A téma feldolgozása: - egy tanórán belül (45 perc); - differenciált óraszervezéssel;- tanári és tanulói órai munka értékeléssel;- 3 különböző szintű, érdeklődésű csoportban.

ALKÁNOK FIZIKAI TULAJDONSÁGAI (45 perces tanóra differenciált oktatásszervezésben)

A differenciált óraszervezés alkalmat ad arra, hogy minden tanuló az érdeklődésének, képességeinek megfelelően mélyedhessen el a tananyagban. Zárt oktatásban is igazodik az egyéni sajátosságokhoz, és ennek alapján történhet a fejlesztés, képzés, mely része a tehetséggondozásnak is.

A tanár nincs mindig minden tanulóval közvetlen kapcsolatban. Úgy szervezi az órát, hogy a különböző csoportoknak különböző feladatokat állít össze, majd előre eltervezett módon segíti a tanulók munkáját (jelenlétét mutatja az óraterv).

Különböző módokon értékelhetjük a tanulók órai munkáját. Legyen az értékelés egysége pl. „1 metán”, amit kis papírlapocskákra nyomtatva, különböző jó megnyilvánulásokért oszthatunk, és később beválthatók pl. osztályzatra.– A tanári értékelés többféle módon történhet:

1.) a tanárral együtt dolgozó, a kémia iránt kevésbé motivált tanulókat is lehet motiválni azzal, ha a jó megszólalásokért, az előre vivő gondolatokért 1-1 „metánkártyát” oszt a tanár;

2.) nem a tanárral dolgozó tanulók vagy tanulói csoportok munkáját is értékelheti a tanár a beszedett feladatlapok alapján, szintén „metánkártyákkal”.– A tanulói értékelés is többféle módon történhet:

1.) csoportmunkában elsősorban a csoport tagjai érzékelik, hogy ki „mennyit adott be a közösbe”, mennyire vitte előre a csoport eredményes munkáját, ezért a tanulók egymás munkáját is értékelhetik. A csoporttagok munkájának pontozása történhet úgy, hogy minden csoporttagnak van adott számú „metánkártyája”, amit szétoszthat a befektetett munka arányában a többi csoporttag között.

2.) önértékelést is végezhetnek a tanulók (erre nem jár „metánkártya”!), pl. különböző szempont szerint felállított skálán való pontozással (amire reflektálhatnak a csoporttagok).

IDŐ ÓRATERV

7’

Közös nyitás: Mitől függ a forráspont? Az ábrát modellként értelmezve, az eddigi ismeretek részecskeszemléletű alkalmazása (frontális, kérdve kifejtős óravezetés).

– Ha egy részecskét a folyadéktérből a gáztérbe akarunk vinni, mikor kell nagyobb energiát befektetni (mikor „nehezebb” a részecskét a gáztérbe juttatni):

o ha kisebb/nagyobb a részecske tömege?o ha gyengébb/erősebb a részecskék közötti kölcsönhatás?

FÜGGHET MÉG VALAMITŐL?A fp. tehát annál nagyobb, minél erősebbek a másodrendű kötések, minél nagyobb a moláris tömeg.

Vajon mitől függ az olvadáspont? – Ha a folyadékrészecskéket szabályos rendbe akarjuk rendezni, mikor kell több energiát elvonnunk tőlük (mikor „nehezebb” rendre kényszeríteni a részecskéket):

o ha kisebb/nagyobb a részecskék tömege?o ha gyengébb/erősebb a részecskék közötti kölcsönhatás? FÜGGHET MÉG VALAMITŐL?

Az op. tehát annál kisebb, minél gyengébbek a másodrendű kötések, minél kisebb a moláris tömeg.3’ Önkéntes csoportalkotás érdeklődés, motiváltság alapján.

7’

A-csoport: a feladatlap tanári irányítással való feldolgozása

A/1. feladatlapot egyénileg, önállóan tölti ki minden csoporttag, majd beadja (ismeretet, megértést ellenőrző szintű feladatok).

A/2. feladatlapot csoportban oldják meg (alkalmazás szintű feladatok).Fp. és op. adatok értelmezése:– különböző moláris tömegű szénhidrogének esetén (metán, pentán, dekán);– azonos moláris tömegű szénhidrogének esetén (pentánizomerek);A molekula alakjának szerepe a fp. alakulásában (elemző feladat).

B-csoport: a feladatlap kooperatív csoportmunkában

való feldolgozása

B/1. feladatlapot egyénileg, önállóan tölti ki minden csoporttag, majd beadja (ismeretet, megértést ellenőrző szintű feladatok).

B/2. feladatlapot csoportban oldják meg (alkalmazás szintű feladatok).Fp. és op. adatok értelmezése:– különböző moláris tömegű szénhidrogének esetén (metán, pentán, dekán);– azonos moláris tömegű szénhidrogének esetén (pentánizomerek);A molekula alakjának szerepe a fp. alakulásában (elemző feladat).

T-csoport: nehezebb feladatok egyéni, önálló vagy csoportos feldolgozása

(tehetséggondozás)

T/1. feladatlapot egyénileg, önállóan tölti ki minden csoporttag, majd beadja (ismeretet, megértést ellenőrző szintű feladatok).

T/2. feladatlapot egyénileg vagy csoportban oldják meg (alkalmazás szintű feladatok).Fp. és op. adatok értelmezése:– különböző moláris tömegű szénhidrogének esetén (metán, pentán, dekán, eikozán);– azonos moláris tömegű szénhidrogének esetén (pentánizomerek), a tendencia megállapítása (elemző feladat);– a molekula alakjának szerepe a fp. alakulásában (elemző feladat).

3’ Közös ellenőrzés és megbeszélés Önálló javítás megoldókulcs alapján

5’A feladatlapban megadott molekulák modellezése: pentán; metilbután; dimetil-propánAnyagi halmaz modellezése: pálcikaalakú és gömb alakú molekulákkal

10’

A/3. Ellenőrző tesztfeladatok (egyéni)Értékelés:– tanári értékelés pluszpontokkal

B/3. Ellenőrző tesztfeladatok (egyéni)Értékelés:– a csoporton belüli munka értékelése– önértékelés– tanári értékelés pluszpontokkal

T/3. Ellenőrző tesztfeladatok (egyéni)Értékelés:– önértékelés megadott szempontok alapján– tanári értékelés pluszpontokkal

5’

Közös megbeszélés: alkánok egyéb fizikai tulajdonságai– vízben való oldhatóság– vízhez viszonyított sűrűség

5’ Közös zárás: rögzítjük a füzetben az alkánok fizikai tulajdonságait.

Jelölés, értelmezés:A-csoport: elsősorban tanárral tanuló, alaposabb magyarázatra, értelmezésre igényt tartó diákok csoportja (a kémia iránt kevésbé érdeklődők);B-csoport: elsősorban csoportban, együttműködve tanuló diákok csoportja, a feladatok megoldásának közös ellenőrzésével;T-csoport: elsősorban egyénileg tanuló, önfejlesztésben szívesen részt vevő, tehetséges diákok csoportja (a tehetséggondozás része).Csoportalakítás: előre meghatározott (a tanár jelöli ki) vagy lehetőséget kapnak a tanulók a szabad feladatválasztásra (önismeret)

Tanári jelenlét az óra alatt

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai A csoport/1NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..

1. Húzd alá a dőlt betűs szavak közül azt, amely igazzá teszi a mondatot!Minél nagyobb egy molekula tömege, annál könnyebben/nehezebben lehet a folyadéktérből a gáztérbe vinni.Minél kisebb egy molekula tömege, annál könnyebben/nehezebben lehet kristályrácsba kényszeríteni.Minél erősebbek a molekulák közötti összetartó erők, annál könnyebben/nehezebben lehet a molekulát a folyadéktérből a gáztérbe vinni.Minél gyengébbek a molekulák közötti összetartó erők, annál könnyebben/nehezebben lehet a molekulákat kristályrácsba kényszeríteni.

2. Az előző feladatban adott válaszok alapján határozd meg, hogy mitől függ a forráspont és az olvadáspont!A forráspont függ: ……………………………………………… Az olvadáspont függ: ……………………………………………

…………………………………………………. ……………………………………………………Vajon mi befolyásolhatja még a forráspontot? ...............................................................................................Vajon mi befolyásolhatja még az olvadáspontot? ...........................................................................................

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai B csoport/1NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..

1. Húzd alá a dőlt betűs szavak közül azt, amely igazzá teszi a mondatot!Minél kisebb/nagyobb egy molekula tömege, annál könnyebben/nehezebben lehet a folyadéktérből a gáztérbe vinni.Minél kisebb/nagyobb egy molekula tömege, annál könnyebben/nehezebben lehet kristályrácsba kényszeríteni.Minél gyengébbek/erősebbek a molekulák közötti összetartó erők, annál könnyebben/nehezebben lehet a molekulát a folyadéktérből a gáztérbe vinni.Minél gyengébbek/erősebbek a molekulák közötti összetartó erők, annál könnyebben/nehezebben lehet a molekulákat kristályrácsba kényszeríteni.

2. Az előző feladatban adott válaszok alapján határozd meg, hogy mitől függ a forráspont és az olvadáspont!A forráspont függ: ……………………………………………… Az olvadáspont függ: ……………………………………………

…………………………………………………. ……………………………………………………Vajon mi befolyásolhatja még a forráspontot? ...............................................................................................Vajon mi befolyásolhatja még az olvadáspontot? ...........................................................................................

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai T csoport/1NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..

1. Húzd alá a dőlt betűs szavak közül azt, amely igazzá teszi a mondatot!Minél kisebb/nagyobb egy molekula tömege, annál kisebb/nagyobb energiát kell befektetni ahhoz, hogy a folyadéktérből a gáztérbe kerüljön.Minél kisebb/nagyobb egy molekula tömege, annál kisebb/nagyobb energiát kell befektetni ahhoz, hogy kristályrácsba rendeződjön.Minél gyengébbek/erősebbek a molekulák közötti összetartó erők, annál kisebb/nagyobb energiát kell befektetni ahhoz, hogy a folyadéktérből a gáztérbe kerüljön.Minél gyengébbek/erősebbek a molekulák közötti összetartó erők, annál kisebb/nagyobb energiát kell befektetni ahhoz, hogy kristályrácsba rendeződjön.

2. Az előző feladatban adott válaszok alapján határozd meg, hogy mitől függ a forráspont és az olvadáspont!A forráspont függ: ……………………………………………… Az olvadáspont függ: ……………………………………………

…………………………………………………. ……………………………………………………Vajon mi befolyásolhatja még a forráspontot? ...............................................................................................Vajon mi befolyásolhatja még az olvadáspontot? ............................................................................................

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai A, B csoport/2NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..

3. Rajzold le a megnevezett alkánok szerkezetét, majd párosítsd az adott szénhidrogénhez a megfelelő forráspont és olvadáspont adatot! Indokold válaszodat!Forráspont adatok: -162 oC; 36 oC; 174 oC Olvadáspont adatok: -182,5 oC; -130 oC; -30 oC

Metán Pentán DekánSzerkezeti képlet vagy vonalábraÖsszegképletMoláris tömegForráspontOlvadáspontHalmazáll. (25 oC, 105 Pa)

4. Nevezd el a megfelelő pentánizomert a vonalábra alapján! Fogalmazd meg, hogy mi a különbség az izomerek között – a másodrendű kötések típusában a molekulák között? ......................................................................

– a moláris tömegben? .......................................................................................................................– a molekulák alakjában? ...................................................................................................................

Pentánizomerek neve:

Vonalábra

ÖsszegképletMoláris tömegForráspont 36 oC 28 oC 10 oCOlvadáspont -130 oC -160 oC -17 oCHalmazáll.(25 oC, 105 Pa)

5. Fogalmazd meg a grafikon értelmezésével, hogy mitől függ a forráspont!

T (oC)

36

100

17

130

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai T csoport/2NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..

3. Rajzold le a megnevezett alkánok szerkezetét, majd párosítsd az adott szénhidrogénhez a megfelelő forráspont és olvadáspont adatot! Indokold válaszodat!Forráspont adatok: -162 oC; 36 oC; 174 oC; 205 oC Olvadáspont adatok: -182,5 oC; -130 oC; -30 oC; 37 oC;

Metán Pentán Dekán EikozánSzerkezeti képlet vagy vonalábraÖsszegképletMoláris tömegForráspontOlvadáspontHalmazáll. (25 oC, 105 Pa)

4. Írd fel a pentán izomerjeinek vonalábráját, majd párosítsd hozzájuk a megfelelő forráspont és olvadáspont adatot! Indokold válaszodat!Pentánizomerek

neve:Pentán (2-)metilbután (izopentán) (2,2-)dimetil-propán

(neopentán)VonalábraÖsszegképletMoláris tömegForráspont 36 oC 28 oC 10 oCOlvadáspont -130 oC -160 oC -17 oCHalmazáll.(25 oC, 105 Pa)Az adatok ismeretében értelmezd az alábbi ábrát!

5. Fogalmazd meg a grafikon értelmezésével, hogy mitől függ a forráspont!

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai A, B csoport/3

NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..1. Egészítsd ki a táblázatot a hiányzó részletekkel: írd be az alkán szabályos kémiai nevét vagy félkonstitúciós képletét! A) B) heptán C) D) etán

E) F) 5,6-dietil-3,4,6-trimetil-nonán G)

Állítsd sorrendbe növekvő forráspont szerint a fenti alkánokat, és írd a betűjelét a megfelelő sorszámhoz!

1. ………. 2. ………. 3. ………. 4. ………. 5. ………. 6. ………. 7. ……….

10. évf. Szerves kémia: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai T csoport/3

NÉV:………………………………………………………………………… Osztály:……………………..1. Egészítsd ki a táblázatot a hiányzó részletekkel: írd be az alkán szabályos kémiai nevét vagy félkonstitúciós képletét! A) B) heptán C) D) etán

E) F) 5,6-dietil-3,4,6-trimetil-nonán G)

H) I) eikozán J) K) 5,6-dietil-7-propil-3,4,6,7-tetrametil-dekán

CH3-(CH2)14-CH3

Állítsd sorrendbe növekvő forráspont szerint a fenti alkánokat, és írd a betűjelét a megfelelő sorszámhoz!

1. ………. 2. ………. 3. ………. 4. ………. 5. ………. 6. ………. 7. ………. 8. ………. 9. ………. 10. ………. 11. ……….

10. évf. MEGOLDÁSOK: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai A, B csoport/2

3. Az alkánok apoláris molekulák → köztük csak gyenge diszperziós kölcsönhatás alakulhat ki → viszonylag alacsony fp. és op. Minél nagyobb a C-atomszám → annál nagyobb a moláris tömeg → annál magasabb a fp. és op.

Metán Pentán DekánSzerkezeti képlet vagy vonalábraÖsszegképlet CH4 C5H12 C10H22

Moláris tömeg

16 g/mol 72 g/mol 142 g/mol

Forráspont -162 oC 36 oC 174 oCOlvadáspont -182,5 oC -130 oC -30 oCHalmazáll. (25 oC, 105 Pa)

gáz folyadék folyadék

4. – a másodrendű kötések típusában a molekulák között? nincs különbség (diszperziós)– a moláris tömegben? nincs különbség (72 g/mol)– a molekulák alakjában? van különbség („pálcika”- és „gömb”-alakú molekulák érintkezési felülete)

Pentánizomerek neve:

Pentán 2-metilbután (izopentán) (2,2-)dimetil-propán (neopentán)

Vonalábra

Összegképlet C5H12 C5H12 C5H12

Moláris tömeg 72 g/mol 72 g/mol 72 g/molForráspont 36 oC 28 oC 10 oCOlvadáspont -130 oC -160 oC -17 oCHalmazáll.(25 oC, 105 Pa)

folyadék folyadék gáz

5. A fp. függ: 1.) másodrendű kötések erőssége; 2.) moláris tömeg nagysága; 3.) a molekula alakja, felülete.

10. évf. MEGOLDÁSOK: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai T csoport/2

3. Az alkánok apoláris molekulák → köztük csak gyenge diszperziós kölcsönhatás alakulhat ki → viszonylag alacsony fp. és op. Minél nagyobb a C-atomszám → annál nagyobb a moláris tömeg → annál magasabb a fp. és op.

Metán Pentán Dekán EikozánSzerkezeti képlet vagy vonalábraÖsszegképlet CH4 C5H12 C10H22 C20H42

Moláris tömeg

16 g/mol 72 g/mol 142 g/mol 282 g/mol

Forráspont -162 oC 36 oC 174 oC 205 oCOlvadáspont -182,5 oC -130 oC -30 oC 37 oCHalmazáll. (25 oC, 105 Pa)

gáz folyadék folyadék szilárd

4. Azonos C-atomszámú izomerek moláris tömege azonos, közöttük diszperziós kölcsönhatás van → nem csak a másodrendű kölcsönhatás és a moláris tömeg befolyásolhatja a fp.-ot és op.-ot! A molekula felülete is befolyásolja a kölcsönhatás erősségét → minél inkább gömb alakú a molekula (kis felület), annál alacsonyabb a fp. ill. magasabb az op.Pentánizomerek

neve:Pentán 2-metilbután (izopentán) (2,2-)dimetil-propán

(neopentán)Vonalábra

Összegképlet C5H12 C5H12 C5H12

Moláris tömeg 72 g/mol 72 g/mol 72 g/molForráspont 36 oC 28 oC 10 oCOlvadáspont -130 oC -160 oC -17 oCHalmazáll.(25 oC, 105 Pa)

folyadék folyadék gáz

A „pálcika”-alakú molekulák nehezebben rendeződnek kristályrácsba, mint a „gömb”-alakúak, ezért a pentánnak alacsonyabb az op.-ja, mint a dimetil-propánnak. A „pálcika”-alakú molekulák nagyobb felületen érintkeznek, ezért valamivel erősebb kölcsönhatás van közöttük, mint a „gömb”-alakúak esetén, ezért a pentán fp.-ja magasabb, mint a dimetil-propánnak.

5. A fp. függ: 1.) másodrendű kötések erőssége; 2.) moláris tömeg nagysága; 3.) a molekula alakja, felülete.

10. évf. MEGOLDÁSOK: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai A, B csoport/31. Egészítsd ki a táblázatot a hiányzó részletekkel: írd be az alkán szabályos kémiai nevét vagy félkonstitúciós képletét! A) B) heptán C) D) etán

E) F) 5,6-dietil-3,4,6-trimetil-nonán G) CH3 CH3 CH3

CH3 – CH2 – CH – CH – CH – C – CH2 – CH2 – CH3

CH2 CH2

CH3 CH3

Állítsd sorrendbe növekvő forráspont szerint a fenti alkánokat, és írd a betűjelét a megfelelő sorszámhoz!1. D 2. C 3. E 4. A 5. G 6. B 7. F

10. évf. MEGOLDÁSOK: Szénhidrogének fizikai tulajdonságai T csoport/31. Egészítsd ki a táblázatot a hiányzó részletekkel: írd be az alkán szabályos kémiai nevét vagy félkonstitúciós képletét! A) B) heptán C) D) etán

E) F) 5,6-dietil-3,4,6-trimetil-nonán G) CH3 CH3 CH3

CH3 – CH2 – CH – CH – CH – C – CH2 – CH2 – CH3

CH2 CH2

CH3 CH3

H) I) eikozán J) K) 6-etil-3,4,5,6,7-pentametil-7-propil-dekán

CH3-(CH2)18-CH3 CH3-(CH2)14-CH3

CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

CH3 – CH2 – CH – CH – CH – C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

CH2 CH2

CH3 CH2

CH3

Állítsd sorrendbe növekvő forráspont szerint a fenti alkánokat, és írd a betűjelét a megfelelő sorszámhoz!1. D 2. C 3. E 4. A 5. G 6. B 7. H 8. F 9. J 10. K 11. I

Metánkártyák:

A borítólap fotója: Benzin, forrás: http://www.vilaglex.hu/Kemia/Html/Pentan.htm