Studenti bieži izmantos elementa atomu masu jebkurā ķīmijas kursā. Viens izplatīts nepareizs uzskats ir tāds, ka dažiem atomiem ir masa, kas vienāda ar atomu masu, taču daudzos gadījumos tā ir nepatiesa. Tā kā atomu masa ir vidējā svērtā vērtība, kas atspoguļo izotopu pārpilnību dabā, modelis palīdz studentiem labāk izprast šo jēdzienu.
Šajā nodarbībā studenti izveidos piemērus, lai ilustrētu elementa procentuālo daudzumu un aprēķinātu elementa atomu masu. Tas palīdzēs studentiem vizuāli izprast šo ideju. Iepriekš minēto piemēru var arī rediģēt un izmantot kā piemēru studentiem, nevis kā aktivitāti. Kopējot uzdevumu, pabeigtais piemērs tiks iekopēts arī jūsu kontā!
Lai aprēķinātu elementa atomu masu, zinātniekiem jāzina, kādi izotopi pastāv un cik bagātīgi tie ir. Kad tas ir zināms, vidējo atomu masu aprēķina, ņemot vērā izotopu masas un to izplatību. To var salīdzināt ar klases vidējo studentu vecuma noteikšanu. Kad lielākajai daļai studentu ir 16 gadi, bet daļai studentu ir 17, var prognozēt, ka vidējais vecums ir tuvu 16 gadu vecumam. Parasti studenti to saprot intuitīvi. Vidējais vecums nebūt nav 16,5 (vidēji 16 un 17), ja vien viņi nav vienādi ar 16 vai 17 gadu vecu studentu skaitu. Šo modeli var attiecināt uz izotopiem: jo vairāk izotopu, jo tuvāk vidējais rādītājs šī izotopa masa un vidējais noteikti nebūs vidējais punkts starp izotopu masām.
(Šīs instrukcijas ir pilnībā pielāgojamas. Pēc noklikšķināšanas uz "Kopēt darbību" atjauniniet norādījumus uzdevuma cilnē Rediģēt.)
Studentu instrukcijas
Izveidojiet diagrammu, kas ilustrē, kā atrast elementu atommasu. Atcerieties, ka atomu masa ir vidējais svērtais lielums.
Iesaistiet skolēnus, izmantojot zināmus, roku darbus materiālus, lai modelētu izotopus un svarotos vidējos, padarot abstraktās ķīmijas koncepcijas pieejamākas.
Vāciet priekšmetus, piemēram, krāsainas konfektes, monētas vai papīra klipsus, kas attēlo dažādus izotopus. Izvēlieties priekšmetus, kurus ir viegli šķirot un skaitīt, lai skolēni varētu koncentrēties uz aktivitāti.
Norādiet katra priekšmetu veida masu (piem., sarkana konfekte = 10 vienības, zaļa konfekte = 12 vienības). Noteikiet katra veida skaitu, lai atspoguļotu izotopu izplatību (piem., 8 sarkanas, 2 zaļas, kas ir 80 % un 20 %).
Norādiet skolēniem, lai reizina katra priekšmetu veida masu ar tā daļu no kopējā priekšmetu skaita, tad saskaita rezultātus. Izskaidrojiet, kā tas modelē atommasas aprēķinu no izotopiem.
Veiciniet sarunu par to, kā viņu modelis attiecas uz reāliem elementiem un kāpēc atommasai nav vienmēr veselais skaitlis. Risiniet biežāk sastopamās nepareizās izpratnes un sasaistiet ar periodiskas tabulas vērtībām.
Atommasa ir visu dabīgi sastopamo izotopu svars, kas ir vidējais. To aprēķina, reizinot katra izotopa masu ar tā dabisko izplatību un summējot šīs vērtības. Tas atspoguļo gan izotopa masu, gan tā biežumu dabā.
Atommasa nav vienmēr vesels skaitlis, jo tā ir svarota vidējā vērtība, balstoties uz dažādiem izotopiem un to dabisko izplatību. Lielākā daļa elementu ir ar vairākiem izotopiem ar dažādām masām, tāpēc vidējā vērtība ir starp veseliem skaitļiem.
Jūs varat palīdzēt skolēniem vizualizēt atommasu, veidojot diagrammu vai praktisku modeli, kas salīdzina aprēķinu, piemēram, vidējā vecuma aprēķinu klasē ar atommasas vidējo elementā. Tas padara konceptu tuvāku un konkrētāku.
Atommasa ir svērtais izotopu masas vidējais, bet masas skaitlis ir kopējais protonu un neitronu skaits konkrētā atoma kodolā. Atommasa ņem vērā izotopu sadalījumu, bet masas skaitlis ir vienkārši par atsevišķu atomu.
Vienkārša aktivitāte ir ļaut skolēniem veidot diagrammu, kas salīdzina vidējo vecumu (ar klases datiem) ar elementa atommasas vidējo (ar izotopu datiem). Vizualizācija palīdz labāk izprast sverto vidējo aprēķinu abos gadījumos.