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Moleküle sind die wesentlichen Bausteine des Lebens. Ohne Wassermoleküle gäbe es kein Leben auf der Erde. Alle lebenden Organismen benötigen Proteinmoleküle für Struktur und Funktion. Daher ist ein Verständnis dafür, wie Atome sich zu Molekülen verbinden, der Schlüssel zum Verständnis der Ursprünge des Lebens.,
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Was die Schüler wissen müssen
Atome, Moleküle und Ionen sind Beispiele für Teilchen, die die Schüler zu Hause treffen könnten., Diese Begriffe werden jedoch häufig in den Medien und in der Alltagssprache falsch verwendet, was dazu führt, dass Schüler jeden Alters verwirrt sind, welcher der richtige Begriff ist.
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die Schüler sollten verstehen, dass:
- Teilchen können Atome, Moleküle oder Ionen.
- Atome sind einzelne neutrale Teilchen.
- Moleküle sind neutrale Teilchen, die aus zwei oder mehr miteinander verbundenen Atomen bestehen.
- Ein ion ist ein positiv oder negativ geladenes Teilchen.,
Ideen für Ihr Klassenzimmer
Die Idee, dass die Welt aus winzigen Teilchen besteht, ist uralt. Sie könnten die Erforschung von Atomen mit den Ideen von Democratus (400 v. Chr.) beginnen, der glaubte, dass alle Materie im Universum aus winzigen, unteilbaren, festen Objekten bestand. Er nannte diese Objekte atoma oder „unteilbare Einheiten‘. Jahrhunderts fand Dalton Beweise für die Theorie von Democratus und schlug Atome als feste Kugeln vor. Verschiedene Sphären bildeten die verschiedenen Elemente.,
Eines der Hauptprobleme für Schüler, die etwas über Atome lernen, ist, dass Atome klein sind. Wirklich, wirklich klein. Dies macht es für die Schüler schwierig, Atome zu konzipieren, da sie nicht direkt gesehen, berührt oder untersucht werden können. Ein guter Ausgangspunkt, um Atome einzuführen und ihre geringe Größe zu veranschaulichen, besteht darin, die Schüler zu bitten, ein Stück Graphit (das Element Kohlenstoff) in so viele kleine Stücke wie möglich aufzuteilen. Egal in wie viele Teile die Schüler den Graphit zerbrechen, sie werden niemals ein einziges Kohlenstoffatom bekommen., Sie können höhere Schüler herausfordern, die Größe eines einzelnen Atoms mit diesem Experiment aus der praktischen Physik zu messen.
Eines der Hauptprobleme für Schüler, die etwas über Atome lernen, ist, dass Atome klein sind. Wirklich, wirklich klein. Dies macht es für die Schüler schwierig, Atome zu konzipieren, da sie nicht direkt gesehen, berührt oder untersucht werden können. Ein guter Ausgangspunkt, um Atome einzuführen und ihre geringe Größe zu veranschaulichen, besteht darin, die Schüler zu bitten, ein Stück Graphit (das Element Kohlenstoff) in so viele kleine Stücke wie möglich aufzuteilen., Egal in wie viele Teile die Schüler den Graphit zerbrechen, sie werden niemals ein einziges Kohlenstoffatom bekommen. Sie können höhere Schüler herausfordern, die Größe eines einzelnen Atoms mit diesem Experiment aus der praktischen Physik zu messen (bit.ly/2Km5cgt).
Wenn sich Atome verbinden, entstehen Moleküle. Für einige Elemente wird, wenn Atome dieses Elements kombiniert werden, ein Molekül dieses Elements gebildet, z. B. H2 und O2. Wenn sich Atome verschiedener Elemente verbinden, kann sich ein Molekül einer Verbindung bilden, z. B. H2O., Wie man Elemente und Verbindungen unterrichtet, in der Serie 11-14, beschreibt verschiedene Strategien für das Unterrichten von Elementen und Verbindungen und die häufigen Missverständnisse, die Schüler haben können.
Wenn sich Atome verbinden, entstehen Moleküle. Für einige Elemente wird, wenn Atome dieses Elements kombiniert werden, ein Molekül dieses Elements gebildet, z. B. H2 und O2. Wenn sich Atome verschiedener Elemente verbinden, kann sich ein Molekül einer Verbindung bilden, z. B. H2O. Wie man Elemente und Verbindungen lehrt (rsc.,li / 2W6MKut), in der Serie 11-14, beschreibt verschiedene Strategien für den Unterricht Elemente und Verbindungen und die gemeinsamen Missverständnisse Studenten halten können.
Mit Partikeldiagrammen können die Schüler den Unterschied zwischen einem Atom, einem Molekül eines Elements und einem Molekül einer Verbindung visualisieren. Tatsächlich schlug sogar Dalton in den 1800er Jahren eine Reihe von Diagrammen vor, um die damals bekannten Elemente und Verbindungen darzustellen. Die Verwendung von Farbe hilft, zwischen den Atom-Typen weiter zu unterscheiden., Venn-Diagramme helfen den Schülern, ihr Verständnis der verschiedenen Teilchentypen zu organisieren, wie in Atomen, Elementen, Molekülen, Verbindungen und Gemischen beschrieben.
Partikeldiagramme können den Schülern helfen, den Unterschied zwischen einem Atom, einem Molekül eines Elements und einem Molekül einer Verbindung zu visualisieren. Tatsächlich schlug sogar Dalton in den 1800er Jahren eine Reihe von Diagrammen vor, um die damals bekannten Elemente und Verbindungen darzustellen (Abbildung 1). Die Verwendung von Farbe hilft, zwischen den Atom-Typen weiter zu unterscheiden., Venn-Diagramme helfen den Schülern, ihr Verständnis der verschiedenen Teilchentypen zu organisieren, wie in Atomen, Elementen, Molekülen, Verbindungen und Gemischen beschrieben (rsc.li/2wzLsxS).
Ein Atom oder Molekül kann Elektronen verlieren oder gewinnen, um ein Ion zu bilden. Auf dieser Ebene müssen die Schüler nur wissen, dass ein Ion ein positiv oder negativ geladenes Teilchen ist. Es kann sich jedoch lohnen, die Schüler an dieser Stelle mit dem Elektron vertraut zu machen. Wenn ein Atom / Molekül negativ geladene Elektronen gewinnt, wird ein negatives Ion gebildet., Wenn ein Atom/Molekül negativ geladene Elektronen verliert, entsteht ein positives Ion. Dieser letztere Punkt ist etwas, mit dem Studenten später in ihrem Studium oft zu kämpfen haben. Die Einführung des Elektrons jetzt, bevor die Schüler die anderen subatomaren Teilchen treffen, kann dazu beitragen, die Idee einzubetten, dass der Verlust von Elektronen zu einem positiv geladenen Ion führt, und kann später dazu beitragen, Verwirrung zu reduzieren.
Aufgrund der Verflechtung der Begriffe Atom, Ion und Molekül bei der Beschreibung der verschiedenen Teilchen ist es nicht verwunderlich, dass die Schüler verwirrt werden., Die Verwendung von Spielen und einem Element des Wettbewerbs kann hilfreich sein, um etwas Abwechslung in die notwendige Schülerpraxis zu bringen. Ein solches Spiel basiert auf dem klassischen Connect 4-Spiel. Sie können unten Anweisungen, ein Beispielraster und Spielkarten herunterladen.
Häufige Missverständnisse
Wenn die Schüler ihr Verständnis der chemischen Bindung weiter entwickeln, ist es üblich, dass Schüler ionische Verbindungen als Moleküle bezeichnen oder intermolekulare Kräfte bei der Erklärung von Eigenschaften ionischer Verbindungen verwenden., Um diese Missverständnisse zu vermeiden, ist es wichtig, die korrekte Verwendung der Begriffe Ion und Molekül schon früh in den chemischen Studien eines Studenten einzuführen und hervorzuheben.
Ein Molekül ist ein neutrales Teilchen, das aus einer festgelegten Anzahl von miteinander verbundenen Atomen besteht. Das Teilchen der Substanz ist das Molekül und nicht die Atome, aus denen das Molekül besteht. Im Gegensatz dazu bestehen ionische Verbindungen aus einer unbestimmten Anzahl von Ionen in einem festen Verhältnis. Das Teilchen der ionischen Substanz bleibt das Ion., Die Verwendung von praktischen Modellen kann den Schülern bei diesen kniffligen Konzepten helfen-z. B. TIMSTAR MO84200 für Moleküle und Molymod MKO-127-27 für ionische Strukturen. Sie können die Verwendung chemischer Modelle und ihre Einschränkungen bei der Verwendung molekularer Modelle und in den 7 simple rules to for Science Teaching-Serien weiter untersuchen.
Ein Molekül ist ein neutrales Teilchen, das aus einer festgelegten Anzahl von miteinander verbundenen Atomen besteht. Das Teilchen der Substanz ist das Molekül und nicht die Atome, aus denen das Molekül besteht. Im Gegensatz dazu bestehen ionische Verbindungen aus einer unbestimmten Anzahl von Ionen in einem festen Verhältnis., Das Teilchen der ionischen Substanz bleibt das Ion. Die Verwendung von praktischen Modellen kann den Schülern bei diesen kniffligen Konzepten helfen-z. B. TIMSTAR MO84200 für Moleküle und Molymod MKO-127-27 für ionische Strukturen. Sie können die Verwendung chemischer Modelle und ihre Einschränkungen bei der Verwendung molekularer Modelle weiter untersuchen (rsc.li/2wAsOpA) und in den 7 simple rules to for science teaching series (rsc.li/2XmwHKr).,
Andere Missverständnisse, die Schüler haben können, werden in Beyond appearances diskutiert: Studenten Missverständnisse über grundlegende chemische Ideen, einschließlich, dass Atome die Eigenschaften des Schüttguts teilen und dass Moleküle unterschiedliche Eigenschaften in verschiedenen Zuständen haben.
Andere Missverständnisse, die Schüler haben können, werden in Beyond appearances diskutiert: Studenten Missverständnisse über grundlegende chemische Ideen (rsc.li/2WBsd5L), einschließlich, dass Atome die Eigenschaften des Schüttguts teilen und dass Moleküle unterschiedliche Eigenschaften in verschiedenen Zuständen haben.,
Progression zu 14-16
Bei 14-16 werden die Schüler in subatomare Teilchen eingeführt und wie diese die Natur von Atomen und Ionen definieren. Die Schüler untersuchen dann den Unterschied zwischen der Art der Kräfte, die zwischen Atomen, Molekülen und Ionen existieren, und erklären damit die physikalischen Eigenschaften ionischer und kovalenter Verbindungen.
Die Ressource, Warum Atome Ionen bilden, ermöglicht es den Schülern, ihr Verständnis von Atomen, Ionen und ionischen Verbindungen zu beurteilen und ermöglicht es dem Lehrer, Missverständnisse zu identifizieren.,
Die Ressource, Warum bilden Atome Ionen (rsc.li/2Kptsyq) ermöglicht es den Schülern, ihr Verständnis von Atomen, Ionen und ionischen Verbindungen zu beurteilen und ermöglicht es dem Lehrer, Missverständnisse zu identifizieren.
Take-home-Punkte
- Teilchen können Atome, Moleküle oder Ionen.
- Der Begriff Molekül wird oft falsch verwendet, um sich auf jede Art von chemischer Verbindung zu beziehen. Ein Molekül ist ein neutrales Teilchen, das aus zwei oder mehr miteinander verbundenen Atomen besteht.
- Achten Sie auf Ihre eigene Sprache, insbesondere wenn Sie sich auf Verbindungen beziehen, die bei chemischen Reaktionen gebildet werden., Machen Sie die Unterscheidung zwischen jedem Partikeltyp explizit. Geben Sie den Schülern die Möglichkeit, ihr Verständnis der verschiedenen Partikeltypen mit Venn-Diagrammen zu organisieren.
- Ein gutes Verständnis der verschiedenen Partikeltypen hilft den Schülern, wenn sie Struktur und Bindung bei 14-16 studieren.
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