Atomy stejného prvku mohou mít různý počet neutronů. Tyto různé verze prvku se označují jako izotopy. Atomy jsou klíčové pro porozumění chemii, ale nelze je vidět pouhým okem. Studenti středních škol potřebují konkrétní metody, jak je zapojit do poznávání izotopů a atomové struktury. Praktické činnosti, při nichž manipulují s fyzickými věcmi, kreslí a vytvářejí vlastní grafy, se mohou zlepšit porozumění při přitahování studentů, kteří jsou vizuálními studenty, a těch, kteří zpracovávají znalosti vyzvednutím a dotýkat se položek.
Modely s korálky
Jedním ze způsobů, jak student vidět neviditelný svět atomů, je vytvořit model s něčím hmatatelným. Vyzvěte studenty, aby vytvořili modely různých izotopů pomocí sady modrých korálků a bílých korálků. Nejprve je nechte vytvořit model neutrálního atomu. Protože neutrální atom má stejný počet elektronů jako protony, model bude mít stejný počet modrých korálků jako bílé korálky. Po této jednoduché činnosti by studenti měli vytvořit modely řady různých izotopů stejného prvku. Například Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14.
Kreslení modelů
Zatímco někteří studenti rádi manipulují s tělesy, jiní dávají přednost kreslení. Vyzvěte studenty, aby pery nebo značkami nakreslili různé izotopy stejného prvku. Replikujte výše uvedené příklady, ale v tomto cvičení nechte studenty nakreslit strukturu. Použijte červený inkoust pro protony a černý inkoust pro elektrony.
Vytvoření grafu
Zatímco vyplňování tabulek a pracovních listů je ve středoškolských třídách běžné, není to praktické, aniž by student graf vytvořil. Vyučte studenty, aby vytvořili graf s následujícími nadpisy: Prvek, Počet protonů, Počet neutronů, Atomová hmotnost, Atomové číslo. Přiřaďte jim uhlík-12, uhlík-13, uhlík-14, chlor-35, chlor-37. Chcete-li stimulovat samostatnost a představivost studentů, řekněte jim, aby si vybrali jiný prvek a zmapovali jeho izotopy.
Radioaktivní rozpad
Poločas rozpadu M & Ms je aktivita, která ilustruje koncept radioaktivního rozpadu. Vložte 200 M & Ms do krabice na boty tak, aby strany se písmeny směřovaly nahoru. Zakryjte krabici a třepejte ji po dobu tří sekund. To představuje jeden časový interval. Sejměte kryt a odstraňte rozpadlé atomy - ty, které mají písmeny dolů. Zapište počet zbývajících a rozložených atomů na datový list. Tento postup opakujte, dokud se všechny atomy nerozpadnou nebo dokud 10krát nebo 30 sekund nepotřásáte krabicí. Zaznamenejte čísla v každém časovém intervalu. Začněte znovu druhým pokusem o tento experiment. Přidejte čísla z každého intervalu ze dvou pokusů a vypočítejte průměr. Pokud by model fungoval perfektně, uvidíte, že polovina bonbónů mizí každý interval. Vezměte počet poločasů, které nastanou během 12 sekund tohoto experimentu. To jsou čtyři poločasy. Rozdělte 200 na 1/2 čtyřikrát. Výsledkem je dividenda 12,5. Po čtyřech poločasech zůstává pouze 12 až 13 atomů. Tento výpočet by se měl blížit číslům, která najdete v experimentu.