Atoommodellen
Introductie
Je gaat een Nobelprijs uitreiken. Je reikt de prijs uit aan de wetenschapper die de belangrijkste bijdrage heeft geleverd aan het atoommodel.
Je hebt vast wel eens gehoord dat alles uit atomen bestaat. Je hebt vast ook wel eens gehoord over elektronen. Misschien weet je zelfs wel dat elektronen in atomen zitten.
Hoe komen we daar bij? Hoe is dit ontdekt? In deze module ga je het werk van een aantal onderzoekers bestuderen. Eén van deze onderzoekers mag je als kandidaat aanbevelen voor de Nobelprijs. Het door jullie zelf samengestelde Nobelcomité reikt de prijs uit aan de winnende kandidaat.
Voordat je je gaat verdiepen in atomen, kijk je ter kennismaking eerst maar eens naar het volgende filmpje:
Wat ga je doen?
Je gaat een Nobelprijs uitreiken.
Je reikt de prijs uit aan de wetenschapper die de belangrijkste
bijdrage heeft geleverd aan het atoommodel.
Ook ga je theorie bestuderen over de totstandkoming van het atoommodel en over het hedendaagse atoommodel.
Jullie gaan:
- Engage: door suiker te delen nadenken over de structuur van materie.
- Explore: een kandidaat aanbevelen voor de Nobelprijs.
- Explain: leren hoe het atoommodel tot stand is gekomen.
- Elaborate: leren over het periodiek systeem.
- Evaluate: evalueren wat je geleerd hebt.
Je docent vertelt hoe je precies beoordeeld wordt.
In de tabel staat hoeveel lessen je hier ongeveer mee bezig bent.
| Activiteit |
|
Max. aantal lessen |
| Engage |
Activiteit 1 |
0,5 |
|
Activiteit 2 |
0,5 |
| Explore |
Activiteit 3 |
3 |
| Explain |
Activiteit 4 |
3
|
| Evaluate |
|
2 |
|
Totaal |
9 |
Wat ga je leren?
Wat je al moet weten en kunnen voordat je aan deze module begint:
- Atoomtheorie van Dalton, molecuulformules \(\small{H}_{{{2}}}{O}\), \(\small{N}{H}_{{{3}}}\) , \(\small{C}{H}_{{{4}}}\) , \(\small{C}_{{{4}}}{H}_{{{10}}}\) , \(\small{H}_{{{2}}}\) , \(\small{N}_{{{2}}}\) , \(\small{O}_{{{2}}}\) , \(\small{F}_{{{2}}}\) , \(\small{B}{r}_{{{2}}}\) , \(\small{I}_{{{2}}}\). Rekenen met massapercentages, rekenen met machten van 10
In deze module ga je de volgende begrippen leren:
- Proton
- neutron
- elektron
- isotopen
- massagetal
- relatieve atoommassa
- atomaire massa eenheid
- molecuulmassa
|
- gemeenschappelijk elektronenpaar
- atoombinding
- covalentie
- bindingsstreepjes
- ionen
- edelgasconfiguratie
- octetregel
- elektronenformule
|
Als je klaar bent met de module, is het de bedoeling dat je het volgende kunt:
- Proef van Rutherford beschrijven en de conclusie uit zijn experiment verwoorden.
- Bouw van atoom beschrijven met elektronen, neutronen en protonen (atoommodel van Rutherford en Chadwick).
- Rekenen aan molekuulmassa’s en atoommassa’s.
- Notaties van isotopen op 2 manieren weergeven.
- Gemiddelde atoommassa uitrekenen wanneer de isotopen en hun natuurlijk voorkomen bekend zijn.
- Elektronen verdelen over de schillen en subschillen aan de hand van tabel 99. (Atoommodel van Bohr en Schrödinger.)
- Edelgasconfiguratie toepassen bij voorspellen van ionlading en covalentie van een atoomsoort.
- Een atoomsoort plaatsen in een bepaalde groep van het periodiek systeem op grond van het aantal elektronen in de buitenste schil.
- Beschrijven hoe een atoombinding in een molecuul tot stand komt.
- Met behulp van covalenties structuurformules tekenen van onbekende stoffen.
- Elektronenformules tekenen van eenvoudige moleculen.
Samenwerken
Als je deze module straks voor een groot deel doorgewerkt hebt, beland je in de ‘explain’-fase (activiteit 4). Hier ga je met behulp van werkbladen, die je in die fase downloadt, aan de slag om meer te weten te komen over atoommodellen.
Je werkt meestal in drie fasen: alleen, samen met een klasgenoot of een aantal klasgenoten, daarna weer alleen. Bij het leren is het namelijk belangrijk dat je sommige leeractiviteiten alleen doet en andere leeractiviteiten met anderen.
Samenwerken kan tot beter begrijpen leiden, maar is daarnaast soms heel motiverend. Samenwerken kan ‘in je eentje werken’ overigens niet vervangen. Heel vaak is het belangrijk dat je eerst in je eentje iets doet, om te voorkomen dat je vanaf de eerste minuut mee gaat ‘liften’ met anderen, waardoor je niet meer aan zelf denken toekomt.
In de tweede fase van het leerproces ga je dan samenwerken om wat je geleerd hebt te verifiëren en te verrijken.
In de derde fase ga je weer in je eentje aan de gang. Het geleerde moet immers in jouw hoofd geordend opgeslagen worden. Als dat niet gebeurt, kun je het geleerde niet terugvinden in je hoofd als je het moet gebruiken, bijvoorbeeld in een toets. Advies: houd je aan de volgorde van leren zoals we je die in deze module aangeven: eerst in je eentje, dan met de groepsgenoten en dan weer alleen.
Veel succes!
Engage
Activiteit 1
Aan de slag 1: Suiker delen - teamopdracht
Doe het volgende gedachtenexperiment. Noteer de antwoorden in jullie teamboekje.
Je hebt een suikerklontje. Dit deel je in tweeën. Je deelt de ene helft nogmaals in tweeën. En nogmaals. En nogmaals...
- Kun je eindeloos blijven delen, of houdt dit een keer op? Hou je dat iets over? Wat dan? Overleg in je groepje en wissel ideeën uit. Schrijf je bevindingen op.
- Zou je jullie idee kunnen testen? Is er een manier om erachter te komen of je gelijk hebt? Overleg in je groepje en wissel ideeën uit. Schrijf je bevindingen op.
Activiteit 2
01 - individueel
Het gedachtenexperiment uit Activiteit 1 werd lang geleden ook door de oude Grieken gedaan. Dit was, zover wij weten, de eerste keer dat er nagedacht werd over de structuur van materie, ofwel over de vraag waar alles uit gemaakt is. Bekijk de volgende video op schooltv:
Beantwoord de volgende vragen in jullie teamboekje. De antwoorden kun je op internet zoeken.
- ‘In de Oudheid is men er heilig van overtuigd dat alles is opgebouwd uit een combinatie van water, lucht, vuur, aarde en ether.‘ Waarom dachten ze dat?
- Hoe ontdekte Lavoisier dat water te splitsen is in twee stoffen?
- ‘Het bijzondere is ook, dat het periodiek systeem niet alleen beschrijvend, maar ook voorspellend werkt.’ Wat wordt hiermee bedoeld? Geef een voorbeeld.
Als je klaar bent met deze drie vragen, vergelijk je je antwoorden met je buren.
Vul daarna je eigen antwoorden eventueel aan of verbeter ze.
Explore
Activiteit 3 - Aan de slag 2
Aan de slag 2: Nobelprijs - teamopdracht
Beveel een kandidaat aan, waarvan jij vindt dat die de Nobelprijs verdient voor zijn bijdrage aan het atoommodel. Deze "Aan de slag" bestaat uit 3 onderdelen.
De genomindeerde wetenschappers:
- Democritus en Dalton
- Thomson
- Rutherford en Chadwick
- Bohr
- Schrödinger
Activiteit 3 - Deel 1
Deel 1
Als samenwerkingsvorm gebruik je de expertmethode. Dit gaat als volgt:
- Stel dat er in jouw klas 18 leerlingen zitten, die volgens de expertmethode informatie gaan verzamelen over de vijf wetenschappers die op de vorige pagina genoemd zijn. (De twee wetenschappers achter de nummers 1 en 3 tellen we steeds als één wetenschapper.) Dit leidt ertoe dat de klas ingedeeld wordt in bijvoorbeeld twee groepjes van drie en drie groepjes van vier leerlingen.
- Elk groepje krijgt een wetenschapper toegewezen waarover informatie opgezocht gaat worden. Dat is belangrijk, omdat je hem als groep wilt gaan voordragen als Nobelprijswinnaar. Waarom is hij als wetenschapper dus zo belangrijk geweest?
- Binnen een groep werkt ieder groepslid in eerste instantie alleen. Daarna deel je de informatie in je groep en kom je samen tot een gemeenschappelijk bestand over een bepaalde wetenschapper. Maak een handout over jouw wetenschapper.
- Hierna worden de groepen opnieuw gemixt. In de nieuwe groepen komen leerlingen te zitten die allemaal een andere wetenschapper hebben bestudeerd. Om de groep bij te praten over wat jij te weten bent gekomen over jouw wetenschapper(s), gebuik je de handout. Kijk op de volgende pagina voor tips.
Handout en pleidooi
In je expertgroep maak je een handout voor je groep.
Leg in deze handout uit wat de bijdrage was van je wetenschapper aan de kennis over het atoommodel.
Ga in op bijvoorbeeld:
- Wat wist de onderzoeker al vooraf?
- Welke vragen had hij?
- Heeft hij beslissende experimenten uitgevoerd? Zo ja, wat waren de resultaten en waarom leidde dit tot een aanpassing in het atoommodel?
In je groep schrijf je een pleidooi om je kandidaat aan te prijzen. Ga hierbij in op bovenstaande punten en geef ook aan waarom jullie vinden dat hij de Nobelprijs verdient.
Activiteit 3 - Deel 2 en 3
Deel 2
- De groep kiest nu gezamenlijk de wetenschapper die het meest in aanmerking komt voor de Nobelprijs. De groep schrijft een pleidooi voor het Nobelprijscomité. Richtlijn: maximaal 250 woorden.
Deel 3
- Van elke groep wordt één lid afgevaardigd in het Nobelprijscomité. Samen met de docent en de TOA vormen zij het comité.
- Elk team krijgt 5 minuten om, met behulp van het pleidooi, hun kandidaat aan te prijzen.
- Het Nobelprijscomité beslist welke wetenschapper de Nobelprijs gewonnen heeft.
Activiteit 3 - Bronnen
Zoek zelf naar bronnen.
Voorbeelden van bronnen:
Er zijn ook veel youtube video’s te vinden, bijvoorbeeld:
Explain
Activiteit 4
In activiteit 3 heb je gelezen en geleerd over verschillende wetenschappers die een bijdrage hebben geleverd aan het atoommodel. Ook na Schrödinger werd er driftig voortgebouwd aan dit model en ook vandaag de dag blijven we zoeken naar het antwoord op de vraag waar alle materie uit is opgebouwd.
02 - individueel
Op het eindexamen moet je een aantal zaken weten over het atoommodel. Leer dit en oefen hiermee door de werkbladen te lezen en de opgaven die je daar tegenkomt, te maken.
Download hier de werkbladen:
Werkbladen Activiteit 4 - Atoommodellen
Evaluate
Evaluatie
De module Atoommodellen gaat, wat leren betreft, voor een groot deel over ‘weten’ en daarnaast over ‘begrijpen’. Concreet betekent dit dat je een aantal begrippen en historische ontwikkelingen kent. Daarnaast moet je bepaalde experimenten kunnen beschrijven en berekeningen kunnen maken over de stof.
Voor evaluatie-activiteiten trekken we twee lesuren uit. De bedoeling is dat jij test of je klaar bent met deze module en of je voldoende weet en begrijpt over de stof. Als dat niet het geval is, zul je dus nog aanvullend leerwerk moeten verrichten.
De volgende kennisbank items kunnen je hier eventueel bij helpen.
KB: Atomen
KB: Soorten stoffen
Lesuur 1: evaluatie-activiteiten
In de introductie van deze module, onder het kopje ‘Wat ga je leren?’ zijn de leerdoelen geformuleerd. Het is belangrijk dat jij zelf controleert of je ook echt helemaal klaar bent. Dat betekent dat je weet wat je moet weten, dat je begrijpt wat je moet begrijpen en dat je de opdrachten kunt uitvoeren die geformuleerd zijn.
Stap 1 Zelfstudie-opdracht buiten de les ter voorbereiding op de les
- Besteed een uur aan het checken of je de doelen bereikt hebt. Doe dat door met behulp van je computer of pen en papier antwoorden te geven, zonder te spieken in de module of in je aantekeningen. Werk overzichtelijk, zodat je aan het eind van het uur kunt zien wat je wel weet en kunt en waar je nog aandacht voor moet hebben.
- Besteed een tweede uur aan het opzoeken van de antwoorden die je niet kon geven in het eerste uur.
Stap 2 Evaluatieopdracht in de les (samenwerken met je buur)
- Vergelijk je aantekeningen/antwoorden uit de zelfstudie-opdracht met je buurman/buurvrouw. Speel waar nodig elkaars docent en zorg in ieder geval dat je de goede antwoorden hebt aan het eind van dit lesonderdeel. Als er inhoudelijke problemen zijn, roep je de hulp van de docent of andere leerlingen in.
- Waarschijnlijk heb je voor deze eerste activiteit van stap 2 geen heel lesuur nodig. Daarom adviseren we je om in de les ook nog het volgende te doen. Vraag de docent om in het tweede deel van de les een kort klassengesprek te houden over de allerbelangrijkste zaken uit deze module. Zorg dat je over hetgeen er besproken wordt aanvullingen maakt in je aantekeningen. Pas op: je bent nu nog niet helemaal klaar. Zie stap 3 op de volgende pagina.
Stap 3 Zelfstudieopdracht na de les.
- Besteed thuis een uur aan de voorbereiding van een toets. Probeer om zo min mogelijk te spieken in je aantekeningen. Stel jezelf vragen en geef de antwoorden. Zet het antwoord op papier en kijk daarna of het antwoord juist is. Hou jezelf niet voor de gek. Niet spieken en je er niet te snel vanaf maken. Een uur is een uur.
Lesuur 2: toets
Maak in de eerste helft van de les individueel de toets die de docent klassikaal aanbiedt. In de tweede helft van de les kan de toets besproken worden.
Veel succes.
