LESPLAN 1 3: Fisika Voorbereidingslêer

Transcript

1 LESPLAN 1 3: Fisika Voorbereidingslêer KWARTAAL 1 LESPLAN 4 FISIESE WETENSKAPPE CHEMIE GRAAD 11 TOTALE TYD: KENNISAREA MATERIE EN MATERIALE 23 DAE Kwartaal 1 Atoomverbindings: Molekulêre struktuur n Chemiese binding, bindingsmodelle, valenselektrone Lewisstrukture, vorming van bindings Eenvoudige kovalente bindings Molekules met veelvoudige bindings Eenheid 1 Datief kovalente bindings VSEPA Elektronegatiwiteit Kragte tussen atome, energieveranderinge by die vorming van n molekule Bindingsenergie en -lengte Datum / /20 Doc Scientia Hand- en Werkboek Fisiese Wetenskappe Hulpmiddel Graad 11 Chemie Boek 2 Bl Tyd 5 dae Die soort chemiese binding in n verbinding bepaal die fisiese en chemiese eienskappe van die verbinding. Deur die struktuur van atome, molekules en ione te bestudeer en die binding in elemente en verbindings, doen die leerder kennis op oor sommige basiese chemiese beginsels. Deur die eienskappe van metale, reuse ioniese stowwe, eenvoudige molekulêre en netwerk kovalente stowwe te ken, kan n mens die onderlinge verband tussen binding, strukture en eienskappe van stowwe sien. n Chemiese binding Herroep die rol van modelle in wetenskap en beskryf die verduideliking van chemiese bindings as die toepassing van n model. Lei die hoeveelheid valenselektrone wat n element se atoom het, af. Stel atome voor deur Lewisdiagramme. Verduidelik, deur na diagramme wat elektrostatiese kragte tussen protone en elektrone aantoon, en in terme van energie-oorwegings, waarom - twee H-atome n H 2 -molekule vorm, maar - He vorm nie He 2 nie. Teken n Lewisdiagram vir die waterstofmolekule. Beskryf n kovalente chemiese binding as n gedeelde elektronpaar. Doc Scientia LESPLANNE - Graad 11 57

2 Beskryf en pas eenvoudige reëls toe om bindingformasie te bepaal, nl.: - verskillende atome, elk met n ongepaarde valenselektron, kan die elektrone met mekaar deel om n chemiese binding te vorm. - verskillende atome met gepaarde valenselektrone, genoem enkelpare, kan nie die vier elektrone deel en n chemiese binding vorm nie. - verskillende atome, met ongepaarde valenselektrone, kan die elektrone deel en vir elke elektronpaar wat gedeel word, n chemiese binding vorm (meervoudige bindings. - atome met onvolledige stel elektrone in die valensenergievlakke kan n enkelpaar elektrone van n ander atoom deel om n koordinate kovalente of datief-kovalente binding te vorm (bv. NH 4+, H 3 O +. Teken Lewisdiagramme vir gegewe formules en gebruik elektronkonfigurasies, vir: - eenvoudige molekules (bv. F 2, H 2 O, NH 3, HF, OF 2, HOCl. - molekules met meervoudige bindings (bv. N 2, O 2, en HCN. Die rol van modelle in wetenskap is n baie belangrike kwessie, maar dit moet omsigtig hanteer word. Binding word in Graad 10 ingelei. Die atoom, rangskikking van binne- en valenselektrone. NB!! Verhoogde stabiliteit as gevolg van laer potensiële energie (en hoër entropie moet as die hoofredes vir binding gegee word. Die hoofkenmerk van Lewisdiagramme is die reël van twee, dit is dat twee elektrone nodig is per binding eerder as die oktetreël, wat eintlik net vir die tweede periode goed werk. Leerders begin met die teorie van chemiese stowwe voordat hulle enigiets van die chemie daarvan ken. Begin eerder met n bekende stof soos water, H 2 O, en begin met die begrip van 2 H-atome wat met een O-atoom bind. Dit lei tot die oktetreël van elektrone. Van hier af is dit makliker om by die Lewisstruktuur voorstelling uit te kom. Die twee elektrone per binding is net so onwaar soos die oktetreël, beide is nuttige modelle om chemiese binding te verduidelik. Die oktetreël is net n probleem as dit as sekerheid onderrig word. Dit n nuttige verstek (default reël vir enige, behalwe d-blok elemente. Uitsonderings is bv. BF 3. Dit is nuttiger as wat dit n probleem skep solank as wat dit dit as n algemene riglyn gebruik word. Koördinaat kovalent of datief kovalente bindings moet NIE in besonderhede gedoen word nie, SLEGS die definisie en n voorbeeld van die begrip word verlang. Teken Lewisdiagramme van die elemente en bepaal die hoeveelheid bindings wat die elemente aangaan. Beskryf die vorming van die datief kovalente binding deur middel van elektrondiagramme, gebruik NH 4+, H 3 O + as voorbeelde. 58 LESPLANNE - Graad 11 Doc Scientia

3 Molekuulvorms soos voorspel deur die Valensskilelektronpaarafstoting teorie (VSEPA Stel die hoofbeginsels van die VSEPA-teorie. Die vyf ideale molekuulvorms volgens die VSEPA-model (ideale vorms word slegs verkry wanneer daar GEEN alleenpare op die sentrale atoom is nie, SLEGS bindingspare. A is altyd die sentrale atoom en x die terminale atoom. Liniêre fatsoen AX 2 (bv. CO 2 en BeCl 2 trigonaal planêr AX 3 (BF 3 tetraëder AX 4 (CH 4 trigonaal bipiramidaal AX 5 (PCl 5 oktaëdies AX 6 (SF 6 Molekules met alleenpare op die sentrale atoom kan nie een van die ideale vorms hê nie, bv. watermolekule. Lei die vorm af Molekules soos CH 4, NH 3, H 2 O, BeF 2, en BF 3. Molekules met meer as vier bindings soos PCl 5 en SF 6 en Molekules met meervoudige bindings soos CO 2 en SO 2 en C 2 H 2 deur hulle Lewisdiagramme te teken en die VSEPA-model te gebruik. Stel vas wat die leerders van VSEPA weet en wat hulle veronderstel is om te weet. Definisie: Valensskilelektronpaarafstoting (VSEPA is n model om die vorm van molekules te voorspel. Volgens die model is strukturele elektronpare so rondom elke atoom gerangskik dat die hoeke tussen die pare so groot as moontlik is. Strukturele elektronpare is bindingspare plus alleenpare. OF Valensskilelektronpaarafstoting (VSEPA model: is n model om die vorms van molekules te voorspel waarin die elekronpare in die buitenste skil van n bepaalde atoom so gerangskik word dat die afstoting tussen hulle die minste is. Slegs die Lewisdiagramme is nodig om die vorm van molekules te voorspel volgens die VSEPA. (Hibridisasie is nie nodig nie. 1. Bou die vyf ideale molekuulvorms met atoommodelstelle of met Jelly Tots en tandestokkies. 2. As daar n alleenpaar op die sentrale atoom is, verwyder een van die tandestokkies. Die vorm wat oorbly stel die vorm van die molekule voor. As daar twee alleenlpare op die sentrale atoom is, verwyder twee tandestokkies. Watter vorm bly oor? Die vorm wat oorbly stel die vorm van die molekule voor (bv. water. As daar n alleenpaar op die sentrale atoom is, verdwyn EEN been van die ideale molekulevorm (voorgestel deur die alleenpaar. Dit sal dan die vorm van die molekule voorstel. Doc Scientia LESPLANNE - Graad 11 59

4 Elektronegatiwiteit van atome verklaar die polariteit van bindings Verduidelik die begrip: o elektronegatiwiteit. o nie-polêre bindings met voorbeelde, bv. H H. o polêre binding, bv. H Cl. Dui polariteit van bindings aan met gedeeltelike ladings δ + δ - H Cl Vergelyk die polariteit van chemiese bindings deur n tabel met elektronegatiwiteitswaardes te gebruik. Met n verskil in elektronegatiwiteit ΔEN van > 2,1 sal elektronoordrag plaasvind en sal die binding ionies wees. As die verskil in elektronegatiwiteit ΔEN > 1 sal die binding kovalent en polêr wees. As die verskil in elektronegatiwiteit ΔEN < 1 sal die binding kovalent en baie swak polêr wees. Met die verskil in elektronegatiwiteit ΔEN = 0 sal die binding kovalent en nie-polêr wees. Toon aan dat polêre bindings nie altyd tot polêre molekules lei nie. Koppel aan intermolekulêre kragte. Die aanwysers in verband met elektronegatiwiteitsverskille word nie as presiese wetenskaplike kennis gegee nie, maar as n riglyn om mee te werk om die polariteit van molekules te bepaal. (Vir onderwysers: alle bindings besit ioniese sowel as kovalente geaardhede. 1. Beskou die ideale molekuulvorms (bou met atoom modelstelle met dieselfde terminale atome (kyk na elektronegatiwiteit en die bindingspolariteit en molekulêre polariteit. 2. Beskou ideale molekuulvorms met VERSKILLENDE terminale atome (kyk na elektronegatiwiteit en na die bindingspolariteit en molekulêre polariteit. Bindingsenergie en -lengte Gee n definisie van bindingsenergie. Gee n definisie vir bindingslengte. Verduidelik wat die verwantskap tussen bindingsenergie en bindingslengte is. Verduidelik die verwantskap tussen die sterkte van n binding tussen twee atome wat met chemiese binding gebind is en: o die bindingslengte tussen hulle. o die grootte van die gebinde atome. o die getal bindings tussen die atome (enkel, dubbel, trippel. Koppel aan potensiële energie diagram om die binding te verduidelik en dui die bindingsenergie en bindingslengte op die diagram aan. 60 LESPLANNE - Graad 11 Doc Scientia

5 Praktiese aktiwiteite/ eksperimente Assesseringsmetodes Hulpmiddels Huiswerk PASOP!!!! Moet nie die Lewisvoorstellings as fisiese waarhede in chemiese binding voor te stel nie. Daar is GEEN FISIESE BINDINGS nie; die chemiese binding stel slegs gebiede van hoë elektrondigtheid en lae potensiële energie voor. Aktiwiteit 1 Bl. 17 Aktiwiteit 2 Bl. 25 Praktiese aktiwiteit 1 Bl. 28 Aktiwiteit 3 Bl Klastoets Kontroletoets Projek Bou van modelle, Eksperiment Klaswerk plakkate of onderhoude Werkboek, transparante, breinkaarte Opsomming Bl Breinkaarte Bl Oefening 1 Bl Oefening 2 Bl. 29 Oefening 3 Bl Oefening 4 Bl Doc Scientia LESPLANNE - Graad 11 61