Temat: Woda i jej właściwości – budowa cząsteczki

Adresat

Uczeń szkoły podstawowej (klasy 7. i 8.)

Podstawa programowa:

Szkoła podstawowa. Chemia.

V. Woda i roztwory wodne. Uczeń:

1) opisuje budowę cząsteczki wody oraz przewiduje zdolność do rozpuszczania się różnych substancji w wodzie.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń omawia budowę cząsteczki wody i jej właściwości.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• wyjaśniać pojęcie polarności cząsteczki wody;

• przedstawiać oddziaływania między cząsteczkami wody;

• przeprowadzać doświadczenie, którego celem jest zbadanie, czy dana substancja rozpuszcza się w wodzie, czy też nie.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel prosi chętnego ucznia, żeby zapisał na tablicy reakcję syntezy wody: 2HIndeks dolny 2₂ + OIndeks dolny 2₂ → 2HIndeks dolny 2₂O, zwracając uwagę, że jest to związek dwóch pierwiastków: wodoru i tlenu.

2. Nauczyciel wykorzystuje tekst abstraktu do pracy indywidualnej lub w parach według następujących kroków: 1) pobieżne przejrzenie tekstu, 2) postawienie pytań, 3) dokładne czytanie, 4) streszczenie poszczególnych części tekstu, 5) powtórzenie treści lub przeczytanie całego tekstu.

3. Uczniowie, pracując w grupach, sporządzają mapę pojęć omówionych w abstrakcie. Przedstawiciele grup pezentują wyniki pracy.

4. Uczniowie łączą się w pary. Każda para otrzymuje próbkę wody z kranu. Uczniowie opisują jej właściwości fizyczne: stan skupienia, barwę, zapach; określają smak (jeśli woda nadaje się do picia). Następnie wspólnie zapisują wnioski.

5. Uczniowie wykonują polecenie nr 1: w formularzu zamieszczonym w abstrakcie wyjaśniają, dlaczego cząsteczka wody jest polarna. Wybrane osoby czytają swoje odpowiedzi, nauczyciel koryguje ewentualne błędy.

6. Uczniowie pracują w parach. Ich zadaniem jest wskazanie rozbieżności między opisem typowym dla wielu substancji a modelem upakowania cząsteczek dla wody (polecenie 2). W trakcie pracy korzystają z informacji zawartych w abstrakcie. Następnie ochotnicy przedstawiają swoje spostrzeżenia na forum klasy.

7. Uczestnicy zajęć, odnosząc się do treści przedstawionych na schemacie interaktywnym, wyjaśniają, jakie znaczenie dla życia wodnego na Ziemi ma niska w stosunku do gęstości ciekłej wody gęstość lodu.

8. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne. Nauczyciel upewnia się, że zadanie zostało poprawnie wykonane, i udziela informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel odtwarza nagranie abstraktu. Co jakiś czas zatrzymuje je, prosząc uczniów, by opowiedzieli własnymi słowami to, co przed chwilą usłyszeli. W ten sposób uczniowie utrwalają informacje poznane w czasie lekcji oraz ćwiczą słuchanie ze zrozumieniem.

2. Nauczyciel prosi uczniów o rozwinięcie zdań:

   • Dziś nauczyłem się…

   • Zrozumiałem, że…

   • Zaskoczyło mnie…

   • Dowiedziałem się…

   W celu przeprowadzenia podsumowania może posłużyć się tablicą interaktywną w abstrakcie lub polecić uczniom pracę z nią

Praca domowa

1. Wykonaj polecenie nr 3.1.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Water and its properties – molecular structure

Water is a substance made of molecules. Each molecule consists of two hydrogen atoms connected with one oxygen atom. Oxygen and hydrogen atoms are connected by polar covalent bonds. Hydrogen and oxygen atoms do not lie along one line, the bonds between them form an angle of about 104.5 °.

As we know, opposite (positive and negative) charges attract each other. This is also the case with water molecules – the hydrogen atom of one molecule can interact electrostatically with an oxygen atom of the other molecule. This phenomenon can be clearly observed in water in liquid and solid state. In water in the liquid phase, apart from free molecules, there are also clusters of molecules that form exactly in the result of electrostatic attraction. These clusters are not permanent. Some molecules are released from them, while others join the system. In the solid state, water molecules, due to electrostatic interactions, form relatively stable structures.

The phenomenon of particles (molecules, ions, atoms) interconnecting to form larger systems composed of two or more particles as a result of electrostatic interactions is called association.

The polar structure of water molecules has its consequences – the physical properties of water. Usually, the particles in solids are closer to each other than in liquids, and a substance in the solid state has a higher density than in the liquid state. In the case of water, solid phase molecules form structures that leave a lot of free space; this is why the distances between particles are larger in ice than in water. For this reason ice has a lower density than water in the liquid state.

Understanding the physical properties of water will be easier if we recall a few facts about the states of matter.

When a substance changes its state from solid to liquid and then gaseous, energy must be supplied so that molecules can move away from each other. The more energy has to be supplied, the higher the melting point and the boiling point of the substance.

As ice passes into liquid, water molecules must free themselves from electrostatic interactions and then obtain energy that will allow them to move. Similarly, during vaporization, water molecules must obtain the energy needed to overcome electrostatic forces and necessary to move away from each other over long distances and to move around. Therefore, water has relatively high melting and boiling point. Much higher than substances with a similar structure, with molecules that do not interact with one another, e.g. hydrogen chloride ($\text{HCl}$) or hydrogen sulfide (${\text{H}}_{\text{2}}\text{S}$).

• Water is a polar substance. There is a partial negative charge on the oxygen atom, while on hydrogen atoms – positive one.

• Water molecules in water in the liquid phase interact with one another: the hydrogen atom of one molecule interacts electrostatically with the oxygen atom of the other molecule, and next to the free molecules there are clusters of molecules that persist due to electrostatic attraction.

• Water molecules in ice form ordered structures in which they are at greater distances from one another than in water in the liquid state. Ice has lower density than water.

• Water dissolves substances that are also polar. It also dissolves most of the ionic compounds.