بناء الجزيئات – الذرات والتكافؤ والصيغ والأشكال ثلاثية الأبعاد
العلومالذرات والعناصر والروابط12–13 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلثلاث شاشات لربط الذرات وتكوين الجزيئات. في شاشة «كوّن جزيئات» اسحب ذرات H وC وN وO وCl وF… من صناديق عدة علب (بدّل بينها بالأسهم) إلى الطاولة، وأفلتها قرب ذرة أخرى لترتبط بها حسب التكافؤ، واضغط على الرابطة لقطعها. يعرض الجزيء المكتمل صيغته واسمه، فاسحبه إلى الخانة المطابقة لتكمل المجموعة. في شاشة «عدة جزيئات» تطلب كل خانة عدة جزيئات من المادة نفسها (2 H₂O، 3 O₂…) مع عدّاد. أما «الساحة الحرة» فذراتها غير محدودة لبناء جزيئات كبيرة مثل الإيثانول وحمض الإيثانويك (حمض الأسيتيك) و2-ميثيل بروبان (الأيزوبيوتان). يضم الفهرس 58 مادة مألوفة (منها متشكلات لها الصيغة نفسها)، ويمكن عرض كل منها نموذجًا ثلاثي الأبعاد قابلًا للتدوير وفق نظرية VSEPR. مقتبسة من محاكاة "Build a Molecule" من PhET Interactive Simulations، University of Colorado Boulder (CC BY 4.0)، وأعيدت كتابتها.
الدرس: الجزيئات والعناصر والمركبات
ماذا تعرض
يقدّم درس الجزيئات والعناصر والمركبات، ضمن موضوع «الجزيئات والروابط الكيميائية»، الجزيء على أنه جسيم يتكون من ذرات مرتبطة معًا: فالعنصر (المادة العنصرية) يتكون من عنصر كيميائي واحد، أما المركب فيتكون من عنصرين أو أكثر. وفي هذه المحاكاة يربط الطلاب الذرات بأيديهم ليكوّنوا الجزيئات، ويتحققون من النتيجة فورًا.
طريقة الاستخدام
في شاشة «كوّن جزيئات» يسحب الطلاب الذرات من صناديق العلبة إلى الطاولة؛ فالذرة التي تُفلت قرب ذرة أخرى ترتبط بها تلقائيًا إذا بقي لدى كلتيهما تكافؤ حر (تكافؤ H أحادي I، وO ثنائي II، وN ثلاثي III، وC رباعي IV). ويُتعرَّف الجزيء الذي استنفد تكافؤ ذراته كلها، فتظهر صيغته الكيميائية واسمه، مثل H₂O (الماء) وCO₂ (ثاني أكسيد الكربون) وNH₃ (الأمونيا) وCH₄ (الميثان). وسحب الجزيئات إلى خانات المجموعة الصحيحة يكمل المجموعة؛ وتطلب شاشة «عدة جزيئات» عدة جزيئات من النوع نفسه، أما «الساحة الحرة» فتوفر ذرات غير محدودة لبناء جزيئات كبيرة واستكشاف المتشكلات، مثل الإيثانول والميثوكسي ميثان (ثنائي ميثيل الإيثر) اللذين يشتركان في الصيغة C₂H₆O. ويفتح زر 3D نموذجًا فراغيًا يدور بالفأرة أو بالإصبع، فيُظهر CO₂ الخطي وH₂O المنحني وNH₃ الهرمي وCH₄ رباعي السطوح.
المعاملات القابلة للتغيير
- الشاشة كوّن جزيئات, عدة جزيئات, الساحة الحرة
- أهداف المجموعة مواد مألوفة (أساسي), موسّع (يشمل المواد العضوية)
- إظهار أسماء المواد
أسئلة للاستكشاف
- من بين الجزيئات H₂ وO₂ وH₂O وCO₂ وNH₃، أيها عناصر وأيها مركبات؟
- لماذا لا يمكنك بناء جزيء ترتبط فيه ذرة C واحدة بذرتي H فقط؟
- يشترك الإيثانول وثنائي ميثيل الإيثر في الصيغة C₂H₆O، فبماذا يختلف الجزيئان؟
