JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

Transkriptio

1 JASOLLINEN JÄRJESTELMÄ Oppitunnin tavoite: Oppitunnin tavoitteena on opettaa jaksollinen järjestelmä sekä sen historiaa alkuainepelin avulla. Tunnin tavoitteena on, että oppilaat oppivat tieteellisen tutkimuksen sosiaalisesta luonteesta, kemian historiasta sekä kemian jatkuvasta kehittymisestä. Tunnille valmistautuminen: Oppitunnilla käytetään alkuainepeliä sekä siihen liittyvää historiallista kertomusta. Molemmat ovat ladattavissa osoitteesta ortit tulisi tulostaa jaksollisen järjestelmän mukaisesti samassa ryhmässä olevat alkuaineet samanväriselle paperille. Tunnin kulku: Tunnin aluksi oppilaille kerrotaan antiikin alkuaineiden historiasta. Tämän jälkeen siirrytään Boyleen sekä Lavoisieriin ja oppilaat saavat näillä tiedoilla yrittää rakentaa alkuaineista jaksollisen järjestelmän. un oppilaat ovat rakentaneet ensimmäisen jaksollisen järjestelmän, jatkuu historian kertomus Mendelejevin aikaan. Tässä vaiheessa oppilaat saavat uusien tietojen valossa rakentaa jaksollisen järjestelmän uudelleen. un jaksolliset järjestelmät ovat valmiita, katsotaan yhdessä vielä oikea jaksollinen järjestelmä, sekä nimitykset jaksollisen järjestelmän ryhmille. Aikaa tuntiin kuluu noin 2 x 45min.

2 JASOLLISEN JÄRJESTELMÄN HISTORIA Pitkään maailmalla vallitsi ajatus, että kaikki koostuu neljästä alkuaineesta: maasta, vedestä, ilmasta ja tulesta. Vaikka joitain muitakin alkuaineita löydettiin, luokiteltiin ne silti näihin alkuperäisiin alkuaineisiin. Tämä johtui siitä, että tietoa ei ollut tarpeeksi, jotta tätä antiikin ajan tietoa uskallettaisiin epäillä tai vastustaa luvulla elänyt Boyle niminen tiedemies kuitenkin väsyi siihen, että sen ajan nk. tiedemiehet perustelivat ajatuksiaan vain mielipiteillä, mystiikalla ja filosofoinnilla. Hän ehdotti, että kaikki tiedemiehet alkaisivat tehdä kokeellisia töitä, joiden avulla he perustelisivat näkemyksiään. Hänelle ei kuitenkaan riittänyt se, että jokin koe oli onnistunut vain kerran, vaan hän halusi nähdä tuloksissa toistuvuutta! Boylen ahkeruudesta huolimatta, moni antiikinajan uskomus kuitenkin jäi elämään, koska tiedemiehet eivät osanneet kumota niitä kokeellisesti luvulla Boylen ajatuksiin törmäsi tiedemies nimeltä Antoine Lavoisier. Hän oli Boylen kanssa samaa mieltä siitä, että mielipiteet ja päätelmät pitää pystyä todistamaan kokeellisesti! Hän ryhtyi hommiin ja kokeellisilla töillään onnistui kumoamaan monia vanhanajan uskomuksia. Hän mm. osoitti, että palamiseen tarvitaan happea!! Lavoisierin hienon elämäntyönsä ansiosta, häntä kutsutaan tänä päivänä kemian isä-hahmoksi. Lavoisierin ja kokeellisen kemian ansiosta tiedemiehet ympäri maailmaa alkoivat löytää uusia alkuaineita. Pian ongelmaksi muodostuikin se, että miten nämä kaikki alkuaineet luokiteltaisiin!! Useat tiedemiehet lähtivät luokittelemaan alkuaineita parhaan kykynsä mukaan. Eri tiedemiehet keksivät erilaisia vaihtoehtoja. Miten itse luokittelisit nämä siihen aikaan tunnetut alkuaineet? (Tarina jatkuu kun jaksollisen järjestelmän luomista on kokeiltu) Saksalainen kemisti nimeltään Johann Döbereiner ( ) huomasi, että joillain alkuaineilla oli samankaltaisia ominaisuuksia, ja hän luokitteli alkuaineet kolmen ryhmiin. Englantilainen John Newlands ( ) oli ensimmäinen, joka järjesti alkuaineet taulukkoon niiden atomimassan mukaan. Näin tehdessään hän huomasi, että atomien samankaltaiset ominaisuudet toistuvat kahdeksan alkuaineen välein. (Järjestellään alkuaineet sekä samankaltaisuuksien ja atomimassan mukaan. Ehdotetaan, että oppilaat yrittävät ottaa molemmat asiat huomioon samassa taulukossa) Dimitri Mendelejev ( ) oli ensimmäinen joka huomioi sekä atomimassan että alkuaineiden kemialliset ominaisuudet. Hän kuitenkin piti alkuaineen ominaisuuksia atomimassaa merkittävämpänä asiana. Täten taulukkoon syntyi aukkoja, joiden avulla hän pystyi ennustamaan silloin löytämättömien aineiden ominaisuuksia. 3 un puuttuvia alkuaineita alettiin löytää ja todettiin Mendelejevin ennustusten pitävän paikkaansa, Mendelejevin taulukkoa alettiin pitää ilmiömäisenä ja kemistit innostuivat siitä ympäri maailmaa. Nykyiset jaksolliset järjestelmät pohjautuvat pitkälti Mendelejevin v.1869 laatimaan taulukkoon, vaikka niihin onkin tullut monia lisäyksiä ja muutoksia (esim. Jalokaasut).

3 Vety Atomimassa: 1.08 Litium Atomimassa: 6.94 H Li Rubidium Atomimassa: Cesium Atomimassa: Rubidium Atomimassa: Cesium Atomimassa: Rb Cs Rb Cs Vety Atomimassa: 1.08 Litium Atomimassa: 6.94 H Li Vety Atomimassa: 1.08 Litium Atomimassa: 6.94 H Li

4 Vety Atomimassa: 1.08 Litium Atomimassa: 6.94 H Li Rubidium Atomimassa: Cesium Atomimassa: Rubidium Atomimassa: Cesium Atomimassa: Rb Cs Rb Cs

5 Beryllium Atomimassa: Magnesium Atomimassa: alsium Atomimassa: Stontium Atomimassa: Be Mg Ca Sr Beryllium Atomimassa: Magnesium Atomimassa: alsium Atomimassa: Stontium Atomimassa: Be Mg Ca Sr Beryllium Atomimassa: Magnesium Atomimassa: alsium Atomimassa: Stontium Atomimassa: Be Mg Ca Sr Beryllium Atomimassa: Magnesium Atomimassa: alsium Atomimassa: Stontium Atomimassa: Be Mg Ca Sr

6 Skandium Atomimassa: Yttrium Atomimassa: Titaani Atomimassa: Zirkonium Atomimassa: Sc Y Ti Zr Vanadiini Atomimassa: Niobium Atomimassa: romi Atomimassa: Molybdeeni Atomimassa: V Nb Cr Mo Mangaani Atomimassa: Teknetium Atomimassa: 98.9 Rauta Atomimassa: Rutenium Atomimassa: Mn Tc Fe Ru oboltti Atomimassa: Rodium Atomimassa: Nikkeli Atomimassa: Palladium Atomimassa: Co Rh Ni Pd

7 upari Atomimassa: Hopea Atomimassa: Sinkki Atomimassa: admium Atomimassa: Cu Ag Zn Cd upari Atomimassa: Hopea Atomimassa: Sinkki Atomimassa: admium Atomimassa: Cu Ag Zn Cd upari Atomimassa: Hopea Atomimassa: Sinkki Atomimassa: admium Atomimassa: Cu Ag Zn Cd upari Atomimassa: Hopea Atomimassa: Sinkki Atomimassa: admium Atomimassa: Cu Ag Zn Cd

8 Boori Atomimassa: Alumiini Atomimassa: Gallium Atomimassa: Indium Atomimassa: B Al Ga In Boori Atomimassa: Alumiini Atomimassa: Gallium Atomimassa: Indium Atomimassa: B Al Ga In Boori Atomimassa: Alumiini Atomimassa: Gallium Atomimassa: Indium Atomimassa: B Al Ga In Boori Atomimassa: Alumiini Atomimassa: Gallium Atomimassa: Indium Atomimassa: B Al Ga In

9 Hiili Atomimassa: Pii Atomimassa: Germanium Atomimassa: Tina Atomimassa: C Si Ge Sn Hiili Atomimassa: Pii Atomimassa: Germanium Atomimassa: Tina Atomimassa: C Si Ge Sn Hiili Atomimassa: Pii Atomimassa: Germanium Atomimassa: Tina Atomimassa: C Si Ge Sn Hiili Atomimassa: Pii Atomimassa: Germanium Atomimassa: Tina Atomimassa: C Si Ge Sn

10 Typpi Atomimassa: Fosfori Atomimassa: Arseeni Atomimassa: Antimodi Atomimassa: N P As Sb Typpi Atomimassa: Fosfori Atomimassa: Arseeni Atomimassa: Antimodi Atomimassa: N P As Sb Typpi Atomimassa: Fosfori Atomimassa: Arseeni Atomimassa: Antimodi Atomimassa: N P As Sb Typpi Atomimassa: Fosfori Atomimassa: Arseeni Atomimassa: Antimodi Atomimassa: N P As Sb

11 Happi Atomimassa: Rikki Atomimassa: Seleeni Atomimassa: Telluuri Atomimassa: O S Se Te Happi Atomimassa: Rikki Atomimassa: Seleeni Atomimassa: Telluuri Atomimassa: O S Se Te Happi Atomimassa: Rikki Atomimassa: Seleeni Atomimassa: Telluuri Atomimassa: O S Se Te Happi Atomimassa: Rikki Atomimassa: Seleeni Atomimassa: Telluuri Atomimassa: O S Se Te

12 Fluori Atomimassa: loori Atomimassa: Bromi Atomimassa: Jodi Atomimassa: F Cl Br I Fluori Atomimassa: loori Atomimassa: Bromi Atomimassa: Jodi Atomimassa: F Cl Br I Fluori Atomimassa: loori Atomimassa: Bromi Atomimassa: Jodi Atomimassa: F Cl Br I Fluori Atomimassa: loori Atomimassa: Bromi Atomimassa: Jodi Atomimassa: F Cl Br I

13