjaśnia, na czym polega reguła Markownikowa.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• modelowanie;

• symulacja interaktywna;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• modele kulkowo‑pręcikowe;

• tablica interaktywna/tablica i kreda/pisak;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu/smartfony, tablety;

• rzutnik multimedialny;

• aplikacja Kahoot!/Quizizz.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom przykładowe pytanie: Na czym polega reakcja addycji fluorowcowodorów do alkinów?

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Na czym polega reakcja addycji?

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

Faza realizacyjna:

1. Symulacja interaktywna. Uczniowie w parach analizują symulację interaktywną przedstawiającą wizualizację przebiegu addycji HBr i HCl w alkinach. Rozwiązują zawarte w medium zadania.

2. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy, rozdaje modele kulkowo‑pręcikowe. Każda grupa ma za zadanie wybranie dowolnego alkinu i zbudowanie modelu jego cząsteczki. Następnie uczniowie mają za zadanie przyłączyć cząsteczkę chlorowodoru lub bromowodoru do atomów węgla wiązania potrójnego, kosztem rozerwania jednego z wiązań. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów, wspiera ich i zatwierdza poprawność wykonania zadania.

3. Uczniowie nazywają cząsteczki, których modele skonstruowali i przedstawiają pozostałym uczniom w klasie, którzy weryfikują poprawność podanej nazwy związku chemicznego.

4. Chętny uczeń tłumaczy regułę Markownikowa i uczniowie szukają wśród modeli tych cząsteczek, które spełniają oraz nie spełniają tej reguły. W przypadkach niespełniających tej reguły uczniowie poprawiają model na właściwy.

5. Uczniowie mają za zadanie dołączyć kolejną cząsteczkę chlorowodoru lub bromowodoru do utworzonego uprzednio modelu, pamiętając o regule Markownikowa. Uczniowie nazywają powstałe cząsteczki związków chemicznych na forum klasy.

6. Wybrani uczniowie z każdej grupy zapisują równanie reakcji chemicznej addycji fluorowcowodoru do alkinu na podstawie swojego modelu na tablicy. Uczniowie zapisują również sumaryczną reakcję chemiczną (przyłączenia 2 moli cząsteczek fluorowcowodoru do 1 mola cząsteczek alkinu).

7. Nauczyciel lub chętny uczeń tłumaczą mechanizm addycji elektrofilowej na podstawie wybranej reakcji z zapisanych na tablicy, zadając przy tym pytania pomocnicze dla uczniów:

• Jakie występuje wiązanie chemiczne w cząsteczkach $\mathrm{HBr}$ i $\mathrm{HCl}$?

• Jaki ładunek zlokalizowany jest wokół wiązań πpi?

• W jaki sposób powstaje karbokation?

• Jaki ładunek występuje na jednym z atomów węgla po przyłączeniu atomu wodoru?

• Na skutek czego powstaje chlorowy/bromowy produkt addycji?

8. Uczniowie sprawdzają swoją wiedzę i umiejętności wykonując kolejno ćwiczenia w e‑materiale w zakładce „Sprawdź się” od 5 do 8 (można zadania wyświetlić na tablicy multimedialnej). Po wyznaczonym czasie na każde zadanie, chętny uczeń podchodzi do tablicy i zapisuje rozwiązanie, pozostali uczniowie weryfikują poprawność rozwiązania (można również wyświetlić odpowiedź na tablicy multimedialnej, która jest pod każdym zadaniem).

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów poprzez zadawanie przykładowych pytań lub nauczyciel może przygotować quiz z wykorzystaniem aplikacji Kahoot!/ Quizizz z zastosowaniem smartfonów/tabletów. Uczniowie odpowiadają na pytania:

• Zgodnie z jakim mechanizmem zachodzi reakcja addycji fluorowcowodorów do alkinów?

• Jaka drobina pełni funkcję elektrofila a jaka nukleofila?

• Dlaczego addycja do alkinów zachodzi zgodnie z mechanizmem elektrofilowym, skoro w zapisie mechanizmu odnotowujemy obecność zarówno czynnika elektrofilowego, jak i nukleofilowego?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Symulacja interaktywna może być wykorzystana przez uczniów jako utrwalenie wiadomości i umiejętności przed pracą kontrolną lub przez uczniów nieobecnych na lekcji jako uzupełnienie luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

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

• Zgodnie z jakim mechanizmem zachodzi reakcja addycji fluorowcowodorów do alkinów?

• Jaka drobina pełni funkcję elektrofila a jaka nukleofila?

• Dlaczego addycja do alkinów zachodzi zgodnie z mechanizmem elektrofilowym, skoro w zapisie mechanizmu odnotowujemy obecność zarówno czynnika elektrofilowego, jak i nukleofilowego?

2. Nauczyciel zamiast modeli kulkowo‑pręcikowych może przygotować plastelinę i wykałaczki/zapałki.