Kuigi John Dalton postuleeris, et elemendi kõik aatomid on identsed, teavad teadlased nüüd, et looduses eksisteerivad isotoobid või iga elemendi erinevad versioonid. Frayeri mudel on ideaalne vahend isotoopide mõistmise süvendamiseks. Selles tegevuses määratlevad õpilased isotoobid, illustreerivad olulisi tunnuseid ja pakuvad nii näiteid kui ka mitte-näiteid.
Isotoobid on elemendi aatomid, mis erinevad neutronite arvu poolest. Kuna aatomi identiteet on määratletud selle aatomnumbriga, kui aatomitel on sama arv prootoneid, on aatomitel sama element. Nii nagu õunad võivad olla erineva suurusega, võivad ka aatomid olla rasked või kerged, isegi kui need on samad elemendid. Boori näiteks leidub looduses aatomitena, mille suhteline mass on 10 amu (5 prootonit ja 5 neutronit) või 11 amu (5 prootonit ja 6 neutronit). Boori proovis oleks umbes 20% aatomitest mass 10 amu ja 80% massist 11 amu.
Laiendatud tegevus
Paluge õpilastel luua narratiivne süžeeskeem või ajajoon, mis illustreerib valitud elemendi teatud isotoopide avastamist. Õpilased peaksid hõlmama kaasatud teadlasi ja iga isotoobi avastamise protsessi. See laiendus on õpilaste jaoks suurepärane viis mõista veelgi, kuidas jätkuvad teadusuuringud arendavad pidevalt asju, mida me juba teame.
(Need juhised on täielikult kohandatavad. Pärast "Kopeeri tegevus" klõpsamist värskendage juhiseid ülesande vahekaardil Redigeerimine.)
Õpilaste juhised
Looge frayer-mudel, mis määratleb ja illustreerib, mis isotoobid on (ja ei ole!).
Disaini lihtne laboritegevus, kus õpilased kasutavad tavalisi esemeid (näiteks värvilisi komme või helmeid), et modelleerida isotoope. Igale värvile anna roll, mis esindab prootonit, neutronit või elektroni, ja lase õpilastel ehitada erinevaid elementide isotoope. See taktiilne lähenemine aitab kiiresti mõista, et isotoopides võib neutronite arv varieeruda, ning on lõbus.
Seostage isotoope igapäevaste esemete, näiteks erineva suurusega õunte või erinevate aastate müntidega. Tooge välja, et kuigi ese jääb samaks, võivad mõned detailid (näiteks kaal või kuupäev) muutuda – nagu isotoopides, kus protonid jäävad samaks, kuid neutronid võivad erineda. See aitab õpilastel kiiresti mõista isotoopide definitsiooni.
Julgustage õpilasi joonistama aatomimudeleid, mis näitavad prootonite ja neutronite arvu tuumas. Märgistage iga osa selgelt ning muutke neutronite arvu iga isotoobi jaoks. Neid erinevusi visualiseerides toetab sügavamat arusaamist ja tugevdab teaduslikku terminoloogiat kontekstis.
Võtke arutelu teemal, kuidas isotoope kasutatakse meditsiinis, arheoloogias ja keskkonnateadustes. Küsige õpilastelt, et nad mõtleksid näiteks süsiniku vananamisele või meditsiinilisele pildistamisele. See reaalse maailma seos suurendab osalust ja näitab, kui olulised on isotoobid igapäevaelus.
Lõpetage tund lasuga, kus iga õpilane kirjutab ühe asja, mida nad isotoobide kohta õppisid, ja ühe küsimuse, mis neil endiselt on. Koguge need ülesanded, et hinnata arusaamist ja planeerida tulevasi tunde, mis käsitlevad teadmiste puudujääke või tekitavad uudishimu.
Isotoop on sama elemendi aatom, millel on erinev neutroonide arv, see tähendab, et neil on sama prootonite arv, kuid erinev aatomkaal.
Kasuta seotud näiteid, näiteks võrreldes atome erineva suurusega õuntega—mõlemad on õunad, kuid kaaluvad rohkem või vähem. Selgitage, et isotoobidel on sama prootonite arv, kuid erinev neutronite arv, mis muudab nende massi, kuid mitte elementi.
Frayer-mudel on graafiline korraldaja, millel on jaotised definitsiooniks, omadusteks, näideteks ja mittesnäideteks. See aitab õpilastel selgelt mõista isotoope, organiseerides teavet visuaalselt ja julgustades sügavamat mõtlemist.
Näited isotoopidest on Boor-10 ja Boor-11 (mõlemad on boor, kuid erineva neutronite arvuga). Mittesnäited oleksid täielikult erinevate elementide aatomid, näiteks boor ja süsinik.
Laske õpilastel täita Frayer-mudelit isotoopide kohta, täites definitsiooni, omadused, näited ja mittesnäited ning joonistades igaühele illustratsioone. See muudab kontseptsiooni interaktiivseks ja meeldejäävaks.