Oblik molekule

oblik molekule

Ishodi učenja:

  • prikazati Lewisove strukturne formule molekula i iona (A, B, C, D, E)
  • predvidjeti geometriju molekule na temelju VSEPR metode (A, C, D, E)
  • odrediti oblik molekule s pomoću programa za molekulsko modeliranje (C, D)
  • istražiti utjecaj oblika molekula na svojstva tvari (A, D, E)

 

*U zagradama su navedena slova koja označavaju aktivnosti ovog scenarija poučavanja, a njihovom se realizacijom doprinosi ostvarenju dotičnog ishoda.

 

Opis aktivnosti

 

A O čemu ovisi oblik molekule?

Prikazivanjem videozapisa, u trajanju od 3:48 min., učenicima vizualno predočite što podrazumijevamo pojmom oblik molekule i o čemu taj oblik ovisi. Preporučeni videozapis dio je postojeće Ted-Ed lekcije. Navedene lekcije uz videozapis mogu sadržavati i kviz, debate ili poveznice na dodatni digitalni obrazovni sadržaj. Kako bi primjena videozapisa bila učinkovitija, prilagodite lekciju (Customise This Lesson) tako što ćete napisati vlastita pitanja za kviz kojima ćete istaknuti ključne pojmove. Pitanja napišite na hrvatskome jeziku. S obzirom na to da je preporučeni videozapis na engleskome jeziku, olakšajte učenicima praćenje tako što ćete uključiti hrvatske podnapise. Ako oni ne postoje za navedeni videozapis, pripremite ih sami. Detaljnije upute kako to učiniti pronaći ćete na kraju ove aktivnosti. Umjesto uređivanja predloženoga videozapisa možete napraviti vlastitu animaciju, čime ćete učinkovito iskoristiti vrijeme koje učenici provedu gledajući videozapis jer ćete istaknuti samo ono što vam je važno za predstojeći sat. Tema bi mogla biti i Zašto nam je važno poznavanje oblika molekule, o čemu više možete vidjeti u aktivnosti D. Geometrijske nevolje, koja se nalazi u nastavku scenarija poučavanja. Sadržaje u navedenoj aktivnosti možete iskoristiti za izradu animacije u kojoj ćete povezati svojstva tvari i primjenu u svakodnevnom životu s oblikom molekule. Za izradu animacije možete upotrijebiti cijeli niz alata, primjerice Moovly ili PowToon. S pomoću izrađene animacije možete napraviti novu Ted-Ed lekciju. Iako je izrada vlastite animacije vremenski zahtjevna, ona omogućuje da realizacijom ove aktivnosti zadovoljite gotovo sve ishode.

Dodatne upute uz aktivnost A.Za videouratke koji se nalaze na YouTubeu vrlo je jednostavno prevesti podnapise, ako je vlasnik videozapisa omogućio dodavanje novih podnapisa. U tome slučaju pratite put Postavke → Podnapisi → Dodaj podnapise. Za daljnje operacije možete pogledati dodatne upute. Ako videozapis nema opciju Dodaj podnapise, znači da je vlasnik nije omogućio. U tome slučaju možete mu poslati zamolbu da je omogući. Drugi način na koji možete dodati podnapise videozapisu jest da se registrirate na platformu Amara. Proces registracije nešto je složeniji i i postoji kontrola kvalitete izrađenih podnapisa. No jednom kad ste dio Amare, imate mogućnost dodavati podnapise bilo kojem videozapisu na mrežnim stranicama.

 Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćamaU aktivnosti gledanja videozapisa učenici s teškoćama trebaju unaprijed dobiti jasne informacije o ključnim pojmovima kako bi mogli pogledati videozapis i biti spremniji na aktivnosti tijekom nastave, što im omogućuje veću samostalnost u radu. Tijekom gledanja videozapisa možete im podijeliti predloške koji učenike upućuju na gledanje s određenim zadatkom praćenja sadržaja. Učenicima možete i unaprijed ispričati ili pročitati sažeti tekst povezan sa sadržajem i provjeriti njihovo razumijevanje.

 

B 2D

Prije predviđanja oblika molekula učenike podsjetite na crtanje Lewisovih strukturnih formula. Izradite umnu mapu za crtanje Lewisovih struktura u obliku PowerPoint prezentacije, a zatim pridruživanjem pojmova napravite podsjetnik za crtanje Lewisovih strukturnih formula. Učenicima zadajte da prikažu nekoliko molekula vlastitim Lewisovim strukturnim formulama. Među primjerima koje trebaju prikazati neka budu strukture molekula metana, CH4amonijaka, NH3, vode, H2O, i klorovodika, HCl, jer će vam trebati za aktivnost C, želite li slijedni odnos aktivnosti B. i C.

 Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćamaPrije crtanja Lewisovih strukturnih formula možete ponuditi kao podsjetnik sliku s Lewisovim oznakama za elemente glavnih skupina za prve četiri periode. Učenicima s teškoćama predložite da na početku nacrtaju jednostavnije strukturne formule molekula, primjerice sumporovodika, H2S, i jodovodika, HI, a potom nekoliko složenijih, primjerice triklormetana, CHCl3, i fosfina, PH3.

 

 

C Predviđanje geometrije

Za predviđanje geometrije možete primijeniti kombinaciju dviju metoda – VSEPR i molekulskoga modeliranja. Navedene pojmove uvedite tek kada s pomoću tih metoda predvidite geometriju. Za objašnjenje VSEPR metode potrebno je pripremiti trinaest kuglica od plastelina i šesnaest čačkalica. Navedeni materijal potreban je za svaku skupinu učenika.

Zadajte učenicima da radom u skupinama od navedenoga materijala naprave modele četiriju molekula (metana, CH4, amonijaka, NH3, vode, H2O, i klorovodika, HCl) i pretpostave koliko iznose vezni kutevi u tim molekulama. Pojasnite da svaka čačkalica predstavlja jedan elektronski par. Podijeljene elektronske parove neka predstave čitavom čačkalicom, a nepodijeljene čačkalicom slomljenom na dva dijela. Boja kuglica nije važna za izradu navedenih modela. Nakon što učenici izvrše zadatak, prikupite modele, usporedite ih te prokomentirajte njihov oblik s učenicima. Učenici potom trebaju nacrtati modele molekula u programu za modeliranje Avogadro. Pomozite im u tome. Pokažite im kako da prikažu atome i kemijske veze. Optimizirajte oblik molekule s pomoću programa i usporedite modele dobivene molekulskim modeliranjem i izradom od plastelina. Pomozite učenicima da zaključe zašto primjerice molekula metana ima tetraedarski kut među veznim parovima, a ne pravi kut. Iskoristite modele za uvođenje i razumijevanje pojma VSEPR teorija.

Za uvježbavanje učenicima zadajte da nacrtaju nekoliko novih molekula. Najbolje bi bilo dati im popis molekula u obliku radnoga listića koji možete napraviti u programu Microsoft Word. Na temelju popisa zadajte im da nacrtaju: a) Lewisovu strukturnu formulu, b) predvide i prikažu geometriju VSEPR metodom i c) imenuju geometriju molekule. Zatim neka s pomoću programa Avogadro provjere koliko su ispravno pretpostavili geometriju VSEPR metodom. Na kraju provedene aktivnosti napravite tablicu svih mogućih geometrija koje su učenici prikazali i usustavili. Vrlo je važno na kraju aktivnosti još jednom ponoviti osnovne odrednice VSEPR teorije i proći kroz tablicu geometrija.

Poglavlje o kemijskim vezama, osim VSEPR teorije, obuhvaća i druge pojmove usko povezane s oblikom molekule, kao što su polarnost i međumolekulske interakcije. Ako aktivnost Predviđanje geometrije provodite u svrhu ponavljanja gradiva o kemijskim vezama, možete tražiti od učenika da uz predviđanje geometrije predvide i polarnost molekula te vrstu međumolekulskih interakcija između jedinki iste vrste. S obzirom na to da se polarnost može definirati uz pomoć dipolnog momenta, a u programu Avogadro može se izračunati vrijednost dipolnog momenta molekula, učenici mogu iskoristiti podatak za provjeru koliko su uspješno predvidjeli polarnost molekule na temelju strukture nacrtane VSEPR metodom. Takav način provođenja aktivnosti još je pogodniji za provođenje u sklopu kemijske skupine ili dodatne nastave.

 Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćamaUčenicima s teškoćama za navedenu aktivnost crtanja poželjno je dati tablicu s Lewisovim strukturnim formulama molekula čiju geometriju trebaju odrediti. Radi lakše vizualiacije odbijanja elektronskih parova učenicima možete dati da od balona ili obojenih kugla stiropora naprave modele molekula, primjerice kao što je opisano u materijalu dostupnom na izvoru 1. Kad se baloni povežu, oni prirodno zauzimaju najpovoljniju geometriju, jednaku onoj koju predviđa VSEPR teorija. Prije rješavanja zadatka predviđanja geometrije učenicima dajte riješeni primjer s jednostavnim, kratkim i jasnim uputama povezanima sa zadatkom te provjerite njihovo razumijevanje. Ako se radi o složenom zadatku (izvedba nekoliko aktivnosti), odabrani primjer razdijelite po koracima. Zadatke, osobito u provjerama znanja, planirajte tako da se izmjenjuju lakši i teži zadatci. Učenicima koji žele znati više možete dati više složenijih primjera.

 

 

D Geometrijske nevolje

Kako bi učenici uvidjeli zašto je važno poznavati oblik molekule, možete provesti neke od sljedećih zadataka. Ovisno o raspoloživom vremenu, učenici ih mogu ostvariti na satu ili za domaću zadaću. Isto tako, mogu ih provesti kao istraživački rad čije će rezultate prikazati u obliku kratkog članka pripremljenog kao Word dokument, PowerPoint prezentacije ili animacije načinjene primjenom alata Moovly. Uz svaku navedenu aktivnost učenicima pripremite radni listić koji će ih usmjeriti prema ključnim pojmovima u temi koju istražuju ili koju će osmisliti kao istraživački zadatak. Prezentaciju istraživačkih radova napravite nakon što završite poglavlje o kemijskim vezama, kako bi se učenici imali dovoljno vremena pripremiti i primijeniti nove koncepte u rješavanju istraživanog problema. Prijedlozi nekih zadataka za istraživački rad:

a) Margarin

Zašto se smatra da je margarin štetan i što su to trans-masne kiseline? Učenici crtaju strukture cis-masne kiseline, trans-masne kiseline i zasićene masne kiseline VSEPR metodom i s pomoću programa Avogadro. Učenici istražuju na koji način cis– i trans– oblik molekule utječu na talište i vrelište tvari.

b) „Aceton“ bez acetona

Zašto je u posljednje vrijeme sve više sredstva za skidanje laka s noktiju bez acetona? Učenici crtaju molekule propan-2-ola i propanona VSEPR metodom i s pomoću programa Avogadro. Istražuju kako se mijenjaju polarnost te tališta i vrelišta molekula ovisno o obliku molekule i funkcijskoj skupini.

c) Djeca talidomida

Učenici pretražuju mrežne stranice o navedenom problemu, izvor 2. i izvor 3Treba imati na umu da se u nekim situacijama na hrvatskome jeziku može pronaći malen broj informacija pa učenike (u suradnji s učiteljem stranoga jezika) potaknite i na pretraživanje informacija na nekome stranom jeziku. Istaknite da je naglasak ove aktivnosti na istraživanju utjecaja oblika molekule na svojstva tvari, a ne na tome da učenici trebaju znati odrediti je li molekula R ili S. R i S oblici molekule talidomida učenici crtaju s pomoću programa Avogadro.

d) Kojeg su okusa i mirisa molekule?

Zašto nam naša osjetila govore da je nešto slatko ili slano? Koja je strukturna značajka karakteristična za slane, slatke ili gorke tvari? Zašto su nam umjetna sladila slatka? Učenici pretražuju mrežne stranice na navedenu temu i izrađuju modele molekula s pomoću programa Avogadro.

e) Koja je tvar eksplozivnija, benzin ili dizel?

Najbolje je da učenike usmjerite na neki konkretan članak koji se odnosi na nesretan slučaj povezan s eksplozijom benzina pa neka potom uz vaš angažman prikažu molekulu benzina u programu Avogadro.

 Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćamaSvim učenicima važno je dati jednostavne, kratke i jasne upute povezane sa zadatkom te provjeriti njihovo razumijevanje. Primjerice, za pisanje članka učenicima predložite strukturu: naslov, cilj ispitivanja, pribor i materijal, opis postupka, zaključak. Možete osmisliti nastavni listić / istraživački zadatak. Preporučuje se minimalna uporaba tekstova na engleskome jeziku. Učenicima s teškoćama u učenju pripremite jasne smjernice o tome što trebaju istražiti u zadatku. Ako učeniku s teškoćama zadate zadatak da iz novina izvuče određeni sadržaj, dajte mu konkretnu uputu o kojim se novinama radi (broj, izdanje). Ako se učenici koriste internetom, najbolje je da prvih nekoliko pretraga (s razrađenim hodogramom) rade u paru s učenikom koji je samostalan u pretraživanju. Prikupljanje podataka s pomoću IKT alata pogodna je aktivnost za učenike, no pri svemu je uputno voditi brigu o interesima učenika i prikupljanju podataka (dostupnost, pristupačnost, vidljivost i dr.). Dobro je organizirati rad u paru ili malim skupinama. Demonstrirajte način uporabe pojedine poveznice i IKT-a, pripremite uputu u koracima te provjerite kako se učenik snalazi.

 

 

E Što smo naučili o oblicima?

Za provjeru usvojenosti ishoda možete napraviti kviz u aplikaciji Kahoot ili Socrative. Pri izradi kviza vodite računa o tome da učenike koji nakon sata pokažu da još uvijek nisu ostvarili ishode možete uputiti na izvor 4. o VSEPR teoriji. U procesu poučavanja ili ponavljanja teme otvorite na Nacionalnom portalu za učenje na daljinu „Nikola Tesla“ – Digitalni obrazovni sadržaji, Kemija nastavnici, obrazovne sadržaje povezane s objašnjenjem geometrije molekula (str. 1–12).

 Postupci potpore

Upute za rad s alatima za učenike s teškoćama nalaze se u Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama. U aktivnosti gledanja videozapisa učenici s teškoćama trebaju unaprijed dobiti jasne informacije o ključnim pojmovima kako bi mogli pogledati videozapis i biti spremniji na aktivnosti tijekom nastave, što im omogućuje veću samostalnost u radu. Ako je videozapis na stranome jeziku, sadržaj protumačite u nekoliko ključnih rečenica. Učenicima se unaprijed može ispričati ili pročitati tekst povezan sa sadržajem i provjeriti razumijevanje.

 

 

Za učenike koji žele znati više 

Kako nam VSEPR teorija pomaže u razvoju detektora eksploziva? Učenici će odgovor pronaći u videozapisu. Učenici neka prouče videozapis VSEPR metodom, a zatim i s pomoću programa Avogadro predvide geometrije svih molekula koje se spominju u istraživanju. Isto tako, učenici neka naprave svoju animaciju procesa otkrivanja eksploziva. Osim Avogadra, preporučite učenicima i druge programe za crtanje modela molekula. Primjerice, za potrebe crtanja 2D struktura molekula mogu se služiti i programom ChemSketch ili MarvinSketch.

 

 

Dodatna literatura, sadržaj i poveznice

Dodatna pojašnjenja pojmova možete potražiti na relevantnim mrežnim stranicama Google znalac, Struna (Hrvatsko strukovno nazivlje), Hrvatska enciklopedija i sl.

  1. Ivančić, Đ., Stančić, Z. (2015): Razlikovni pristup u inkluzivnoj školi. U: Igrić, Lj. I sur. Osnove edukacijskog uključivanja. Škola po mjeri svakog djeteta je moguća (str. 159203.). Zagreb, Edukacijsko-rehabilitacijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Školska knjiga.
  2. Sekušak-Galešev, A., Stančić, Z., Igrić, Lj. (2015): Škola za sve, razvrstavanje učenika i čimbenici poučavanja. U: Igrić, Lj. I sur. Osnove edukacijskog uključivanja. Škola po mjeri svakog djeteta je moguća (str. 203249.). Zagreb, Edukacijsko-rehabilitacijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Školska knjiga.

Napomena: Valjanost svih mrežnih poveznica zadnji put utvrđena 13.12.2016.

 

 

Primijenili ste ovaj scenarij poučavanja u nastavi? Recite nam svoje mišljenje popunjavanjem upitnika na poveznici
Creative Commons licenca
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna. Prilikom korištenja ovog djela trebate označiti autorstvo djela na ovaj način: CARNet (2017) e-Škole scenarij poučavanja ˝(upisati naslov scenarija poučavanja)˝, https://scenariji-poucavanja.e-skole.hr/.

Informacije o scenariju

Predmet:
Razred: ,

Razina izvedbene složenosti: napredna

Korelacije i interdisciplinarnost:

• Matematika
• Informatika
• Engleski jezik
• Uporaba informacijske i komunikacijske tehnologije
• Fizika


Savjete i upute za primjenu digitalnih alata u nastavi pronađite
na e-Laboratoriju. e-Laboratorij logo