LUKU 5

1. Yleistä

Tee seuraavat tehtävät ja palauta teoriatehtävät ALKUAINEIDEN JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ -palautuskansioon.

5. Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä

- ryhmät, jaksot, järjestysluku, miten jaksollinen järjestelmä on syntynyt jne.

5.1. Jaksollinen järjestelmä: pääryhmät vasemmalta oikealle ja esimerkit alkuaineista

(Lähde: Jaksollisen järjestelmän tiedoissa on käytetty WSOY (Häikiö – Kahila – Ratilainen – Ängeslevä) KEFY -kirjan s. 238 – 239 liitetaulukkoa ja pelin ideoija on materiaalin tuottaja itse, jolta voi kysyä neuvoja lisää tarvittaessa toteuttamiseen).

TEHTÄVÄT JA JOHDANTO: Tämän asiakirjan lopussa olevissa käsitekartoissa on esitetty alkuaineiden jaksollisen järjestelmän pääryhmät ja käytännön esimerkit eri alkuaineisiin liittyen. Tutustu käsitekarttoihin huolellisesti ja tee näihin liittyen seuraavat tehtävät. Huomioi, että d)-kohdassa oleva pelikorttien tuottaminen sekä pelaaminen voidaan toteuttaa sosiaalisesti ryhmänä verkossa siten, että valitaan, kuka tuottaa minkäkin perheen ja pelaaminen onnistuu myös paremmin, kun on useampi henkilö pelaamassa. Valmistuneet kortit kannattaa laminoida, siten ne ovat hyödynnettävissä uudelleen. Pelaaminen paperiversiona on myös helpompaa:

a)    Tee Powerpoint -esitys, jossa esittelet lyhyesti jokaisen jaksollisen järjestelmän ryhmän ja niistä 2 tutuinta alkuainetta tai käytännön tilannetta, jossa olet tutustunut kyseisen ryhmän alkuaineiden käyttöön. Myös kuvia ja linkkejä Internetissä oleviin kyseistä alkuainetta käsitteleviin sivuihin suositellaan käytettävän tässä tehtävässä.

b)    Tee mainos Wordiin, jossa mainostat yhdestä valitsemastasi pääryhmästä olevaa 2 alkuainetta kuvallisesti ja liitä kuviin lyhyt mainosteksti esim. kuvan päälle. Mainoksessa voit pohtia alkuaineiden terveysvaikutuksia, käyttöä omalla ammattilalalla tai arkielämässä, esiintymistä luonnossa, kemiallisia ominaisuuksia jne. (PhotoFiltre -ohjelmalla: esim. CTRL+PRINT SCREEN -komennolla saat valittua koko näytön, Muokkaa liitä kuva uutena kuvana, Kuva muuta kokoa pienemmäksi ja lisäksi liitä kuvaan teksti)

c)     Tee sarjakuva paperille (2 kuvaa ja kuvatekstit), jossa esittelet jotain muuta pääryhmää kuin edellisessä ja palauta paperiversiona oppipajan opettajalle esim. alkalimetallit tee sarjakuva kännykän akkuihin liittyen tai luusto ja hampaat tarvitsevat kalsiumia jne.

d)     1) Tee persoonallisen näköiset (ulkoasu vapaa) pelikortit jaksollisen järjestelmän ryhmistä siten, että yksi ryhmä on aina yksi perhe. Valitse jokaiseen perheeseen isä-, äiti-, tyttö- ja poikakortti. Perheen roolit voit valita sen mukaan, mitkä alkuaineet ovat sinulle tutuimpia omalla ammattialalla tai arkielämässä. Kuvia kortteihin voit ottaa joko itse (parhain vaihtoehto) tai käyttää sellaisia kuvia, joille on annettu mahdollisuus Internetissä (huomioi tekijänoikeudet).

Pelikorttipohjan voit tehdä esim. Wordiin seuraavalla tavalla (esitetty alapuolella). Jokaisen pelikortin rakenne on sama (esimerkkikortit: teksti tuotettu Wordilla ja kuvankäsittely PhotoFiltre

-ohjelmalla): Otsikko Ryhmä, Perheenjäsenen nimi Alkuaine, Järjestysluku, Atomimassa, Missä käytetään ja kuva käytöstä?

Esim.                       Alkalimetallit,                    Isä Litium, Järjestysluku 3, Atomimassa 6,94, Kännykän akut, kuva

  

Kuva 1. Esimerkkikortti (koko n. 13x13 cm)

tai

          Alkalimetallit,                    Äiti Natrium, Järjestysluku 11, Atomimassa 22,99, Ruokasuola, kuva

Kuva 2. Esimerkkikortti (koko n. 13x13 cm)

2) Tee lisäksi jokaiseen ryhmään ylimääräinen kortti ns. yhdistekortti, jossa esittelet seuraavat ryhmään kuuluvat yhdisteet:

Esim.                       Alkalimetallit

Yhdiste natriumkloridi eli ruokasuola

Kaavamassa 22,99+35,45=58,44

Ruoan maustaminen

Kaava NaCl

3) Ohje: Tee lisäksi peliin liittyvä ohjekortti samalla pohjalla.

Peliohje: Valitaan 2 – 4 opiskelijaa peliin. Jaetaan pakka tasan pelaajien kesken. Jokainen kertoo toisille siitä perheestä, jonka kortteja on eniten (kuvailee mahdollisimman tarkkaan kyseisen perheen esim. suullisesti tai sanallisesti, kuvaukset palautetaan palautuskansioon, lisätietoja ryhmästä haetaan Internetistä esim. millaisia ioneja ryhmissä esiintyy, montako sidoselektronia jne).

Pelin voittaja muodostetaan seuraavasti:

Lasketaan seuraava lasku: korttien atomimassojen summa – korttien kaavamassojen summa.

Kenen tulos on suurin, voittaa pelin.

4) Lopuksi voit tulostaa kortit itsellesi paperiversiona (mahdollista laminointia voi kysyä vahtimestarilta).

5) Peliä voidaan laajentaa siten, että tuotetaan sitten esim. kortteja, joissa on ryhmiin liittyviä ioneja nimeltään, millaisia sidoksia muodostavat tai happoja sekä emäksiä erikseen ja niiden ominaisuuksia jne. Vain mielikuvitus asettaa rajat, millaisia kortteja saadaan aikaan. Tässä vaiheessa tehdään kuitenkin vain 4 ensimmäistä kohtaa.

5.2. Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä ja alkuaineita käytäntöön

Johdanto: Alkuaineiden jaksollista järjestelmää pohditaan eri osioissa useaan kertaan. Näissä tehtävissä tutustutaan historiallisesta näkökulmasta ja osittain päällekkäin muiden tehtäväosioiden kanssa.

TEHTÄVÄ 1: Etsi Internetistä tietoa seuraaviin kysymyksiin

a)     kuka on kehittänyt ja milloin nykyisin käytössä olevan alkuaineiden jaksollisen järjestelmän taulukon. Kerro taulukon syntyvaiheista muutamalla lauseella.

b)     kerro lyhyesti omin sanoin, mikä on jaksollinen järjestelmä ja millaista hyötyä siitä on?

c)     mitä ovat ns. pääryhmät?

d)     missä päin jaksollista järjestelmää ovat typpiryhmä ja halogeenit?

TEHTÄVÄ 2: Etsi alkuaineiden jaksollisen järjestelmän taulukosta, minkä ryhmän alkuaineita ovat seuraavat:

a)     typpi

b)     litium

c)     rikki

d)     jodi

TEHTÄVÄ 3: Tutki jaksollisen järjestelmän taulukkoa ja etsi sieltä seuraavat alkuaineet

a)     atomimassaltaan suurin

b)     järjestysluku on 16

c)     ulkoelektronien lukumäärä on 2

d)     atomimassaltaan pienin

TEHTÄVÄ 4: Alkuaineilla on erilainen taipumus muodostaa sidoksia toisten alkuaineiden kanssa ja muodostaa siten yhdisteitä.

a)     mainitse sellaisia alkuaineita, jotka muodostavat keskenään kovalenttisen sidoksen

b)     mainitse sellaisia alkuaineita, jotka muodostavat keskenään ionisidoksen

c)     mainitse sellaisia alkuaineita, jotka muodostavat keskenään metallisidoksen

TEHTÄVÄ 5: Alkuaineista ja niiden tuntemisesta on ollut hyötyä monissa käytännön tilanteissa. Aikaisemmin, kun vielä pesuaineita ei samassa mittakaavassa ollut kaupoissa kuin nykyään, tarvittiin kotikemiaa saippuan valmistamiseen, poistettiin tahroja kotikonstein jne. Seuraavassa tehtävässä tietoa voi hakea Internetistä, miten eri alkuaineita ja niiden muodostamia yhdisteitä esiintyy ja käytetään eri käytännön tilanteissa. Kirjoita lyhyesti jonkin alkuaineen esiintymisestä seuraavissa tilanteissa:

a)     raparperin syöminen

b)     sukeltajantauti

c)     ruokasooda leivonnassa

d)     teekuppien puhdistaminen

e)     saippuakuplista tehdään kestävämpiä

f)      hedelmätahrojen poistaminen

g)     pesukoneen puhdistaminen kalkista

Kuva 1. Eteeni: Kovalenttinen sidos hiiliatomien välillä (valkoiset pallot kuvassa ovat vetyatomeja)