دليل المعلم كيمياء ثاني عشر متقدم فصل ثالث
مشتقات المركبات الهيدروكربونية لعرض الفكرة العامة لهذا الفصل، استعمل الميثان مثالا لتوضيح كيفية استبدال ذرات الهيدروجين بذرات أو مجموعات أخر لإنتاج مركبات ذات خواص مختلفة.
اكتب الصيغة الجزيئية للميثان4 CHعلى السبورة ، وذكر الطلاب بأن الميثان هو المركب الأساسي في الغاز الطبيعي. ثم اكتب الصيغة الجزيئية لحمض الفورميكHCOOH إلى جانب الصيغة الجزيئية للميثان، وبين للطلاب أن حمض الفورميك هو أحد مشتقات الميثان. حيث تم انتزاع
ثلاث ذرات هيدروجين من الميثان وإضافة رابطة ثنائية مع ذرة الأكسجين ورابطة مفردة أخر مع مجموعة الهيدروكسيل.
وذكر الطلاب أيضا بأن الميثان يختلف عن حمض الفورميك في خواصه
الربط مع المعرفة السابقة
اطلب إلى الطلاب مراجعة المفاهيم الآتية قبل دراسة هذا الفصل.
- تفاعلات الاحتراق
- قوى التجاذب بين الجسيمات
- الهيدروكربونات، والمتشكلات (الأيزومر).
استعمال الصورة
حمض الفورميك اطلب إلى الطلاب إمعان النظر في صورة يرقة فراشة العث. وذكرهم بأن هذه اليرقة مثال على كيفية استعمال مشتقات المركبات الهيدروكربونية في الطبيعة. حيث تقوم اليرقة برش حمض الفورميك من غدة توجد على سطح جسمها كوسيلة للدفاع عن نفسها ضد الحيوانات المفترسة. وأخبر الطلاب أيضا بأن حمض الفورميك موجود في سم النمل اللاذع.
الهدف يشاهد الطلاب تأثير الروابط في سلاسل البوليمر.
احتياطات السلامة تأكد من تعبئة الطلاب لطاقة السلامة في المختبر قبل بدء العمل. ويتعين عل الطلاب ارتداء معاطف المختبر ووضع النظارات الواقية، كما يجب عليهم لبس القفازات عند سكب محلول البوراكس وغسل أيديهم بعد الانتهاء من كل النشاط.
التخلص من النفايات يمكن التخلص من محتويات الكؤوس الورقية أو البلاستكية في المستودعات الخاصة (زجاجات المخلفات الكيميائية) بذلك.
استراتيجيات التدريس
• حضر 20mL كحول بولي فييل تركيزه %4 لكل طالب، ولتحضير كمية من المحلول تكفي 50 طالبا، أضف 40g من كحول البولي فينل المائي تركيزه %100—%98 إلى mL 900 من ماء الصنبور ببطء مع التحريك المستمر. ثم سخن هذا المزيج حتى درجة حرارة 8OO0C مع الاستمرار في تحريك المزيج. ثم أضف إلى المزيج بضع قطرات من ملونات الطعام، واحفظه في زجاجات ذات أغطية بعد تبريده.
• ولتحضير محلول البوراكس يكفي لخمسين طالبا، أذب l2g من رابع بورات الصوديوم في mL 300 من ماء الصنبور الدافىء.
• قد تتخذ العجينة اللزجة المحضرة في هذه التجربة وسيلة لإزعاج الصفوف الأخرى في أثناء اليوم الدراسي؛ لذا اطلب إلى الطلاب عدم اصطحاب ما تم تحضيره خارج المختبر.
النتائج المتوقعة يتحول السائل إلى مادة صلبة، ولكنها تنساب عند إسقاطها على يد الطالب مكونة سلاسل طويلة، قد تنفصل إذا سحبت بسرعة.
شريحة التركيز
قبل بدء الدرس، اعرض على الطلاب شريحة التركيز رقم (24) الواردة في مصادر التعلم للفصول (6-9)، ويمكنك عرضها ملونة من خلال
الفكرة الرئيسة
الهالوجينات اطلب إلى الطلاب الرجوع إلى الجدول الدوري الموجود في الصفحة الأخيرة من كتاب الطالب، أو لوحة الجدول الدوري المعلقة عل الحائط ، أو اعرض الجدول الدوري من خلال جهاز عرض الشفافيات ، ثم أشر إلى مجموعة الهالوجينات. واطلب إليهم إعطاء اسم هذه المجموعة.
الهالوجينات اطلب إلى الطلاب تعرف هذه المجموعة في جداولهم الدورية. وأخبرهم بأنه عندما يتم استبدال ذرة هيدروجين بذرة هالوجين في المركبات الهيدروكربونية، ينتج
هاليد الالكير أو هاليد الاربل
التعلم البصري
الشكل 1—8 استخدم الصورة لإطلاع الطلاب على أن المجموعات الوظيفية توجد في معظم الأشياء. فالكحول الطبي يحتوي على مجموعة الهيدروكسيل. وأما الخل فيحتوي على مجموعة الكربوكسيل. كما أن الفواكه والورود تحتوي على الأسترات التي تمنحها الرائحة الطيبة. ويحتوي الجبن على العديد من المجموعات الوظيفية ، ولكن الكيتون هو الذي يعطي الجبن رائحتة القوية. كا أن الألعاب البلاستيكية تتكون من البوليمرات التي ستدرسها في هذا الفصل
تطبيقات في الكيمياء
لم يتم تصنيع الأصباغ الاصطناعية والأصباغ الطبيعية الأصباغ الاصطناعية حتى العام 1800م . وكان الناس قبل ذلك التاريخ يقتصر استعمالهم على عدد محدود من الأصباغ الطبيعية لإضافة الألوان إلى حياتهم. وكان من الصعب العثور على الأصباغ الطبيعية الأرجوانية لمدة تقارب 3000 سنة، ولذا سمي هذا النوع من الأصباغ ب الأصباغ الملكية، وكان واحدا من أكثر المواد الثمينة على الأرض. ووفقا للقانون لا يمكن استعمال الأصباغ الملكية إلا لصبغ ثياب الأباطرة الرومان وملابسهم وخيام مساكنهم.
وكان المصدر الوحيد المعروف لهذا الصيغ هو حلزون البحر الأبيض المتوسط، وكان لا بدمن جمع 1200 من القواقع البحرية للحصول على جرام واحد من الصبغ. وكاد الإفراط في جمع القواقع أن يؤدي إلى انقراضها، وقد توقف إنتاج الأصباغ الطبيعية في القرن الخامس عشر. أما اليوم، فلدينا الكثير من الأصباغ الاصطناعية الأرجوانية التي حلت محل الأصباغ الملكية.
التقويم
مهارة اطلب إلى الطلاب رسم الصيغة البنائية لكل من هاليدات الألكيل الآتية: 2- برومو بيوتان، 1'3 - ثنائي فلوروبنتان، أيودو هكسان حلقي، كلورو بنزين، 1'3 - ثنائي برومو بنزين، I - برومر - 3- كلورر - 2- فلوروارا
المفاهيم الشائعة غير الصحيحة
يعتقد كثير من الناس أن الفيتامينات والأدوية ذات المصادر الطبيعية أفضل من الاصطناعية.
الكشف عن المفاهيم الشائعة غير الصحيحة
اطلب إلى الطلاب استخدام المواد المرجعية للبحث عن الصيغة البنائية للفيتامينات، مثل فيتامين C. واطلب إليهم رسم الصيغة على السبورة وكتابة اسمه. ثم اسألهم: هل الصيغ البنائية المرسومة أمامهم تمثل فيتامينا طبيعيا أم صناعيا ؟ قد يكون لدى الطلاب اعتقاد خطأ أن الصيغة البنائية للفيتامين الطبيعي تختلف عن الصناعي.
أكد على أن أي تركيب للفتامين يعمل بصورة صحيحه في جسم الانسان بغض النظر عن مصدره، سواء أكان طبيعيا أم صناعيا.
عرض المفهوم
اطلب إلى الطلاب إحضار بطاقات المحتويات لزجاجات أو عبوات من الفيتامين. واطلب إليهم أيضا المقارنة بين ما هو مكتوب عليها مثل، "جميعها طبيعي". وأشر إلى أنه على الرغم من احتواء المنتجات على كميات مختلفة من المواد الاصطناعية المضافة، إلا أن الفيتامين يبقى متطابقا كيميائيا في جميع طرائق تحضيره.
تقويم المعرفة الجديدة
اطلب إلى الطلاب البحث عن الصيغ الثانية للفيتامينات المذكورة على بطاقات العناوين المختلفة، ثم البحث عن تراكيبها وعرض نتائج أبحاثهم على الصف.
تجربة حسية ضع عينات من الحلوى بنكهات صناعية مختلفة في أكواب معتمة. وغط كل كوب بطبقة من رقائق الألومنيوم، ثم اثقبها ثقبا صغيرا بقلم الرصاص. مرر الأكواب حول الطلاب، واطلب إليهم تعرف نكهات الحلوى فقط باستعمال الروائح. قد يجد بعض الطلاب هذه المهمة صعبة؛ وذلك لأنه بإمكان البشر تعرف النكهات بصورة أفضل بناء على عدة حواس في وقت واحد، بما في ذلك النظر والرائحة والتذوق؛ لذا اشرح لهم أن النكهات
الاصطناعية التي تنتج منها المركبات تتضمن مركبات عضوية معظمها إسترات ومركبات كربونيل أخرى.
تطوير المفهوم
الأحماض الكربوكسيلية والأميدات اطلب إلى الطلاب لمساعدتهم على فهم العلاقة بين الصيغ البنائية للأحماض الكربوكسيلية والأميدات بصورة أفضل، كتابة الصيغ البنائية لأزواج المركبات الآتية: حمض البروبانويك، بروبان أميد، وحمض البيوتانويك، بيوتان أميد والمقارنة بينها.