ATTIVIT PLURIDISCIPLINARE

ALL A
RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE
Classe 5 B Stampa A.S. 2012/2013
Materia CHIMICA
1. SITUAZIONE DELLA CLASSE
(profilo della classe in relazione alla disciplina e alle attività condotte ad integrazione di quanto riferito
nel documento del consiglio di classe, se necessario)
La classe è composta da n. 8 allievi della sezione di stampa. All’interno di questo gruppo vi è stata una
diversificazione relativamente all’interesse per la materia, la diligenza, e l’applicazione nello studio.
Alcuni studenti si sono applicati nello studio in modo discontinuo, mentre altri hanno dimostrato una certa
costanza. Il rendimento complessivo comunque si attesta su livelli sufficienti.
Sono state dedicate molte ore di lezione ad attività di ripasso su argomenti già trattati in precedenza. Tutto
ciò per supplire in qualche modo alla scarsa applicazione nello studio personale.
2. OBIETTIVI DIDATTICI E FORMATIVI CONSEGUITI
In relazione alla programmazione curricolare sono stati conseguiti i seguenti obiettivi in termini di i :
CONOSCENZE
Nella prima parte del programma sono stati richiamati i principi teorici propedeutici allo studio della
chimica organica, già trattati nell’ambito del programma della classe quarta.
In particolare i concetti di simbologia di Lewis, di stabilità chimica, di legame chimico. Si è poi
introdotta la definizione di idrocarburi , con le loro classificazioni e differenziazioni nelle varie famiglie
di composti.
Di questi sono state presentate le specifiche formule e strutture molecolari connesse con la tipica
ibridizzazione dell’atomo di carbonio; la geometria molecolare e l’ampiezza degli angoli di legame; il
tutto è stato descritto e razionalizzato utilizzando la specifica terminologia della materia.
Particolare attenzione è stata posta alle reazioni chimiche mediante le quali la materia si evolve
trasformandosi in nuova materia: sono stati approfonditi i meccanismi di reazione anche con riferimento
ai contenuti energetici dei vari stadi di reazione, ai fini della valutazione teorica sulla spontaneità o meno
di una reazione chimica nel suo complesso.
Questi concetti rappresentano la base della scienza intesa nel suo ambito più generale e sono in parte
certamente riprese anche nell’ambito della fisica e della tecnologia.
ABILITÀ TECNICHE
Una parte del programma è stata dedicata alla soluzione per via teorica di problematiche di carattere
chimico: in questo ambito gli studenti hanno dimostrato limitate doti di padronanza.
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COMPETENZE
L’applicazione dei concetti teorici a situazioni od esperienze pratiche non è stata possibile in quanto
l’istituto è sprovvisto di un laboratorio di chimica.
3. CONTENUTI SVILUPPATI, CON RIFERIMENTO AI PROGRAMMI NAZIONALI E AI TEMPI
DI REALIZZAZIONE
(Esposti per Unità didattiche e/o Moduli e/o Percorsi formativi ed eventuali approfondimenti)
ARGOMENTI
ORE
La costituzione degli atomi: modello atomico. Concetto di numero atomico e peso atomico.
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Differenza fra orbita ed orbitale. Concetto di orbitale atomico e loro differenziazione. Lo spin
elettronico. Collocazione degli orbitali nella tavola periodica. Riempimento degli orbitali del 1° e 2°
periodo. Simbologia di Lewis e regola dell’otteto. Concetto di legame. Legame covalente e legame
dativo. Legame sigma e pi-greco. Le molecole di H2, F2, O2. Concetto di elettronegatività. La
molecola dell’H2O: geometria molecolare e polarità dei legami. L’acqua come dipolo elettrico.
Disposizione relativa dei dipoli elettrici. Influenza della polarità dell’acqua sulla temperatura di
ebollizione. Dipoli permanenti e dipoli indotti. Le forze di Wan der Walls. Il concetto di temperatura
assoluta. Strutture molecolari covalenti: NH3; N2O3; N2O5; Cl2O; Cl2O3; Cl2O5; Cl2O7; SO2;
SO3. Concetto di mole e sue proprietà. In numero di Avogadro.
I gas ideali: legge generale. Ripasso sulle grandezze fisiche di pressione, volume, temperatura.
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Corrispondenza univoca dell’ energia interna di un gas ideale con la temperatura. Conversione fra la
scala di temperatura centigrada e scala assoluta.
Generalità sulla formazione ed estrazione del petrolio. Importanza strategica ed economica del
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petrolio nella nostra società. Composizione del petrolio. Processi petrolchimici di raffinazione:
distillazione, cracking termico e reforming catalitico. Gli idrocarburi: definizione.
Gli ALCANI: Ibridizzazionesp3 del carbonio. Struttura degli alcani lineari C1 – C8, loro
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nomenclatura e formula molecolare. Idrocarburi lineari e ramificati. Nomenclatura. Radicali:
definizione ed esempi. Definizione ed esempi di isomero. Le combustioni degli alcani: completa ed
incompleta. Meccanismo e stadi di reazione. Energia di attivazione. Grafici energetici. Concetto di
reazione esotermica. Esercizi stechiometrici sulle combustioni. Ramificazioni e ciclizzazioni degli
alcani. Concetto di catalizzatore.
Reazioni degli alcani: mono e poli alogenazione; nomenclatura ed isomeria.
Gli ALCHENI: ibridizzazione sp2 del carbonio. Struttura degli alcheni lineari C1 – C8, loro
nomenclatura e formula molecolare. Differenza fra il legame sigma e pi-greco. Isomeria CIS –
TRANS. Esercizio stechiometrico sulla combustione completa dell’etilene. Reazioni di somma di H2
e di X2 agli alcheni: meccanismo radicalico. Reazione di somma di HX agli alcheni: meccanismo
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ionico. Reazione di somma di acqua: formazione di alcoli. Stereospecificità della reazione.
Definizione di acido e base di Lewis, di carbocatione e di carboanione. Classificazione e stabilità dei
carbocationi. I dieni coniugati: esempio del butadiene. Reazioni di poliaddizione: definizione di
monomero e polimero. Descrizione del meccanismo radicalico. Esempi di polimeri: polietilene,
polipropilene, polivinilcloruro, politetrafluoroetilene. Polibutadiene: vulcanizzazione delle gomme
con ponti di zolfo.
Gli ALCHINI: formula, struttura, nomenclatura, isomeria. Struttura ibrida sp. Reazioni di
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idrogenazione e alogenazione. Somma di H2O.
I CICLOALCANI: formula, struttura, nomenclatura, ibridizzazione. Stabilità in relazione all’angolo
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di legame. Esempio del cicloesano. Struttura a sedia e a barca. Cenni sui cicloalcheni.
COMPOSTI AROMATICI: formula e struttura del benzene. Legami sigma e pi-greco. Formule ibride 8
di risonaza di Kekulè. Stabilità aromatica. Reazioni del benzene: sostituzione elettrofila aromatica.
Esempi di attacco all’anello da parte dei seguenti acidi di Lewis: CH3+, NO2+, Cl+. Cenni sul
meccanismo di reazione. Anelli polisostituiti; isomeria. Posizioni orto, meta, para. Effetto attivante o
disattivante dei sostituenti.
Gli ALCOLI: definizione, gruppo funzionale, formula, struttura e nomenclatura. Solubilità degli alcoli 8
in acqua. Isomeria. Classificazione degli alcoli. Reazioni di sintesi degli alcoli: somma di acqua ad un
alchene, fermentazione degli zuccheri (etanolo). Reazioni degli alcoli: ossidazione ad aldeidi o
chetoni, oppure ad acidi carbossilici. Disidratazione degli alcoli: formazione di alcheni. Gli alcoli
come acidi: formazione di alcolati. Sostituzione nucleofila degli alcolati: formazione di eteri. Reazione
con gli acidi carbossilici: formazione di esteri.
Gli ETERI: struttura, formula, nomenclatura. Reazioni di formazione: disidratazione degli alcoli;
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sintesi di Williamson. Polarità.
ALDEIDI e CHETONI: definizione e differenziazione. Nomenclatura, struttura, formula ed isomeria.
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Proprietà del gruppo carbonilico: angolo di legame, ibridizzazione, polarità. Reazioni di sintesi delle
aldeidi e dei chetoni: ossidazione rispettivamente di un alcol primario o secondario ad alta temperatura
con rame metallico come catalizzatore. Reazioni delle aldeidi e dei chetoni: idrogenazione ad alcol.
Gli ACIDI CARBOSSILICI: struttura, nomenclatura, formula. Proprietà del gruppo funzionale.
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Reazioni di sintesi mediante ossidazione delle aldeidi con permanganato. Sintesi dell’acido acetico
mediante ossidazione enzimatica dell’alcol etilico. Formazione di esteri.
I GRASSI e gli OLI: triesteri della glicerina. Struttura generale. Reazione di saponificazione.
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POLIESTERI: esempio della polimerizzazione dell’acido tereftalico con glicole etilenico. Importanza
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dei poliesteri nell’industria.
AMMINE: definizione, struttura, nomenclatura. Gruppo funzionale. Classificazione delle ammine. Le 4
ammine come basi di Lewis.
Le AMMIDI: definizione, strutture, nomenclature ed esempi. Ammidi N – sostituite. Reazione di
sintesi delle ammidi.
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POLIAMMIDI: sintesi del NYLON 6,6 per reazione dell’acido adipico e dell’esametilen diammina.
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Importanza storica del Nylon.
PROTEINE, PEPTIDI ed AMMINOACIDI: definizioni. Struttura degli alfa – amminoacidi. Alcuni
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nomi. Reazione di sintesi delle proteine. La struttura primaria delle proteine.
CARBOIDRATI: generalità. Importanza dei carboidrati nella nostra società. Definizioni di
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monosaccaride, disaccaride e polisaccaride. La struttura aperta e chiusa del glucosio (adoesoso).
Atomi di carbonio asimmetrici. Attività ottica (cenni). Differenziazione fra alfa e beta glucosio. Il
fruttosio: generalità. Struttura aperta e chiusa (chetoesoso). Disaccaridi: il saccarosio. Struttura di
condensazione fra il glucosio e il fruttosio.
POLISACCARIDI: solo nomenclatura dell’amido e della cellulosa.
TOTALE
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4. METODI DI INSEGNAMENTO
(Si riportano le metodologie, effettivamente utilizzate durante il corso dell’anno, in relazione a quanto
previsto dalla programmazione iniziale in merito a:
¾ strategie di intervento,
¾ metodi
¾ attività svolte
¾ sequenze di apprendimento)
In considerazione delle difficoltà di apprendimento da parte degli allievi mediante una lezione classica di
tipo frontale, l’insegnante ha sviluppato autonomamente un programma didattico con tecnologia Flash.
Il corso ha la presunzione di presentare la materia in modo non convenzionale, per attirare l'attenzione
degli allievi e per comunicare le nozioni teoriche in forma immediatamente assimilabile.
Tutto ciò senza rinunciare al rigore scientifico dei contenuti che si vogliono comunicare.
Il metodo di esposizione, il linguaggio e il tipo di esemplificazioni utilizzate per la spiegazione sono
familiari agli allievi e del tutto adeguati con le loro capacità intellettive.
Si è pertanto rinunciato, come scelta di base, ad utilizzare il linguaggio dotto ed impersonale dei libri di
testo tradizionali, che spesso sono scritti per chi conosce già la materia, ma risultano di difficile
comprensione per chi la incontra per la prima volta.
Non va dimenticato infatti che l'interazione con lo studente è molto importante e spesso decisiva per la
comprensione di ogni disciplina.
Il corso si articola attraverso tutti gli argomenti contenuti nei programmi ministeriali della scuola media
superiore. E' quindi una buona base di partenza per l'approccio alla Chimica e per acquisire le nozioni
indispensabili alla sua comprensione.
La trattazione degli argomenti si articola in modo schematico e consequenziale, lungo un filo logico che
tiene solo conto della parte strutturale della materia: sono stati così esclusi tutti quegli approfondimenti e
nozioni ritenuti dispersivi e non necessari per creare la forma mentis specifica per la disciplina.
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I libri di testo tradizionali su supporto cartaceo, sono spesso dispersivi da questo punto di vista, perché
propongono una mole elevata di concetti e di considerazioni (spesso fine a se stessi); per cui spesso lo
studente non è in grado di assegnare autonomamente le priorità, in ordine di importanza, per discernere
quello che serve sapere per davvero da quello che è un inutile appesantimento.
Uno dei punti di forza del corso presentato, sono le animazioni di fenomeni chimici significativi, che
esemplificano visivamente meccanismi cruciali e decisivi per la comprensione della materia.
Il decorso della reazione è accompagnata da una time line che indica la successione cronologica delle
varie fasi.
Si ritiene che questa sia una buona soluzione per l'apprendimento, anche considerando la scarsa
capacità di astrazione che affligge quasi tutti gli studenti delle scuole superiori, nonché la loro naturale
propensione ai videogiochi.
Il corso è raccomandato per videoproiezioni in aula, seguendo passo dopo passo la consequenzialità
degli argomenti.
Alla prova dei fatti questo tipo di lezione si è dimostrato particolarmente efficace per attirare l'interesse e la
curiosità degli allievi, oltre evidentemente a favorire la comunicazione dei contenuti e l'assimilazione dei
concetti mediante la memoria visiva.
Altro punto a favore del corso è la sezione dei GIOCHI che aiuta molto gli allievi ad assimilare la parte
teorica e ad acquisire una mentalità razionale.
In questa sezione gli allievi sentono di essere dei protagonisti perché non subiscono passivamente la materia ,
ma assumono in prima persona il ruolo di "costruttori di molecole", avendo la possibilità di dare libero sfogo
alla loro creatività e fantasia.
Le regole dei giochi sono molto semplici e in pratica sono le leggi fondamentali della Chimica.
Il corso è dotato della tavola periodica in linea e sempre disponibile, come pure le tabelle delle costanti
fondamentali della Chimica e della Fisica.
La veste testuale e grafica è stata scelta per renderne l'aspetto sobrio e funzionale: i caratteri di grande
formato e l'interlinea doppia mettono bene in evidenza il testo che appare in modo nitido su uno sfondo
discreto che bene si armonizza nell'insieme.
In questo modo si è ottenuto una presentazione amichevole, priva di contrasti visivi o effetti di disturbo che
avrebbero affaticano la lettura o comunque distolto l'attenzione del lettore.
5. MEZZI E STRUMENTI DIDATTICI UTILIZZATI
(Si riportano gli strumenti, effettivamente utilizzati durante il corso dell’anno scolastico:
¾ Testo adottato,
¾ orario settimanale di laboratorio,
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¾ attrezzature,
¾ biblioteca,
¾ tecnologie audiovisive e/o multimediali,ecc.)
Vedasi punto precedente
6. TIPOLOGIE E QUANTITÀ DELLE PROVE DI VERIFICA EFFETTUATE
La valutazione finale ha globalmente tenuto conto:
(abilità raggiunte, livelli di competenza, livelli di partenza, acquisizione dei contenuti e delle tecniche,
impegno e interesse dimostrato, costanza nella realizzazione dei lavori, perseveranza nel conseguimento
degli obiettivi, partecipazione alle attività, ecc….)
Dei prerequisiti di base relativi alle conoscenze del programma di IV; delle conoscenze acquisite e
dell’impegno dimostrato.
(Si riportano le metodologie, effettivamente utilizzate durante il corso dell’anno:
¾ prove scritte,
¾ verifiche orali,
¾ test oggettivi come previsti dalla terza prova,
¾ prove grafiche,
¾ prove di laboratorio,ecc.)
Prove scritte e verifiche orali
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………
A disposizione della commissione sono depositati in Segreteria i seguenti esempi delle prove e delle
verifiche effettuate durante il corso dell’anno:
Prove scritte del primo e secondo quadrimestre.
Vittorio Veneto, lì 14 Maggio 2013
Firma del Docente
………………………………………………………………
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Si fa riferimento alla Raccomandazione del Parlamento europeo e del Consiglio del 18 dicembre 2006. Il Quadro europeo delle Qualifiche e dei
Titoli contiene le seguenti definizioni:
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•
Conoscenze: indicano il risultato dell’assimilazione di informazioni attraverso l’apprendimento. Le conoscenze sono l’insieme di fatti,
principi, teorie e pratiche, relative a un settore di studio o di lavoro; le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche.
•
Abilità: indicano le capacità di applicare conoscenze e di usare know-how per portare a termine compiti e risolvere problemi; le abilità
sono descritte come cognitive (uso del pensiero logico, intuitivo e creativo) e pratiche (che implicano l’abilità manuale e l’uso di metodi,
materiali, strumenti).
•
Competenze: indicano la comprovata capacità di usare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di
lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e/o personale; le competenze sono descritte in termine di responsabilità e autonomia.
Esiste una circolarità tra le tre operazioni che, pur se sono distinguibili sotto un profilo concettuale, non sono separabili sotto il profilo
comportamentale. Se si accerta la presenza di una competenza questa è di per sé un indice che l’allievo ha acquisito conoscenze e abilità; se poi egli
assume e giustifica posizioni critiche nei confronti della competenza espressa e dimostra di saper utilizzare la competenza con modalità diverse in
situazioni e contesti differenti, ciò significa che ha assunto delle capacità.
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