9. – 10. Schuljahr

Torsten Witteck, Moritz Krause und Ingo Eilks

Das Periodensystem verstehen

Kooperativ und multimedial zu den Elementen, dem Aufbau ihrer Atome und dem PSE

Die Entdeckung des Periodensystems der Elemente ist sicher eine der Sternstunden der modernen Chemie gewesen, ebenso wie die spätere Erkenntnis des Zusammenhangs der Ordnung im Periodensystem mit dem differenzierten Atombau. War das Periodensystem der Elemente am Anfang eher noch ein Ordnungsschema entlang des stofflichen Verhaltens der verschiedenen Elemente, wurde es mit der Aufklärung des Atombaus gleichsam auch eine andere Darstellungsform des Modells für den Bau der Atome, insbesondere den Aufbau der Atomhülle. In diesem Beitrag beschreiben wir kooperative und multimediale Unterrichtselemente zum Periodensystem und dem differenzierten Atombau. Die verschiedenen Elemente können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden, wie etwa in einem konkreten Unterrichtsgang in [1] ausgearbeitet und im Kasten1 zusammengefasst.
1|Ein möglicher Unterrichtsgang durch die Elemente, das PSE und den Atombau
1|Ein möglicher Unterrichtsgang durch die Elemente, das PSE und den Atombau
Unter der Überschrift „Die Bausteine des Universums beschreiben wir in [1] einen Unterrichtsgang, der auf den in diesem Artikel beschriebenen Aktivitäten basiert und mit der Startaktivität aus der Gruppenrallye beginnt. Die Schülerinnen und Schüler sortieren Karten der Elemente mit Elementnamen, Bild, Sicherheitssymbolen, Gefahrenhinweisen (H-Sätze) und Sicherheitshinweisen (P-Sätze) der 1., 2., 7.,und 8. Hauptgruppe. Dies kann wie unten beschrieben in ein Gruppenpuzzle münden. Hierbei können ggf. auch die in diesem Beitrag vorgestellten Apps benutzt werden, um Eigenschaften und mögliche Gefahren der Elemente zu recherchieren. Diese Gruppen werden dann über ihre Gemeinsamkeiten näher beschrieben und benannt. Im Anschluss an die Erarbeitung der Elementgruppen wird ein ausgewähltes Element stofflich näher behandelt: Das Aluminium. Ausgehend vom Aluminium, wird dann im Gruppenpuzzle der Atombau an diesem Beispiel erläutert und jeweils verallgemeinert. Die Gruppen im Gruppenpuzzle sind: „Am Aluminium erklärt: das Kern-Hülle-Modell, „Am Aluminium erklärt: der Bau des Atomkerns und „Am Aluminium erklärt: der Bau der Atomhüllen. In [1] ist dies jeweils auf einer Doppelseite dargestellt; in [8] findet sich dazu Arbeitsmaterial, das über die Inhalte des Gruppenpuzzles hinausgeht. Danach wird der Zusammenhang zwischen dem Aufbau der Atomhülle und der Ordnung im PSE hergestellt und erklärt. Optionale Unterrichtselemente, etwa zum Rutherford-Versuch, zur Rastertunnelmikroskopie, zur Natur naturwissenschaftlicher Modelle und über Teilchenmodelle in der Chemiegeschichte, können je nach Lerngruppe ergänzend eingesetzt werden. Erfahrungen mit einem solchen Unterrichtsgangs sind in [2] und [3] beschrieben.
Eine Gruppenrallye zu den Elementfamilien
Die Idee der Gruppenrallye ist ein Wettbewerb zwischen verschiedenen Gruppen von Schülerinnen und Schülern, die versuchen sollen, ein möglichst gutes Gruppenergebnis zu erzielen [2]. Im Hinblick auf die Elementfamilien und das Periodensystem kann mit Karten begonnen werden, auf denen verschiedene Elemente und ihre H- und P-Sätze angegeben sind (Abb.1 ). Die Lernenden können diese H- und P-Sätze im Schulbuch nachschlagen und eine Ordnung in die Karten bringen. Sie erhalten jeweils die ersten vier Elemente der 1., 2., 7. und 8. Hauptgruppe. Die Edelgase in eine Gruppe zu ordnen, ist dabei einfach. Bei den Alkali- und Erdalkalimetallen ist das aber schon schwieriger. Dies lässt sich natürlich auch noch erweitern. Nicht selten erkennen die Lernenden aber schnell die Parallele zum Periodensystem, das sich ja in nahezu jedem Chemie-Schulbuch und Chemieraum befindet.
Ausgehend von dieser Ordnung, sollen die Lernenden sich mit digitalen Medien über die vorgegebenen Elemente informieren und möglichst viele Informationen über die Elemente...

Weiterlesen im Heft

Vorteile im Abo

Exklusiver Online-Zugriff auf die digitalen Ausgaben der abonnierten Zeitschrift
Print-Ausgabe der abonnierten Zeitschrift bequem nach Hause
Zusatzvorteile für Abonnenten im Online-Shop genießen