Aktivitätsübersicht
Der vielleicht schwierigste Teil der atomaren Struktur ist das derzeitige Verständnis, wie Elektronen außerhalb des Kerns angeordnet sind. Die Studierenden kommen im Allgemeinen mit der Idee, dass Elektronen den Kern wie Planeten um eine Sonne kreisen, in die Chemie. Obwohl diese Idee seit fast 100 Jahren als falsch bekannt ist, besteht sie aufgrund der Leichtigkeit, mit der sich die Menschen darauf beziehen können. Es ist hilfreich, eine Analogie zu verwenden, um zu verstehen, dass sich Elektronen im dreidimensionalen Raum bewegen, der durch die Erhöhung der potentiellen Energie angeordnet und durch Wahrscheinlichkeitswolken beschrieben wird.
In dieser Aktivität erstellen die Schüler eine visuelle Darstellung der Elektronenenergieniveaus . Im obigen Beispiel wird die Analogie eines Hotels mit mehreren Etagen verwendet. Die Schüler können mit dieser Analogie arbeiten oder ihre eigenen entwickeln. Dies ist eine großartige Möglichkeit, die Schüler vom Modell des unvollkommenen Sonnensystems in etwas Kompliziertes, aber Genaueres zu verwandeln.
Elektronen mit der geringsten potentiellen Energie befinden sich in der Nähe des Kerns. Wenn der Abstand zwischen dem Kern und den Elektronen zunimmt, nimmt auch die potentielle Energie zu. Wo Schüler versucht sein könnten, über "Ringe" von Elektronen zu sprechen, werden Elektronen tatsächlich in Energieniveaus und Unterebenen angeordnet. Die Unterebenen sind Mengen von Orbitalen, Raumwolken, die die 90-prozentige Wahrscheinlichkeit der Lokalisierung des Elektrons vorhersagen. Diese Wahrscheinlichkeitswolken werden mathematisch bestimmt.
Obwohl dies keine perfekte Analogie ist, kann dies mit einem Elektronenhotel verglichen werden. Die Etagen des Hotels repräsentieren die Energieniveaus, die jeweils weiter vom Erdgeschoss oder vom Kern entfernt sind. Jede Etage hätte Flügel, die untergeordnete Ebenen sind, und innerhalb der Flügel befinden sich Räume oder Orbitale. Ein Raum kann 0, 1 oder 2 Elektronen enthalten. Das Hotel würde die Räume, Flügel und Böden in der Reihenfolge zunehmender Energie bevölkern, so wie das Aufbauprinzip den Aufbau von Elektronen in Abhängigkeit von der Energie beschreibt.
Vorlage und Klasse Anweisungen
(Diese Anweisungen sind vollständig anpassbar. Nachdem Sie auf "Aktivität kopieren" geklickt haben, aktualisieren Sie die Anweisungen auf der Registerkarte "Bearbeiten" der Aufgabe.)
Anleitung für Schüler
Erstellen Sie mithilfe einer Hotelanalogie eine visuelle Darstellung der Elektronenenergieniveaus. Jedes Stockwerk ist eine Energieebene, wobei das Erdgeschoss der Kern ist.
- Klicken Sie auf "Start Assignment".
- Beschriften Sie die Zeilen mit 1st Energy Level bis 4th Energy Level.
- Beschriften Sie die Spalten mit "S Orbital", "P Orbital", "D Orbital" und "F Orbital".
- Verwenden Sie die Metapher des Hotels, um zu beschreiben, wie Elektronen nach Energieniveau sortiert werden.
- Erstellen Sie Illustrationen, um Ihre Erklärungen mit verschiedenen Szenen, Gegenständen und Charakteren zu untermauern.
- Speichern und senden Sie Ihr Storyboard.
Unterrichtsreferenz
Aktivitätsübersicht
Der vielleicht schwierigste Teil der atomaren Struktur ist das derzeitige Verständnis, wie Elektronen außerhalb des Kerns angeordnet sind. Die Studierenden kommen im Allgemeinen mit der Idee, dass Elektronen den Kern wie Planeten um eine Sonne kreisen, in die Chemie. Obwohl diese Idee seit fast 100 Jahren als falsch bekannt ist, besteht sie aufgrund der Leichtigkeit, mit der sich die Menschen darauf beziehen können. Es ist hilfreich, eine Analogie zu verwenden, um zu verstehen, dass sich Elektronen im dreidimensionalen Raum bewegen, der durch die Erhöhung der potentiellen Energie angeordnet und durch Wahrscheinlichkeitswolken beschrieben wird.
In dieser Aktivität erstellen die Schüler eine visuelle Darstellung der Elektronenenergieniveaus . Im obigen Beispiel wird die Analogie eines Hotels mit mehreren Etagen verwendet. Die Schüler können mit dieser Analogie arbeiten oder ihre eigenen entwickeln. Dies ist eine großartige Möglichkeit, die Schüler vom Modell des unvollkommenen Sonnensystems in etwas Kompliziertes, aber Genaueres zu verwandeln.
Elektronen mit der geringsten potentiellen Energie befinden sich in der Nähe des Kerns. Wenn der Abstand zwischen dem Kern und den Elektronen zunimmt, nimmt auch die potentielle Energie zu. Wo Schüler versucht sein könnten, über "Ringe" von Elektronen zu sprechen, werden Elektronen tatsächlich in Energieniveaus und Unterebenen angeordnet. Die Unterebenen sind Mengen von Orbitalen, Raumwolken, die die 90-prozentige Wahrscheinlichkeit der Lokalisierung des Elektrons vorhersagen. Diese Wahrscheinlichkeitswolken werden mathematisch bestimmt.
Obwohl dies keine perfekte Analogie ist, kann dies mit einem Elektronenhotel verglichen werden. Die Etagen des Hotels repräsentieren die Energieniveaus, die jeweils weiter vom Erdgeschoss oder vom Kern entfernt sind. Jede Etage hätte Flügel, die untergeordnete Ebenen sind, und innerhalb der Flügel befinden sich Räume oder Orbitale. Ein Raum kann 0, 1 oder 2 Elektronen enthalten. Das Hotel würde die Räume, Flügel und Böden in der Reihenfolge zunehmender Energie bevölkern, so wie das Aufbauprinzip den Aufbau von Elektronen in Abhängigkeit von der Energie beschreibt.
Vorlage und Klasse Anweisungen
(Diese Anweisungen sind vollständig anpassbar. Nachdem Sie auf "Aktivität kopieren" geklickt haben, aktualisieren Sie die Anweisungen auf der Registerkarte "Bearbeiten" der Aufgabe.)
Anleitung für Schüler
Erstellen Sie mithilfe einer Hotelanalogie eine visuelle Darstellung der Elektronenenergieniveaus. Jedes Stockwerk ist eine Energieebene, wobei das Erdgeschoss der Kern ist.
- Klicken Sie auf "Start Assignment".
- Beschriften Sie die Zeilen mit 1st Energy Level bis 4th Energy Level.
- Beschriften Sie die Spalten mit "S Orbital", "P Orbital", "D Orbital" und "F Orbital".
- Verwenden Sie die Metapher des Hotels, um zu beschreiben, wie Elektronen nach Energieniveau sortiert werden.
- Erstellen Sie Illustrationen, um Ihre Erklärungen mit verschiedenen Szenen, Gegenständen und Charakteren zu untermauern.
- Speichern und senden Sie Ihr Storyboard.
Unterrichtsreferenz
Anleitungen zum Elektronenhotel: Elektronenenergieniveaus
Wie verbindet man die Elektron-Hotel-Analogie mit realen Klassenraumgegenständen?
Mache abstrakte Konzepte greifbar, indem du vertraute Gegenstände aus dem Klassenzimmer verwendest, um Energieniveaus, Unterniveaus und Orbitale darzustellen, damit die Schüler die Elektronenkonfiguration anschaulich visualisieren können.
Sammle einfache Materialien für deine Demonstration
Verwende farbige Blöcke, stapelbare Becher oder Kisten, um die Hotelstockwerke (Energieniveaus) darzustellen, mit kleineren Behältern oder Umschlägen für Flügel und Zimmer. Beschrifte sie deutlich, um die Terminologie zu verstärken und den Schülern das Folgen zu erleichtern.
Weise Rollen oder Objekte für Elektronen und deren Anordnung zu
Lass die Schüler Token, Perlen oder Haftnotizen als Elektronen verwenden. Lass sie 'einchecken' in die Zimmer (Boxen/Becher) nach dem gleichen Aufbauprinzip, um zu simulieren, wie Elektronen Energieniveaus in Atomen füllen.
Führe die Schüler an, das Hotelmodell mit Elektronenkonfigurationen zu füllen
Fordere die Schüler heraus, 'Elektronen' in der richtigen Reihenfolge zu platzieren, beginnend beim niedrigsten Energieniveau und nach oben. Stelle leitende Fragen, warum bestimmte 'Zimmer' zuerst gefüllt werden, um kritisches Denken zu fördern.
Leite eine Klassendiskussion, um das Modell mit der tatsächlichen atomaren Struktur zu verbinden
Führe die Schüler dazu, ihr Hotelmodell mit echten Elektronenkonfigurationen zu vergleichen. Hebe die Grenzen und Stärken der Analogie hervor und ermutige die Schüler, darüber nachzudenken, wie diese praktische Aktivität ihr Verständnis vertieft hat.
Häufig gestellte Fragen zum Electron Hotel: Elektronenenergieniveaus
Was ist die Elektron-Hotel-Analogie für Energieniveaus?
Die Elektron-Hotel-Analogie vergleicht die Anordnung der Elektronen um den Kern mit Etagen, Flügeln und Zimmern in einem Hotel: Etagen stellen Energieniveaus dar, Flügel sind Unterniveaus, und Zimmer sind Orbitale. Dies hilft den Schülern zu visualisieren, wie Elektronen Energieniveaus entsprechend ihrer Zunahme füllen, anstatt wie Planeten zu kreisen.
Wie lehren Sie Elektronenenergieniveaus mit einer Hotel-Analogie?
Um Elektronenenergieniveaus mit einer Hotel-Analogie zu lehren, beschreiben Sie jeden Stock als ein anderes Energieniveau, Flügel als Unterniveaus und Zimmer als Orbitale. Schüler können Diagramme oder Zeichnungen erstellen, die zeigen, wie Elektronen Zimmer in Reihenfolge füllen, wobei betont wird, dass niedrigere Stockwerke dem Kern näher sind und Elektronen von unten nach oben füllen.
Warum ist das Sonnensystemmodell der Elektronen ungenau?
Das Sonnensystemmodell ist ungenau, weil Elektronen den Kern nicht in festen Bahnen umkreisen. Stattdessen besetzen sie Wahrscheinlichkeitswolken oder Orbitale, die durch Energieniveaus und Unterniveaus definiert sind, wobei ihre Positionen mathematisch beschrieben werden, anstatt klaren, kreisförmigen Bahnen zu folgen.
Was ist das Aufbauprinzip und wie hängt es mit der Elektronenanordnung zusammen?
Das Aufbauprinzip besagt, dass Elektronen Orbitale vom niedrigst verfügbaren Energieniveau an füllen, bevor sie zu höheren übergehen. In der Hotel-Analogie bedeutet das, dass Elektronen zuerst die niedrigsten Stockwerke und Zimmer füllen und sich nach oben hin aufbauen, entsprechend der Energie.
Welche gängigen Fehler machen Schüler beim Lernen über Elektronenenergieniveaus?
Schüler stellen sich oft fälschlicherweise vor, dass Elektronen wie Planeten kreisen, oder sprechen von 'Ringen' anstelle von Energieniveaus und Unterniveaus. Die Verwendung von Analogien wie dem Elektron-Hotel hilft, diese Missverständnisse zu korrigieren, indem gezeigt wird, dass Elektronen spezifische Energieniveaus und Orbitale besetzen.
Mehr Storyboard That Aktivitäten
Verstehen Atomstrukturen
Referenzen
„Sie waren von der Verwendung des Produkts so begeistert und haben so viel gelernt …“–K-5 Bibliothekar und Lehrer für Unterrichtstechnologie
„Ich erstelle eine Zeitleiste zu Napoleon und lasse [die Schüler] herausfinden, ob Napoleon ein guter oder ein böser Mensch war oder irgendwo dazwischen.“–Lehrer für Geschichte und Sonderpädagogik
„Mit Storyboard That können die Schüler ihrer Kreativität freien Lauf lassen und es stehen ihnen so viele visuelle Elemente zur Auswahl … Dadurch ist es für alle Schüler der Klasse wirklich zugänglich.“–Lehrer der dritten Klasse
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