Chemistry – The Periodic Puzzle 1, overview In this

Chemistry – The Periodic Puzzle 1, overview
In this clip the students are introduced to the concept of atoms as a fundamental component of
matter, the definition of an element, and that they can be ordered according to the atomic weight /
atomic number.
The students are probably familiar with the periodic table through posters in the classroom etc but
this clip, combined with “The Periodic Puzzle 2”, aims to highlight the structure and reasoning
behind the periodic table’s appearance. First by discussing atomic weight and then about chemical
characteristics based on the number of electrons.
The clip begins with the professor character looking at a copy of the periodic table which is smashed
by Steve’s football. Steve is then given the task of putting it back together again. If time permits,
you may wish to test your students’ prior knowledge or logical thinking by asking them what they
would do first if they had to reconstruct the periodic table.
Steve decides to use the atomic number to make a long list of elements and the professor explains
that by doing this Steve is actually making a list of atoms from the lightest to the heaviest. There are
of course exceptions to this and it is left to your discretion as to whether this is discussed at this
point or not.
Steve poses the question as to how the list of elements can be sorted again. Once again this could
be used as a discussion point before the professor introduces the concept of chemical groups or
families and a more detailed explanation of how protons and electrons affect chemical
characteristics.
Suggested pauses
00: 22
Ask the students:
What is the professor looking at? The periodic table
What do you think will happen next?... The football will smash or break the glass / periodic table.
01:14
Does the periodic table show a list of elements or elephants? Elements.
01:44
What do elements make? Everything
Do elements make tables and chairs? Yes
Do elements make (student’s name)? Yes
Do elements make elephants? Yes
02: 17
Although Steve has given the answer to his own question, pause the clip and use a copy of the
periodic table to point to some atomic numbers before passing the students if they know what this
is. “What’s this? It’s the atomic number”. If the students don’t know say, let’s watch and find out.
03:29
Use your copy of the periodic table to show where the atomic mass of each atom is. You might wish
to test that your students have understood this concept by pointing to two elements such as oxygen
(O) and gold (Au) and ask “which element is heavier and weighs more? An atom of gold (Au) is
heavier than an atom of oxygen (O).”
03:37
Steve asks if the students have any ideas as to how the line of elements can be sorted again. Repose the question and elicit any ideas that class may have, before returning to the clip to find out.
The answer is that they can be divided again by chemical characteristics.
04:17
Explain to the students that they are about to see why the alkali metals make one family / chemical
group. It would be useful for your students to show them the alkali metals on your periodic table
and ask them how these metals reacted with water in the reactions they have just seen. They all
explode / dissolve and release hydrogen gas.
Now say to the students “OK, let’s find out why alkali metals are like that.
06:12
Encourage the students to answer the professor’s question. Say “this is sodium. It has 11 electrons.
2 electrons are in the first shell and it is full. 8 electrons are in the second shell and it is full. Where
can we put the last electron?
In the next / third shell, or watch until 06:21 to find the answer
06:55
Give out photocopies of the periodic table and ask the students to find helium, its atomic number
and its atomic mass.
07:02
Ask the students to shout out other elements in the same family as helium. Watch until 07:09 to
check pronunciation and writes the chemical symbols of these noble gases on the whiteboard.
07:12
If time and resources permit, demonstrates or search for YouTube video clips which demonstrate
that these gases are on reactive and are called the noble gases.
07:44 (the end)
Put the students into small groups and ask them to discuss why they think the chemical families of
alkali metals and noble gases are so different.
After a short time give the students a clue by asking them to draw a cartoon of lithium and sodium
with their 3 and 11 respective electrons, stressing again that only two electrons can do in the first
electron shell and only eight electrons can go in the second electron shell.
Finally, ask the groups to draw similar cartoon atoms for helium and neon, and ask why they are
chemically similar.(Their outer shells are both full).
The students should now begin to realise that the families are different because they have different
numbers of electrons in the outer valence shells.
Congratulate any students that are able to make this connection and to more examples with other
elements or families to help cement his idea.
Chemie – The Periodic Puzzle 1, overview
V tomto klipu je studentům prezentován pojem atom jako základní složka hmoty, dále je
prezentována definice prvku a že prvky mohou být řazeny podle hmotnosti atomu/atomového čísla.
Žáci pravděpodobně znají periodickou tabulku prvků. Klip spolu s klipem The Periodic Puzze 2 si
klade za cíl upozornit na strukturu a důvody, proč jsou prvky řazeny v tabulce právě tak, jak jsou.
Nejdříve prostřednictvím diskuse o hmotnosti atomu a potom o chemických vlastnostech založených
na počtu elektronů.
V úvodu klipu vidíme profesora, jak se dívá na kopii periodické tabulky, kterou Steve smete svým
fotbalovým míčem. Steve má potom za úkol dát tabulku do původního stavu. Pokud čas dovolí,
můžeme se zeptat žáků, co by udělali jako první, kdyby museli znovu sestavit tabulku prvků: „What
would you do first if you had to reconstruct the periodic table?“
Steve se rozhodne použít atomové číslo k tomu, že vytvoří dlouhý seznam prvků a profesor vysvětlí,
že tímto vlastně Steve vytváří seznam atomů od nejlehčího po nejtěžší. Samozřejmě zde existují
výjimky a je na učiteli/ce, zda je v daném bodě zmíníme nebo nikoli.
Steve nadhodí otázku, jak roztřídit prvky. Je opět na učiteli/ce, zda se žáci pokusí o odpověď dříve,
než jim profesor představí koncepci skupin prvků a detailně vysvtlí, jak protony a elektrony ovlivňují
chemické vlastnosti prvků.
Doporučené pauzy a otázky/úkoly pro studenty během sledování klipu:
00: 22
Zeptáme se žáků:
What is the professor looking at? The professor is looking at the periodic table.
What do you think will happen next?... The football will smash or break the glass / periodic table.
01:14
Does the periodic table show a list of elements or elephants? Elements.
01:44
What do elements make? Everything
Do elements make tables and chairs? Yes
Do elements make (student’s name)? Yes
Do elements make elephants? Yes
02: 17
Ačkoli Steve si odpověděl na svou otázku, pozastavíme klip a použijeme kopii periodické tabulky a
ukážeme na několik protonových čísel a zeptáme se žáků, zda vědí, co to je: “What’s this? - It’s the
atomic number”. Pokud žáci nevědí, řekneme: “Let’s watch and find out.”
03:29
Použijeme svou periodickou tabulku prvků a ukážeme, kde se nachází hmotnostní číslo každého
atomu. Ukážeme na dva prvky, jako např. Kyslík (O) a zlato (Au) a zeptáme se žáků: “Which element
is heavier and weighs more? An atom of gold (Au) is heavier than an atom of oxygen (O).”
03:37
Steve se ptá žáků, jestli mají nápad, jak znovu složit řadu prvků. Znovu se zeptáme a zjišťujeme
nápady žáků. Teprve potom se vrátíme ke klipu, abychom získali správnou odpověď. Odpověď zní,
,že prvky mohou být znovu rozděleny podle chemických vlastností (They can be divided again by
chemical characteristics).
04:17
Vysvětlíme žákům, že za chvíli uvidí, proč alkalické kovy tvoří jednu chemickou skupinu. Je vhodné
ukázat žákům alkalické kovy v tabulce a zeptat se jich, jak tyto kovy reagují s vodou při reakcích,
které právě viděli (všechny explodují/rozpouštějí se a uvolňují vodík - they all explode / dissolve and
release hydrogen gas).
Potom řekneme: “OK, let’s find out why alkali metals are like that.”
06:12
Povzbudíme žáky, aby odpověděli na profesorovu otázku. Řekneme: “This is sodium. It has 11
electrons. 2 electrons are in the first shell and it is full. 8 electrons are in the second shell and it is
full. Where can we put the last electron?” A odpověď zní: “In the next / third shell”, nebo si
správnou odpověď vyslechcneme z videa (06:21).
06:55
Žáci v periodické tabulce prvků najdou helium, jeho protonové číslo a hmotnost atomu.
07:02
Požádáme žáky, aby vykřikli další prvky, které jsou ve stejné skupině jako helium. Sledujeme klip až
do 07:09. Zkontrolujeme výslovnost a na tabuli napíšeme chemické značky těchto vzácných plynů.
07:12
Pokud nám to čas umožní, ukážeme, že tyto plyny jsou reaktivní a jsou nazývány vzácnými plyny.
Můžeme take vyhledat i videoukázku na YouTube.
07:44 (konec)
Rozdělíme žáky do malých skupin a požádáme je, aby se zamysleli nad tím, proč skupiny alkalických
kovů a vzácných plynů se tak liší.
Po chvilce poradíme studentům, aby nakreslili atom lithia a sodíku se 3 a 11 elektrony. Znovu
zdůrazníme, že v prvním elektronovém obalu mohou být pouze 2 elektrony a ve druhém
elektronovém obalu může být pouze 8 elektronů.
Potom požádáme žáky, aby podobně nakreslili atomy helia a neonu. Zeptáme se, proč jsou si po
chemické stránce tyto prvky podobné: “Why are they chemically similar?” (Jejich vnější obaly jsou
oba plné. = Their outer shells are both full).
Žáci by nyní měli chápat, že skupiny chemických prvků se liší, protože mají různý počet elektronů ve
vnější valenční vrstvě.