In der Bindungslehre wird das Wassermolekül als Beispiel für ein Molekül mit polarer Elektronenpaarbindung behandelt. Der Versuch zur Ablenkung eines Wasserstrahls dient dabei als Grundlage für die Erarbeitung der Dipoleigenschaft der Wassermoleküle. Zur Erklärung der Ablenkung werden zumeist einzelne Moleküle mit entsprechender Orientierung zum elektrisch geladenen Stab an der Tafel dargestellt. Mit den hier vorgestellten Flash-Folien lassen sich die Dipoleigenschaften der Wassermoleküle en bloc thematisieren und die Eigenschaften der Grenzschicht des Wassers zum Luftraum untersuchen. Ebenfalls per Beamer projizierte dynamische 3D-Moleküle können der Bildung von Wasserstoffbrücken im Wasser zu einer ?Plastizität? verhelfen, die durch zweidimensionale Abbildungen aus dem Schulbuch nicht erzielt werden kann. Nach dem Einsatz der Flash-Folien bietet sich im Fortgang des Unterrichts die Durchführung eines analogen Experiments zur Minderung der Oberflächenspannung an.
Die Oberflächenspannung des Wassers
Unterrichtseinheit
Kurze Flash-Animationen (Flash-Folien), die im Rahmen des Unterrichtsgesprächs von der Lehrperson per Beamer projiziert werden, unterstützen bei den Schülerinnen und Schülern die Entwicklung einer anschaulichen Vorstellung zur Oberflächenspannung des Wassers.
- Chemie / Natur & Umwelt
- Sekundarstufe I
- 1 Stunde
- Experiment, Video
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
- Hinweise zum Einsatz der Materialien
Informationen zum Aufbau, zur Steuerung und zu den Inhalten der einzelnen Flash-Folien mit Screenshots - Wassermoleküle und Wasserstoffbrücken in 3D
Während des Unterrichtsgesprächs per Beamer projizierte 3D-Moleküle verhelfen der Wasserstoffbrückenbildung im Wasser zu mehr "Plastizität".
Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- die Organisation der Wassermoleküle im Stoff Wasser kennen lernen.
- erkennen, dass der Wasserkörper durch die Anziehungskräfte zwischen den Dipolmolekülen einerseits stabilisiert und zusammengehalten wird, andererseits aber auch die Fluidität des Stoffes Wasser gegeben ist.
- erkennen, dass die Wassermoleküle an der Wasseroberfläche von den Wassermolekülen im Inneren des Wasserkörpers angezogen ("festgehalten") werden.
- aus den animierten Versuchen (Experiment 1 und 2: "Schwimmversuche" mit einer Büroklammer) ableiten, dass die Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen an der Wasseroberfläche einen "Anspannungszustand" (die Oberflächenspannung) bewirken, der bei mechanischen Einflüssen auf die Wasseroberfläche sichtbar wird.
Internetadressen und Zusatzinformationen
- Flash-Folien und 3D-Molküle
Animationen zur Oberflächenspannung des Wassers sowie interaktive 3D-Moleküle zum Thema Wasser und Wasserstoffbrücken
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