Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: W jaki sposób przebiega addycja elektrofilowa chloru i bromu do cząsteczki alkinu?

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:

4) opisuje właściwości chemiczne alkinów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączenia): ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$, 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 ${\text{Br}}_2$, HCl, i 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:

• opisuje mechanizm addycji elektrofilowej chloru i bromu do cząsteczek alkinów;

• zapisuje równania reakcji addycji chloru i bromu do cząsteczek alkinów;

• zna metodę laboratoryjną potwierdzającą obecność wiązań wielokrotnych.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródlowego;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputer z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• rzutnik multimedialny;

• modele kulkowo‑pręcikowe;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

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

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel zadaje pytanie: Czy użycie różnej ilości fluorowca (w nadmiarze lub niedomiarze) może mieć wpływ na rodzaj produkcji w reakcji addycji? Jeśli tak, to jaki to jest wpływ?

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

Faza realizacyjna:

1. Nauczycie rozdaje uczniom modele kulkowo‑pręcikowe – praca w parach. Uczniowie mają za zadanie wybranie dowolnego alkinu i zbudowanie jego modelu.Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów.

2. Następnie uczniowie mają za zadanie przyłączyć atomy bromu lub chloru w konfiguracji trans do atomów węgla wiązania potrójnego, kosztem rozerwania jednego z wiązań. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów, wspiera ich.

3. Uczniowie nazywają związki chemiczne, których cząsteczki przedstawiają modele  i przedstawiają pozostałym uczniom w klasie.

4. Uczniowie zapisują równanie reakcji chemicznej addycji fluorowca do alkinu.

5. Następnie uczniowie mają za zadanie przyłączyć kolejne atomy bromu i chloru, kosztem zerwania kolejnego wiązania oraz nazywają otrzymaną cząsteczkę i zapisują równanie reakcji chemicznej.

Uczniowie zapisują sumaryczne równanie reakcji chemicznej:

7. Uczniowie zapoznają się z mechanizmem addycji fluorowców do alkinów w e‑materiale, po czym nauczyciel wyświetla etapy mechanizmu na tablicy interaktywnej, a chętny uczeń wyjaśnia mechanizm na forum klasy. Nauczyciel wspiera ucznia, zadając przy tym pytania pomocnicze dla pozostałych uczniów:

• Jaki ładunek zlokalizowany jest wokół wiązań πpi?

• Jak wpływają elektrony πpi na wiązanie pomiędzy atomami bromu w cząsteczce ${\text{Br}}_2$?

• Jakie jest wiązanie pomiędzy atomami bromu w cząsteczce ${\text{Br}}_2$?

• Jakiego typu atak następuje w pierwszej kolejności?

• Co jest elektrofilem?

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

• Jakiego typu atak następuje jako kolejny?

• Co jest nukleofilem?

8. Nauczyciel odsyła uczniów do animacji, gdzie po zapoznaniu się z nią uczniowie w parach wykonują zawarte tam polecenia. 9. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów poprzez zadawanie pytań podsumowujących:

• Jakiego rodzaju reakcja addycji występuje podczas przyłączania fluorowca do alkinu?

• Jaka drobina pełni funkcję elektrofila, a jaka nukleofila?

• Co jest produktem przejściowym reakcji addycji?

• Dlaczego addycja do alkinów zachodzi zgodnie z mechanizmem elektrofilowym skoro występują dwa ataki: elektrofilowy i nukleofilowy?

• Dlaczego nie przeprowadza się reakcji addycji fluoru?

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

• Przypomniałam/łem sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacja może zostać wykorzystana podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Addycja fluorowców do alkinów to mechanizm jakiego typu?

• Jaka drobina pełni funkcję elektrofila, a jaka nukleofila?

• Co jest produktem przejściowym reakcji addycji?

• Dlaczego addycja do alkinów zachodzi zgodnie z mechanizmem elektrofilowym skoro występują dwa ataki: elektrofilowy i nukleofilowy?

• Dlaczego nie przeprowadza się reakcji addycji fluoru?