Morda je najbolj težko razumeti del atomske strukture je trenutno pojem, kako so elektroni razporejeni izven jedra. To je lahko tudi najtežje sliko ali opisati. Študenti prihajajo s kemijo udobno z idejo elektronov, ki krožijo okoli jedra kot planeti okoli sonca. Čeprav je ta ideja je znano, da je napačno že skoraj 100 let, še vedno traja, delno zaradi enostavnosti, na kateri lahko ljudje nanašajo nanj. Da bi pomagali študentom razumeti pojem elektronov, ki se gibljejo približno v tridimenzionalnem prostoru, urejen s povečanjem potencialno energijo in oblaki verjetnosti opisano, analogija je koristno.
Elektroni z najmanj potencialne energije se nahajajo v bližini jedra. Ker je razdalja med jedrom in povečuje elektronov, potencialne energije prav tako povečuje. Kjer bi se študenti mika, da bi govorili o "prstanov" elektronov, se elektroni dejansko razporejeni v energetski ravni in podravni. V podravni so sklopi orbital, oblaki prostor, ki napovedujejo, da 90% možnosti, kje se nahaja elektron. Te verjetnosti oblaki so določiti matematično.
Čeprav ne popolno analogijo, to lahko primerjamo z elektronskim hotelu. Tla hotela bi predstavljala raven energije, vsak eno dlje od pritličja, ali jedra. Vsako nadstropje bi imela krila, ki so podravni in v krilih so sobe ali orbitale. Prostor lahko vsebujejo 0, 1, ali 2 elektrone. V hotelu bi zapolnijo sobe, krila, in tla, da je povečanje energije, tako kot Aufbau Načelo opisuje kopičenje elektronov po energiji. Ustvarjanje vizualno predstavitev tega zapletenega ideje pomaga študentov prehod iz nepopolnega modela sončne atoma sistema z več zapleten (vendar bolj natančno) modela, ki temelji na verjetnosti.
(Ta navodila so popolnoma prilagodljiva. Ko kliknete »Kopiraj dejavnost«, posodobite navodila na zavihku Urejanje naloge.)
Ustvari vizualno predstavitev nivojev energije elektronov s pomočjo hotelske analogije. Vsako nadstropje je energijska raven, prizemlje pa je jedro.
Ostvarite abstraktne koncepte s pomočjo znanih predmetov v razredu, ki predstavljajo energijske ravni, podravnove in orbite, kar pomaga učencem vizualizirati razpored elektronov na praktičen način.
Uporabite barvne kocke, stolpe ali škatle, ki predstavljajo etaže hotela (energijske ravni), z manjšimi posodami ali ovoji za krila in sobe. Označite jih jasno, da okrepijo terminologijo in olajšajo sledenje učencem.
Naj učenci uporabijo žetone, perlice ali lepilne opombe kot elektrone. Naj se 'prijavijo' v sobe (škatle/kozarci), sledijo pa načelu Aufbau, kar posnema, kako elektroni zapolnjujejo energijske ravni v atomih.
Izzovite učence, naj razporedijo 'elektrone' v pravilnem vrstnem redu, začeli bomo od najnižjega energijskega nivoja in se povzpeli navzgor. Postavljajte vodilna vprašanja, zakaj se določene ' sobe' najprej zapolnijo, da spodbudite kritično razmišljanje.
Vodite učence pri primerjavi njihovega modela hotela z resničnimi elektronskimi konfiguracijami. Poudarite omejitve in prednosti te analogije ter spodbudite učence k razmišljanju, kako je ta praktična dejavnost poglobila njihovo razumevanje.
Analogia elektronskega hotela primerja razporeditev elektronov okoli jedra z nadstropji, krili in sobami v hotelu: nadstropja predstavljajo energijske ravni, krila so podravni, sobe pa orbitale. To pomaga učencem vizualizirati, kako elektron zapolnjuje energijske ravni glede na naraščajočo energijo, namesto da bi krožili kot planeti.
Za poučevanje energijskih ravni elektronov z analogijo hotela opišite vsako nadstropje kot različico energijske ravni, krila kot podravni, sobe pa kot orbitali. Učenci lahko ustvarijo table ali risbe, ki prikazujejo, kako elektroni zapolnjujejo sobe po vrstnem redu, pri čemer je poudarjeno, da so nižja nadstropja bližje jedru, elektroni pa se polnijo od spodaj navzgor.
Model sončnega sistema ni natančen, ker elektroni ne krožijo okoli jedra po določenih poteh. Namesto tega zavzemajo verjetnostne oblake ali orbitele, določene z energijskimi ravnmi in podravnmi, njihova mesta pa so opisana matematično, ne pa s krožnimi tirnicami.
Načelo Aufbau pravi, da elektroni najprej zapolnjujejo orbitele z nižjo energijo, preden preidejo na višje ravni. V analogiji hotela to pomeni, da elektroni najprej zapolnjujejo najnižja nadstropja in sobe, nato pa se nabirajo glede na energijo.
Učenci pogosto napačno predstavljajo, da elektroni krožijo kot planeti, ali pa omenjajo »obroče« namesto energijskih ravni in podravni. Uporaba analogije kot elektronski hotel pomaga odpraviti te zmote z prikazom, da elektronji zasedajo določene energijske ravni in orbitele.