Os átomos do mesmo elemento podem ter diferentes números de nêutrons. Essas diferentes versões do elemento são chamadas de isótopos. Embora os átomos sejam cruciais para a compreensão da química, eles não podem ser vistos a olho nu. Os alunos do ensino médio precisam de métodos concretos para engajá-los no aprendizado sobre isótopos e estrutura atômica. Atividades práticas em que eles manipulam coisas físicas, desenham e criam seus próprios gráficos podem melhorar compreensão enquanto puxa os alunos que são alunos visuais e aqueles que processam o conhecimento captando e tocando itens.
Modelos com miçangas
Uma maneira de um aluno ver o mundo invisível dos átomos é fazer um modelo com algo tangível. Peça aos alunos que criem modelos de diferentes isótopos usando um conjunto de contas azuis e contas brancas. Primeiro, peça-lhes que criem um modelo de átomo neutro. Como o átomo neutro tem o mesmo número de elétrons que prótons, o modelo terá o mesmo número de contas azuis que contas brancas. Após esta atividade simples, os alunos devem fazer modelos de vários isótopos diferentes do mesmo elemento. Por exemplo, Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14.
Modelos de Desenho
Enquanto alguns alunos gostam de manipular objetos sólidos, outros preferem desenhar. Peça aos alunos que desenhem diferentes isótopos do mesmo elemento com canetas ou marcadores. Replique os exemplos acima, mas, neste exercício, peça aos alunos que desenhem a estrutura. Use tinta vermelha para prótons e tinta preta para elétrons.
Criando um gráfico
Embora o preenchimento de gráficos e planilhas seja comum nas classes do ensino médio, não é realmente prático sem que o aluno crie o gráfico. Instrua os alunos a criar um gráfico com os seguintes títulos: Elemento, Número de prótons, Número de nêutrons, Massa atômica, Número atômico. Atribua a eles Carbono-12, Carbono-13, Carbono-14, Cloro-35, Cloro-37. Para estimular a independência e a imaginação dos alunos, diga-lhes para escolher outro elemento e mapear seus isótopos.
Decaimento radioativo
A meia-vida de M & Ms é uma atividade que ilustra o conceito de decaimento radioativo. Coloque 200 M & Ms em uma caixa de sapatos com os lados com letras voltados para cima. Tampe a caixa e agite-a por três segundos. Isso representa um intervalo de tempo. Retire a tampa e remova os átomos deteriorados - aqueles que têm o lado com letras voltado para baixo. Escreva o número de átomos restantes e decaídos em uma planilha de dados. Repita esse processo até que todos os átomos tenham se deteriorado ou até que você tenha sacudido a caixa 10 vezes ou 30 segundos. Registre os números em cada intervalo de tempo. Comece com uma segunda tentativa deste experimento. Some os números de cada intervalo das duas tentativas e calcule a média. Se o modelo funcionasse perfeitamente, você veria metade dos doces desaparecer a cada intervalo. Pegue o número de meias-vidas que ocorrem durante 12 segundos deste experimento. São quatro meias-vidas. Divida 200 por 1/2 quatro vezes. O resultado é o dividendo de 12,5. Após quatro meias-vidas, restam apenas 12 a 13 átomos. Este cálculo deve ser próximo aos números que você encontra em sua experiência.