مستويات فهم ومراجعة مبنى وترابط

عرض تقديمي عن الموضوع: "مستويات فهم ومراجعة مبنى وترابط"— نسخة العرض التّقديمي:

1 مستويات فهم ومراجعة مبنى وترابط
ماذا يوجد في عارضة الشرائح؟ مستويات فهم في الكيمياء ـ ماكرو، ميكرو، رمز تفسيرات ونماذج تتناول المادة المطلوبة في الوحدة التعليمية الأولى ( الصف العاشر) المواضيع هي: حالات المادة، مبان وأربطة، ذوبان عارضة الشرائح ملائمة لمستند المرشدين الذي نُشِر في سنة 2013 - + محاكاة: اذابة ملح الطعام في الماء بمستوى الماكرو والميكرو. تطوير:  Essential Chemistry, by Raymond Chang تغييرات الحالة الفيزيائية بمستوى الماكرو والميكرو. تطوير: מט"ח

2 مستويات الفهم في الكيمياء (مقتبس من مستند المرشدين للكيمياء 2013 )
ثلاثة مستويات الفهم: ماكرو (عياني)، ميكرو (مجهري)، رمز لكي نصف ظاهرة في الكيمياء ونفسرها نستخدم ثلاثة مستويات فهم: المستوى الماكروسكوبي (العياني) ـ هو مستوى مشاهدة الظاهرة. هو المستوى الشعوري والاحساسي الذي يتناول ما يمكن رؤيته، الاحساس به وقياسه. مثلا: حالة المادة واللون يمكن رؤيتهما. درجة الحرارة، الـ pH والتوصيل الكهربائي يمكن قياسها. الرائحة يمكن شمها. المستوى الميكروسكوبي (المجهري) ـ في الوصف المجهري يجب التطرق إلى ثلاث جوانب: نوع الجسيمات يجب في كل مادة التركيز على نوع الجسيمات الملائم (ذرات، أيونات، جزيئات وغيرها). في حالة الصلابة يجب تناول المبنى الشبكي لمادة أيونية/مادة فلزية/مادة جزيئية/مادة ذرية. الأربطة بين الجسيمات في الوصف الماكروسكوبي للمواد الجزيئية يجب التطرق إلى نوع الرباط البين جزيئي، عندما يوجد بين الجزيئات أربطة هيدروجين يجب وصف الرباط الهيدروجيني بالتفصيل وكيف يتكوّن. طرق حركة الجسيمات (تذبذب، دوران وانتساخ). مستوى الرمز ـ في مستوى الرمز نستخدم تمثيلات بصرية مثل لغة الكيميائيين (صيغ مواد ومعادلات تفاعلات)، عرض نموذج، رسم تخطيطي أو رسم بياني.

3 مستويات الفهم في الكيمياء (تتمة)
مستويات الفهم في الكيمياء (تتمة) يجدر تعويد الطلاب على تفسير كل ظاهرة بمستويات الفهم المختلفة، وكذلك الانتقال من مستوى فهم إلى مستوى فهم آخر في كل الفصول التعليمية. (هذا عمليا تطوير التفكير في الكيمياء). في الرباط التالي ستجدون مستندا يفصل ويعرض مستويات الفهم الثلاثة.

4 سؤال 1، محاكاة - الحالات الفيزيائية (من الماكرو للميكرو)
سؤال 1: تمعنوا بالمحاكاة الرابطة للصورة التالية وأجيبوا عن الاسئلة التالية: أ. ما هي العملية التي تحدث في المحاكاة? ب. صفوا ما يحدث بمستوى الماكرو وبمستوى الميكرو. تغييرات حالة فيزءائية بمستويات الماكرو والميكرو تطوير: מט"ח

5 اجابة لسؤال 1 سؤال 1: تمعنوا بالمحاكاة الرابطة للصورة التالية وأجيبوا عن الاسئلة التالية: أ. ما هي العملية التي تحدث في المحاكاة? ب. صفوا ما يحدث بمستوى الماكرو وبمستوى الميكرو. اجابة لسؤال 1: أ. العملية التي تحدث هي تغيير في الحالة الفيزيائية للمادة من الحالة الصلبة للحالة السائلة ومن السائل للغاز. ب. وصف بمستوى الماكرو – في البداية نرى مادة صلبة بيضاء بشكل مكعب، موجودة في مركز الوعاء. خلال التسخين، الشبكة تتوهج، التكتل الصلب يصغر وفي نفس الوقت يظهر سائل ينتشر ويأخذ شكل الوعاء. تسخين اضافي تتوهج الشبكة ثانية، تظهر فقاعات في السائل وتقل كمية السائل حتى ”تختفي“. في نفس الوقت ومع الانخفاض بكمية السائل، تظهر من فوقه ”غيوم“ قليلة بيضاء ومن ثم ”تختفي“. وصف بمستوى الميكرو – نشاهد جزيئات احادية الذرة لعنصر غير معرف. في الحالة الصلبة، الجسيمات متقاربة من بعضها وتتذبذب. في الحالة السائلة تتذبذب بشدة أكبر وتتباعد عن بعضها قليلا. في الحالة الغازية تتحرك الجسيمات بحركة عشوائية. نحن نعرف أن بالحالة الصلبة يوجد حرية تذبذب، في السائل يوجد حرية تذبذب ودوران، وفي الغاز يوجد حرية تذبذب، دوران وانتقال.

6 سؤال 2، محاكاة- الحالات الفيزيائية
سؤال 2: تمعنوا ثانية بالمحاكاة الرابطة للصورة: برأيكم، ما هي تقييدات النموذج المبين في المحاكاة? تغييرات حالة فيزءائية بمستويات الماكرو والميكرو تطوير: מט"ח

7 اجابة لسؤال 2 سؤال 2: تمعنوا ثانية بالمحاكاة الرابطة للصورة:
برأيكم، ما هي تقييدات النموذج المبين في المحاكاة? اجابة لسؤال 2: تقييدات النموذج المبين في المحاكاة هي: أ. لا يمكن في المحاكاة رؤية دوران الجسيمات حول ذاتها، رغم أن ذلك يحدث في السائل والغاز. ب. يتضح بانهم تعاملوا مع الجزيئات على انها جسيمات احادية الذرة. ج. غير واضح نوع المادة. د. بالوصف بمستوى الميكرو الجسيمات كبيرة ولها لون. في الواقع هي أصغر بكثير. هـ. لون هو صفة لتكتل من الذرات وليس لذرات منعزلة.

8 سؤال 3، مثل لمستوى الفهم مثل: كحول الإيثانول، هو سائل شفاف معدوم اللون، له رائحة شديدة وطعم خاص. هو مادة متطايرة. في مشروبات كحولية، هو المركب الذي يؤدي للثمل. (وصف بمستوى الماكرو) يحتوي الإيثانول على عدد كبير من الجزيئات، حيث كل واحد منها ”يظهر“ كالنموذج المبين أمامك. كل جزيء ايثانول مكون من ذرتي كربون، ست ذرات هيدروجين وذرة اكسجين واحدة، المرتبطة معا بأربطة كوفلنتية. بين الجزيئات يوجد أربطة ضعيفة. (وصف بمستوى الميكرو) ايثانول سؤال 3 سجلوا الصيغة الجزيئية للايثانول (وصف بمستوى الرمز)

9 اجابة لسؤال 3 سؤال 3 سجلوا الصيغة الجزيئية للايثانول (وصف بمستوى الرمز) ايثانول اجابة لسؤال 3: الصيغة الجزيئية للمادة هي: C2H6O(l)

10 سؤال 4، مستوى الرمز ايثانول سؤال 4
صيغوا بلغة الكيمياء العمليات التالية (مستوى الرمز): أ. انصهار ايثانول ب. تبخر ايثانول ج. اذابة ايثانول في الماء

11 اجابة لسؤال 4 ايثانول سؤال 4
صيغوا بلغة الكيمياء العمليات التالية (مستوى الرمز): أ. انصهار ايثانول ب. تبخر ايثانول ج. اذابة ايثانول في الماء اجابة لسؤال 4: صيغوا بلغة الكيمياء العمليات التالية (مستوى الرمز): أ. انصهار ايثانول:C2H6O (s)  C2H6O(l) ب. تبخر ايثانول : C2H6O (l)  C2H6O(g) ج. اذابة ايثانول في الماء: C2H6O (l)  C2H6O(aq) * انتبهوا! الايثانول هو مادة جزيئية. بداخل الجزيئات يوجد أربطة كوفلنتية قوية. خلال تغيير بالحالة الفيزيائية واذابة في الماء، لا يتغير مبنى الجزيئات.

12 سؤال 5، مستوى الماكرو سؤال 5:
صفوا بمستوى الماكرو الماء الموجودة بداخل الوعاء الزجاجي المرسوم.

13 اجابة لسؤال 5 سؤال 5: صفوا بمستوى الماكرو الماء الموجودة بداخل الوعاء الزجاجي المرسوم. اجابة لسؤال 5: الماء هو سائل شفاف معدوم اللون والرائحة.

14 سؤال 6، 7 - ماء سؤال 6: صفوا بمستوى الميكرو الماء الموجود بداخل الوعاء الزجاجي المرسوم. سؤال 7: ما هو الرمز (تعبير بمستوى الرمز) للماء بلغة الكيمياء?

15 أجابات لسؤال 6، 7 سؤال 6: صفوا بمستوى الميكرو الماء الموجودة بداخل الوعاء الزجاجي المرسوم. اجابة لسؤال 7: الماء تكتل للعديد من الجزيئات. في كل جزيء يوجد ذرتا هيدروجين وذرة اكسجين، مرتبطة معا بأربطة كوفلنتية. الأربطة بين الجزيئات ضعيفة. للجزيئات يوجد حرية دوران وحرية تذبذب بالأربطة. سؤال 7: ما هو الرمز (تعبير بمستوى الرمز) للماء بلغة الكيمياء? اجابة: H2O(l)

16 سؤال 8 , سبيكة عجل أسنان معدني سؤال 8:
أمامكم تصوير لعجل أسنان معدني. افرضوا انه مصنوع من نحاس والومنيوم. صفوه بثلاث مستويات فهم: ماكرو، ميكرو، والرمز. doctor_bob

17 اجابة لسؤال 8 عجل أسنان معدني سؤال 8:
doctor_bob سؤال 8: أمامكم تصوير لعجل أسنان معدني. افرضوا انه مصنوع من نحاس والومنيوم. صفوه بثلاث مستويات فهم: ماكرو، ميكرو، والرمز اجابة لسؤال 8: بمستوى الماكرو : العجل صلب، براق، معدني، لونه مائل للبني. في الحالة الصلبة – قاس، غير قابل للتسطيح، موصل للكهرباء والحرارة. بمستوى الميكرو : العجل ذات مبنى ضخم صلب، مبني من طبقات من الأيونات الموجبة. الطبقات تحتوي على خليط من ايونات موجبة من النحاس (2+) والالومنيوم (3+) ومن حولها ”غيمة من الالكترونات. لكل نوع أيونات يوجد نصف قطر مختلف. الالكترونات الموجودة في ”الغيمة“ نقالة. بمستوى الرمز : المادة هي سبيكة من Cu(s) و Al(s).

18 سؤال 9، مادة أيونية سؤال 9:
معطى صيغة المادة اكسيد المغنيزيوم -MgO(s) . صفوا هذه المادة بمستوى الماكرو وبمستوى الميكرو.

19 اجابة لسؤال 9 سؤال 9: معطى صيغة المادة اكسيد المغنيزيوم -MgO(s) .
صفوا هذه المادة بمستوى الماكرو وبمستوى الميكرو. اجابة لسؤال 9: بمستوى الماكرو : المادة صلبة، هشة وغير قابلة للتسطيح. بمستوى الميكرو : المادة هي مبنى أيوني ضخم، المبني من أيونات موجبة من المغنيزيوم ذات شحنة كهربائية (2+)، المحاطة بأيونات سالبة من الأكسجين ذات شحنة كهربائية (2-) وبالعكس. الرباط بين الأيونات-تجاذب كهربائي بين الأيونات.

20 S8 سؤال 10, مادة جزيئية سؤال 10:
أ. بمستوى الميكرو، ارسموا وعاء يحتوي على غاز نيتروجين – N2(g). ب. كبريت – S8(s) هو عنصر صلب، مسحوق، لونه أصفر. بمستوي الميكرو، اشرحوا مبناه والأربطة بداخله. S8

21 اجابة لسؤال 10 سؤال 10: أ. بمستوى الميكرو، ارسموا وعاء يحتوي على غاز نيتروجين – N2(g). ب. كبريت – S8(s) هو عنصر صلب، مسحوق، لونه أصفر. بمستوي الميكرو، اشرحوا مبناه والأربطة بداخله. S8 اجابة لسؤال 10: أ. نرسم وعاء وبداخله القليل من جزيئات ثنائية الذرة من النيتروجين. الجزيئات صغيرة جدا بالنسبة لحجم الوعاء، وتتحرك بحركة عشوائية. ب. الكبريت هو مادة جزيئية. مركب من العديد من الجزيئات. كل جزيء يحتوي على 8 ذرات مرتبطة معا برباط كوفلنتي وتشكل مبنى حلقي. في الصلب، تكون الجزيئات متقاربة. يوجد للجزيئات حرية تذبذب فقط. يوجد بين الجزيئات أربطة بين جزيئية ضغيفة مقارنة بالاربطة الكوفلنتية.

22 محاكاة للاذابة، سؤال 11 سؤال 11:
أمامكم رابط لمحاكاة بالانترنت تعرض اذابة ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) في الماء بمستوى الماكرو والميكرو. أ. تمعنوا بالمحاكاة وحددوا أي مرحلة منها تبحث بمستوى الماكرو وأي بمستوى الميكرو. ب. اشرحوا سبب ذائبية ملح الطعام في الماء. - + اذابة ملح الطعام في الماء بمستوى الماكرو وبمستوى الميكرو تطوير:  Essential Chemistry, by Raymond Chang

23 اجابة لسؤال 11 - + سؤال 11: أمامكم رابط لمحاكاة بالانترنت تعرض اذابة ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) في الماء بمستوى الماكرو والميكرو. أ. تمعنوا بالمحاكاة وحددوا أي مرحلة منها تبحث بمستوى الماكرو وأي بمستوى الميكرو. ب. اشرحوا سبب ذائبية ملح الطعام في الماء. اذابة ملح الطعام في الماء بمستوى الماكرو وبمستوى الميكرو تطوير:  Essential Chemistry, by Raymond Chang اجابة لسؤال 11: أ. المرحلة الأولى للمحاكاة تبحث بمستوى الماكرو، المرحلة الثانية تبحث بمستوى الميكرو. ب. ملح الطعام يذوب في الماء لانه مادة أيونية سهلة الذوبان. الملح الصلب مكون من أيونات ها شحنات كهربائية متناقضة، تتجاذب معا بقوة كهربائية. جزيئات الماء التي تتصادم بالسطح الخارجي للصلب تجذب أيونات، تحيطها وتدخلها الى داخل السائل. انتبهوا، بعض المكتوب في المحاكاة قد يكون غير مفهوم بالنسبة لكم. سنعود الى هذه المحاكاة لاحقا في دراستنا لتفسير واف أكثر.

24 سؤال 12, اذابة سؤال 12: الى داخل وعاء يحتوي على ماء ادخلت قطعة من فلوريد السيزيوم - CsF(s). أمامكم رسم للوعاء بعد مرور بضع ثوان. اشرحوا بكل واحد من مستويات الفهم العملية التي حدثت في الوعاء. - +

25 CsF(s) ---> Cs(+)(aq) + F-(aq)
اجابة لسؤال 12، اذابة - + سؤال 12: الى داخل وعاء يحتوي على ماء ادخلت قطعة من فلوريد السيزيوم - CsF(s). أمامكم رسم للوعاء بعد مرور بضع ثوان. اشرحوا بكل واحد من مستويات الفهم العملية التي حدثت في الوعاء. اجابة: (بمستوى صف 10) بمستوى الماكرو : صلب ادخل للماء. الماء سائل معدوم اللون. بعد بضع ثوان ”اختفى“ الصلب. بمستوى الميكرو : فلوريد السيزيوم هو مبنى ضخم، مبني من أيونات سيزيوم موجبة (1+), محاطة بأيونات فلور سالبة (1-) وبالعكس. الماء هو سائل جزيئي. بكل جزيء ماء يوجد ذرة اكسجين اليها مرتبطة ذرتين من الهيدروجين برباط كوفلنتي. الاربطة بين الجزيئات ضعيفة مقارنة بالاربطة الايونية. بعد ادخال الصلب الأيوني للماء، جزيئات الماء تتصادم بالسطح الخارجي لقطعة النسيج الأيوني، وتفصل الأيونات الواحد بعد الأخر عن السط الخارجي للنسيج. تحيط جزيئات الماء بالأيونات وترتبط بها، وتتحرك معها الى داخل السائل. انتبهوا! خلال الاذابة، يتفكك المبنى الضخم للمادة الأيونية، تتفكك الأربطة الأيونية وتتغير صيغة المادة. بمستوى الرمز : CsF(s) ---> Cs(+)(aq) + F-(aq)

26 سؤال 13, تكون الماء 2H2(g) + O2(g) > 2H2O(l) سؤال 13: الرسومات التي امامكم هي نموذج لتفسير عملية كيميائية. اشرحوا بمستوى الميكرو العملية التي حدثت. +

27 اجابة لسؤال 13 سؤال 13: الرسومات التي امامكم هي نموذج لتفسير عملية كيميائية. اشرحوا بمستوى الميكرو العملية التي حدثت. 2H2(g) + O2(g) > H2O(l) اجابة: شرح بمستوى الميكرو: غاز الهيدروجين، المكون من جزيئات ثنائية الذرة من الهيدروجين، يتفاعل مع غاز الاكسجين، المكون من جزيئات ثنائية الذرة من الاكسجين. بعملية التفاعل، الاربطة الكوفلنتية بين الذرات بالجزيئات المتفاعلة تتفكك، وتنتج أربطة جديدة بين كل ذرة اكسجين وبين ذرتي هيدروجين. ينتج ماء في الحالة السائلة. كل جزيئين من الهيدروجين يتفاعلان مع جزيء اكسجين واحد، وبذلك ينتج جزيئان ماء. الماء الناتج هو مبنى كبير جدا من الجزيئات. قوى تجاذب بين جزيئية تعمل بين الجزيئات المتراصة. +

28 تقييدات النموذج، سؤال 14 سؤال 14:
2H2(g) + O2(g) > 2H2O(l) سؤال 14: الرسومات المبينة أمامك هي نموذج لتفسير عملية كيميائية. بمستوى الميكرو، الرسومات هي نماذج تمثل المواد والعملية التي حدثت. اشرحوا ايجابيات وسلبيات هذه النماذج. +

29 جواب سؤال 14 سؤال 14: الرسومات المبينة أمامك هي نموذج لتفسير عملية كيميائية. بمستوى الميكرو، الرسومات هي نماذج تمثل المواد والعملية التي حدثت. اشرحوا ايجابيات وسلبيات هذه النماذج. 2H2(g) + O2(g) > H2O(l) اجابة: ايجابيات النموذج: الايجابية الاساسية للنموذج هي بتجسيد النظرية التي تفسر التفاعل. هذا نموذج نظري يترجم لنموذج مرئي. النموذج يفسر نسب التفاعل ويعرض ما يحدث للذرات المختلفة. سلبيات/تقييدات النموذج: في الواقع، لا يوجد للذرات حدود واضحة، لا يوجد لون، واحجامها غير صحيحة. للحصول على كأس من الماء تحتوي على كمية ضخمة من الجزيئات، نحتاج الى حجوم كبيرة من الغازات. في الرسم الثالث لا يوجد تشديد على قانون حفظ المادة. +

30 مستويات فهم، مستوى ماكرو، مستوى ميكرو، مستوى الرمز
مستويات فهم بالكيمياء تلخيص مؤقت: تعاملنا مع ثلاثة مستويات فهم – ماكرو، ميكرو والرمز تحليل ظاهرة كيميائية بثلاثة مستويات فهم هو تحليل عميق ويعكس تفكير بدرجة عالية من المهم دمج فهم بمستويات مختلفة خلال تعليم الكيمياء مصطلحات هامة: مستويات فهم، مستوى ماكرو، مستوى ميكرو، مستوى الرمز