התלמידים ישתמשו במסה האטומית של יסוד לעיתים קרובות בכל קורס כימיה. תפיסה שגויה אחת נפוצה היא כי לאטומים מסוימים יש מסה השווה למסה האטומית, אך היא שקרית במקרים רבים. מכיוון שהמסה האטומית היא ממוצע משוקלל המשקף את שפע האיזוטופים בטבע, מודל עוזר לתלמידים להבין טוב יותר מושג זה.
בפעילות זו התלמידים ייצרו דוגמאות להמחשת אחוזי השפע עבור יסוד ולחישוב המסה האטומית של יסוד. זה יעזור לתלמידים להבין רעיון זה באופן חזותי. ניתן לערוך את הדוגמה לעיל ולהשתמש בהן כדוגמה לתלמידים ולא לפעילות. העתקת המשימה תעתיק גם את הדוגמה שהושלמה לחשבונך!
על מנת לחשב את המסה האטומית של יסוד, על המדענים לדעת אילו איזוטופים קיימים וכמה הם נפוצים. לאחר שידוע זאת מחושב המסה האטומית הממוצעת על ידי התחשבות בהמוני האיזוטופים וכמה הם נפוצים. ניתן להשוות זאת למציאת הגיל הממוצע של התלמידים בכיתה. כאשר מרבית התלמידים הם בני 16, אך חלק מהתלמידים הם בני 17, ניתן לחזות את הגיל הממוצע קרוב ל -16. בדרך כלל התלמידים מבינים זאת באופן אינטואיטיבי. הגיל הממוצע אינו בהכרח 16.5 (הממוצע של 16 ו -17) אלא אם כן מדובר במספרים שווים של תלמידים בני 16 או 17. ניתן להרחיב את המודל הזה לאיזוטופים: ככל שאיזוטופ שופע יותר, כך הממוצע יהיה קרוב יותר ל המסה של אותו איזוטופ והממוצע לא בהכרח יהיה נקודת האמצע בין המוני האיזוטופים.
(הוראות אלו ניתנות להתאמה אישית לחלוטין. לאחר לחיצה על "העתקת פעילות", עדכן את ההוראות בלשונית העריכה של המטלה.)
הנחיות לתלמיד
צור תרשים הממחיש כיצד למצוא את המסה האטומית של יסודות. זכור, המסה האטומית היא ממוצע משוקלל.
מעוררים את הסטודנטים באמצעות חומרים מוכרים ומעשיים לדגם איזוטופים וממוצעים משוקללים, כדי להפוך מושגים כימיים מופשטים לנגישים יותר.
אספו חפצים כמו סוכריות בצבעים שונים, מטבעות או הקלטות נייר לייצוג איזוטופים שונים. בחרו פריטים שקל למיין ולספור כדי שהתלמידים יוכלו להתרכז בפעילות.
סמנו כל סוג חפץ עם משקל (למשל, סוכריה אדומה = 10 יחידות, ירוקה = 12 יחידות). החליטו על מספר כל סוג לייצוג שכיחות האיזוטופ (למשל, 8 אדומות, 2 ירוקות ל-80% ו-20%).
הורו לתלמידים לכפל את המשקל של כל סוג חפץ בחלקו מכלל החפצים, ואז לסכם את הערכים. הסבירו כיצד זה מדגים חישוב המסה האטומית מתוך איזוטופים.
ניהלו שיחה על איך המודל קשור ליסודות אמיתיים ולמה המסה האטומית אינה תמיד מספר שלם. טפלו באי-הבנות נפוצות וקשרו לערכי הטבלה המחזורית.
מסה אטומית היא הממוצע המשוקלל של כל האיזוטופים הטבעיים של יסוד. היא מחושבת על ידי הכפלת המסה של כל איזוטופ באחוז ההצלחה הטבעי שלו, ואז סכום הערכים. זה משקף הן את המסה של האיזוטופ והן את שכיחותו בטבע.
הגדרה זו מתארת את המסה האטומית הממוצעת של היסוד, המשמשת בעיקר בחשבונות כימיים ובמדע החומרים.
מדוע המסה האטומית לעיתים קרובות אינה מספר שלם?
מסה אטומית איננה תמיד מספר שלם מכיוון שהיא ממוצע משוקלל המבוסס על איזוטופים שונים של היסוד וההסתברות הטבעית שלהם. רוב היסודות כוללים איזוטופים מרובים עם מסות משתנות, ולכן הממוצע נע בין מספרים שלמים.
איך אני יכול לעזור לתלמידים לדמיין את המסה האטומית באמצעות פעילויות בכיתה?
אתה יכול לעזור לתלמידים לדמיין את המסה האטומית על ידי יצירת טבלה או מודל מעשי המשווה חישוב של גיל ממוצע של תלמידים בכיתה ליצירת מסה אטומית ממוצעת של יסוד. זה הופך את המושג ליותר מוחשי ומובן.
מה ההבדל בין המסה האטומית למספר המוני?
מסה אטומית היא הממוצע המשוקלל של כל המסות של האיזוטופים של היסוד, בעוד שמספר המוני הוא סך הפרוטונים והנויטרונים בגרעין של אטום מסוים. המסה האטומית מתחשבת בשכיחות האיזוטופים; מספר המוני מתייחס לאטום בודד.
מהי פעילות פשוטה בכיתה שיכולה ללמד חישוב מסה אטומית?
פעילות פשוטה היא לבקש מהסטודנטים ליצור טבלה המשווה בין הגיל הממוצע של התלמידים (בהתבסס על נתוני הכיתה) לבין המסה האטומית הממוצעת של יסוד (בהתבסס על נתוני איזוטופים). הוספת המחשה ויזואלית מסייעת לתלמידים להבין ממוצעים משוקללים בשני המקרים.