Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Temat: Addycja rodnikowa

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIII. Węglowodory. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączania): ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$, HCl, ${\text{H}}_2\text{O}$; polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

4) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$ i ${\text{Br}}_2$, HCl i HBr, ${\text{H}}_2\text{O}$, polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); opisuje zachowanie alkenów wobec wodnego roztworu manganianu(VII) potasu; 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, samokontrola podczas nauki.

Cele operacyjne

Uczeń:

• na podstawie znajomości mechanizmu addycji rodnikowej zapisuje równania reakcji alkenów z halogenowodorami;

• identyfikuje produkty powstałe w reakcji addycji rodnikowej oraz zapisuje ich wzory półstrukturalne oraz nazwy systematyczne;

• wykorzystuje znajomość reguły Markownikowa do przewidywania rodzaju produktu addycji rodnikowej.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• animacja;

• analiza tekstu źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• 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;

• podręcznik.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału na której widoczna jest grupa osób i jedna odłączona od grupy. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: „Czy bycie wolnym, niezależnym jest istotne w życiu? Co się dzieje, gdy atom posiada wolny elektron? Jak można zdefiniować pojęcie rodnika”?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się udzielić odpowiedzi na pytanie: „Na czym polega reguła Markownikowa”?

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

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel odsyła uczniów do części „Przeczytaj” w e‑materiale. Uczniowie samodzielnie analizują dwa fragmenty: „Niezwykłe odkrycie” oraz „Nadtlenki, które łamią wszelkie reguły”. Po pracy z tekstem nauczyciel zadaje uczniom pytania odnoszące się do pojęć: nadtlenek, rodnik, inhibitor, reguła Markownikowa, a jeżeli zajdzie taka potrzeba wyjaśnia niezrozumiałe kwestie. Następnie uczniowie podają przykłady nadtlenków i zapisują w zeszytach możliwe sposoby ich rozpadu. Nauczyciel podkreśla, że na reakcję HBr z alkenami wpływa brak lub obecność nadtlenków w wyniku czego otrzymuje się inne produkty reakcji.

2. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia 1‑3 zawarte w e‑materiale – sprawdź się.

3. Powrót do części „Przeczytaj” i praca w parach. Uczniowie w parach analizują mechanizm addycji rodnikowej. Na podstawie opisu mechanizmu zapisują w zeszytach nazwy kolejnych etapów reakcji i ich charakterystyczne cechy. Poznają definicję karborodnika i analizują trwałość w zależności od rzędowości.

4. Nauczyciel odczytuje na głos fragment treści z przykładu nr 2 z części „przeczytaj” e‑materiału: „Zgodnie z mechanizmem addycji rodnikowej z alkenami (w obecności nadtlenków) reaguje również tetrachorometan (${\text{CCl}}_4$).” Następnie prosi chętnego ucznia, by zapisywał na tablicy kolejne etapy reakcji. Pozostali uczniowie podają swoje propozycje lub korygują błędy osoby przy tablicy. W trakcie pisania mechanizmu nauczyciel prosi uczniów o wskazanie karborodnika i wyjaśnienie, jak na trwałość rodników wpływa ich rzędowość.

5. Po zakończeniu zadania nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej poprawną odpowiedź i porównuje ją z propozycją uczniów. W razie błędów wyjaśnia poprawny sposób wykonania zadania.

6. Animacja. Uczniowie dobierają się w pary i zapoznają się z medium bazowym - animacją pt. „Addycja rodnikowa”. Następnie w parach wykonują zadania do medium. Efektem pracy z medium ma być poznanie warunków reakcji oraz roli nadtlenków, inhibitorów, temperatury, czy światła na przebieg reakcji addycji rodnikowej.

7. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się” i wykonują zadania 4‑8. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel wyznacza uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie ochotnik z danej pary udziela odpowiedzi. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: na czym polega reguła Markownikowa? O czym mówi efekt nadtlenkowy? Co jest główną cechą reakcji addycji bromowodoru do alkenów? Z jakich etapów składa się reakcja addycji bromowodoru do alkenów? Co to jest karborodnik?

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

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Zrozumiałem/łam, że...

• Zaskoczyło mnie...

• Dowiedziałem/łam się...

• Łatwe było dla mnie...

• Trudność sprawiało mi...

• Przypomniałem/łam sobie, że...

Praca domowa:

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

2. Przygotowanie dwóch pytań na kartkówkę na kolorowych kartkach. Nauczyciel zadaje pracę domową. Rozdaje uczniom kolorowe kartki i prosi, aby przygotowali się do kartkówki z tematu „Addycja rodnikowa”. W tym celu mają za zadanie sformułować dwa pytania na kartkówkę i zapisać je na kolorowych kartkach. Ich treść powinna się różnić od ćwiczeń z omawianego tematu. Nauczyciel zapowiada uczniom, że na kolejnych zajęciach zbierze kartki i wylosuje spośród nich jedną na kartkówkę.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Animacja” do pracy przed lekcją. Uczniowie zapoznają się z jego treścią i przygotowują do pracy na zajęciach w ten sposób, żeby móc samodzielnie rozwiązać zadania w temacie. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą medium wykorzystać do uzupełnienia swoich luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Na czym polega reguła Markownikowa? O czym mówi efekt nadtlenkowy? Co jest główną cechą reakcji addycji bromowodoru do alkenów? Z jakich etapów składa się reakcja addycji bromowodoru do alkenów? Co to jest karborodnik?

2. Podręczniki do dyspozycji na lekcji:

• K. H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.

• R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1985, t. 1.

2. Kolorowe kartki do przygotowania pytań.