آموزش مبحث مولکول و اتم به کودکان و نوجوانان

ساختمان الکترونی اتم کربن و اتم سدیم

مدل مولکول آب که از دو اتم ئیدروژن و یک اتم اکسیژن ساخته شده و ماده مرکب است

مدل مولکول آمونیاک که از سه اتم ئیدروژن و یک اتم نیتروژن ساخته شده است

مدل مولکول ازن که از سه اتم از یک نوع عنصر به نام اکسیژن ساخته شده است مولکول ساده است

معلم به بچه ها گفت: به اطراف خود نگاه کنید چه می بینید؟ و آنچه را می بینید لمس کنید و فهرستی از آن تهیه کنید معلم گفت :وقتی شما یک ماده را بررسی می کنید می خواهید بدانید از چه ساخته شده است اگر به کیف خود نگاه کنید می بینید از چرم و فلز در ساخت آن بکار رفته است آیا می دانید این چرم و فلز که در ساخت کیف بکار رفته باز از ذرات کوچکتری ساخته شده است؟ اگر شما می توانستید یک مولکول را تقسیم کنید دیگر آن مولکول را در اختیار نداشتید بلکه در آن صورت به ذرات سازنده مولکول یعنی اتم می رسیدید در آن صورت به ذرات سازنده مولکول یعنی اتم می رسیدید مثلا اگر شما می توانستید یک مولکول آب را تقسیم کنید دیگر آب در اختیار نداشتید بلکه در آن صورت دو اتم مختلف خواهیم داشت دو اتم ئیدروژن و یک اتم اکسیژن و حتی اگر می توانستید نمک را تقسیم کنید دیگر نمک در اختیار نداشتید بلکه در آن صورت دو اتم مختلف خواهیم داشت یک اتم سدیم و یک اتم کربن بعد معلم از هر گروه خواست از داخل کاسه های شیشه ای روی میز گلوله های کروی در اندازه مختلف و رنگی و تعدادی میله پلاستیکی شبیه به نی در اندازه های متفاوت بردارند و سعی کنند با توجه به فرمول مولکولی و ساختاری که معلم روی تخته سیاه برای مولکولهای مانند آب ،امونیاک ،اکسیژن و…را با استفاده از گلوله های و میله های پلاستیکی بسازند .همگی بچه ها در گرو ههای خود فعال هستند و با کمک یکدیگر و با توجه به راهنمایی معلم مولکولهای را ساختند و مدلهای مولکولی خود را به ترتیب روی میز کار قرار دادند. بعد معلم به بچه ها گفت: بچه ها از مدتها قبل انسان می دانست که تمام مواد از ذرات بنیادی یا عناصر شیمیایی ساخته شده اند. از میان این مواد مثلا می توان از اکسیژن ،کربن ،آهن ،گوگرد ،مس و …نام برد. کوچکترین ذره آهن یک اتم آهن و کوچکترین ذره گوگرد ، یک اتم گوگرد و کوچکترین ذره مس ،یک اتم مس و… نامیده می شود. پس همانطور که بدن ما از سلول و سلولهای بدنمان باز از اجزاء کوچکتر دیگری ساخته شده است و در نهایت می توان گفت که مواد اطراف ما حتی بدن ما هم از ذرات کوچک به نام مولکول و مولکول هم نیز از ذرات کوچکتر دیگر به نام اتم ساخته شده است. سپس معلم با استفاده از کارتهای که روی آن نوشته بود مولکول ، اتم و ماده با استفاده از فلش های مقوایی رنگی ارتباط این سه کلمه(ماده ،مولکول واتم ) را روی تخته سیاه نشان داد. و دوباره تأکید کرد که : ماده از مولکول ساخته شده و خود مولکول از اجزای کوچکتری به نام اتم ساخته شده است که دانشمندان فکر می کردند اتم کوچکترین جزء ممکن ماده است ولی اکنون می دانند که چگونه اتم را بشکافند. بعد معلم به طرف میز خود رفت و از داخل کیسه بزرگ سیاه رنگ یک تابلوی زیبا بیرون آورد و آن را روی تابلوی اطلاعات کلاس نصب کرد و از بچه ها خواست با دقت به آن نگاه کنند. این ساختمان الکترونی یک اتم اکسیژن است در این ساختمان اتمی اکسیژن من با استفاده از پونز های رنگی و نوار رنگی و کاغذ رنگی سعی کرده ام نشان دهم که اتم اکسیژن از سه ذره بنیادی به نامهای الکترون ،پروتون و نوترون ساخته شده است خوب حالا شما با استفاده پونز رنگی ، یولینیت و کاغذ رنگی و نوارهای رنگی و وسایل مورد نیاز دیگر روی میز سعی کنید با توجه به اطلاعاتی من راجب اتم کربن روی تخته نوشته ام مثل من یک تابلو زیبا از ساختمان الکترونی کربن بسازید و من هم به شما راهنمایی لازم را می کنم بعد از مدتی بچه ها تابلو های خود را روی دیوار کلاس نصب نمودند و خوشحال بودند و از کاری که با موفقیت انجام داده بودند لذت می بردند .معلم از یکی خواست آنچه را که از درس امروز فهمیده است توضیح دهد. دانش آموزی بلند شد و گفت:من فهمیدم که کوچکترین ذره هر ماده یعنی مولکول از ذرات کوچکتری به نام اتم ساخته شده است و خود اتم هم قابل تقسیم به ذرات کوچکتری به نامهای الکترون ،پرتون و نوترون است و به این نتیجه رسیدم که اتمها می توانند برای ایجاد یک مولکول یعنی ذرات بزرگتر با یکدیگر پیوند پیدا کنند تا مولکول ساخته شود من وقتی به این نتیجه رسیدم که با استفاده گلوله و میله های پلاستیکی مولکولی مثل آب را درست کردم. زیر یک اتم اکسیژن و دو اتم ئیدروژن با هم متصل کردم و توانستم مدل یک مولکول آب را بسازم. سپس معلم به بچه ها گفت :به این عبارتی که من روی تخته می نویسم خوب توجه کنید و همگی این عبارت را در دفتر خود یاداشت کنید معلم شروع کرد به نوشتن و نوشت:«یک اتم کوچکترین سنگ بنای یک عنصر شیمیایی است که کلیه خصوصیات ویژه آن عنصر را دارا بوده و در صورت تقسیم آن به اجزای کوچکتر این خصوصیات را از دست خواهد داد.»همانطور که دوست شما با استفاده از گلوله هاو میله های پلاستیکی و ساخت مدل مولکول آب پی به این موضوع برده بود که مولکول ها از پیوند میان چند اتم بوجود می آیند حالا با دقت به این برنامه کامپیوتری که در محیط پاور پوینت طراحی و کار کرده ام و برای نشان دادن به شما آماده نموده ام و روی پرده نمایش نشان خواهم داد نگاه کنید و بعد در گروه خودتان درباره آن بحث کنید ونتیجه بحث خود را در دفتر گزارش گروه بنویسد. بعد از نمایش و برگزاری جلسه بحث معلم از دانش آموزی پرسید از این نمایش بوسیله کامپیوتر چه یاد گرفتید؟ دانش آموز گفت فهمیدم که مواد به دو دسته مواد مرکب و ساده طبقه بندی می شوند و فرق مواد مرکب با مواد ساده این است که در مواد مرکب از اتمهای مختلف ساخته شده اند.آب و آمونیاک برخلاف اکسیژن و ئیدروژن وکربن و… عناصر شیمیایی نیستند بلکه ترکیبات شیمیایی و از عناصر متفاوت هستند.سژژس معلم ادامه داد وگفت : کوچکترین ذره چنین ترکیباتی مثل آب و آمونیاک ،مولکول آب و مولکول آمونیاک می باشد و پی بردید که چنانچه یک مولکول آب را تجزیه کنند خصوصیات آب از دست می رود و فقط ذرات تشکیل دهنده آن یعنی ئیدروژن و اکسیژن باقی می ماند که خصوصیاتی کاملا متفاوت با مولکول آب را دارند. پس از تمام شدن بحث راجب برنامه آموزشی کامپیوتری معلم خواست بچه ها مدلهای مولکولهای ساده و مرکبی که قبلا خود ساخته بودند یکبار دیگر با دقت تماشا کنند. و ببیند که مواد ساده از اتمهای یکسان یا فقط یک نوع اتم ساخته شده است و لی مولکولهای مواد مرکب از اتمهای متفاوت ساخته شده اند. و در آخر درس معلم روی تخته نوشت :«موادی که مولکولهای آنها از اتمهای متفاوت(عناصر مختلف)ساخته شده اند ماده مرکب یا ترکیب هستند ولی موادی که مولکولهای آنها از یک نوع اتم و یا اتمهای یکسان ساخته شده است مواد ساده هستند.» سپس روی تخته یک جدول کشید عنوان هر ستون جدول نام شیمیایی ،فرمول شیمیایی و ماده مرکب یا ترکیب بود. و از هر دانش آموز خواست به فرمولها و نام شیمیایی موادی که در ستون های اول و دوم نوشته شده با دقت نگاه کنند و مشخص کنند آیا این مواد مرکب هستند یا عنصر بعد توجه بچه ها را به وسایلی که از قبل روی میز چیده بود مانند جیوه دماسنج ،ماهی تابه آلومینیومی ،شیشه ,کپسول گاز اکسیژن فولادی ،نمک در نمکدان ،شکر ،انگشتر طلا ،میخ آهنی ، سیم مسی و… از آنها خواست در گروه های خود با هم مشورت کنند و در جدول دیگر دارای دوستون به نام ترکیب و عنصر را کامل نمایند.

نام وسایل عنصر شیمیایی ترکیب یا ماده مرکب

جیوه در دماسنج
شیشه

آچار فولادی

آب

انگشتر طلا

میخ آهنی

ماهی تابه آلومینیومی

بعد از انجام این فعالیتهای نظیر فعالیتهای بالا در پایان درس معلم از دانش آموزان خواست فهرستی از مواد مرکب و مواد ساده که در منزلشان می بینند تهیه کنند و به کلاس بیاورند و در ادامه گفت در جلسه دیگر سرگذشت دانشمندانی که در شناسایی ساختمان اتم
نقش بسزایی داشتند و نظریه های اتمی آنها در زمینه شناخت و کشف اتم را مورد بررسی و مطالعه قرار می دهیم