Atomer af det samme element kan have forskellige antal neutroner. Disse forskellige versioner af elementet kaldes isotoper. Mens atomer er afgørende for forståelsen af kemi, kan de ikke ses med det blotte øje. Gymnasieelever har brug for konkrete metoder for at få dem til at lære om isotoper og atomstruktur. Praktiske aktiviteter, hvor de manipulerer fysiske ting, tegner og opretter deres egne diagrammer, kan forbedres forståelse, mens man trækker ind elever, der er visuelle elever, og dem, der behandler viden ved at samle op og rørende ting.
Modeller med perler
En måde for en studerende at se den usynlige verden af atomer på er at lave en model med noget håndgribeligt. Bed eleverne om at oprette modeller af forskellige isotoper ved hjælp af et sæt blå perler og hvide perler. Lad dem først oprette en model af et neutralt atom. Fordi det neutrale atom har det samme antal elektroner som protoner, vil modellen have det samme antal blå perler som hvide perler. Efter denne enkle aktivitet skal eleverne lave modeller af et antal forskellige isotoper af det samme element. For eksempel Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14.
Tegningsmodeller
Mens nogle studerende kan lide at manipulere faste objekter, foretrækker andre at tegne. Bed eleverne om at tegne forskellige isotoper af det samme element med kuglepenne eller markører. Gentag eksemplerne ovenfor, men i denne øvelse skal de studerende tegne strukturen. Brug rødt blæk til protoner og sort blæk til elektroner.
Oprettelse af et diagram
Mens udfyldning af diagrammer og regneark er almindeligt i gymnasietimer, er det ikke rigtig praktisk, uden at den studerende opretter diagrammet. Bed eleverne om at oprette et diagram med følgende overskrifter: Element, antal protoner, antal neutroner, atommasse, atomnummer. Tildel dem kulstof-12, kulstof-13, kulstof-14, klor-35, klor-37. For at stimulere de studerendes uafhængighed og fantasi, bed dem om at vælge et andet element og kortlægge dets isotoper.
Radioaktivt henfald
Half-Life of M & Ms er en aktivitet, der illustrerer begrebet radioaktivt henfald. Læg 200 M & M'er i en skokasse med de bogstaverede sider opad. Dæk kassen og ryst den i tre sekunder. Dette repræsenterer et tidsinterval. Tag dækslet af og fjern forfaldne atomer - dem, der har den bogstavede side nedad. Skriv antallet af resterende og forfaldne atomer på et datablad. Gentag denne proces, indtil alle atomerne er henfaldne, eller indtil du har rystet kassen 10 gange eller 30 sekunder. Optag numrene ved hvert tidsinterval. Start forfra med et andet forsøg med dette eksperiment. Tilføj tallene fra hvert interval fra de to forsøg, og beregne gennemsnittet. Hvis modellen fungerede perfekt, ville du se halvdelen af slikene forsvinde hvert interval. Tag antallet af halveringstider, der opstår i løbet af 12 sekunder af dette eksperiment. Dette er fire halveringstider. Del 200 med 1/2 fire gange. Resultatet er udbyttet på 12,5. Efter fire halveringstider er der kun 12 til 13 atomer tilbage. Denne beregning skal være tæt på de tal, du finder i dit eksperiment.