AINE-KÄSITTEEN

HAVAINNOLLISTAMINEN

MALLINNUKSEN AVULLA

Kirsti Österman

Sonja Meriläinen

Luokka-aste: 6.luokka

2

Sisällysluettelo

Työn tavoitteet…………………………………………………………………………………3

Toteutus pedagogisesti…………………………………………………………………………4

Palautteen analysointi…………………………………………………………………………..5

Lähteet………………………………………………………………………………………….8

Liitteet:

Liite 1: Ohje oppilaalle (s. 8)

Liite 2: Ohje opettajalle (s.11)

Liite 3: Power point –esitys (s.16)

Liite 4: Palautekyselylomake (s.28)

3

Tavoitteet:

Tavoitteena on opettaa tarinan avulla ala-asteen oppilasryhmälle, kuinka käsitys aineesta on aikojen

kuluessa kehittynyt. Toinen tavoitteemme on visualisoida eri molekyylejä ja niiden rakentumista

alkuaineista käyttäen Spartan-ohjelmaa.

Tuossa oli vain pääkohdat harjoituksen tavoitteista. Seuraavassa käymme tarkemmin läpi, kuinka

tehtävä noudattaa perusopetuksen opetussuunnitelmaa tarkemmin.

Perusopetuksen opetussuunnitelmassa 5-6 -luokille todetaan, että näillä luokilla kemian ja fysiikan

opetuksessa lähtökohtana ovat oppilaan aikaisemmat tiedot, taidot ja kokemukset luonnonilmiöistä

sekä niihin liittyvistä tiedoista. Näistä ennakkotiedoista edetään sitten fysiikan ja kemian

peruskäsitteiden ja periaatteiden opiskeluun. Ala-asteella kemian ja fysiikan opiskelun tulisi

innostaa oppilaita luonnontieteiden opiskeluun, ja saada oppilas tarkkailemaan ympäristöään myös

tieteellisesti tarkkaillen. Näihin perusperiaatteisiin meidän pajamme sopii lähes täydellisesti. Se

auttaa katsomaan ympäristöä "tieteellisin katsein", koska korostimme aineiden koostumista aina

pienemmistä aineosasista, tässä tapauksessa alkuaineista. Historiallisen katsauksen avulla

kerroimme, kuinka käsitys alkuaineista on kehittynyt monen tuhannen vuoden aikana. Se, mikä

meille on itsestäänselvyys, on aiemmin ollut aivan outoa tietoa, jota kukaan ei voinut edes kuvitella.

Perusopetuksen opetussuunnitelman tavoitteita on oppia työskentelemään ja liikkumaan turvallisesti

itseään ja ympäristöään suojellen sekä noudattamaan annettuja ohjeita; oppia tekemään havaintoja

ja mittauksia, etsimään tietoa tutkittavasta kohteesta sekä pohtimaan tiedon luotettavuutta; oppia

tekemään johtopäätöksiä havainnoistaan ja mittauksistaan sekä tunnistamaan luonnonilmiöihin ja

kappaleiden ominaisuuksiin liittyviä syy-seuraussuhteita, oppia tekemään yksinkertaisia

luonnontieteellisiä kokeita, joissa selvitetään ilmiöiden, eliöiden, aineiden ja kappaleiden

ominaisuuksia sekä niiden välisiä riippuvaisuuksia, oppia käyttämään luonnontieteellisen tiedon

kuvailemisessa, vertailemisessa ja luokittelussa fysiikan ja kemian alaan kuuluvia käsitteitä ja oppia

ymmärtämään päihde- ja vaikuteaineiden vaarallisuus. Näistä tavoitteista moni kuului tähän

pitämäämme kaksoistuntiin. Oppilaiden täytyi noudattaa annettuja ohjeita. He joutuivat etsimään

itse tietoa verkosta ja myös pohtimaan tiedon luotettavuutta. Tästä oli aivan erillinen tehtävä

oppilaan ohjeissa. He joutuivat pohtimaan havaintojaan, esimerkiksi maitohapon rakenteen

selvittämisen jälkeen selvisi tiedonhaussa, että maitohappoa esiintyy sekä ihmisen elimistössä että

4

mm. hapanmaitotuotteissa. Myös kemiaan liittyviä käsitteitä tuli oppilaille paljon tässä

opetustapahtumassa.

Toteutus pedagogisesti:

Molekyylimallinnus ei kuulu peruskoulun oppimäärään, joten tämä tunti on ylimääräistä hauskaa

oppilaille ja toimii mielenkiinnon herättäjänä kemiaan tieteenä. Harjoituspajassa saimme opettajina

olla koko ajan tuntosarvet herkällä, koska meidän piti mukauttaa opetuksemme ja opetustahtimme

luokan tasoon, ennakkotietoihin ja omaksumisvauhtiin sopiviksi. Varaudumme jättämään jotain

pois ja ottamaan jotain lisää, jos aika on vähissä tai sitä tuntuu olevan liikaa. Oppilaiden esittämät

kysymykset ohjaavat myös tuntia. Haluamme antaa oppilaille vastaukset heitä kiinnostaviin

kysymyksiin, eikä vain kiirehtiä omaa ohjelmaamme läpi. Paineita omaa suunnitelmaamme kohtaan

vähentää juuri se, että tämä ei ole pakollista alakoulussa, vaan lisätietoa. Tässä historiallisessa

tarinassa käytämme kerrontaa ja power point –esitystä, joka on liitteenä tässä raportissa.

Aloitamme kertomalla lyhyesti Thaleen käsityksestä veden kaikkivoipaisuudesta. Tämän

näkemyksen mukaanhan kaikki aine on syntyisin vedestä. Tähän ajatukseen Thales päätyi

tarkkailemalla jokisuistoa, joka toi viljelyksille hedelmällistä mutaa. Antiikin ajan neljästä

alkuaineesta maa, tuli ilma ja vesi (Demokritos) siirrytään kysymykseen, onko vesi alkuaine.

Yhdessä pohdimme asiaa, kerromme siinä samalla Platonin päättelyn, miksi tarvitaan viides

alkuaine, joka olisi eetteri. Aristoteles kantoi kortensa kekoon tässä kemian kehityksessä. Hänen

mukaansa kaikki koostui perusaineesta eli proto hyleestä. Aristoteles oli erittäin arvostettu

tiedepiireissä, ja muutenkin, joten kukaan ei suuremmin kyseenalaistanut hänen teorioitaan lähes

kahteentuhanteen vuoteen. Vaikka ihmiset tunsivat ja käyttivät monia metalleja, niitä ei mielletty

alkuaineiksi.

Tässä välissä avaamme Spartan -ohjelman ja inorganic -välilehdeltä avaamme jaksollisen

järjestelmän. Oppilaat saavat rakentaa oman jaksollisen järjestelmänsä ja samalla he tutustuvat ja

harjaantuvat ohjelman käyttöön. Tarkoitus on tässä välissä saada oppilaat etsimään

säännönmukaisuutta rakentamastaan järjestelmästä ja sitä kautta siirtyä jaksollisen järjestelmän

syntyyn.

Erilaisten löydettyjen alkuaineiden ja niiden ominaisuuksien, lähinnä painojen, pohjalta venäläinen

Mendelejev järjesti alkuaineet jaksolliseksi järjestelmäksi. Tässä vaiheessa menemme Spartanissa

5

taas inorganic -välilehdelle, jossa alkuaineet on näkyvissä jaksollisen järjestelmän mukaisesti.

Voimme mainita myös, miten atomin painon mukaan alkuaineet on jaksolliseen järjestelmään

sijoitettu.

Teorian puolesta jäämme tähän, mutta jatkamme molekyylien rakenteiden parissa ja piirrämme

monimutkaisempia molekyylejä yhdessä, tai oppilaat piirtävät ohjeen mukaisesti. Sekä oppilaan että

opettajan ohjeet ovat liitteissä.

Palaute koululaisilta ja sen analysointi

Pajassa oli 25 koululaista ja heistä 24 koululaista täytti myöhemmin koulussa palautelomakkeen.

Noista koululaisista lisäksi 21 kirjoitti aineen, tai lyhyen kirjoitelman aiheesta ”Retki Luma-

Keskukseen”. Seuraavassa on esitetty kyselylomakkeiden tulokset taulukoituna. Kyselyä ei ole

esitettyä tarkemmin tilastollisesti analysoitu, koska se ei olisi ollut otoksen pienen koon takia

mielekästä (N = 24). Taulukkoon vaihtoehdot ja kysymykset on lyhennelty. Tarkemmat

sanamuodot löytyvät liitteistä. Pääajatuksen pitäisi kuitenkin näkyä alla esitetyistä taulukoista.

Taulukko 1. Kyselylomakkeen 1.kohta: Pidän kemiasta.

1. Pidän kemiasta tytöt pojat yhteensä

a) Se on lempiaineeni - 2 2

b) Se on mukava aine - 10 10

c) Kemia on O.K… 8 3 11

d) En pidä kemiasta 1 - 1

Taulukko 2. Kyselylomakkeen 2.kohta. Opettajan vaikutus kouluaineeseen.

2. Opettajan vaikutus

kouluaineeseen

tytöt pojat yhteensä

a) On yhdentekevää… - 3 3

b) Pieni vaikutus 6 3 9

c) Merkittävä vaikutus 3 9 12

6

Taulukko 3. Kyselylomakkeen 3. kohta: Kemian kokeelliset työt ja niiden tarpeellisuus.

3. Kokeelliset työt tytöt pojat yhteensä

a) Tylsää ilman kokeita 2 2 4

b) Kokeita ei tarvita - 2 2

c) Auttavat teoriassa 2 5 7

d) Parasta kemiassa 5 6 11

Taulukko 4. Kyselylomakkeen 4. kohta: Kemian kokeiden teko.

4. Kokeiden teko tytöt pojat yhteensä

a) Vain opettaja tekee - 2 2

b) Tehdä itse 8 6 14

c) oppilaat ja opettaja 1 7 8

Taulukko 5. Kyselylomakkeen 5. kohta: Mikä oli tällä tunnilla hyvää? (Oppilaat saivat valita

useamman vaihtoehdon.)

5. Mikä oli hyvää? tytöt pojat yhteensä

a) Historia - 6 6

b) Tietokoneen käyttö 5 9 14

c) Molekyylit 5 9 14

d) Retki yliopistolle 6 3 9

e) Tunnin erilaisuus 4 4 8

Merkillepantavan tärkeitä huomioita oli muutama. Tytöt ja pojat ajattelevat eri tavalla. Vastauksissa

oli selviä eroja, kuten taulukoista huomaa: kenenkään tytön mieliaineisiin ei kuulunut kemia, mutta

pojilla kemia oli valtaosalla pidetty kouluaine. Ne kaksi poikaa, jotka eivät nähneet kemian

kokeissa mitään hyödyllistä, eivät niitä halunneet itse tehdä, vaan olivat molemmat sitä mieltä, että

opettaja voi ne tehdä yksin ja oppilaat voivat vain katsella. Myös opettajan vaikutus kouluaineeseen

oli pojilla suurempi kuin tytöillä.

Kuudennessa kohdassa pyysimme parannusehdotuksia koskien tällaista molekyylimallinnustuntia.

Tähän tehtävään saimme monenlaisia vastauksia. Suurin osa oppilaista oli kuitenkin tyytyväisiä,

kannustaen jatkamaan samaan malliin. Joku olisi halunnut oikeita kemian kokeita laboratoriossa,

7

joku olisi halunnut pelata pelejä, joillakin oli liikaa tehtävää ja joku olisi halunnut piirtää vielä

enemmän molekyylejä. Vastauksien keskiarvo viittasi kuitenkin, siihen, että olimme löytäneet

hyvän kompromissin näistä esitetyistä toiveista. Viimeisessä kohdassa lomakettamme oppilaat

saivat lähettää terveisiä opettajille (meille) tai yliopistolle. Siinä useat heistä todellakin lähetti

terveisiä ja melkein kaikki kiittivät tai kehuivat tuntiamme.

Aineissa, jotka oppilaat kirjoittivat myöhemmin koulussaan, he toivat julki mielipiteitään ja

havaintojaan. Molekyylimallinnuksen kaikki mainitsivat. Kertoessaan siitä tarkemmin, 15 oppilaista

piti sitä kivana, 10 helppona ja 4 vaikeana. Kaiken kaikkiaan 21 oppilasta kirjoitti aineen

vierailustaan. Vaikutti siltä, että ruoka oli vielä tärkeämpää kuin opiskelu: 16 kertoi ruokailusta,

kuuden mielestä ruoka ei ollut hyvää, mutta 12 piti sitä hyvänä. 17 oppilasta kertoi aineessaan pajan

alussa tarjotuista mehuista ja kekseistä.

Tiedepolusta kertoi tai mainitsi 20 oppilasta, ja heistä 11 kehui ja kiitteli tiedepolun tehtäviä.

Kampuksesta arkkitehtuurisena kokonaisuutena tai akateemisena miljöönä opiskelijoineen kuvaili

11 koululaista. Yli puolet (11 kpl) kertoi lahjoista, jotka he saivat lopuksi ja saman verran mainitsi

aineessaan suoraan, että päivä oli todella hyvä ja antoisa kokemus. Moni haluaisi tulla uudelleen.

Lähteet:

Perusopetuksen opetuksen perusteet, Opetushallitus, 2004

Kemian keksintöjä -alkuaineiden löytöhistoria; Engels, Siegfried & Nowak,Alois; Gummerus 1993

Suurin tiede -Kemian historia; Hudson, John; Art House 1995

http://www2.hs.fi/extrat/teemasivut/tiedeluonto/alkuaineet/00.html (alkuaineista tietoa)

8

LIITE 1:

Ohje oppilaalle:

1. Avaa Spartan-ohjelma. Paina vasemmassa ylälaidassa olevaa paperiarkin kuvaa.

2. Sinulle aukeaa piirtotila, jonka oikealla laidalta löytyvät Organic- ja Inorganic välilehdet.

9

Klikkaa ensin Inorganic-välilehti ja piirrä vesimolekyyli, jonka kuva on alla.

O

H H

Ennen kuin klikkaat haluamasi alkuaineen symbolia oikeassa reunassa olevasta jaksollisesta

järjestelmästä, valitse niiden alta ensin oikea sidosmäärä. Eli hapesta (O) lähtee kaksi sidosta, joten

valitse symboli - • - , ja vasta sitten hapen symboli O. Vedystä lähtee vain yksi sidos, joten valitse

ensin symboli - •, ja vasta sitten vedyn symboli H. Molekyyliä voi pyörittää pitämällä vasenta hiiren

painiketta pohjassa ja liikuttamalla hiirtä.

Minkä muotoisen molekyylin sait? Piirrä kuva.

2. Valitse vasemassa reunassa olevasta File-valikosta Close ja ruutuun ilmestyvään

ponnahdusikkunaan vastaa No. Klikkaa taas vasemmassa laidassa olevaa paperiarkin kuvaa, jotta

pääset takaisin piirtotilaan. Valitse tällä kertaa oikeassa laidassa olevista välilehdistä Organic-

vaihtoehto ja piirrä vesimolekyyli uudelleen.

Tällä kertaa atomista lähtevä sidosten määrä löytyy samasta näppäimestä, eli aloitta klikkaamalla

-O- ja lisää sitten tikkujen päihin vedyt -H.

Minkä muotoinen vesimolekyyli syntyi tällä kertaa? Piirrä kuva.

Miksi kuvat ovat erilaiset? Pohdi parisi kanssa.

10

3. Mene taas File-hakemistoon ja valitse Close, ja edelleen ponnahdusikkunasta No. Paina

uudelleen paperiarkin kuvaa ja valitse oikean laidan välilehdistä Organic-vaihtoehto. Piirrä alla

oleva etaani-molekyyli.

Pyörittele molekyyliä. Onko se yhdessä tasossa?

4. Piirrä etanoli-molekyyli vaihtamalla yksi vety happiatomiin ja lisää hapen vapaan sidoksen

päähän yksi vety. Vedyn poistaminen tapahtuu painamalla ylälaidassa olevaa punaista räjähdyksen

kuvaa ja klikkaamalla sen jälkeen haluamaasi vetyä.

4. Piirrä maitohappo-molekyyli, jonka kuva on alla.

O

O

O

H

H

HH

H

H

Etsi internistä tietoa, mistä maitohappoa löytyy ja missä sitä käytetään

5. Piirrä oksaalihappo, jonka kuva on alla.

C

C

OH

O

OH

O

Pyörittele molekyyliä. Mitä huomaat sen rakenteesta?

Etsi internetistä mihin oksaalihappoa käytetään ja mistä sitä löytyy luonnossa.

11

LIITE 2:

MOLEKYYLIMALLINNUS: OPETTAJAN OHJE

1. Avaa Spartan-ohjelma. Paina vasemmassa ylälaidassa olevaa paperiarkin kuvaa.

2. Sinulle aukeaa piirtotila, jonka oikealla laidalta löytyvät Organic- ja Inorganic välilehdet.

12

Valitse Inorganic-välilehti, jolloin oikeaan sivuun avautuu jaksollinen järjestelmä.

Tavoitteenamme on rakentaa sama jaksollinen järjestelmä vihreälle piirtoalueelle ja aloita

klikkaamalla ensin jaksollisen järjestelmän vasemmassa ylälaidassa olevaa vetyä (H). Klikkaa sitten

piirtoalueelle, jolloin Spartan piirtää pallomaisen atomin, jolla on neljä tikkujen edustamaa sidosta.

Siirrä vety vasempaan yläkulmaan pitämällä pohjassa Control-näppäintä sekä hiiren oikeaa

näppäintä samalla kun liikutat hiirtä. Nyt poista sidokset painamalla yläpalkin PLUS-merkin

vieressä olevaa pommikuvaa ja sen jälkeen klikkaa jokaisen sidoksen päätä.

Seuraavaksi klikkaa ruudun oikeassa alareunassa olevaa Insert:iä ja sitten vedyn alla olevaa litiumia

(Li), klikkaa piirtoalueelle ja siirrä litium vedyn alle vasempaan alanurkkaan. Nyt voit poistaa

sidokset aivan kun vedystä.

Tee tällä tavoin oma jaksollinen järjestelmäsi.

Mitä huomioita voit tehdä alkuaineiden koosta jaksollisessa järjestelmässä?

- atomien koon kasvaminen sekä alas että oikealle mentäessä

3. Klikkaa ensin Organic-välilehti ja piirrä vesimolekyyli, jonka kuva on alla.

O

H H

Spartanissa työskenneltäessä on tärkeää valita oikea sidosmäärä ja alkuaine. Valitse ensin

-O- eli happi, jolla on kaksi sidosta, ja klikkaa sitten piirtoaluetta. Valitse sitten -H, eli vety, jolla on

yksi sidos, ja klikkaa jo piirretyn hapen sidoksia edustavien tikkujen päitä.

On tärkeää optimoida rakentamasi molekyyli eli laittaa ohjelman etsimään sille edullisin muoto.

Tämä tehdään klikkaamalla yläpalkin E:tä.

Saamasi molekyyli ei ole suora, mutta voit mitata sen sidoskulman. Klikkaa yläpalkista ∡?-

näppäintä ja sen jälkeen halutun kulman muodostavia atomeja (tässä tapauksessa kaikki veden

atomit ovat mukana). Sivun alalaidassa tulee teksti Angle=, jonka perässä oleva luku kertoo

ohjelman laskeman sidoskulman.

Minkä sidoskulman sait?

- Spartanin antama tulos vaihtelee, mutta tärkeää on selittää eron syy verrattuna kokeellisesti

saatuun tulokseen. Spartan luo mallin, joka ei vastaa täysin todellisuutta, vaan yrittää päästä

lähelle sitä. Parempiin tuloksiin voidaan päästä ns. "supertietokoneilla" ja hyvin

monimutkaisilla laskuilla, mutta ne vievät paljon aikaa, ja tämän tason tulokset ovat täysin

toimivia tähän tarkoitukseen.

13

4. Valitse vasemmassa yläkulmassa oleva paperinarkin kuva ja Organic-välilehti. Seuraavaksi

tehdään etaani, jonka kuva alla. Muista optimoida rakenne E-näppäimestä!

Valitse ensin oikea hiiliatomi (C) sen perusteella, kuinka monta sidosta siitä lähtee. Piirrä ensin yksi

hiili ja lisää siitä lähtevän sidoksen päähän toinen hiili, lisää vapaisiin sidoksiin vedyt (H). Muista

optimoida rakenne E-näppäimestä!

Paina Insert oikeasta alakulmasta ja piirrä viereen eteeni.

Valitse oikea hiili atomi, piirrä se ja liitä sen kaksoissidokseen (=) toinen hiili, lisää vedyt.

Voit pyörittää molekyylejä pitämällä hiiren vasenta näppäintä pohjassa.

Miten etaanin rakenne eroaa eteenin rakenteesta?

- eteeni on tasomainen.

5. Valitse paperiarkin kuva ja Organic-välilehti. Piirrä etanoli-molekyyli, jonka kuva on alla.

Muista optimoida rakenne E-näppäimestä!

O

H

H

H

HH

H

Etsi internetistä, miten etanolia valmistetaan.

-käyttämällä hiilihydraateista tai liittämällä katalyyttisesti eteeniin vettä

- muista kertoa oppilaille, että jokaisessa viivojen risteyskohdassa on hiili eli C

14

Mieti voitko luottaa kaikkeen internetistä löytämääsi tietoon.

- tarkoituksena on saada oppilaat pohtimaan löytyvän tiedon oikeellisuutta.

6. Valitse paperiarkin kuva ja Organic-välilehti. Piirrä dietyylieetteri, jonka kuva on alla. Muista

optimoida rakenne E-näppäimestä!

OH

HH

H

H

H

H

H

H

H

Etsi internetistä, mihin dietyylieetteriä aiemmin käytettiin.

- nukutusaineena, mutta sen syttymisherkkyyden vuoksi sen käytöstä on luovuttu.

7. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä alla oleva metyylietyyliketoni ja muista

optimoida rakenne E-näppäimestä!

OH H

HH H

H

H

H

Etsi internetistä, mihin metyylietyyliketonia käytetään.

-liuottimena lakoissa ja liimoissa

8. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä alla oleva muurahaishappo.

O

OH H

Etsi internetistä, mihin sitä käytetään ja mistä sitä luonnosta löytyy.

- muurahaiset, mehiläiset, nokkoset ja kuusen neulaset

- Aiv-rehusäilöntään

15

9. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä maitohappo-molekyyli, jonka kuva on alla.

Muista optimoida rakenne E-näppäimestä!

O

O

O

H

H

HH

H

H

Etsi internistä tietoa, missä maitohappoa syntyy ja missä sitä käytetään.

- syntyy lihaksissa ja maitotuotteita hapatettaessa

- käytetään hapanmaitotuotteissa ja hapankaalissa

10. Valitse paperiarkinkuva ja Organic-välilehti. Piirrä oksaalihappo, jonka kuva on alla. Muista

optimoida rakenne E-näppäimestä!

C

C

OH

O

OH

O

Pyörittele molekyyliä. Mitä huomaat sen rakenteesta?

-molekyyli on tasomainen

Etsi internetistä, mistä oksaalihappoa löytyy ja mihin sitä käytetään?

- löytyy pinaatista, raparperistä, ketunleivästä ja punajuuresta

- ruosteen poisto ja valkaisu, valokuvauksessa sävytykseen

16

LIITE 3: Diaesitys

Molekyylimallinnus 6. Molekyylimallinnus 6.

luokalleluokalle

Sonja MerilSonja Merilääinen inen

Kirsi Kirsi ÖÖstermansterman

22.4.200822.4.2008

MitMitää aine on?aine on?

Kreikkalaisten ajatukset sKreikkalaisten ajatukset sääilyneet ilyneet kirjoitustaidon ansiostakirjoitustaidon ansiosta

EnsimmEnsimmääisenisenää aineen olemusta pohti aineen olemusta pohti ThalesThales(noin 585 (noin 585 eKreKr), jonka mielest), jonka mielestää kaikki oli vettkaikki oli vettää

→→ havaintojen perusteella: joki toi havaintojen perusteella: joki toi hiekkaa ja maata mukanaan hiekkaa ja maata mukanaan

AnaksimenesAnaksimenes piti vesihpiti vesihööyryyryää kaiken ytimenkaiken ytimenää

17

EmpedokleenEmpedokleen teorian mukaan oli neljteorian mukaan oli neljää

alkuainetta:alkuainetta:

maamaa

tulituli

ilmailma

vesivesi

→→ kaikki aine on nkaikki aine on nääiden sekoituksia eri iden sekoituksia eri

suhteissasuhteissa

→→ rakkaus ja viha pitivrakkaus ja viha pitiväät nt nääititää yhdessyhdessää

AnaksagorasAnaksagoras::

jokaisessa aineessa on hieman muuta ainetta eli jokaisessa aineessa on hieman muuta ainetta eli

vehnvehnäässssää oli myoli myöös karvoja, nahkaa, luuta jne.s karvoja, nahkaa, luuta jne.

LeukipposLeukippos::

ensimmensimmääinen atomiteoria, mutta kirjoitukset inen atomiteoria, mutta kirjoitukset

hhäävinneetvinneet

18

DemokritosDemokritos::

LeukippoksenLeukippoksen oppilasoppilas

aine koostuu jakamattomista atomeista, joiden aine koostuu jakamattomista atomeista, joiden

erilaiset asennot selitterilaiset asennot selittäävväät aineiden eri t aineiden eri

ominaisuudetominaisuudet

otti atomien muodon huomioon: kirpeotti atomien muodon huomioon: kirpeään tn tääytyy ytyy

koostua pienistkoostua pienistää ja terja teräävistvistää atomeista, makea atomeista, makea

pypyööreistreistää ja suuristaja suurista

SokratesSokrates

matemaatikko matemaatikko

oli keksinyt monitahokkaat ja poli keksinyt monitahokkaat ja päääätteli niiden tteli niiden

lukumlukumäääärrään (5) perusteella niiden liittyvn (5) perusteella niiden liittyvään n

EmpedokleenEmpedokleen neljneljääään alkuaineeseen:n alkuaineeseen:

tetraedri: tulitetraedri: tuli

oktaedri: ilmaoktaedri: ilma

ikosaedri: vesi ikosaedri: vesi

kuutio: maakuutio: maa

dodekaedri: 12 horoskooppimerkkidodekaedri: 12 horoskooppimerkkiää

19

AristotelesAristoteles

maineikkain kaikista Kreikan maineikkain kaikista Kreikan

filosofeistafilosofeista

maa, tuli, vesi ja ilma koostuvat maa, tuli, vesi ja ilma koostuvat

protoproto hylesthylestää eli perusaineesta, johon eli perusaineesta, johon yhdistetyhdistetääään muoton muoto

aine pystyi muuttumaan toiseksi kun siihen aine pystyi muuttumaan toiseksi kun siihen lislisäättääään ja poistetaan ominaisuuksian ja poistetaan ominaisuuksia

Aristoteleen vuoksi atomiteoriaa hyljeksittiin Aristoteleen vuoksi atomiteoriaa hyljeksittiin miltei 2000 vuottamiltei 2000 vuotta

SpartanSpartan--molekyylimallinusohjelmamolekyylimallinusohjelma

Avaa ohjelma:Avaa ohjelma:

StartStart--valikkovalikko →→ AllAll programsprograms →→

Spartan Spartan StudentStudent V3.0.2V3.0.2

20

Klikkaa ylKlikkaa ylääpalkissa olevaa paperin kuvaa:palkissa olevaa paperin kuvaa:

→→ oikeaan laitaan tulee voikeaan laitaan tulee väälilehtililehtiää

→→ klikkaa klikkaa InorganicInorganic-- vväälilehtelilehteää

Vasemmassa laidassa on jaksollinen Vasemmassa laidassa on jaksollinen

jjäärjestelmrjestelmää

→→ Klikkaa ensin vetyKlikkaa ensin vetyää (H) ja sitten (H) ja sitten

hiirellhiirellää vihrevihreäälle piirtoalueellelle piirtoalueelle

→→ SiirrSiirrää vetyatomin piirtoalueen vetyatomin piirtoalueen

vasempaan ylvasempaan ylääreunaan pitreunaan pitäämmäällllää

hiiren oikeaa nhiiren oikeaa nääppppääintintää ja ja

nnääppppääimistimistöön n ControlControl--nnääppppääintintää pohjassa pohjassa

samalla kun liikutat hiirtsamalla kun liikutat hiirtää

21

ohjelma piirsi vedylle tikuilla kuvattuja ohjelma piirsi vedylle tikuilla kuvattuja

sidoksia, jotka pitsidoksia, jotka pitääää poistaa:poistaa:

→→ klikkaa ylklikkaa ylääpalkissa PLUSpalkissa PLUS--

nnääppppääimen vieressimen vieressää olevaa olevaa ""pommi"pommi"--

nnääppppääintintää ja sen jja sen jäälkeen lkeen jokaisen jokaisen

sidoksen psidoksen päääättää, jolloin sidos , jolloin sidos poistuupoistuu

nyt lisnyt lisäättääään vedyn alla oleva litium (n vedyn alla oleva litium (Li)Li)--atomiatomi::

→→ klikkaa ensin ylklikkaa ensin ylääpalkin (+)palkin (+)--

nnääppppääintintää, sen j, sen jäälkeen Lilkeen Li--nnääppppääintintää ja ja

sitten oikeaan alareunan sitten oikeaan alareunan Insert:iInsert:iää

→→ klikkaa piirtoaluetta ja toimi kuten klikkaa piirtoaluetta ja toimi kuten

aiemmin vetyaiemmin vetyää piirrettpiirrettääessessää

22

Vesimolekyylin piirtVesimolekyylin piirtääminenminen

valitse valitse FileFile--valikostavalikosta CloseClose ja paina ylja paina ylääpalkin palkin

paperiarkin kuvapaperiarkin kuva

oikean laidan voikean laidan väälilehdistlilehdistää valitaan tvalitaan täällllää kertaa kertaa

OrganicOrganic

23

MikMikää on veden rakenne?on veden rakenne?

OrganicOrganic--vväälilehdelllilehdellää tytyööskenneltskenneltääessessää on on ttäärkerkeääää valita oikean sidosmvalita oikean sidosmäääärrään sisn sisäältltäävvääatomi:atomi:

→→ valitse valitse --OO-- ja klikkaa piirtoalueelleja klikkaa piirtoalueelle

→→ valitse valitse ––H ja klikkaa happiatomin H ja klikkaa happiatomin molempien sidosten pmolempien sidosten pääititää

→→ rakenne voidaan optimoida eli etsirakenne voidaan optimoida eli etsiää paras paras mahdollinen muoto painamalla ylmahdollinen muoto painamalla ylääpalkin palkin EE--nnääppppääintintää

Veden sidosten vVeden sidosten väälinen kulmalinen kulma

voit katsoa veden muodostaman voit katsoa veden muodostaman

sidoskulman:sidoskulman:

→→ klikkaa ylklikkaa ylääpalkista palkista ∡∡??--nnää ppppää intintää ja sitten ja sitten

jokaista vesimolekyylin atomiajokaista vesimolekyylin atomia

→→ nnääytytöön alareunassa n alareunassa AngleAngle--kohdassakohdassa

nnääkyy ohjelman laskema sidoskulmakyy ohjelman laskema sidoskulma

→→ verrataan ohjelman antamaa tulosta verrataan ohjelman antamaa tulosta

kokeellisesti saatuun: kokeellisesti saatuun:

104,45104,45°° Miksi ero?Miksi ero?

24

EtaaniEtaani

Paina paperiarkin kuvaa vasemmassa Paina paperiarkin kuvaa vasemmassa

ylyläälaidassalaidassa

Etaanimolekyyli Etaanimolekyyli

Valitse oikeat atomit eli ota huomioon Valitse oikeat atomit eli ota huomioon

atomista latomista läähtevien sidosten lukumhtevien sidosten lukumäääärrää::

→→ molemmista hiilistmolemmista hiilistää (C) l(C) läähtee htee

kolme sidostakolme sidosta

EteeniEteeni

Valitse oikeasta alareunasta Valitse oikeasta alareunasta InsertInsert ja piirrja piirrääeteeni:eteeni:

→→ molemmilla hiilillmolemmilla hiilillää on yksi on yksi kaksoissidos (=) ja kaksi tavallista kaksoissidos (=) ja kaksi tavallista sidostasidosta

MitMitää eroa voit havaita etaanin ja eteenin eroa voit havaita etaanin ja eteenin rakenteissa?rakenteissa?

25

EtanoliEtanoli

Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää etanolietanoli

Miten etanolia voidaan valmistaa?Miten etanolia voidaan valmistaa?

DietyylieetteriDietyylieetteri

Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää dietyylieetteridietyylieetteri

→→ voisiko molekyylille saada useampia voisiko molekyylille saada useampia

erinerinääkkööisiisiää muotoja?muotoja?

Mihin Mihin dietyylieetteridietyylieetteriää on aiemmin kon aiemmin kääytetty?ytetty?

O

H H

H

HH H H

H

H

H

26

MetyylietyyliketoniMetyylietyyliketoni

Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää

metyylietyyliketonimetyylietyyliketoni

Mihin metyylietyyliketonia kMihin metyylietyyliketonia kääytetytetääään?n?

OH H

HH H

H

H

H

MuurahaishappoMuurahaishappo

Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää

muurahaishappomuurahaishappo

MistMistää muurahaishappoa lmuurahaishappoa lööytyy? Mihin sitytyy? Mihin sitää

kkääytetytetääään?n?

O

OH H

27

MaitohappoMaitohappo

Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää

maitohappomaitohappo

MissMissää maitohappoa syntyy? Missmaitohappoa syntyy? Missää sitsitää

kkääytetytetääään?n?

O

O

O

H

H

HH

H

H

OksaalihappoOksaalihappo

Valitse paperiarkin kuva ja piirrValitse paperiarkin kuva ja piirrää

oksaalihappooksaalihappo

MistMistää voit lvoit lööytytääää oksaalihappoaoksaalihappoa? Mihin sit? Mihin sitää

kkääytetytetääään?n?

C

C

OH

O

OH

O

28

KYSELYLOMAKE OPPILAILLE

Vastaa sanallisesti tai valitse mielestäsi paras vaihtoehto (ympyröi se). Voit halutessasi jatkaa

paperin kääntöpuolelle.

Olen tyttö ( )/ poika ( )

1. Pidän kemiasta

a) Se on lempiaineeni

b) Se on mukava kouluaine

c) Kemia on kouluaineena ihan O.K., mutten siitä kovin pidä

d) En pidä kemiasta

2. Opettajan vaikutus kouluaineeseen

a) On yhdentekevää, millainen opettaja on

b) Opettaja vaikuttaa vain vähän siihen, kuinka paljon pidän sen opettajan opettamasta aineesta

c) Opettaja vaikuttaa paljon siihen, kuinka paljon pidän sen opettajan opettamasta kouluaineesta

3. Kemian kokeelliset työt, esim. laboratoriossa

a) Kemia ilman kokeita on tylsää

b) Kemiassa ei tarvita kokeita, teoria riittää oppimiseen

c) Kemian kokeet ovat hyviä, koska ne auttavat teorian oppimisessa

d) Kemiassa kokeet ovat parasta

4. Kemian kokeiden teko

a) On paras että opettaja tekee kokeet luokan edessä, ja oppilaat saavat katsoa

b) Parasta on saada tehdä itse kokeita: yksin, pareittain tai ryhmässä

c) Sekä opettaja tekee että oppilaat tekevät

5. Mikä oli tällä tunnilla hyvää (Voit valita useamman vaihtoehdon!)

a) Historiaan liittyvät jutut

b) Tietokoneen käyttö

c) Molekyylien piirtäminen

d) Luokan kanssa tehty retki yliopistolle

e) erilainen kemiantunti (ei luokassa pidettty)

6. Miten tunti olisi ollut mielestäsi parempi

7. Terveiset opettajille tai yliopistolle