我发现两件事年轻学生对原子难以概念化:
学生认为原子是一个原子——他们都是相同的;他们难以概念化原子核与电子之间大量的空间。我提供一些方法来帮助学生想象/概念化原子更准确
最基本的
原子有一个核心(核),是由质子和中子组成的。质子携带电荷,中子是中性的,不收费。围绕原子核是带电粒子称为电子的云。电子电荷相反的电荷的质子。
今天我们理解原子在几十年经历了几个迭代。1897年,J.J.汤森是第一个实验性地确定电子的存在,但他的原子模型仍然是基于有限的数据和理解,因此是错误的。在他的模型中,他带电粒子(电子和质子)混合在一起在类似于一个带电汤,或当它被称为,“布丁”。参见图1。后来我们得知一个原子主要是空的空间,这是我们当前的知识让我们了解原子的原子核的质子和中子。原子核周围嗡嗡声随机离散能级的电子,有大量的电子和原子核之间的空间。
一个原子的质子数量将决定元素是什么。例如,有一个质子氢、氦有两个,锂有三个…等等。atom是最稳定的,当它有相同数量的质子和电子,给它一个中立的。一些原子失去或贡献一个电子而变成积极。其他人可以得到一个电子,成为负数。被称为离子的带电原子。电荷相反的离子能形成债券。例如,Na +(钠)和Cl -(氯)当保税盐(氯化钠)。
现在到概念化空间的原子是多种多样的。
我们大多是空的空间
我发现这个庞大的电子和原子核之间的空间可以年轻学生很难概念化。因此,我有一个忙问。请测试下面的比喻,让我知道它使学生如何概念化原子结构:
想象一个乒乓球在足球场的中心(如MCG,如果你住在墨尔本)。在空心乒乓球都是原子的质子和中子。在看台上的观众坐在哪里的云电子随机地面的外面的嗡嗡作响。电子小——1800倍小于质子,这将代表pinprick-sized粒子在看台上的嗡嗡声。这是一个粗略的近似的原子核和电子之间的距离以及为什么原子,因此一切都是空白。更高级的学生,考虑每个看台层代表一个不同的能级或外壳,电子被局限于他们随机移动虽然层对应于给定的能量水平。需要说明的是足球场类比意味着原子是2 d。电子并不局限于随机层在一个平面上呼啸而过。你需要把它作为一个球在一个球。告诉学生,我们大多是空的空间弯曲自己的想法,但我认为这对他们是一个伟大的思考关于宇宙的本质。
拥抱元素周期表,让他们构建(健康警告!)
轶事是一个飞行员年后6个学生,但是我发现什么让学生概念化了原子的结构——至少——是让学生检查元素周期表和选择一个原子构造一个模型的原子从棒棒糖——三种不同类型——一个质子,中子一个电子和一个类型。因此,健康警告——一个为模型,一个对我来说,一个模型,一个…。
我用牙签和竹串,得到如下所示的模型。
元素周期表的基础知识主要的孩子容易理解——他们真正需要知道的是原子序数,这将给你的质子数。例如,假设一个中立的,稳定的原子,碳原子序数是6,这意味着有6个质子,因此6电子和中子。
每个学生选择不同的原子,建立的模型更准确地使学生概念化原子,原子的结构有不同的形状和大小,金原子使黄金,一个铁原子使铁和一个氧原子不同于一个氦原子。有这个意识到一切都是由原子组成的,但原子的类型决定了你能感觉到什么,看到,触摸,等。注意,我将给学生一个上限的原子序数否则你将需要大量的甜食。
更多的活动来帮助学生了解原子舰队中可以找到学校的资源,导体、绝缘体、电力。
图1所示。原子模型从J.J.汤普森的葡萄干布丁在1904年到1926年薛定谔的电子云。
有很多的图片在网络上不同的原子模型随着时间的推移,随着他们的发展。这是一个
那么大(或小)是一个原子?
我们需要考虑在纳米。纳米是一米的1000000000,约50000,比人类头发细100000倍。不同的原子大小不同,但一个原子大约是0.1 - -0.5纳米。或者你需要大约10氢原子相邻拉伸1纳米。足以说原子很小。今天我们有技术查看和操纵单个原子和建立在原子层面的东西。研究人员可以捡,操作和使用原子像乐高积木建造新材料和微小的新技术。了解更多关于纳米是什么在这里