Chemie auf Spurensuche
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Write down a selected isotope. This will serve as the basis for the following exercises and the analysis to determine the age.
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Description
Zielsetzung: Das Arbeitsblatt führt spielerisch über eine Kriminalakte in die Grundlagen der Kernchemie und des Atomaufbaus ein. Die Lernenden untersuchen den β⁻-Zerfall am Beispiel des Isotops und lernen, aus Ordnungs- und Massenzahlen die atomare Zusammensetzung sowie radioaktive Zerfallsprozesse quantitativ zu bilanzieren.
Inhalte und Methoden: Die Vermittlung erfolgt durch eine Verknüpfung von Kontextlernen, tabellarischen Teilchenanalysen und mathematischen Verfahren zur Beschreibung radioaktiver Prozesse. Ausgangspunkt ist eine fiktive Fallakte, in der anhand einer Laboruntersuchung grundlegende Fragen zu Kernumwandlungen und Strahlung entwickelt werden. Darauf aufbauend werden die Isotope hinsichtlich ihrer Protonen-, Neutronen- und Elektronenanzahl analysiert sowie Kernreaktionsgleichungen und das Prinzip des β⁻-Zerfalls erarbeitet. Ergänzend erfolgt eine quantitative Auswertung des radioaktiven Zerfalls mithilfe von Halbwertszeitberechnungen zur Bestimmung von Restmengen und Probenalter, bevor die Lernenden ihr Verständnis in einem kurzen zusammenfassenden Exit-Ticket sichern.
Kompetenzen:
- Fachkompetenz: Unterscheidung von physikalisch-chemischen Elementarbegriffen (Isotop, Ordnungszahl, Massenzahl) und Einordnung von Kernumwandlungen
- Naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung: mathematische Modellierung von Zerfallsprozessen über Halbwertszeitfunktionen und das Aufstellen von Kernreaktionsgleichungen
- Sprach- und Erklärkompetenz: adressatengerechte Reduktion komplexer atomarer Vorgänge
Zielgruppe und Niveau: Mittelstufe