Dal 31-01-2011 al 16-03-2011

I.S.I.S. “F. ZUCCARELLI” DI PITIGLIANO
Anno scolastico 2010 / 2011
SEDE: MANCIANO - INDIRIZZO: LICEO SCIENTIFICO
PROGRAMMAZIONE MODULARE INDIVIDUALE
CLASSE: Quarta, Sez. A
MATERIA DI INSEGNAMENTO: Chimica
INSEGNANTE: Pellegrini Daniele
TESTO ADOTTATO: “Chimica”, M. Bosia, Paravia, 2004
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
PRESENTAZIONE DELLA CLASSE
La classe, nel suo insieme, appare mediamente disciplinata e rispettosa della figura dell’insegnante,
nonostante qualche segnale di insofferenza nei confronti delle regole, imputabile sicuramente all’età
ancora adolescenziale degli allievi; a volte si nota una certa tendenza alla distrazione. Per quanto
riguarda il bagaglio di conoscenze pregresse utili alla comprensione degli argomenti di Chimica, ho
potuto appurare, tramite domande orali mirate alla verifica dei prerequisiti essenziali, che gli alunni
non presentano gravi lacune. In genere molti studenti sembrano sufficientemente motivati allo studio,
benché la maggior parte di loro non dimostri, per ora, un particolare interesse verso i contenuti
specifici della Chimica.
Quanto sopra riportato è comunque frutto di un’analisi che, per la brevità del tempo di
osservazione, risulta poco approfondita e pertanto va inteso come un’indicazione per lo più ipotetica;
in seguito potrebbe infatti rivelarsi, del tutto o in parte, poco o per niente rappresentativo della
situazione reale riguardante l’atteggiamento cognitivo e comportamentale degli alunni.
STRUTTURA DEL PROGRAMMA ANNUALE IN MODULI
Modulo n°
1
2
3
4
Titolo
Durata (ore)
Proprietà e trasformazioni della
materia, concetti e leggi fondamentali
18 h
della Chimica
La struttura dell’atomo e la periodicità
delle proprietà chimico-fisiche degli
15 h
elementi
Legami chimici, forze intermolecolari e
stati condensati della materia; soluzioni
15 h
e loro proprietà
Classificazione e nomenclatura dei
composti; reazioni chimiche ed
21 h
equilibrio chimico
Periodo di svolgimento1
Dal 20-09-2010 al 27-10-10
Dal 03-11-2010 al 06-12-2010
Dal 13-12-2010 al 22-12-2010
e
dal 10-01-2011 al 26-01-2011
Dal 31-01-2011 al 16-03-2011
5
Gli acidi e le basi
17 h
Dal 21-03-2011 al 27-04-2011
6
Le reazioni di ossidoriduzione
18 h
Dal 02-05-2011 al 08-06-2011
Le date d’inizio e di fine svolgimento dei moduli corrispondono ai giorni settimanali in cui viene realmente effettuata
l’attività didattica
1
Anno scolastico 2010 / 2011
1
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
MODULO N° 1
Titolo: “Proprietà e trasformazioni della materia, concetti e leggi fondamentali della Chimica”
Prerequisiti
1. Concetto di grandezza fisica e nozione di misura.
2. Concetti di massa, forza, energia.
3. Proporzionalità diretta ed inversa, calcoli con le proporzioni e con le percentuali.
4. Piano cartesiano e rappresentazioni grafiche di funzioni.
Verifica dei prerequisiti
Scritta
Orale
Pratica
Obiettivi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Conoscere il procedimento del metodo scientifico, in particolare quando applicato alla chimica.
Saper distinguere le grandezze fisiche intensive da quelle estensive.
Saper distinguere tra trasformazioni fisiche e trasformazioni chimiche, tra sostanze pure e
miscugli, tra miscugli omogenei ed eterogenei, tra elementi e composti, tra atomo e molecola.
Conoscere il significato del termine “stato di aggregazione della materia” e saper definire i
differenti stati, solido, liquido ed aeriforme, secondo le loro caratteristiche macroscopiche (forma
e volume).
Conoscere i passaggi di stato e saper tracciare la curva di riscaldamento (o di raffreddamento) di
una generica sostanza pura, mettendone in evidenza le principali differenze con quella di un
miscuglio (in particolare omogeneo) ed interpretarla da un punto di vista energetico tramite il
modello cinetica.
Conoscere la definizione ed il significato di “calore latente” di fusione e di vaporizzazione.
Conoscere, saper enunciare e comprendere il senso e l’importanza delle leggi ponderali.
Conoscere la teoria atomica di Dalton e saperla correlare con le leggi ponderali.
Possedere un’idea corretta di “reazione chimica”.
Saper definire la massa atomica e molecolare relative, la mole ed il numero di Avogadro.
Conoscere il significato di “formula molecolare grezza (o bruta)” e di “formula minima” di un
composto.
Saper affrontare problemi in cui sia necessario utilizzare le masse molari di elementi e composti.
Essere in grado di ricavare la formula minima di un composto a partire dalla sua composizione
percentuale.
Conoscere le leggi dei gas e saperle interpretare secondo la teoria cinetico-molecolare.
Conoscere il principio di Avogadro e comprenderne l’importanza.
Essere in grado di risolvere problemi concernenti le miscele gassose.
Contenuti
1.
2.
3.
4.
2
Importanza della chimica e brevi riferimenti storici; il metodo sperimentale.
La costituzione particellare della materia, la forza di coesione, il modello a sferette e quello
cinetico.
Distinzione tra sostanze pure e miscugli; definizione di miscuglio omogeneo ed eterogeneo in base
al concetto di fase; differenza tra elementi e composti; prima classificazione degli elementi in
metalli, non metalli e semi-metalli.
Nozioni basilari su atomi, molecole, ioni, formule di composti.
Anno scolastico 2010 / 2011
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
5.
6.
Proprietà macroscopiche e microscopiche della materia.
Stati di aggregazione della materia; considerazioni energetiche sui passaggi di stato e loro
interpretazione secondo la teoria cinetica; calore latente di fusione e di vaporizzazione.
7. Le leggi ponderali della conservazione della massa (Lavoisier), delle proporzioni definite (Proust)
e delle proporzioni multiple (Dalton) e la teoria atomica di Dalton.
8. Definizione di massa atomica e molecolare relative e di unità di massa atomica.
9. Definizione di mole, di massa molare e di numero di Avogadro.
10. Composizione percentuale dei composti, formula minima e formula molecolare di un composto.
11. Le leggi dei gas, la legge di Gay-Lussac sulla combinazione dei volumi dei gas, il principio di
Avogadro, l’equazione di stato dei gas, il modello di gas ideale (definizione).
12. Le miscele gassose: volume molare, legge di Dalton delle pressioni parziali; cenni sul
comportamento dei gas reali e sulla temperatura critica.
MODULO N° 2
Titolo: “La struttura dell’atomo e la periodicità delle proprietà chimico-fisiche degli elementi”
Prerequisiti
1.
Concetti e nozioni fondamentali riguardanti le onde elettromagnetiche.
2.
Contenuti del modulo precedente.
Verifica dei prerequisiti
Scritta
Orale
Pratica
Obiettivi
1.
Conoscere le esperienze scientifiche che hanno condotto alla scoperta delle particelle
subatomiche, in particolare gli elettroni.
2. Saper descrivere i modelli atomici di Thomson, di Rutherford, di Bohr e di Sommerfeld ed il
modello atomico ad orbitali.
3. Saper collegare i vari modelli atomici alle procedure scientifiche, ai limiti di validità delle teorie
scientifiche e alle strette relazioni esistenti tra i vari settori d’indagine.
4. Saper definire il numero atomico ed il numero di massa di un elemento; avere la nozione di
isotopo.
5. Saper definire un orbitale atomico, i quattro numeri quantici, il loro ordine di riempimento in base
all’energia.
6. Conoscere e saper esporre i principi fondamentali della meccanica quantistica ed ondulatoria.
7. Saper scrivere la configurazione elettronica degli elementi.
8. Saper enunciare la regola dell’ottetto e conoscere il suo significato, in particolare per quanto
concerne il processo di ionizzazione degli atomi.
9. Saper descrivere la tavola periodica e la suddivisione degli elementi in periodi e gruppi.
10. Saper definire l’energia di ionizzazione e l’affinità elettronica e descrivere come variano, in
funzione del volume atomico, lungo periodi e gruppi.
11. Saper distinguere e definire i metalli e i non metalli.
12. Saper risalire, osservando la posizione di un elemento nella tavola periodica, alle sue
caratteristiche peculiari e saperne scrivere la sua configurazione elettronica esterna.
Anno scolastico 2010 / 2011
3
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Contenuti
La natura elettrica della materia; l’atomo e le sue particelle.
I modelli atomici dopo Dalton: Thomson, Rutherford, Bohr e Sommerfeld; il concetto di “quanto”.
Numero atomico, numero di massa, isotopi e nozione di ione.
Dalle orbite agli orbitali: principi fondamentali della meccanica quantistica e ondulatoria,
definizione di orbitale.
5. Numeri quantici, configurazione elettronica dell’atomo e concetto di valenza.
6. La regola dell’ottetto e la formazione degli ioni.
7. Proprietà chimico-fisiche degli elementi e loro periodicità: la tavola periodica.
1.
2.
3.
4.
Eventuale esperienza di laboratorio
Saggio alla fiamma.
Obiettivi dell’eventuale esperienza di laboratorio
1.
2.
Saper descrivere l’esperienza tramite una relazione scritta.
Saper spiegare i principi teorici su cui si basa l’esperienza.
MODULO N° 3
Titolo: “Legami chimici, forze intermolecolari e stati condensati della materia; soluzioni e loro
proprietà”
Prerequisiti
Contenuti dei moduli precedenti.
Verifica dei prerequisiti
Scritta
Orale
Pratica
Obiettivi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
4
Conoscere il significato del legame chimico e le ragioni energetiche che lo determinano.
Conoscere i vari tipi di legame chimico tra atomi e tra molecole.
Saper definire l’elettronegatività.
Saper spiegare come si formano i vari tipi di legame tra atomi (ionico, covalente, dativo,
metallico) e quelli tra le molecole.
Saper prevedere, in base alla posizione occupata dagli elementi nella tavola periodica e al valore
dell’elettronegatività, il tipo di legame presente in un composto.
Saper stabilire quanti legami può formare un certo elemento riferendosi alla valenza e alla
ibridazione degli orbitali atomici.
Saper spiegare la forma delle molecole.
Conoscere e saper descrivere le principali caratteristiche degli stati condensati della materia (solidi
cristallini, solidi amorfi, liquidi) ed essere in grado di mettere in relazione il comportamento
fisico-chimico delle sostanze allo stato solido e liquido (durezza, conducibilità elettrica e termica,
malleabilità, duttilità, fragilità, viscosità, capillarità, tensione di vapore, ecc.) con le tipologie di
legame.
Saper definire una soluzione.
Anno scolastico 2010 / 2011
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
10. Conoscere e saper spiegare il meccanismo della dissoluzione delle sostanze ed il processo di
solvatazione.
11. Saper descrivere le caratteristiche peculiari dell’acqua e delle soluzioni acquose.
12. Conoscere le nozioni di solubilità, di concentrazione e di soluzione satura.
13. Saper spiegare come varia la solubilità delle sostanze in funzione della natura chimica della
sostanza, del suo stato fisico, della temperatura e della pressione.
14. Essere in grado di esprimere la concentrazione di una soluzione in modi diversi (percentuali in
massa ed in volume, molarità, molalità, normalità, frazione molare).
15. Conoscere le proprietà colligative delle soluzioni e saperle esprimere anche quantitativamente
mettendole in relazione con la concentrazione attraverso l’uso di opportune espressioni
matematiche (abbassamento della tensione di vapore e legge di Raoult; abbassamento crioscopico,
innalzamento ebullioscopico e relative costanti; osmosi, pressione osmotica e legge di Van’t
Hoff).
Contenuti
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Le interazioni tra gli atomi e l’instaurarsi di legami tra di essi; i vari tipi di legame chimico:
covalente, dativo, ionico e metallico.
Richiamo al concetto di valenza e alla regola dell’ottetto; la rappresentazione di Lewis degli
elettroni di valenza.
Il concetto di elettronegatività, il legame covalente puro (omopolare) e quello polare
(eteropolare).
Orbitali molecolari: legame sigma e legame pi greco.
Ibridazione degli orbitali.
La geometria e le proprietà delle molecole.
Le interazioni tra le molecole e l’instaurarsi di legami tra di esse: legame dipolo-dipolo, forze di
Van der Waals, forze di London, legame ad idrogeno e proprietà fisiche dell’acqua.
Legami chimici e stati di aggregazione della materia: cenni sulle proprietà dei solidi (amorfi e
cristallini) e sui tipi di cristalli; caratteristiche dello stato liquido (viscosità, tensione di vapore,
tensione superficiale, capillarità).
Le soluzioni: definizione, solubilità, concentrazione e modi di esprimerla, concetto di equivalente
chimico, proprietà colligative.
MODULO N° 4
Titolo: “Classificazione e nomenclatura dei composti; reazioni chimiche ed equilibrio chimico”
Prerequisiti
Contenuti dei moduli precedenti.
Verifica dei prerequisiti
Scritta
Orale
Pratica
Obiettivi
1.
2.
Conoscere la definizione di numero di ossidazione e saperlo determinare per i vari elementi
presenti in un composto o in uno ione poliatomico.
Saper scrivere la formula dei composti e conoscere la loro nomenclatura (IUPAC e tradizionale).
Anno scolastico 2010 / 2011
5
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
3.
Conoscere i vari tipi di reazioni chimiche ed acquisire competenze di base relativamente alle
equazioni di reazione, ai coefficienti stechiometrici ed al bilanciamento delle reazioni.
4. Saper spiegare il ruolo dell’energia nelle reazioni chimiche distinguendo tra reazioni
endoergoniche e esoergoniche.
5. Saper distinguere tra spontaneità e fattibilità di una reazione.
6. Saper spiegare il meccanismo attraverso il quale si verifica una reazione chimica.
7. Conoscere i principi fondamentali della cinetica chimica.
8. Conoscere la differenza tra le reazioni che avvengono a completamento e le reazioni all’equilibrio.
9. Saper definire l’equilibrio chimico e descrivere come si instaura.
10. Saper scrivere e spiegare la legge dell’azione di massa e conoscere il significato della costante di
equilibrio.
11. Saper prevedere i cambiamenti di un sistema all’equilibrio mediante il principio di Le Châtelier.
Contenuti
1.
Dalla valenza al numero di ossidazione: riformulazione del concetto di valenza, definizione e
determinazione del numero di ossidazione e suo utilizzo nelle formule chimiche.
2. I composti binari: formule, nomenclatura (ossidi, idruri, idracidi, sali binari) e proprietà generali.
3. I composti ternari: formule, nomenclatura (idrossidi, ossiacidi, sali ternari) e proprietà generali.
4. Significato e rappresentazione di una reazione chimica.
5. I vari tipi di reazione chimica (classificazione delle reazioni).
6. Richiamo alla legge di conservazione della massa, regole generali di bilanciamento delle reazioni
e calcoli stechiometrici.
7. Le reazioni che portano alla formazione dei vari tipi di composti.
8. Cenni sugli aspetti energetici delle reazioni chimiche ed elementi di cinetica chimica.
9. Reversibilità delle reazioni, concetto di equilibrio dinamico, condizioni di equilibrio, definizione e
significato della costante di equilibrio: legge dell’azione di massa.
10. Il principio di Le Châtelier.
MODULO N° 5
Titolo:“Gli acidi e le basi”
Prerequisiti
Contenuti dei moduli precedenti.
Verifica dei prerequisiti
Scritta
Orale
Pratica
Obiettivi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
6
Conoscere le teorie sugli acidi e le basi e saper spiegare il significato di acido e di base.
Conoscere l’equilibrio di dissociazione dell’acqua e il suo prodotto ionico.
Conoscere la scala di pH e saperla utilizzare.
Saper calcolare il pH e il pOH di una soluzione acquosa.
Saper spiegare come si realizzano le reazioni di neutralizzazione e le titolazioni acido-base.
Comprendere il funzionamento di una soluzione tampone.
Anno scolastico 2010 / 2011
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
Contenuti
1.
2.
3.
4.
Definizione di acido e di base: le teorie sul comportamento acido e basico delle sostanze.
La misura dell’acidità o della basicità di una soluzione: le costanti di acidità e di basicità,
dissociazione e prodotto ionico dell’acqua, il pH delle soluzioni acquose e la sua determinazione.
Neutralizzazione acido-base e titolazione acidimetrica.
Le soluzioni tampone.
Eventuali esperienze di laboratorio
1.
2.
3.
Titolazioni acido-base attraverso reazioni di neutralizzazione.
Preparazione di una soluzione tampone.
Uso di indicatori di pH.
Obiettivi dell’eventuale esperienza di laboratorio
1.
2.
Saper descrivere l’esperienza tramite una relazione scritta
Saper spiegare i principi teorici su cui si basa l’esperienza.
MODULO N° 6
Titolo: “Le reazioni di ossidoriduzione”
Prerequisiti
Contenuti dei moduli precedenti.
Verifica dei prerequisiti
Scritta
Orale
Pratica
Obiettivi
1.
2.
3.
Conoscere il significato dei termini “ossidazione” e “riduzione” e saper spiegare come si
verificano le reazioni di ossidoriduzione.
Saper riconoscere, in base al numero di ossidazione, le reazioni di ossidoriduzione e stabilire, di
volta in volta, il comportamento riducente od ossidante delle sostanze.
Saper bilanciare le reazioni di ossidoriduzione.
Contenuti
1.
2.
3.
Definizione di ossidazione e di riduzione.
Variazione del numero di ossidazione e identificazione del comportamento ossidante o riducente
delle sostanze.
Reazioni di ossidoriduzione e loro bilanciamento.
Anno scolastico 2010 / 2011
7
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Metodo didattico
Gli argomenti, compatibilmente con il tempo disponibile, verranno trattati secondo una didattica
partecipativa, basata essenzialmente su domande mirate a promuovere discussioni ed interventi da
parte degli allievi intorno ai temi affrontati, oltre che, quando se ne presenti l’occasione e
l’opportunità, sul sottoporre all’attenzione degli alunni alcune questioni in forma di problemi ed
esercitazioni. Verranno utilizzati, ogni qual volta che ve ne sia la necessità, mediatori didattici, in
particolare quelli di tipo iconico, in forma di disegni, grafici, schemi. Per facilitare gli allievi nel
seguire gli argomenti trattati, durante l’esposizione di questi si faranno espliciti riferimenti alle
corrispondenti parti del libro di testo adottato. All’inizio di ogni lezione che costituisca una
continuazione di lezioni precedenti verranno dedicati alcuni minuti al riepilogo di quanto fino ad allora
affrontato, con eventuale recupero e chiarimento di concetti e nozioni essenziali alla comprensione dei
contenuti presentati di volta in volta; prima della verifica finale di ogni modulo sarà effettuato un
ripasso generale degli argomenti su cui verterà la verifica stessa.
Per quanto concerne l’eventuale esperienza di laboratorio, ogni allievo redigerà una relazione su
quanto osservato e dedotto.
Verifiche formative in itinere
Domande orali di riepilogo estese a tutta la classe.
Modalità di intervento per il recupero dei contenuti non acquisiti2
Ulteriore spiegazione dei contenuti non acquisiti, facendo ricorso, dove possibile, ad esempi ed
analogie ed avvalendosi di schemi, disegni, rappresentazioni ed altri mediatori didattici.
Verifiche sommative (finale e in itinere)
Ogni modulo terminerà con una verifica scritta, valida per l’orale, estesa all’intera classe; tale
verifica verterà su tutti gli argomenti trattati nell’ambito del modulo appena concluso. In tal modo sarà
analizzata la preparazione di ogni alunno sui contenuti specifici dell’intero modulo.
La prova scritta consisterà in una serie di domande a risposta multipla e/o aperta e/o in una
trattazione sintetica di argomenti ed eventualmente in esercizi e problemi da risolvere.
Per poter valutare, oltre alle conoscenze teoriche ed alle competenze acquisite dagli allievi
relativamente agli argomenti trattati nel modulo, le loro capacità espressive, espositive e di
ragionamento e la correttezza nell’uso del linguaggio specifico, verranno effettuate, nel corso delle
lezioni, brevi interrogazioni sugli argomenti del modulo trattati in precedenza.
Le interrogazioni saranno utilizzate anche come strumento di recupero in itinere per quegli allievi
che non avranno conseguito un profitto sufficiente nelle precedenti verifiche orali e/o nella prova
scritta.
Valutazione delle verifiche sommative (requisiti di sufficienza) 3
Prova scritta
La prova dovrà essere svolta per intero nei contenuti essenziali fissati come limite di sufficienza,
oppure non completamente svolta in tali contenuti ma parzialmente nella parte più complessa in
maniera tale comunque da far apprezzare l’acquisizione dei contenuti essenziali.
Prova orale
L’alunno ha una conoscenza completa dei contenuti minimi relativi al raggiungimento degli
obiettivi specifici di questo modulo. Espone gli argomenti utilizzando il linguaggio specifico di base
2
Da effettuarsi in orario curricolare
Per quanto concerne i criteri di attribuzione dei voti si fa riferimento alla griglia di valutazione discussa ed approvata dal
Consiglio di classe.
3
8
Anno scolastico 2010 / 2011
I.S.I.S. “F. Zuccarelli” di Pitigliano – sede di Manciano – indirizzo: liceo scientifico
senza errori significativi; sa confrontare ed analizzare contesti semplici sotto la guida dell’insegnante
mostrando incertezze.
Esperienza di laboratorio
Gli allievi saranno in grado di osservare, descrivere ed interpretare correttamente l’esperienza,
ognuno elaborando una relazione scritta su di essa.
Data di consegna: 19/10/2010
L'insegnante
Daniele Pellegrini
Anno scolastico 2010 / 2011
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