{"id":252,"date":"2016-12-04T15:46:45","date_gmt":"2016-12-04T15:46:45","guid":{"rendered":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/?p=252"},"modified":"2016-12-04T15:46:45","modified_gmt":"2016-12-04T15:46:45","slug":"ke2-kurssi-uuden-opsin-mukaan-pikakurssi-kurssin-sisaltoon","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/?p=252","title":{"rendered":"KE2 -kurssi uuden OPS:in mukaan? Pikakurssi kurssin sis\u00e4lt\u00f6\u00f6n"},"content":{"rendered":"

Uusin OPS:in mukainen KE2-kurssi on perusteiltaan erilainen kuin vanhan OPS:in mukainen KE2-kurssi. Viikin tapauksessa mielenkiintoiseksi teki\u00a0ja osittain helpotuksen\u00a0toi se, ett\u00e4\u00a0uuden OPS:in mukaan kemian\u00a0lukio-opinnot aloittaneet\u00a0olivat KE1-kurssilla opiskelleet ainem\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n ja konsentraatioon liittyv\u00e4t asiat (kuten KE1:ssa vanhan opetussuunnitelman mukaan oli).<\/p>\n

KE2-kurssini arvioinnin sovimme rakentuvan seuraavien t\u00f6iden tuloksiin:<\/p>\n

    \n
  1. Animaatio (malli)\u00a0kemian ilmi\u00f6st\u00e4 (ChemSense Animator -ohjelmalla)<\/li>\n
  2. Ty\u00f6selostus kokeellisesta ty\u00f6st\u00e4<\/li>\n
  3. Isomeriaa koskeva essee (jossa todennettiin 3D-ohjelman osaaminen)<\/li>\n
  4. K\u00e4sitetesti<\/li>\n<\/ol>\n

    Kurssin punainen lanka l\u00f6ytyy orbitaaliteoriasta (mist\u00e4 kirjan nimikin on saanut innostuksen)\u00a0ja hybridisaatiosta. Alkuaineiden ominaisuudet, hiiliyhdisteiden rakenteet, allotropia ja isomeriakin selittyy n\u00e4ill\u00e4 teorioilla. Puhumattakaan ns. ulkoelektronien m\u00e4\u00e4r\u00e4ytymiseen liittyv\u00e4t\u00a0perusteet.\u00a0My\u00f6hemmin tulee vastaan lis\u00e4\u00e4 kemian ilmi\u00f6it\u00e4 ja rakenteita, joita selitet\u00e4\u00e4n niin orbitaaliteorialla kuin hybridisaatioilla.<\/p>\n

    Atomi, atomin rakenne ja atomimallit<\/strong><\/p>\n

    KE1-kurssilla on pohdittu atomimallien historiaa ja nykyaikaisen kvanttimekaanisen mallin merkityst\u00e4. Nykytiet\u00e4myksen mukaan kvanttimekaaninen malli el\u00e4\u00e4 uutta murrosta, CERN:in hiukkasfysiikan ja antimaterian tutkimukset ovat vieneet standarditeoriaa sen \u00e4\u00e4rirajoille, jopa saattavat asettaa sen perusoletuksia kyseenalaisiksi. Kemian opetuksessa. vaikka atomin ytimen rakenne ja siell\u00e4 tapahtuvat ilmi\u00f6t eiv\u00e4t liityk\u00e4\u00e4n itse kemiallisiin reaktioihin ja ilmi\u00f6ihin, koko atomin rakenteeseen liittyv\u00e4t tutkimukset ja teoretisoinnit ovat mielekk\u00e4it\u00e4 ja asiallisia lisi\u00e4 kemian opetuksessa. \"universe_heavy_ion\"<\/a><\/p>\n

    Aika, jolloin v\u00e4itettiin, ett\u00e4 neutroni on protonin ja elektronin yhdistelm\u00e4, on auttamattomasti historiaa. My\u00f6s se, ett\u00e4 ydin muodostuu vain protoneista ja neutroneista, on historiaa. Kvarkki-gluoni-plasma -tutkimukset (katso kuva, l\u00e4hde: http:\/\/www.phy.uct.ac.za\/ctmp\/research) saattavat antaa tulevaisuudessa melkoisesti uusia ajatuksia ja suuntia hiukkasfysiikan mallien rakentamisessa. Oman mielenkiinnon luo niin teoreettiset pohdiskelut kuin CERN:in tutkimukset Higgsin bosonin ja kent\u00e4n osalta. Pohdiskelut elektronin olemuksesta (vrt. keskustelut aalto-hiukkasdualismista) ja massan\u00a0synnytt\u00e4v\u00e4st\u00e4 Higgsin kent\u00e4st\u00e4\u00a0antavat aiheen ja mahdollisuuden tulevaisuudessa mietti\u00e4 selityksi\u00e4 my\u00f6s elektronien kahtalaisiin ominaisuuksiin. Kysymykset, voiko elektroni olla kahdessa eri paikassa samaan aikaan tai miten selitet\u00e4\u00e4n se, ett\u00e4 voiko elektroni\u00a0oikeasti esiinty\u00e4 kuin massaton aalto ja toisaalta k\u00e4ytt\u00e4yty\u00e4 selke\u00e4sti kuin massallinen hiukkanen, saavat vastauksia.<\/p>\n

    Atomin rakenne saa t\u00e4ss\u00e4 kurssissa melkoisesti uusia ulottuvuuksia, kun\u00a0elektroniverhon rakennetta j\u00e4sennet\u00e4\u00e4n orbitaaliteorian kautta. En osaa mietti\u00e4, miten muuten elektronitasoja ja hieman monimutkaisempia sidosteorioita ryhdytt\u00e4isiin selitt\u00e4m\u00e4\u00e4n.<\/p>\n

    Alkuaineiden luokittelua ja jaksollinen j\u00e4rjestelm\u00e4<\/strong><\/p>\n

    Jako metalleihin ja ep\u00e4metalleihin (sek\u00e4 puolimetalleihin) on helppo selitt\u00e4\u00e4 viittaamalla jaksolliseen j\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n. Mutta miksi ko. jako on olemassa ja miksi siit\u00e4kin on ollut erilaisia versioita (vrt. Aine ja energia -kirjan ja esim. Ilmi\u00f6n jaksolliset j\u00e4rjestelm\u00e4t). Mendelejevin r\"L\u00e4hde:<\/a>akentaman jaksollisen j\u00e4rjestelm\u00e4n merkitys perustuu perusajatukseen, jossa ryhm\u00e4t muodostuvat alkuaineista, joilla on samankaltaisia ominaisuuksia. T\u00e4m\u00e4 pit\u00e4\u00e4 erityisen hyvin paikkansa 1) alkalimetallien, 2) maa-alkalimetallinen, 3) halogenidien ja\u00a04) jalokaasujen kohdalla.<\/p>\n

    Muut ryhm\u00e4t ovatkin sitten hieman pulmallisia, p\u00e4\u00e4ryhmist\u00e4 3-6 (Booriryhm\u00e4st\u00e4 happiryhm\u00e4\u00e4n) l\u00f6ytyy erilaisia alkuaineita, joilla on sek\u00e4 metallien\u00a0ett\u00e4 ep\u00e4metallien ominaisuuksia. Kuvassa on taas erilainen jako alkuaineisto ko. ryhmien osalta. Kurssin alkuun on hyv\u00e4 tutustua (ellei jo tehty yl\u00e4koulussa tai KE1-kurssilla) www.ptable.com<\/a> -sivustoon. Ko. sivusto sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 kaiken tarpeellisen alkuaineisiin liittyv\u00e4n tiedon.<\/p>\n

    Orbitaaliteoria: atomiorbitaalit ja jaksollinen j\u00e4rjestelm\u00e4 (hapetusluvut)<\/strong><\/p>\n

    Orbitaaliteoria on hyv\u00e4\u00e4 rakentaa kvanttilukujen pohjalle. Miten atomimalli energiatasoineen rakentuu ja selittyy erilaisilla kvanttiluvuilla on t\u00e4rke\u00e4\u00e4. Kun orbitaalien m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyminen on selvinnyt, ryhdyt\u00e4\u00e4n pohtimaan orbitaalien ja energiatasojen t\u00e4yttymist\u00e4. Em. ptable-sivuston hy\u00f6dynt\u00e4minen orbitaalien t\u00e4yttymisen m\u00e4\u00e4r\u00e4ytymist\u00e4 koskevien s\u00e4\u00e4nt\u00f6jen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misess\u00e4 on ensiarvoisen t\u00e4rke\u00e4\u00e4. Minimienergiaperiaatteen, Hundin s\u00e4\u00e4nn\u00f6n ja Paulin (kielto)s\u00e4\u00e4nn\u00f6n todentaminen ei ole hankalaa, mutta mm. kahden ”poikkeuksen” l\u00f6yt\u00e4minen johtaa mielenkiintoisiin keskusteluihin (sek\u00e4 syist\u00e4 ett\u00e4 siit\u00e4, miten voidaan osoittaa sellaisten olemassa olo). Kromin ja kuparin erikoistapaukset vaatinevat oman pohdinnan – eiv\u00e4t ole aivan yksinkertaisia tapauksia (vrt. Madelungin s\u00e4\u00e4nt\u00f6).<\/p>\n

    Em. ptable-sivusto opastaa my\u00f6s elektronikonfiguraatioiden laatimiseen. T\u00e4ss\u00e4 on kuitenkin todettava, ett\u00e4 ko. sivuston elektronikonfiguraatioiden kirjoittamistapa noudattaa ideaa, jossa viimeisen\u00e4 on aina se orbitaali, joka on viimeksi t\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ss\u00e4 (ei siis v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00e4 p\u00e4\u00e4kvanttiluvun mukainen taso).<\/p>\n

    Hybridisaatio ja VSEPR-teoria<\/strong><\/p>\n

    Orgaanisten yhdisteiden rakenteiden ymm\u00e4rt\u00e4minen edellytt\u00e4\u00e4 hybridisaation ymm\u00e4rt\u00e4mist\u00e4. Sit\u00e4 voidaan tukea VSEPR-teorian avulla. Netiss\u00e4 l\u00f6ytyy t\u00e4h\u00e4n tarkoitukseen erinomaisia videoita. Oma suosikki on: https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=keHS-CASZfc&t=44s . Hybridisaatio ja esim. hiilen allotropiat ovat oiva keino selitt\u00e4\u00e4 molempien olemassaolo. Teoriaa hybridisaatiosta tukee my\u00f6hemmin my\u00f6s pohdiskelut kompleksiyhdisteiden rakenteista ja avaruusgeometriassa.<\/p>\n

    Hiiliyhdisteet ja funktionaaliset ryhm\u00e4t<\/strong><\/p>\n

    Vanhan OPS:in mukaan otsikon teema k\u00e4siteltiin KE-kurssilla. Toki asia tuli uudestaan KE2-kurssilla, kun k\u00e4sittelyyn tuli orgaanisten yhdisteiden avaruusrakenteet (orbitaalit ja hybridisaatio) ja isomeria. KE1-kurssilla uuden OPS:in mukaan\u00a0hiiliyhdisteet tulevat l\u00e4hinn\u00e4 kovalenttisen sidoksen ja heikkojen sidoksien k\u00e4sittelyn yhteydess\u00e4. Silloin tarpeellisten funktionaalisten ryhmien ymm\u00e4rt\u00e4minen perustuu pitk\u00e4lti yl\u00e4koulun kemian tuntemukseen. Elektronegatiivisuuden ja funktionaalisten ryhmien merkitys avautuu\u00a0\u00a03D-ohjelmien k\u00e4yt\u00f6n avulla. Poolisuus ja elektronien sijoittumien molekyyliss\u00e4\u00a0onnistuu hyvin 3D-ohjelmien avulla (erilaiset elektronitiheydet saadaan n\u00e4kyviin). Funktionaalisten ryhmien merkitys kemiallisissa ominaisuuksista todentuu ns. funktionaalisten ryhmien tunnistusreaktioissa (vrt. ep\u00e4orgaanisten yhdisteiden, erityisesti metallien tunnistusreaktiot).<\/p>\n

    Aineen kaavan ja rakenteen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4minen, polttoanalyysi ja spektroskopia<\/strong><\/p>\n

    Orbitaaliteorian vieminen k\u00e4yt\u00e4nt\u00f6\u00f6n onnistuu aineen kaavan ja rakenteen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misen miettimisell\u00e4. Empiirisen kaavan (suhdekaava), molekyylikaavan ja lopuksi rakennekaavankin m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misess\u00e4 spektroskopialla on suuri merkitys. Matemaattinen osuus empiirisen kaavan kohdalla antaa hyv\u00e4n tilaisuuden kerrata moolimassan ja ainem\u00e4\u00e4r\u00e4n laskemista. Empiirisen kaavan m\u00e4\u00e4rityksen j\u00e4lkeen on mahdollisuus paneutua tunnistusreaktioihin kokeellisella puolella tai syventy\u00e4 spektroskopian alkeisiin niin IR:n kuin NMR:nkin osalta. Itse k\u00e4ytin jopa perikin tuntia spektroskopian opiskeluun, lukiolaiset laativat omat vertailutaulut IR-spektrien tulkintaa varten ja lopuksi selvitettiin sit\u00e4, miten NMR-spektrit mahdollistavat orgaanisten molekyylien rakenteen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misen.<\/p>\n

    Isomeria<\/strong><\/p>\n

    3D-mallintaminen nousee t\u00e4rke\u00e4\u00e4 rooliin juuri isomerian opetuksessa. Itse isomerian ymm\u00e4rt\u00e4minen ei ole vaikea asia, mutta asioiden hahmottaminen helpottuu huomattavasti 3D-mallinnusohjelmien k\u00e4yt\u00f6n avulla (soveltaen my\u00f6s pallotikkumallien k\u00e4yt\u00f6ll\u00e4). Itse toteutin isomerian tuntity\u00f6skentelyn lis\u00e4ksi my\u00f6s vaatimalla lukiolaisia tekem\u00e4\u00e4n esseet 3D-mallinnuksien kanssa.<\/p>\n

    El\u00e4m\u00e4n rakennusaineet<\/strong><\/p>\n

    Hiilihydraatit, proteiinit eli valkuaisaineet ym. muodostavat yhden ison kokonaisuuden jonka toteuttaminen voi hoitua monella tapaa. Otsikko on hieman lavea, mutta mahdollistaa pari- tai ryhm\u00e4ty\u00f6skentelyss\u00e4 rakennettujen teemojen l\u00e4pik\u00e4ymisen. Voi toimia my\u00f6s vertaisarvioinnin kautta arvioitujen postereiden kokoamisena.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Uusin OPS:in mukainen KE2-kurssi on perusteiltaan erilainen kuin vanhan OPS:in mukainen KE2-kurssi. Viikin tapauksessa mielenkiintoiseksi teki\u00a0ja osittain helpotuksen\u00a0toi se, ett\u00e4\u00a0uuden OPS:in mukaan kemian\u00a0lukio-opinnot aloittaneet\u00a0olivat KE1-kurssilla opiskelleet ainem\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n ja konsentraatioon liittyv\u00e4t asiat (kuten KE1:ssa vanhan opetussuunnitelman mukaan oli). KE2-kurssini arvioinnin sovimme rakentuvan seuraavien t\u00f6iden tuloksiin: Animaatio (malli)\u00a0kemian ilmi\u00f6st\u00e4 (ChemSense Animator -ohjelmalla) Ty\u00f6selostus kokeellisesta ty\u00f6st\u00e4 Isomeriaa koskeva […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,9],"tags":[],"class_list":["post-252","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-opetus","category-ops"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/252","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=252"}],"version-history":[{"count":3,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/252\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":257,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/252\/revisions\/257"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=252"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=252"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=252"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}