Атоми одного і того ж елемента можуть мати різну кількість нейтронів. Ці різні варіанти елемента називаються ізотопами. Хоча атоми мають вирішальне значення для розуміння хімії, їх не можна побачити неозброєним оком. Старшокласникам потрібні конкретні методи, щоб залучити їх до вивчення ізотопів та будови атома. Поліпшення практичних занять, коли вони маніпулюють фізичними речами, малюють та створюють власні діаграми розуміння, залучаючи тих, хто навчається наочно, та тих, хто обробляє знання, підбираючи та торкаючись предметів.
Моделі з бісером
Один із способів студента побачити невидимий світ атомів - це зробити модель з чимось відчутним. Попросіть учнів створити моделі різних ізотопів, використовуючи набір синіх намистин та білих намистин. По-перше, попросіть їх створити модель нейтрального атома. Оскільки нейтральний атом має таку ж кількість електронів, як і протони, модель матиме таку ж кількість блакитних куль, як білі кульки. Після цього простого заняття студенти повинні скласти моделі безлічі різних ізотопів одного і того ж елемента. Наприклад, Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14.
Моделі малювання
Хоча деякі студенти люблять маніпулювати твердими предметами, інші воліють малювати. Нехай учні малюють різними ізотопами одного і того ж елемента ручками або маркерами. Повторіть наведені вище приклади, але в цій вправі попросіть учнів намалювати структуру. Використовуйте червоне чорнило для протонів і чорне чорнило для електронів.
Створення діаграми
Незважаючи на те, що заповнення діаграм та робочих аркушів є поширеним явищем у класах середньої школи, це не справді практичне завдання без того, щоб учень створив діаграму. Доручити учням створити діаграму з такими заголовками: Елемент, Кількість протонів, Кількість нейтронів, Атомна маса, Атомне число. Призначте їм вуглець-12, вуглець-13, вуглець-14, хлор-35, хлор-37. Щоб стимулювати самостійність та уяву учнів, скажіть їм вибрати інший елемент та скласти його ізотопи.
Радіоактивний розпад
Період напіввиведення M & Ms - це діяльність, яка ілюструє концепцію радіоактивного розпаду. Покладіть 200 M & Ms в коробку для взуття літерними сторонами догори. Накрийте коробку і струшуйте її протягом трьох секунд. Це являє собою один часовий інтервал. Зніміть кришку і видаліть розпалися атоми - ті, що мають буквену сторону вниз. Запишіть на аркуші даних кількість атомів, що залишилися та розпалися. Повторюйте цей процес, поки всі атоми не розпадуться або поки ви не струсите коробку 10 разів або 30 секунд. Запишіть цифри на кожному інтервалі часу. Почніть спочатку з другого випробування цього експерименту. Додайте числа з кожного інтервалу з двох випробувань і обчисліть середнє значення. Якби модель працювала ідеально, ви б бачили, як половина цукерок зникає з кожним інтервалом. Візьміть кількість періодів напіввиведення, які відбуваються протягом 12 секунд цього експерименту. Це чотири періоди напіввиведення. Розділіть 200 на 1/2 чотири рази. Результат - дивіденд 12,5. Після чотирьох періодів напіврозпаду залишається лише 12-13 атомів. Цей розрахунок повинен бути близьким до цифр, які ви знайдете у своєму експерименті.