Didaktische FWU-DVD. Salze

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD Salze

2 Zur Bedienung Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung (DVD-Player) oder der Maus (Computer) können Sie Menüpunkte und Buttons ansteuern und mit der OK-Taste bzw. Mausklick starten. Hauptmenü führt zurück zum Hauptmenü. Um das Arbeitsmaterial zu sichten / auszudrucken, legen Sie die DVD in das Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen den Ordner material. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler nennen kristalline Eigenschaften; können den Unterschied zwischen chemischen Elementen und chemischen Verbindungen erläutern; beschreiben den Aufbau der Atome aus Atomkern und Atomhülle; erklären den Zusammenhang zwischen Bau der Elektronenhülle, Stellung der Elemente im PSE und Strategie zum Erreichen der Edelgaskonfiguration; beschreiben modellhaft die Synthese eines Salzes durch eine Metall-Nichtmetall-Reaktion auf Teilchenebene; begreifen den Aufbau eines Salzes auf submikroskopischer Ebene am Beispiel von Natriumchlorid; verstehen, dass die Ionen eines Salzes aufgrund ihrer Ladung in einem bestimmten Zahlenverhältnis zueinander stehen; nennen die physikalischen Eigenschaften von Salzen und können diese auf Teilchenebene erklären; beschreiben das experimentelle Vorgehen zur Unterscheidung verschiedener Feststoffe; üben sich im Aufstellen von Verhältnisformeln; nutzen das Periodensystem der Elemente (PSE) als Informationsquelle; können die Informationen aus dem Film herausarbeiten, strukturieren und verknüpfen und üben sich dadurch in kognitiven Lernstrategien; begreifen die Bedeutung von Salzen im Alltag; recherchieren und diskutieren, welche Bedeutung Salze für sie selbst im Alltag haben; können die Beobachtungen aus dem Film sachlich und unter Verwendung von Fachwörtern wiedergeben; können die von ihnen erarbeiteten Ergebnisse präsentieren. 2

3 Zum Inhalt Salze Film (25 min) Als Kristalle werden Feststoffe mit geraden Kanten und sich wiederholenden Formen bezeichnet. Chemisch gesehen handelt es sich bei all diesen Kristallen um Salze. Eines der bekanntesten Salze ist das Steinsalz. Doch wie unterscheidet sich das Steinsalz von anderen Feststoffen? Der Film zeigt, wie Kupfer, Kohle und Schwefel mit dem Steinsalz verglichen und verschiedenen Gruppen von Stoffen zugeteilt werden. Darauf aufbauend wird gezeigt, dass es sich bei Metallen oder Nichtmetallen um chemische Elemente handelt, welche im PSE zu finden sind. Salze sind chemische Verbindungen und nicht im PSE zu finden. Es zeigt sich jedoch, dass Salze entstehen können, wenn Metall-Atome mit Nichtmetall- Atomen reagieren. Im Anschluss werden der Aufbau der Atome und der Zusammenhang zwischen dem Bau der Elektronenhülle eines Atoms, seiner Stellung im PSE und der Strategie zum Erreichen der Edelgaskonfiguration thematisiert. Hierbei wird deutlich, dass sich Metall-Atome und Nichtmetall-Atome ideal ergänzen. Am Beispiel einer Metall-Nichtmetall- 3

4 Reaktion wird daraufhin genauer auf die Bildung von Kationen und Anionen eingegangen. Mithilfe von Animationen auf submikroskopischer Ebene veranschaulicht der Film, wie sich die Ionen aufgrund der entgegengesetzten Ladung gegenseitig anziehen und so ein stabiles und regelmäßiges Ionengitter bilden. Abschließend werden die physikalischen Eigenschaften von Salzen anhand des Ionengitters erklärt. Hierfür werden die Eigenschaften zunächst auf Stoffebene gezeigt und anschließend auf Teilchenebene erläutert. Salze (Sequenzen) Kristalline Schönheiten mit festen Eigenschaften (Filmsequenz 3:10 min) In dieser Sequenz lernen die Schülerinnen und Schüler die kristallinen Eigenschaften verschiedener Kristalle kennen. Daraufhin wird erklärt, dass es sich bei all den gezeigten Kristallen um Salze handelt. Im Anschluss zeigt die Sequenz, wie ein Steinsalz-Kristall mit anderen Feststoffen (Schwefel, Kohle, Kupfer) verglichen wird. Hierbei wird auch auf die Löslichkeit von Salzkristallen in Wasser und die elektrische Leitfähigkeit einer solchen Lösung eingegangen. Metalle, Nichtmetalle und Salze (Filmsequenz 2:40 min) Die in der vorherigen Sequenz untersuchten Feststoffe können aufgrund ihrer Eigenschaften drei großen Gruppen von Stoffen zugeordnet werden. Während Metalle und Nichtmetalle chemi- 4

5 sche Elemente sind, handelt es sich bei den Salzen um chemische Verbindungen. Im Anschluss wird der Unterschied zwischen einem chemischen Element und einer chemischen Verbindung visualisiert. Hierbei wird auch auf die chemischen Formeln verschiedener Stoffe eingegangen. Abschließend erklärt die Sequenz, dass Salze durch die Reaktion von Metall-Atomen mit Nichtmetall- Atomen entstehen können. Valenzelektronen (Filmsequenz 3:40 min) Die Atome der meisten Elemente kommen in der Natur selten als einzelne Atome vor, sondern haben mit anderen Atomen reagiert. Um die Ursache hierfür zu klären, beschreibt diese Sequenz den Aufbau der Atome. Wie Salze entstehen (Filmsequenz 6:40 min) In dieser Sequenz wird auf den Zusammenhang zwischen dem Bau der Elektronenhülle, der Stellung des Elements im PSE und der Strategie zum Erreichen der Edelgaskonfiguration von Atomen eingegangen. Dabei zeigt sich, dass sich Metall- und Nichtmetall-Atome ideal ergänzen. Die bei der Reaktion gebildeten positiv geladenen Magnesium-Kationen und negativ geladenen Schwefel- Anionen ziehen sich gegenseitig an. Dies wird als Ionenbindung bezeichnet. Abschließend wird gezeigt, dass auch andere Salze durch die Reaktion von Metallen mit Nichtmetallen entstehen können. 5

6 Formeln und Formen (Filmsequenz 3:10 min) Salze entstehen, wenn Metalle mit Nichtmetallen reagieren. Die Metall-Atome geben Elektronen ab, die von den Nichtmetall-Atomen aufgenommen werden. So entstehen entgegengesetzt geladene Ionen, die ein stabiles Ionengitter bilden. Die Sequenz zeigt den Aufbau von Natriumchlorid. Dabei wird deutlich, dass immer sechs Chlorid-Ionen um ein Natrium-Ion bzw. sechs Natrium-Ionen um ein Chlorid-Ion angeordnet sind. So entsteht ein regelmäßiges Gitter. Abschließend wird erläutert, dass, je nach Ladung der Ionen eines Salzes, die Ionen in einem unterschiedlichen Zahlenverhältnis im Gitter angeordnet sind. Dies wird durch die sogenannte Verhältnisformel deutlich. Physik der Salze (Filmsequenz 4:40 min) Diese Sequenz behandelt verschiedene physikalische Eigenschaften von Salzen. Hierfür werden die Eigenschaften zunächst auf Stoffebene gezeigt und anschließend auf Teilchenebene erklärt. Anhand des Ionengitters klärt die Sequenz zunächst, was bei einem Hammerschlag auf einen Salzkristall auf Teilchenebene geschieht. Im Anschluss wird mithilfe von Animationen veranschaulicht, was beim Lösen von Salzkristallen in Wasser passiert. 6

7 Metalle und Nichtmetalle im Periodensystem (3 Grafiken) Das im Film vorgestellte Periodensystem wird hier noch einmal in zwei Versionen gezeigt. Bei Version 1 sind die Metalle hervorgehoben, in der Version 2 die Nichtmetalle. So können die Lage dieser Elemente im PSE und ihre typischen Eigenschaften noch einmal wiederholt werden. Natriumchlorid (Kochsalz) (3 Grafiken) Diese Bilderserie zeigt drei Grafiken aus dem Film zum Thema Natriumchlorid. Auf Bild 1 sind die Angaben zu den Elementen Natrium und Chlor aus dem PSE zu sehen. Bild 2 zeigt das Kation Na + und das Anion Cl als Kugelmodell. Auf Bild 3 sieht man die Anordnung der Ionen im Ionengitter. 7

8 Verwendung im Unterricht Der Film eignet sich besonders zur Einführung des Themas Salze. Zudem können die einzelnen Sequenzen auch zur Wiederholung oder Einführung ausgewählter Themen, wie Unterscheidung von Feststoffen, chemische Elemente und Verbindungen, Atombau und Edelgaskonfiguration, eingesetzt werden. Anhand anschaulicher Animationen werden den Schülerinnen und Schülern wichtige Grundkenntnisse vermittelt. Die dabei genutzten Modellvorstellungen ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, anschließend den Aufbau sowie die Synthese und die Eigenschaften von Salzen auf Teilchenebene zu verstehen. Durch den Einsatz der ergänzenden Materialien können die Inhalte dieser Produktion gefestigt und vertieft werden. Grundsätzlich ist auch ein variabel unterrichts- und vorwissensangepasster Einsatz über die Vielzahl an Materialien möglich. 8

9 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM- Teil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDFals auch als Word-Dateien vor: Die PDF-Dateien können am PC direkt ausgefüllt oder ausgedruckt werden. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Didaktische Hinweise Arbeitsblätter (mit Lösungen) Grafiken Interaktion Filmkommentar Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Materialien Hinweise zum Einsatz des Films, der Sequenzen und der ergänzenden Arbeitsmaterialien 1. Elemente und Verbindungen 2. Atombau 3. Bildung von Ionen 4. Edelgaszustand 5. Metall-Nichtmetall-Reaktionen 6. Bau und Verhältnisformeln von Salzen 7. Lösen von Kochsalz in Wasser 8. Salze Eigenschaften und Bedeutung 9. Salze Rätsel 1. Periodensystem der Elemente 2. Periodensystem der Elemente (Metalle) 3. Periodensystem der Elemente (Nichtmetalle) 4. Na, CL als Elemente 5. Na +, CL als Ionen 6. NaCl als Ionengitter Interaktives Periodensystem der Elemente Filmkommentar als PDF-Dokument Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien Produktionsangaben zur DVD und zum Film 9

10 Salze Salze Programmstruktur Programmstruktur Hauptmenü Untermenü Salze Salze Salze Salze Metalle und Nichtmetalle im Periodensystem Natriumchlorid (Kochsalz) Arbeitsmaterial Film 25 min Sequenzen 3 Grafiken 3 Grafiken Kristalline Schönheiten mit festen Eigenschaften Metalle, Nichtmetalle und Salze Valenzelektronen Wie Salze entstehen Formeln und Formen Physik der Salze 3:10 min 2:40 min 3:40 min 6:40 min 3:10 min 4:40 min Arbeitsmaterial Didaktische Hinweise 9 Arbeitsblätter (mit Lösungen) 6 Grafiken Interaktion Filmkommentar Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben 10

11 Produktionsangaben Salze (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2014 DVD-Konzept FWU Institut für Film und Bild, 2014 DVD-Authoring und Design TV Werk GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2014 Bilder Cover: Pyrite (FeS2) Luiz Fernando Souza FernandesAlesikka / istock / thinkstock Fachberatung Katja Weirauch Arbeitsmaterial Anna Meinel Begleitheft FWU Institut für Film und Bild, 2014 Pädagogischer Referent im FWU Daniel Schaub Produktionsangaben zum Film Salze Produktion heureka! film im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2014 Buch Katja Weirauch Angela Lieber Regie Alexander Böhle Bildgestaltung Alexander Böhle Animationen Markus Krämer Schnitt Alexander Böhle Didaktische Fachberatung Katja Weirauch Sprecher Ronald Spiess Redaktion Daniel Schaub Wir bedanken uns bei allen Beteiligten für die freundliche Unterstützung, besonders bei Katja Weirauch Janick Timm Eva Toussaint Dr. Dorothée Kleinschrot, Mineralogisches Museum der Universität Würzburg Arbeitskreis Prof. Dr. Ekkehard Geidel, Didaktik der Chemie, Universität Würzburg Ingo Ehrensberger, Institut für Anorganische Chemie, Universität Würzburg Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2014 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Salze Salz in die Suppe streuen, gesalzene Preise oder zur Salzsäule erstarren Ausdrücke wie diese finden im Alltag oft Verwendung. Doch Salz was ist das überhaupt? Wie sind Salze aufgebaut und wo kommen sie vor? Zentrale Themen dieser Produktion sind neben Ionenbegriff, Ionenbindung und Ionengitter als Strukturmodell, der Aufbau und die Eigenschaften von Salzen. Ebenso wichtig ist das Aufstellen von Salzformeln. Neben Film und Sequenzen stehen Arbeitsblätter (mit Lösungen), anschauliche Bilder, didaktische Hinweise und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Erscheinungsjahr: 2014 Laufzeit: 25 min Sequenzen: 6 Grafiken: 6 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Arbeitsblätter: Unterrichtsmaterialien 9 (mit Lösung, als PDF zum Ausfüllen) Interaktion: 1 Adressaten: Allgemeinbildende Schule (Klasse 7-10) Schlagwörter: Atomhülle, Atom, Atomkern, chemische Verbindung, chemisches Element, Chlor, Edelgas, Elektron, Elektronenhülle, Ion, Ionengitter, Kristall, Löslichkeit, Metall, Natrium, Natriumchlorid, Nichtmetall, Periodensystem, Rohstoff, Stoffebene, Synthese, Teilchenebene, Verhältnisformel Systematik: Chemie Geographie Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG Allgemeine Chemie Gesetzmäßigkeiten chemischer Reaktionen, Arbeitsmethoden, Untersuchungsmethoden Physikalische Chemie Atombau, Periodensystem, Bindung, Struktur, Eigenschaften Anorganische Chemie Elemente, Verbindungen Angewandte Chemie Chemie in Alltag und Umwelt Industriegeographie Rohstoffe und Verarbeitung GEMAFREI FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de