Gli atomi dello stesso elemento possono avere diversi numeri di neutroni. Queste diverse versioni dell'elemento sono indicate come isotopi. Mentre gli atomi sono fondamentali per capire la chimica, non possono essere visti ad occhio nudo. Gli studenti delle scuole superiori hanno bisogno di metodi concreti per coinvolgerli nell'apprendimento degli isotopi e della struttura atomica. Le attività pratiche in cui manipolano le cose fisiche, disegnano e creano le proprie carte possono migliorare la comprensione mentre coinvolgono gli studenti che sono studenti visivi e coloro che elaborano le conoscenze raccogliendo e toccando gli oggetti.
Modelli con perline
Un modo in cui uno studente può vedere il mondo invisibile degli atomi è creare un modello con qualcosa di tangibile. Chiedi agli studenti di creare modelli di isotopi diversi usando un set di perline blu e perline bianche. Per prima cosa, fagli creare un modello di un atomo neutro. Poiché l'atomo neutro ha lo stesso numero di elettroni dei protoni, il modello avrà lo stesso numero di perline blu delle perline bianche. Dopo questa semplice attività, gli studenti dovrebbero creare modelli di un certo numero di isotopi diversi dello stesso elemento. Ad esempio, Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14.
Modelli di disegno
Mentre alcuni studenti amano manipolare oggetti solidi, altri preferiscono disegnare. Chiedi agli studenti di disegnare diversi isotopi dello stesso elemento con penne o pennarelli. Replica gli esempi sopra, ma in questo esercizio, chiedi agli studenti di disegnare la struttura. Usa inchiostro rosso per protoni e inchiostro nero per elettroni.
Creazione di un grafico
Mentre compilare grafici e fogli di lavoro è comune nelle classi di scuola superiore, non è davvero pratico senza lo studente che crea il grafico. Chiedere agli studenti di creare un grafico con i seguenti titoli: Elemento, Numero di protoni, Numero di neutroni, Massa atomica, Numero atomico. Assegnali Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14, Cloro-35, Cloro-37. Per stimolare l'indipendenza e l'immaginazione degli studenti, dire loro di scegliere un altro elemento e tracciarne gli isotopi.
Decadimento radioattivo
L'Half-Life di M &Ms è un'attività che illustra il concetto di decadimento radioattivo. Metti 200 M e Ms in una scatola da scarpe con i lati letterali rivolti verso l'alto. Coprire la scatola e agitarla per tre secondi. Questo rappresenta un intervallo di tempo. Togli il coperchio e rimuovi gli atomi decaduti, quelli che hanno il lato con la scritta in basso. Scrivi il numero di atomi rimanenti e decaduti su una scheda di dati. Ripeti questo processo finché tutti gli atomi non sono decaduti o finché non hai scosso la scatola 10 volte o 30 secondi. Registra i numeri ad ogni intervallo di tempo. Ricomincia con una seconda prova di questo esperimento. Aggiungi i numeri da ciascun intervallo tra le due prove e calcola la media. Se il modello funzionasse perfettamente, vedresti la metà delle caramelle sparire ogni intervallo. Prendi il numero di emivite che si verificano durante 12 secondi di questo esperimento. Queste sono quattro emivite. Dividi 200 per 1/2 quattro volte. Il risultato è il dividendo di 12,5. Dopo quattro emivite, rimangono solo da 12 a 13 atomi. Questo calcolo dovrebbe essere vicino ai numeri che trovi nell'esperimento.
