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Vor­wort

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

Das Vor­wort stellt eine An­lei­tung zur Be­ar­bei­tung des Pro­gramms für die Ler­nen­den dar, er­klärt den Auf­bau der Sei­ten sowie die ver­wen­de­ten But­tons und be­tont be­son­ders die Ei­gen­ver­ant­wort­lich­keit bei der Ar­beit mit dem Pro­gramm.

1. Ge­schicht­li­che Ent­wick­lung des Kern-Hülle-Mo­dells

In An­knüp­fung an die in Klas­se 9 er­wor­be­ne Atom­vor­stel­lung De­mo­krits und Dal­tons von Ato­men als un­teil­ba­ren Teil­chen führt die Ent­wick­lung des Atom­be­griffs über die Ent­de­ckung der Ra­dio­ak­ti­vi­tät (hier sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler eine erste In­ter­net-Re­cher­che - bei Be­darf unter Zu­hil­fe­nah­me einer Über­sichts­sei­te von Such­ma­schi­nen - durch­füh­ren; siehe "Zu­satz­in­for­ma­tio­nen") zur Hy­po­the­se Ru­t­her­fords vom na­tür­li­chen Zer­fall in­sta­bi­ler Atome. Daran schließt sich die pro­blem­ori­en­tier­te Er­for­schung des Auf­baus des Ru­t­her­ford­schen Streu­ver­suchs und die Deu­tung der Be­ob­ach­tun­gen die­ses Ver­suchs an. Die Her­lei­tung des Kern-Hülle-Mo­dells Ru­t­her­fords wird durch quan­ti­ta­ti­ve Be­trach­tun­gen be­züg­lich der Größe und der Masse eines Atoms ab­ge­run­det. Eine Link­lis­te mit den wich­tigs­ten Be­grif­fen und Namen dient der Wie­der­ho­lung vor der Über­prü­fung des Wis­sens in einem Ab­schluss­test.

2. Der Atom­kern

Die­ser Pro­gramm­teil be­ginnt mit einer Be­trach­tung der Ele­men­tar­teil­chen - qua­li­ta­tiv und quan­ti­ta­tiv und immer in Be­zie­hung zum Atom­kern und dem ge­sam­ten Atom. Ihre Kennt­nis stellt die Vor­aus­set­zung für das Ver­ständ­nis des Atom­auf­baus dar und er­mög­licht die Her­stel­lung des Zu­sam­men­hangs zum Pe­ri­oden­sys­tem (PSE). Um das In­ter­es­se der Ler­nen­den am PSE zu we­cken, wer­den Sie über einen Link zu einer Über­sichts­sei­te von Pe­ri­oden­sys­te­men ge­lei­tet (siehe "Zu­satz­in­for­ma­tio­nen"), wo die Ele­men­te in un­ter­schied­lichs­ter Dar­stel­lung - auch in einem Kunst- und Wis­sen­schafts­pro­jekt sowie in Co­mics - an­ge­ord­net sind. Die Hin­füh­rung zum Be­griff des Iso­tops be­ginnt mit einer Daten-Re­cher­che in einem aus­ge­wähl­ten Pe­ri­oden­sys­tem und er­folgt unter dau­ern­der Wie­der­ho­lung und Ein­übung der ge­lern­ten Fach­be­grif­fe, auch mit­hil­fe von gra­fi­schen und mo­dell­haf­ten Dar­stel­lun­gen. Letzt­end­lich wer­den die Schü­le­rin­nen und Schü­ler mit dem PSE bei einer er­neu­ten Re­cher­che zur Be­rech­nung des ge­bro­che­nen Werts der re­la­ti­ven Atom­mas­se eines Mi­sch­ele­ments ver­traut. Für be­son­ders in­ter­es­sier­te Schü­le­rin­nen und Schü­ler und zur wei­te­ren För­de­rung der Mo­ti­va­ti­on ist der Ex­kurs am Ende des Ka­pi­tels zur Ra­dio­kar­bon­me­tho­de ("Ötzi") ge­dacht. Auch bil­den eine Link­lis­te mit den wich­tigs­ten Be­grif­fen und Namen zur Über­prü­fung des Wis­sens und ein kur­zer Test den Ab­schluss.

3. Die Atom­hül­le

Hier er­ar­bei­ten sich die Ler­nen­den ver­schie­de­ne Mo­del­le. Unter en­er­ge­ti­schen Ge­sichts­punk­ten wird die Ver­tei­lung der Elek­tro­nen in der Atom­hül­le mit­hil­fe von Ge­dan­ken­ver­su­chen ab­ge­lei­tet. Das En­er­gie­stu­fen-Mo­dell ist - nach Ein­füh­rung der Be­grif­fe Ion, Io­ni­sie­rung und Io­ni­sie­rungs­en­er­gie und unter zu Hil­fe­nah­me von Block­dia­gram­men - das Er­geb­nis die­ser Über­le­gun­gen. Auch hier wird wie­der der Bezug zur Stel­lung der Ele­men­te im PSE her­ge­stellt. Das Scha­len­mo­dell ist das Er­geb­nis der Ver­knüp­fung von Über­le­gun­gen zum En­er­gie­stu­fen-Mo­dell mit der räum­li­chen Ver­tei­lung von Elek­tro­nen. Qua­li­ta­tiv und quan­ti­ta­tiv wird der Bezug zum PSE her­ge­stellt. Ein Ver­gleich der Auf­ent­halts­wahr­schein­lich­kei­ten von Schü­le­rin­nen und Schü­lern mit denen von Elek­tro­nen lei­tet zur Hei­sen­berg­schen Un­schär­fe­re­la­ti­on über, die - je nach In­ter­es­se - auf einer Zu­satz­sei­te un­ter­sucht wer­den kann. Am Ende schließt sich der Kreis der Be­trach­tun­gen durch das Ku­gel­wol­ken­mo­dell, das als ver­bes­ser­tes Scha­len­mo­dell das Er­geb­nis der Ver­knüp­fung von Or­bi­ta­len mit En­er­gie­stu­fen dar­stellt - er­gänzt durch eine Be­trach­tung der Än­de­rung der Atom­ra­di­en im PSE.

In­for­ma­tio­nen zur Au­to­rin

Ul­ri­ke Wey­rau­ther un­ter­rich­tet Che­mie und Bio­lo­gie (Se­kun­dar­stu­fe I/II) am Wer­ner-Hei­sen­berg-Gym­na­si­um in Wein­heim/Berg­stra­ße