Nikola i Ania bardzo mili, Notatki z Biologia

Pobierz Nikola i Ania bardzo mili i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity! Jakie właściwości mają substancje o wiązaniach kowalencyjnych? Wprowadzenie Przeczytaj Audiobook Sprawdź się Dla nauczyciela Czy wiesz, dlaczego jedne substancje przewodzą prąd, a inne nie? Z czego wynika tak duża twardość diamentu? Dlaczego piasek na plaży nie rozpuszcza się w wodzie? Czy ma to związek z ich budową? Poznanie właściwości substancji o wiązaniach kowalencyjnych z pewnością pomoże Ci udzielić odpowiedzi na te pytania. Twoje cele Scharakteryzujesz właściwości substancji, w których występuje wiązanie kowalencyjne. Zaproponujesz, jak określić rodzaj wiązania chemicznego. Wyjaśnisz, jaki wpływ ma rodzaj wiązania chemicznego na właściwości fizyczne kryształów kowalencyjnych. W kryształach diamentu każdy atom węgla jest otoczony czterema innymi atomami, które są ze sobą połączone wiązaniami kowalencyjnymi o jednakowej długości i dużej energii. Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna. Jakie właściwości mają substancje o wiązaniach kowalencyjnych? Ze względu na kruchość, grafit znalazł zastosowanie jako rysik w ołówkach. Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com/pl/, domena publiczna. Cząsteczka polarna a cząsteczka niepolarna W substancjach kowalencyjnych występują wiązania kowalencyjne niespolaryzowane (atomowe) albo kowalencyjne spolaryzowane. Wśród chemików rozpowszechniony jest pogląd, że „podobne rozpuszcza się w podobnym”. Przeanalizujmy zatem rozpuszczalność obu grup substancji i sprawdźmy, czy ta myśl jest słuszna. 1. Związki, które zawierają wiązania kowalencyjne niespolaryzowane, nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych, jak np. wodzie. Jej cząsteczki posiadają niewielki ładunek ujemny na atomie tlenu i niewielki ładunek dodatni na atomie wodoru, co oznacza, że są to cząsteczki polarne. Jednak wiemy przy tym również, że związki kowalencyjne z wiązaniem niepolarnym składają się z obojętnych cząsteczek lub cząsteczek o niewielkich ładunkach. Z tego powodu związki te nie są silnie przyciągane do cząsteczek wody. Substancje kowalencyjne z wiązaniem kowalencyjnym niespolaryzowanym rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. benzyna, olej), zgodnie z zasadą „podobne rozpuszcza podobne”. 2. Substancje o wiązaniach silnie spolaryzowanych rozpuszczają się w wodzie i dysocjują na jony, co jest konsekwencją oddziaływań międzycząsteczkowych. Przykładem są wodorki fluorowców i mocne kwasy tlenowe. Słownik wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane inaczej: atomowe; powstaje między dwoma atomami dzięki „uwspólnieniu” dwóch elektronów, z których każdy pochodzi od innego atomu; para elektronów jest uwspólniona w jednakowym stopniu przez oba atomy (wykazują one identyczną lub zbliżoną elektroujemność) wiązanie kowalencyjne spolaryzowane występuje między atomami różnych pierwiastków; chmura elektronowa, która tworzy to wiązanie, jest przesunięta w stronę atomu pierwiastka o większej elektroujemności delokalizacja przemieszczanie się elektronów w cząsteczce, w wyniku którego elektrony mogą brać udział w tworzeniu więcej niż jednego wiązania dysocjacja elektrolityczna rozpad cząsteczek na jony (dodatnie i ujemne) pod wpływem wody cząsteczka polarna Rozkład gęstości elektronów w cząsteczce HCl jest nierównomierny. Gęstość elektronów jest większa wokół jądra atomu chloru. Małe czarne kropki wskazują lokalizację jąder wodoru i chloru w cząsteczce. (b) Symbole δ i δ wskazują cząstkowe ładunki wiązania H–Cl. Co istotne, na polarność tych wiązań wpływa wartość różnicy elektroujemności między pierwiastkami atomów tworzących wiązania, natomiast polarność całej cząsteczki zależy od jej geometrii. Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0. + +  cząsteczka biegunowa; cząsteczka dipolowa; dipol; cząsteczka utworzona z atomów o różnej elektroujemności, w której nastąpiło wyodrębnienie ładunku dodatniego i ujemnego Bibliografia Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 1‐2, Warszawa 2010. Czerwiński A., Czerwińska A., Jeziorna M., Kańska M., Chemia 3. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego, technikum, Warszawa 2004. Encyklopedia PWN Litwin M., Styka‐Wlazło Sz., Szymońska J., To jest chemia 1, Warszawa 2013. Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Wybierz poprawne dokończenie zdania. Temperatura wrzenia fluorowców: nie zależy od liczby atomowej fluorowca. maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej fluorowca. rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej fluorowca i wynika z rosnącej liczby elektronów, a nie protonów. rośnie wraz ze spadkiem liczby atomowej fluorowca. Przeczytaj poniższe stwierdzenia. Zaznacz „FAŁSZ”, jeśli zdanie jest fałszywe, lub „PRAWDA”, jeśli zdanie jest prawdziwe. FAŁSZ PRAWDA Związki, które posiadają wiązania kowalencyjne spolaryzowane, dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach o charakterze niepolarnym. Polarność związków organicznych uzależniona jest od obecności niepolarnych grup funkcyjnych. Związki, w cząsteczkach których występują jedynie wiązania kowalencyjne niespolaryzowane, dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach o charakterze polarnym.           Ćwiczenie 3 Które z poniższych odpowiedzi mają wpływ na temperatury topnienia i wrzenia związków chemicznych? tworzenie wiązań wodorowych występowanie napięcia powierzchniowego gęstość oddziaływanie dipol-dipol występowanie sił Van der Waalsa      Sprawdź się Pokaż ćwiczenia: 輸醙難 Ćwiczenie 1 Wybierz poprawną definicję wiązania kowalencyjnego. Wiązanie, które powstaje w wyniku uwspólniania jednej lub kilku par elektronowych wiążących się atomów, a różnica elektroujemności zawiera się w przedziale 0,4 ≤ ΔE < 1,7. Wiązanie, które powstaje w wyniku uwspólniania tylko jednej pary elektronowej wiążących się atomów, a różnica elektroujemności zawiera się w przedziale 0 ≤ ΔE < 0,4. Wiązanie, które powstaje w wyniku uwspólniania jednej lub kilku par elektronowych wiążących się atomów. W efekcie oba atomy osiągają korzystną energetycznie konfigurację gazu szlachetnego. Wiązanie, które powstaje w wyniku uwspólniania jednej lub kilku par elektronowych wiążących się atomów. W efekcie jeden atom osiąga korzystną energetycznie konfigurację gazu szlachetnego.     輸 Ćwiczenie 6 W odpowiednie komórki tabeli wstaw znak „+”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub „-”, jeśli jest fałszywe. Twierdzenie H O BH H O SO Cząsteczka zawiera wiązanie σ. Cząsteczka jest dipolem. Cząsteczka zawiera wiązania między dwoma identycznymi atomami. 2 3 2 2 2 Ćwiczenie 7 Poniżej przedstawiono model struktury wody w stanie stałym. Wybierz właściwe określenie spośród wymienionych w każdym nawiasie. Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0. 醙 醙 Ćwiczenie 8 Jedną z podstawowych właściwości, którą różnią się substancje o wiązaniach kowalencyjnych, jest ich temperatura wrzenia. Na wykresie przedstawiono temperaturę wrzenia substancji A-D. A. Sprawdź temperatury wrzenia na wykresie i oceń, czy dana substancja tworzy kryształ kowalencyjny, czy cząsteczkowy. B. Dopasuj substancje A-D do ich nazw. kryształy cząsteczkowe kryształy kowalencyjne C A B D A hel B tlen C jod D tlenek krzemu(IV) 難 Ćwiczenie 9 Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać w oparciu o zgromadzony sprzęt i odczynniki. Sformułuj hipotezę, a następnie ją zweryfikuj. Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. Sprzęt i odczynniki laboratoryjne: zlewka o poj. 10 cm ; pipety Pasteura; bateria (9 V); elektrody platynowe; woda bromowa; brom; kwas azotowy(V); sacharoza (roztwór wodny); 5% kwas chlorowodorowy. Problem badawczy: Hipoteza: Krótki opis wykonywanych czynności: Obserwacje: 3 難 charakteryzuje właściwości substancji, w których występuje wiązanie kowalencyjne; przypomina sobie, jak określić rodzaj wiązania chemicznego; wyjaśnia, jaki wpływ ma rodzaj wiązania chemicznego na właściwości fizyczne kryształów kowalencyjnych Strategie nauczania: asocjacyjna. Metody i techniki nauczania: burza mózgów; pokaz slajdów; analiza materiału źródłowego; metoda Philips 66; mapa myśli; ćwiczenia uczniowskie; dyskusja dydaktyczna; technika zdań podsumowujących. Formy pracy: praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca zbiorowa. Środki dydaktyczne: komputery z głośnikami i dostępem do Internetu; słuchawki; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; rzutnik multimedialny. Przebieg zajęć Faza wstępna: 1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje pytania zawarte we wprowadzeniu do e‐materiału, np.: Jakie znasz rodzaje wiązań kowalencyjnych? Czy wiesz dlaczego grafit przewodzi prąd a diament nie? Jakie właściwości mają substancje o wiązaniach kowalencyjnych? 2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji. 3. Rozpoznawanie wiedzy wstępnej uczniów. Nauczyciel wyświetla na tablicy układ okresowy pierwiastków chemicznych i formułuje pytania: W jaki sposób dzielimy pierwiastki chemiczne? Jakie wartości elektroujemności mają pierwiastki? W jaki sposób powstają wiązania kowalencyjne spolaryzowane i niespolaryzowane? Faza realizacyjna: 1. Nauczyciel informuje uczniów, że za chwilę obejrzą pokaz slajdów, zawierający wzory i zdjęcia różnych substancji (m. in sód, rtęć, żelazo, sacharoza, chlorek sodu, krzem, siarka). Prosi, aby podczas projekcji zwrócili szczególną uwagę na stan skupienia, barwę i zanotowali najważniejsze cechy w zeszycie. Chętni uczniowie na forum klasy prezentują swoje zapisy, a nauczyciel kontroluje poprawność wykonania zadania. 2. Analiza tekstu źródłowego. Uczniowie analizują tekst źródłowy w e‐materiale celem wyjaśnienia różnicy we właściwościach substancji kowalencyjnych. Następnie, korzystając z informacji i zdjęć zawartych w e‐materiale, pracują w parach i dokonują przeglądu oraz analizy właściwości substancji kowalencyjnych. Nauczyciel wspiera uczniów, upewnia się, czy wszystko jest zrozumiałe, a ewentualnie niezrozumiałe kwestie wyjaśnia na bieżąco. 3. Nauczyciel dzieli klasę na cztery grupy, rozdaje arkusze papieru A4 i informuje, że zadaniem uczniów będzie ustalenie, jakie są właściwości substancji o wiązaniu kowalencyjnym. Przydziela każdej grupie jedną właściwość do wyjaśnienia (przewodnictwo elektryczne, temperatura topnienia, twardość, rozpuszczalność). Wyjaśnia, że uczniowie będą pracowali metodą Philips 66. 4. Każdy zespół ma sześć minut, aby przygotować opis właściwości. Nauczyciel poleca, aby grupy odnalazły przykłady substancji, materiałów z życia codziennego, w dostępnych źródłach informacji, które dobrze odzwierciedlają daną cechę. Każda grupa wyłania też spośród siebie lidera, który będzie przedstawiał rezultaty pracy grupy po każdej rundzie. 5. Po upływie pierwszych sześciu minut, liderzy prezentują rezultaty pracy grupy na forum klasy. Wszyscy uczniowie komentują propozycje grup, zwracając uwagę na to, co jest nieprecyzyjne lub niezrozumiałe w wypracowanych przez inne grupy wyjaśnieniach. 6. Po tej konfrontacji rozwiązań na forum klasy każdy z zespołów ponownie podejmuje pracę w celu udoskonalenia własnych koncepcji. 7. Po upływie kolejnych sześciu minut następuje ponowna konfrontacja pomysłów na forum klasy – porównanie dojrzałości rozwiązań i ich ulepszeń oraz zapisanie wniosków końcowych (albo ponowne udoskonalanie projektu przez następne sześć minut). Liderzy grup tworzą na tablicy mapę myśli, na której zapisują najważniejsze cechy i pojęcia. 8. Nauczyciel poleca uczniom pracę z medium bazowym – audiobookiem. Uczniowie całą grupą słuchają nagrania, a następnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia załączone do medium. Następnie uczniowie przechodzą do ćwiczeń w zestawie ćwiczeń e‐materiału. Faza podsumowująca: 1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, wykorzystując pytania z e‐materiału, np.: Dlaczego diament jest twardszy niż grafit? Co to jest wiązanie kowalencyjne? Jaki rodzaj wiązania występuje w cząsteczce azotu? 2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio: Przypomniałem/łam sobie, że... Dziś nauczyłem się... Zrozumiałem/łam, że... Zaskoczyło mnie... Łatwe było dla mnie... Trudne było dla mnie... Praca domowa: Nauczyciel prosi uczniów o dokończenie ćwiczeń w zestawie ćwiczeń w e‐materiale. Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium: Audiobook może zostać wykorzystany podczas rozwiązywania ćwiczeń zadanych w ramach pracy domowej. Materiały pomocnicze: 1. Kolorowe pisaki, arkusze papieru A4. 2. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Dlaczego diament jest twardszy niż grafit? Co to jest wiązanie kowalencyjne? Jaki rodzaj wiązania występuje w cząsteczce azotu?