Cele:
- Zrozumienie i zastosowanie zasad stereochemii i teorii VSEPR w chemii organicznej.
- Rozwijanie umiejętności modelowania 3D i artystycznego przedstawiania struktur molekularnych.
Efekty uczenia się:
- Studenci będą w stanie identyfikować i modelować różne typy wiązań chemicznych i geometrii molekularnych.
- Studenci będą kreatywnie reprezentować struktury molekularne, integrując sztukę i naukę.
Warunki:
- Liczba uczniów: odpowiednia dla klasy 20-30 uczniów.
- Miejsce: Laboratorium chemiczne lub klasa z odpowiednią przestrzenią do budowy modeli.
- Czas: 4 sesje.
Aspekty zawodowe:
- Kompetencje Gardnera: Inteligencja przestrzenna, logiczno-matematyczna i kinestetyczna.
- Rozwijane umiejętności: modelowanie 3D, kreatywność artystyczna, praca zespołowa, umiejętności badawcze.
- Sposób pracy: praca zespołowa.
- Rodzaj aktywności: praktyczny projekt z elementem prezentacji.
| Czas | Aktywność | Materiały, Narzędzia | Uwagi |
| 10 min | Wprowadzenie do stereochemii i VSEPR | Slajdy PowerPoint, projektor | Wyjaśnienie podstawowych pojęć i celów projektu |
| 20 min | Wybór cząsteczek i badania | Komputery z dostępem do Internetu, zalecane strony internetowe | Uczniowie wybierają cząsteczki i badają ich struktury i zastosowania. |
| 20 min | Wstępne projektowanie i planowanie | Model Magic, wykałaczki, szaszłyki, kolorowe markery | Zespoły szkicują swoje projekty cząsteczek, biorąc pod uwagę elementy artystyczne. |
| 50 min | Budowa modelu Model Magic | wykałaczki, szaszłyki, pistolety do klejenia na gorąco | Uczniowie tworzą modele 3D, koncentrując się na dokładności i kreatywności. |
| 20 min | Integracja elementów artystycznych | Różne materiały plastyczne | Zespoły dodają kreatywne elementy do jednego typu atomu w swoim modelu. |
| 30 min | Przygotowanie prezentacji | Komputery, PowerPoint | Zespoły przygotowują prezentacje, uwzględniając wyniki badań. |
| 50 min | Prezentacja i wzajemna ocena | Projektor, modele | Każdy zespół prezentuje swój model i wyniki badań klasie. |
| 10 min | Refleksja i dyskusja | Omówienie tego, czego się nauczono i w jaki sposób zintegrowano sztukę i naukę. |
Uwagi dla nauczyciela:
- Przed lekcją upewnij się, że wszystkie materiały są dostępne i przygotuj bezpieczną przestrzeń roboczą do budowy modeli.
- Zachęcaj do kreatywności i oryginalności pod względem wizualnym modeli.
- Pomagaj zespołom w badaniu i zrozumieniu wybranych cząsteczek.
- Podczas prezentacji zachęcaj do przekazywania konstruktywnych informacji zwrotnych i wzajemnej oceny.
- Połącz projekt ze sztuką i rzeźbą, podkreślając znaczenie wizualnej reprezentacji w zrozumieniu złożonych koncepcji naukowych.
- Dostosuj projekt do różnych stylów uczenia się, pozwalając niektórym uczniom skupić się bardziej na artystycznych lub kreatywnych aspektach projektu modelu.
- Zapewnij bezpieczeństwo, zwłaszcza podczas korzystania z pistoletów do klejenia na gorąco.
- Zapewnij dodatkowe zasoby dla uczniów zainteresowanych zgłębianiem wiedzy na temat stereochemii, teorii VSEPR i modelowania molekularnego.
- Teoria odpychania par elektronów na powłoce walencyjnej (VSEPR) to model w chemii wykorzystywany do przewidywania geometrii poszczególnych cząsteczek w oparciu o odpychanie między parami elektronów otaczającymi ich centralne atomy. Główną koncepcją teorii VSEPR jest to, że na kształt cząsteczki lub jonu wpływa liczba elektronów walencyjnych, zarówno w wiązaniach, jak i jako samotne pary, wokół centralnego atomu. Te pary elektronów odpychają się wzajemnie i mają tendencję do przyjmowania układu, który minimalizuje ich wzajemne odpychanie, co skutkuje określonymi geometriami molekularnymi.
Opis Zadania:
Projekt
Stwórz model związku organicznego jako dzieło sztuki 3D.
Parametry
- Wybierz cząsteczkę zawierającą co najmniej 15-20 atomów, ale mniej niż 50.
- Zbadaj jej podstawową strukturę
- Będziesz używać Model Magic i wykałaczek/patyczków do złożenia modelu. Kolory powinny być następujące:
o Węgiel – czarny
o Wodór – biały
o Azot – niebieski
o Tlen – czerwony
o Halogeny – zielony
- Upewnij się, że dokładnie odzwierciedlasz:
o Wiązania pojedyncze, podwójne i potrójne.
o Struktura VSEPR cząsteczki
o Rozmiar każdego atomu w odniesieniu do innych atomów w cząsteczce.
- Do jednego z elementów należy dodać element artystyczny. Innymi słowy, pomyśl kreatywnie o tym, jak zaprojektować ten konkretny atom. Oczywiście, mógłbyś zrobić z niego kolejną kulę, ale czy nie byłoby to nudne? (Wskazówka: „Gdybym stworzył model kofeiny, mógłbym sprawić, że atomy azotu wyglądałyby jak (coś z kofeiną)!”. „Gdybym zrobił model, mógłbym sprawić, że tlen wyglądałby jak bezcielesne mózgi!”).
Badania
Aby zbadać zastosowania i strukturę swojej cząsteczki, polecamy następującą stronę internetową:
http://www.nyu.edu/pages/mathmol/library/
http://www.worldofmolecules.com/
Prezentacja
Po ukończeniu modelu zaprezentujesz go klasie. Prezentacja Powerpoint musi zawierać następujące informacje:
- Czym jest twoja cząsteczka? Czy występuje naturalnie, czy została stworzona przez człowieka?
- Do czego jest używana? Gdzie można ją znaleźć?
- Dlaczego ta cząsteczka jest ważna? Uwzględnij co najmniej jeden interesujący fakt lub ciekawostkę na temat swojej cząsteczki lub jej historii.
- Jakie grupy funkcyjne ma twoja cząsteczka? (Alkohole, ketony itp. Być może będziesz musiał sprawdzić, co to jest!).
- Jakie kształty VSEPR są obecne?
- Cząsteczka musi mieć co najmniej 1 stereocentrum. Oznacz je.
- Czy stereocentra są oznaczone jako R- czy S-?