כתה ט – רצף הוראה כימיה

Comments

Transcription

כתה ט – רצף הוראה כימיה
‫הוראת המדעים תשע"ג – ביה"ס עירוני ט' ת"א – לשימוש פנימי בלבד‬
‫רצף הוראה כימיה – כתה ט‬
‫לפי מצגת – עד שקף מס' ‪9‬‬
‫מהי כימיה?‬
‫תחום דעת העוסק בעולם החומר‪.‬‬
‫עקרונות חשובים‪:‬‬
‫‪ .1‬תרומת הכימיה לחיי היומיום‬
‫‪ .2‬המשותף לכל התופעות והחפצים סביבנו‬
‫כימיה בכל מקום‬
‫עזרה בחיפוש טקסטים (קטעי אנסין)‬
‫בנושאים‪ :‬השפעת פיתוח החומרים‬
‫והטכנולוגיה על חיינו – הנוחות‪ ,‬הזמינות ‪.‬‬
‫כמו כן גם על ההיבטים השליליים של כמות‬
‫פסולת וזיהום‪ .‬התנהגות ירוקה‪ ,‬שימוש‬
‫חוזר‪ ,‬מיחזור וכו'‪.‬‬
‫צפיה בסרטון חיים ללא כימיה ודיון בו‪.‬‬
‫נושא ראשון – הקשר הכימי והאנרגיה בתהליך כימי – סה"כ ‪ 01‬שעות‬
‫רעיונות מרכזיים‪:‬‬
‫‪.0‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫בתהליך כימי חומרים הופכים לחומרים אחרים‪ .‬ייצוג תהליך כימי בשפת‬
‫הכימאים‪ :‬תוצרים >‪ --‬מגיבים‪.‬‬
‫קשרים כימיים המבוססים על כוחות משיכה חשמליים נוצרים בין חלקיקיי‬
‫החומר‪ .‬יכולים להיווצר קשרים יוניים או שיתופיים (קוולנטיים) כתלות בסוג‬
‫החלקיקים‪.‬‬
‫תהליכים כימיים מלווים בשינויים באנרגיה כימית‪.‬‬
‫כל היסודות מסודרים במחזורים ובטורים בטבלת היסודות‪.‬‬
‫‪ .1‬תזכורת לחומר שנלמד בכתה ח' –‬
‫א‪ .‬כוחות המשיכה שבין הפרוטונים שבגרעין האטום לבין האלקטרונים שמחוץ לו‪.‬‬
‫ב‪ .‬כוחות הדחיה הקיימים בין מטענים זהים‪.‬‬
‫‪ ‬ניתן כתזכורת לבצע את הניסוי עם ספק הכוח ועלי האלומיניום‪.‬‬
‫סעיף ‪– 1‬‬
‫ תגובה כימית מאופיינת כשינוי בחומרים הבאים לידי ביטוי באחד או יותר מהמאפיינים‬‫הבאים‪ :‬שינוי צבע‪ ,‬שינוי במצב צבירה‪ ,‬שינוי בטמפרטורת הסביבה‪.‬‬
‫‪ 4‬שעות‬
‫תאור ברמת המאקרו – הדגשת התכונות החדשות של החומרים בעקבות התגובה‬
‫‪ ‬ניתן כתזכורת לבצע את הניסוי עם המגנזיום שנשרף והופך למגנזיום חמצני‪.‬‬
‫שפת‬
‫הכימאים –‬
‫‪ 3‬דפי תרגול‬
‫עצירה עם המצגת ותרגול – שפת הכימאים‬
‫ג‪ .‬שפת הכימאים – תרגול של כתיבת בשפה המקובלת והבנת נוסחאות כימיות –‬
‫אטומים‪ ,‬מולקולות‪ .‬בנוסחה כימית יחס קבוע של אטומים מכל סוג‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫הוראת המדעים תשע"ג – ביה"ס עירוני ט' ת"א – לשימוש פנימי בלבד‬
‫סעיף ‪– 2‬‬
‫שעתיים‬
‫‪ .2‬אנרגיה כימית – לפי מצגת‬
‫ יצירת קשר כימי כמלווה בשחרור אנרגיה‪.‬‬‫ ניתוק קשר כימי כמלווה בהשקעת אנרגיה‬‫ תהליך קולט אנרגיה לעומת תהליך פולט אנרגיה‪:‬‬‫‪ ‬בתהליך קולט אנרגיה האנרגיה המושקעת בניתוק הקשרים במגיבים גדולה‬
‫מהאנרגיה המשתחררת ביצירת הקשרים בתוצרים‪.‬‬
‫‪ ‬בתהליך פולט אנרגיה האנרגיה המשתחררת ביצירת הקשרים בתוצרים‬
‫גדולה מהאנרגיה המושקעת בניתוק הקשרים במגיבים‪.‬‬
‫הערות‪:‬‬
‫ תהליכים פולטי אנרגיה רבים יש "להתניע"‪ .‬יש להשקיע בהם מעט אנרגיה התחלתית‪,‬‬‫כמו הגפרור המצית את הנר‪ .‬הנר הבוער כבר פולט אנרגיה בתהליך הבעירה עצמו‪.‬‬
‫מומלץ לשלב הדגמות ו‪/‬או סרטונים‪.‬‬
‫ רצוי להשוות בין פוטוסינתזה לנשימה תאית תוך התייחסות להיבט האנרגטי‪.‬‬‫ המחשה טובה – התנסות בתחושת המשיכה בין מגנטים‪ :‬צד צפון נמשך לצד דרום‬‫ומתקרב אליו מעצמו‪ .‬האם אנרגיה מושקעת או משתחררת במקרה זה? כעת יש‬
‫להפריד בין המגנטים הצמודים ‪ -‬האם אנרגיה מושקעת או משתחררת במקרה זה?‬
‫על התלמידים לפרש את האנלוגיה – מה דומה ליצירת קשר כימי ומה דומה לניתוקו‬
‫מבחינה אנרגטית‪.‬‬
‫‪. .3‬סוגי קשרים כימיים‬
‫סעיפים ‪:3-4‬‬
‫‪ 4‬שעות‬
‫ הסבר ברמה המיקרוסקופית ‪-‬‬‫שבירת קשרים במגיבים ויצירת קשרים בתוצרים‪.‬‬
‫כוחות משיכה ודחיה חשמליים גורמים ליצירת קשרים כימיים‪ .‬בכל תהליך כימי‬
‫ניתקים קשרים כימיים במגיבים ונוצרים קשרים חדשים ‪ ,‬כך מתקבלים התוצרים –‬
‫חומרים שלא היו קודם לכן‪.‬‬
‫הקשר היוני (בין מתכת לאל‪-‬מתכת)‪:‬‬
‫‪‬‬
‫נלמד בכתה ח' ומוזכר כאן רק לצורך ההשוואה מול הקשר השיתופי‪.‬‬
‫הקשר השיתופי ‪ /‬הקוולנטי (בין אל‪-‬מתכות)‪:‬‬
‫‪‬‬
‫כוחות המשיכה בין אלקטרונים של אטום אחד לבין הגרעין של אטום שני‬
‫כבסיס ליצירת קשר כימי שיתופי‬
‫איך נוצר הקשר הקוולנטי השיתופי?‬
‫קשר קוולנטי נוצר בין שני אטומים‪ .‬הקשר נוצר על ידי שיתוף אלקטרונים כך שכל אטום‬
‫תורם לקשר מספר שווה של אלקטרונים כמו האטום השני‪ .‬האלקטרונים המשותפים נמשכים‬
‫כעת לשני הגרעינים של האטומים בעת ובעונה אחת והדבר גורם להתקרבות האטומים‬
‫ולקישורם‪ .‬מצב של שני אטומים מחוברים יציב יותר (נשאר ללא שינוי) מאשר המצב של‬
‫שני אטומים בודדים‪.‬‬
‫לשלב עם הוראת הפיזיקה –‬
‫אנרגיה כימית‬
‫‪2‬‬
‫הוראת המדעים תשע"ג – ביה"ס עירוני ט' ת"א – לשימוש פנימי בלבד‬
‫אנלוגיה למצב של קשר שיתופי (קוולנטי)‪- :‬‬
‫ילדים קיבלו מטלה ‪ -‬להשלים ציור באמצעות שני צבעים שונים‪ .‬לכל ילד צבע אחד אחר‪.‬‬
‫הילדים לא יוכלו להשלים את המטלה לבד‪ .‬כאשר הם ישתפו פעולה וכל אחד ישתמש בצבע של חברו יהיו שני‬
‫צבעים לכל אחד והם יוכלו להשלים את המטלה‪ .‬תוך כדי שיתוף הצבעים הם יצטרכו להתקרב אחד לשני כדי‬
‫לעשות זאת‪ ,‬כלומר יהיה ביניהם קשר שלא ישתנה ( יציב) עד לסיום המטלה‪.‬‬
‫ה"צבעים" = אלקטרונים‬
‫דף עבודה –‬
‫קשר קוולנטי‬
‫שני צבעים=שני אלקטרונים‬
‫הילדים = אטומים‬
‫‪ .4‬אלקטרוני הערכיות‬
‫ לכל אטום אלקטרונים פנימיים קרובים יותר לגרעין ואלקטרונים חיצוניים (אלקטרוני‬‫הערכיות)‬
‫ אלקטרוני הערכיות כאלקטרונים הרחוקים מהגרעין וכיוצרי קשרים כימיים‪.‬‬‫ אטומי היסודות הנמצאים באותו טור מבין ‪ 8‬הטורים העיקריים בטבלת היסודות כבעלי‬‫אותו מספר של אלקטרוני ערכיות – מס' האלקטרונים ברמה החיצונית באטום‪.‬‬
‫‪ ‬כלל האוקטט ‪ -‬יש לעסוק בתרכובות הבנויות מיסודות שבשורה השניה של‬
‫הטבלה‪ ,‬בהן מתקיים כלל זה‪ .‬אין לעסוק ביוצאים מן הכלל‪.‬‬
‫ מימן אינו מקיים כמובן את כלל האוקטט‪.‬‬‫ יכולת קישור של האטומים ‪ C, H ,N, O‬אפשרות לקשר קוולנטי יחיד‪,‬‬‫כפול ומשולש‪.‬‬
‫למצוא חומרים‬
‫‪ -‬ציור נוסחאות מבנה‪.‬‬
‫‪‬‬
‫נושא שני ‪ -‬היסוד פחמן ותרכובותיו – סה"כ ‪ 14‬שעות‬
‫‪‬‬
‫רעיונות מרכזיים‪:‬‬
‫סעיפים ‪:1-2‬‬
‫‪ 4‬שעות‬
‫‪ .0‬תרכובות מורכבות מצירוף של יסודות‪ .‬התכונות של התרכובת שונות מתכונות‬
‫היסודות המרכיבים אותה‪.‬‬
‫‪ .2‬המולקולות של אבות המזון‪ :‬פחמימות‪ ,‬חלבונים ושומנים‪ ,‬בנויות מצירופים‬
‫שונים של אטומי פחמן‪ ,‬מימן וחמצן (בחלבונים גם אטומי חנקן)‪.‬‬
‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫‬‫‬‫‪-‬‬
‫‪ .1‬ייחודיות הפחמן‬
‫צורות שונות של סידור האטומים והקשר לתכונות החומרים ולשימושים בהם – גרפיט‪,‬‬
‫יהלום – הצורות המופיעות בטבע‪.‬‬
‫הבדלה בין חומר אורגני לחומר אנאורגני‪.‬‬
‫ננו‪-‬צינוריות פחמן‪ ,‬פולרן (‪ ,)fullerene‬גרפן (‪ – )graphene‬צורות חדשות של קישור‬
‫אטומי הפחמן‪ ,‬הניתנות ליצור במעבדה‪.‬‬
‫אתר המציג אנימציות של פולרן וננו צינוריות פחמן (יש להציג רק לצורך המחשת‬
‫הקידום בטכנולוגיה‪ ,‬וממש אין צורך להעמיק)‬
‫אטום הפחמן כיוצר ארבעה קשרים סימטריים‪.‬‬
‫פחמן כאל‪-‬מתכת בתרכובותיו‪ ,‬וכיסוד מוליך חשמל בצורתו כגרפיט ולא מוליך חשמל‬
‫כיהלום‪.‬‬
‫המספר העצום של תרכובות הפחמן כנובע מהיות אטומי הפחמן בסיס של שלד פחמני‬
‫(בצירוף אטומי מימן והלוגנים)‪ ,‬בצורת טבעות‪ ,‬שרשראות‪ ,‬פולימרים‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫הוראת המדעים תשע"ג – ביה"ס עירוני ט' ת"א – לשימוש פנימי בלבד‬
‫‪ .2‬תרכובות הפחמן‬
‫בריינפופ‪:‬‬
‫מחזור הפחמן‬
‫ תרכובות אורגניות בגופם של יצורים חיים או ממקור חי‪.‬‬‫ מרכיבי המזון כפולימרים – פחמימות‪ ,‬חלבונים‪ ,‬שומנים‪.‬‬‫ תרכובות הפחמן בנפט גולמי – זיקוק נפט גולמי‪ ,‬תזקיקים‪.‬‬‫‪ -‬תרכובות סינתטיות – פולימרים כתוצרי התעשיה – מוצרים פלסטיים‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫סעיפים ‪:3-4‬‬
‫‪ 11‬שעות‬
‫יתכן ויוקפץ‬
‫קדימה ברצף‬
‫‪ ‬השפעת השימוש בחומרים על הפרט ועל הסביבה – הנוחות והמחיר‬
‫הסביבתי‪:‬‬
‫דוגמאות לתחומי ייצור תעשייתי – מזון‪ ,‬תרופות‪ ,‬חומרים פלסטיים‪ ,‬חומרי דלק‪,‬‬
‫צבעים‪ ,‬חומרי ניקוי‪ ,‬סיבים‪ ,‬דשנים‪.‬‬
‫השפעה על חיי הפרט – נוחות‪ ,‬זמינות‪ ,‬יכולת רכישה במחירים נמוכים יחסית‪.‬‬
‫השפעות על החברה‪ :‬התפתחות תעשייה ותחבורה‪ ,‬פיתוח כלכלי‪ ,‬התפתחות‬
‫תרבות צריכה‪.‬‬
‫השלכות השימוש בחומרים בכל השלבים – ייצור‪ ,‬שינוע‪ ,‬שימוש‪ ,‬מה קורה בתום‬
‫השימוש‪.‬‬
‫הצטברות פסולת מוצקה‪.‬‬
‫פליטת מזהמים לקרקע‪ ,‬למים‪ ,‬לאויר‪.‬‬
‫דלדול משאבים‪.‬‬
‫‪ ‬פתרונות אפשריים בגישת הקיימות להקטנת הנזק הסביבתי‪:‬‬
‫צמצום צריכה‪ .‬למשל – הפחתת השימוש ברכב‪.‬‬
‫שימוש חוזר‪.‬‬
‫ייצור חומרים פריקים (מתכלים)‬
‫מחזור‪ .‬למשל – שימוש בפולימרים (שרשרת ארוכה של יחידות חוזרות הקשורות‬
‫ביניהן על ידי קשר קוולנטי) הניתנים למחזור‪ ,‬יצירת קומפוסט מפסולת מזון‪.‬‬
‫הפחתת פליטות בתעשיה‪ ,‬לדוגמה‪ ,‬ע"י שימוש במסננים‪.‬‬
‫צמצום פסולת בתעשיה‪ :‬ע" י תכנון להגברת יעילות תהליכי היצור ושימוש יעיל‬
‫בתוצרי לוואי (כמו השימוש היום באפר פחם)‪.‬‬
‫‪ .3‬מרכיבי המזון (מכאן נמשיך ללימוד מערכת העיכול)‬
‫ פחמימות – זיהוי‪ ,‬מבנה‪ ,‬מיון‪ :‬חד‪-‬סוכרים‪ ,‬דו‪-‬סוכרים‪ ,‬רב‪ ,‬סוכרים‪.‬‬‫תכונות‪ ,‬חשיבות כמזון‪ ,‬תפקידים בגוף‪ ,‬קלוריות‪ .‬גלוקוז‪ ,‬סוכרוז ועמילן כדוגמאות‬
‫לסוכרים השונים‪.‬‬
‫ חלבונים – זיהוי מבנה החלבון כשרשרת של ח"א‪ .‬מבנה החומצה האמינית‪ ,‬כיצד‬‫נוצר מגוון של חלבונים‪ ,‬תפקידי החלבונים בגוף‪ ,‬חשיבות כמזון‪ ,‬קלוריות‪ .‬זיהוי‬
‫חלבונים‬
‫ שומנים – זיהוי‪ ,‬זיהוי מבנה – חומצות שומן ‪ +‬גליצרול‪ ,‬תכונות‪ ,‬תפקידים בגוף‪,‬‬‫חשיבות כמזון‪ ,‬מזונות‪ ,‬קלוריות‪.‬‬
‫‪ .4‬מזון ואנרגיה בגוף –‬
‫ תהליך הנשימה התאית בהיבט כימי (מגיבים‪ ,‬תוצרים‪ ,‬אנרגיה)‬‫‪ -‬קלורימטר כמכשיר למדידה וחישוב אנרגיה של מרכיבי מזון ע"י שריפתם‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫לימוד פורה ומהנה ‪‬‬
‫לבצע‬
‫ניסויים‬
‫של זיהוי‬
‫אבות‬
‫המזון‬
‫הוראת המדעים תשע"ג – ביה"ס עירוני ט' ת"א – לשימוש פנימי בלבד‬
‫‪5‬‬

Similar documents