LICEO SCIENTIFICO STATALE "G.B.QUADRI" VICENZA DOCUMENTO DEL CONSIGLIO DI CLASSE (Regolamento, art.5; O. M. 38 art.6) Anno scolastico 2014-2015 RELAZIONE FINALE DEL DOCENTE All. A Classe: 5C Indirizzo: SA Materia: Scienze Naturali Docente: Donatella Scala 1. OBIETTIVI RAGGIUNTI DALLA CLASSE La valutazione della classe utilizza la seguente tabella di corrispondenza Meno di 6 insufficiente 6 sufficiente 6-7 discreto 7-8 buono 8-10 ottimo In relazione alla programmazione curricolare sono stati conseguiti i seguenti obiettivi 1.1. Obiettivi raggiunti relativamente alle conoscenze In riferimento all'acquisizione dei contenuti, e quindi di concetti, termini, argomenti, procedure, regole e metodi, la conoscenza della classe appare buona. 1.2. Obiettivi raggiunti relativamente alle competenze Relativamente all'utilizzazione delle conoscenze acquisite, nella risoluzione di problemi, nell'effettuazione di compiti affidati e in generale nell'applicazione concreta di quanto appreso la classe ha raggiunto un livello buono. 1.3. Obiettivi raggiunti relativamente alle capacità Relativamente alla rielaborazione critica delle conoscenze acquisite, al loro autonomo e personale utilizzo e in rapporto alla capacità di organizzare il proprio apprendimento la classe ha raggiunto un livello mediamente buono. 2. CONTENUTI DISCIPLINARI E TEMPI DI REALIZZAZIONE CHIMICA Legame chimico e isomeria (cap. 1) Il C e il legame covalente puro e polarizzato; legami e ; stati di ibridazione del C; isomeria, metodi di scrittura delle formule dei composti organici; risonanza;
significato delle frecce negli spostamenti elettronici; classificazione in base alla struttura molecolare e ai gruppi funzionali. Alcani e cicloalcani (cap. 2) Definizione e classificazione generale degli idrocarburi, nomenclatura tradizionale (per i composti più comuni) e IUPAC; struttura, proprietà fisiche e chimiche. Conformazioni eclissate e sfalsate negli alcani a catena aperta; a sedia e a barca nei cicloalcani. Reazioni considerate: combustione; alogenazione (meccanismo radicalico a catena). Alcheni ed alchini (cap. 3) Nomenclatura tradizionale (per i composti più comuni) e IUPAC; proprietà fisiche e chimiche; caratteristiche strutturali e modello orbitalico del doppio e del triplo legame. Alcheni: isomeria cis-trans. Reazioni considerate: addizione di alogeni, acqua, acidi alogenidrici (meccanismi di reazione per l addizione elettrofila, regola di Markovnikov); idroborazione; idrogenazione; addizione elettrofila ai dieni coniugati; ossidazione (con KMnO 4 e ozonolisi); combustione. Alchini: reazioni di addizione (idrogenazione e idratazione); acidità degli alchini. Polimeri: distinzione fra polimeri per addizione e per condensazione; correlazione fra struttura e proprietà Composti aromatici (cap. 4) Dati sperimentali sul benzene e loro interpretazione, struttura di Kekulè, risonanza e modello orbitalico del benzene; nomenclatura tradizionale (per i composti più comuni) e IUPAC dei composti derivati dal benzene. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica (meccanismo di reazione; alogenazione, nitrazione, solfonazione, reazioni di Friedel-Crafts). Classificazione e azione dei gruppi attivanti e disattivanti nella sostituzione elettrofila aromatica; effetti orientanti nella sintesi. Stereoisomeria (cap. 5) Isomeria di struttura e stereoisomeria; centri stereogeni e carbonio asimmetrico, enantiomeri; proiezioni di Fischer (c enni); luce polarizzata e attività ottica, proprietà degli enantiomeri. Racemi. Importanza della chiralità in biochimica. Composti organici alogenati (cap. 6) Caratteristiche fisiche e chimiche degli alogenuri alchilici. Reazioni di sostituzione nucleofila, meccanismi S N 2 e S N 1 e condizioni che influiscono sul tipo di meccanismo. Reazioni di eliminazione e meccanismi E1 ed E2, competizione fra sostituzione ed eliminazione, considerazioni steriche nelle reazioni di sostituzione ed eliminazione. Scheda di approfondimento: i CFC e lo strato di ozono. Alcoli e fenoli (cap. 7) Nomenclatura tradizionale (per i composti più comuni) e IUPAC; classificazione degli alcoli; confronto fra alcoli e fenoli relativamente a interazioni intermolecolari, punti di ebollizione, legame a idrogeno, acidità e basicità, reattività. Reazioni esaminate: disidratazione degli alcoli ad alcheni; reazione con gli acidi alogenidrici e formazione di alogenuri alchilici; ossidazione e formazione di aldeidi, chetoni e acidi carbossilici; reazione di sostituzione elettrofila aromatica nei fenoli. Eteri (cap. 8) Nomenclatura e proprietà fisiche degli eteri. Settembre Ottobre Novembre Dicembre Gennaio
Preparazione dei reattivi di Grignard. Sintesi degli eteri: disidratazione con acido solforico per eteri simmetrici; sintesi di Williamson. Aldeidi e chetoni (cap. 9) Nomenclatura tradizionale (per i composti più comuni) e IUPAC, modello orbitalico del carbonile e proprietà fisiche e chimiche correlate. Metodi di preparazione: ossidazione di alcoli; acilazione di Friedel-Crafts (chetoni aromatici); idratazione alchini (metilchetoni). Stereochimica del gruppo carbonilico e meccanismo dell addizione nucleofila. Reazioni considerate: formazione di emiacetali ed acetali; sintesi di alcoli con reattivi di Grignard; riduzione; ossidazione. Tautomeria cheto-enolica, acidità degli idrogeni in posizione, condensazione aldolica. Acidi carbossilici e derivati (cap. 10) Nomenclatura tradizionale (per i composti più comuni) e IUPAC di acidi carbossilici, esteri, alogenuri acilici, anidridi, ammidi; proprietà fisiche e chimiche; acidità ed effetto induttivo; reattività e meccanismo della sostituzione nucleofila acilica. Metodi di preparazione degli acidi: ossidazione di alcoli primari e aldeidi; carbonatazione con i reattivi di Grignard. Reazioni considerate: acidi: formazione di sali; esterificazione di Fischer; sintesi di sali di ammonio e ammidi; esteri: saponificazione, ammonolisi, transesterificazione; alogenuri acilici e anidridi: sintesi; reazioni di idrolisi, alcolisi e ammonolisi. Ammine (cap 11) Nomenclatura; proprietà fisiche e chimiche. Metodi di preparazione: alchilazione dell ammoniaca; riduzione di ammidi. Sintesi dell anilina per riduzione di arilnitrocomposti. Reazioni delle ammine: formazione di sali di ammonio; sintesi di ammidi. Febbraio Marzo Aprile Attività di laboratorio: Reazioni degli idrocarburi alifatici; sostituzione elettrofila aromatica; sintesi del cloruro di terzbutile SCIENZE DELLA TERRA Studio della struttura interna della Terra: onde P ed S; individuazione delle discontinuità principali; caratteristiche distintive di crosta, mantello, nucleo, litosfera e astenosfera. Wegener e la deriva dei continenti: prove a sostegno della teoria. Studio della morfologia dei fondali oceanici. La teoria della tettonica delle zolle: teoria di Hess sulla espansione dei fondali oceanici; prove a sostegno: datazione radiometrica delle rocce vulcaniche; studi paleomagnetici associati ai fondali oceanici ed alla deriva dei continenti; tipi di margini e fenomeni sismici e vulcanici associati; sistemi arco-fossa; faglie trasformi. Orogenesi; formazione delle catene andina e himalayana. Studio dei fenomeni atmosferici: Umidità assoluta e relativa; aree cicloniche e anticicloniche; fronti caldo, freddo, Settembre Ottobre
occluso; cicloni extratropicali; fenomeni meteorologici violenti: uragani e tornado. Climi e sistemi climatici; fattori ed elementi climatici Cicli di acqua, carbonio, zolfo e correlazione con le condizioni meteorologiche; interrelazioni nel sistema climatico Cambiamenti climatici: cause naturali ed antropiche; gas serra e riscaldamento globale Novembre Dicembre Incontro con il Dr. Altissimo: impronta idrica urbana BIOLOGIA Ripasso della biochimica relativa ad acidi nucleici e sintesi proteica (CLIL) Scambi di materiale genetico fra batteri: trasformazione, coniugazione (batteri F + e Hfr), trasduzione generalizzata e specializzata; i plasmidi R e la resistenza agli antibiotici Definizione di biotecnologia; confronto fra biotecnologie tradizionali ed avanzate. Tipi di colture cellulari e di cellule staminali. Tecnologie del DNA-ricombinante: come si ottengono i frammenti di DNA, si inseriscono in vettori, si clonano, si sequenziano Genomica: costruzione di genoteche (DNA e cdna); identificazione di geni, costruzioni di mappe genomiche, confronto fra genomi, studio dell'espressione genica Cosa sono e come si ottengono O.G.M. : batteri, animali transgenici, piante g.m. Clonazione animale Applicazioni delle biotecnologie in campo medico (diagnosi, molecular pharming, vaccini, terapia genica, terapie anticancro) Biotecnologie in campo agro-alimentare: miglioramento delle colture con tecniche tradizionali e con l'ingegneria genetica. Agrobacterium e plasmide Ti; esempi di piante g.m. esistenti. Biotecnologie per l'ambiente: biocombustibili: biogas (progetto ambiente: biometanazione da rifiuti organici; produzione di idrogeno), biodiesel, bioetanolo trattamento della acque reflue urbane ed agricole (fosse biologiche, depuratori); ciclo dell'azoto e eutrofizzazione delle acque. Biorimedio: bonifica di terreni inquinati, trattamenti acque reflue industriali; fitodepurazione Compostaggio Biomateriali e materiali biomimetici Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Progetto ambiente: simulazione di una misura di potenziale di biometanazione (allestimento di un bioreattore e raccolta del biogas prodotto) CLIL: Lettura di un estratto dell'articolo di John Tuzo Wilson (Nature, 24/07/1965): A new class of faults and their bearing on continental drift. Lezioni (da siti universitari statunitensi e della casa editrice McGraw-Hill) con test finale su: replicazione DNA, sintesi proteica, spliceosomi, controllo della espressione genica in pro ed eucarioti, telomeri, scambi di materiale genetico fra batteri, fagi.
Ore effettivamente svolte dal docente durante l anno, alla data attuale: 139 Firma degli studenti rappresentanti di classe 3. METODOLOGIE E MATERIALI DIDATTICI Per la chimica ho seguito abbastanza fedelmente il testo in adozione (P. De Maria Percorsi di chimica organica - Ed. Zanichelli), riducendo e talvolta eliminando le parti troppo specialistiche (casi particolari, reazioni meno comuni ); ho prestato particolare attenzione alle caratteristiche dei legami del C nei diversi composti correlandole alle proprietà ed al comportamento. Generalmente gli studenti hanno lavorato in piccoli gruppi per svolgere i numerosi esercizi sulla nomenclatura, sulle proprietà e sulle reazioni via via studiate, tratti dal libro di testo o proposti da me. Anche l esecuzione delle attività di laboratorio è stato svolta a gruppi ed è stata accompagnata e/o seguita da discussione su quanto osservato, sui risultati ottenuti, sugli errori rilevati Anche per biologia, scienze della Terra e studio dei materiali ho seguito i testi adottati dal dipartimento (A. Pagano, H. Kreuzer, A. Massey - Biotecnologie - Ed. Zanichelli; G. Longhi - Processi e modelli di Scienze della Terra - De Agostini; P. Atkins, L. Jones - I materiali e la chimica - Ed. Zanichelli), alternando le lezioni frontali con filmati messi a disposizione della case editrici o reperiti in rete. Per il progetto ambiente ci siamo avvalsi della collaborazione di un ingegnere ambientale (Dott. Alberto Morbin) che ha presentato le problematiche connesse alla produzione di biocombustibili partendo da rifiuti organici ed ha seguito i ragazzi nell'attività di laboratorio compresa nel progetto. 5. ATTIVITA DI VERIFICA Verifiche orali e scritte (test, domande aperte, esercizi applicativi). La classe ha sperimentato anche la simulazione di seconda prova proposta dal Ministero in marzo. 6. ATTIVITA DI RECUPERO Sono state individuali per quegli studenti che rivelavano difficoltà nell esecuzione del lavoro assegnato, tramite esercizi e discussione sulle difficoltà incontrate. 7. CRITERI DI VALUTAZIONE Nelle interrogazioni e verifiche scritte ho tenuto in considerazione: l opportuna selezione dei contenuti in funzione delle richieste, la completezza nell informazione, l uso della terminologia appropriata, l ordine e la chiarezza espositiva. Nelle simulazioni di III prova ho utilizzato la griglia di valutazione allegata al documento del Consiglio di Classe. Nella valutazione finale ho voluto considerare, oltre ai risultati delle singole prove, la costanza nell impegno scolastico ed il contributo costruttivo allo svolgimento delle attività didattiche, anche provenienti da una documentazione personale. Vicenza, 15 maggio 2015 Firma del docente