Масса атома и атомные массы элементов

В учебниках химии для седьмых классов существовало и сохранилось отождествление двух понятий - атомный вес и вес атома. Ныне эти понятия обозначаются другими терминами: масса атома и атомная масса, но отождествление понятий сохраняется в сознании учащихся. Чтобы избежать формирования неправильного в научном отношении отождествления понятий, сходных по звучанию их терминов, но разных по содержанию, необходимо ознакомить учащихся с существованием изотопов.

Для этого достаточно несколько углубить первоначальные сведения о строении атома: сообщить, что атомное ядро тоже сложное образование, состоящее из протонов и нейтронов, имеет положительный заряд. На примере двух изотопов водорода можно показать изменение массы атома при сохранении заряда одного и того же ядра. Атом легкого водорода состоит из одного протона, а тяжелый - из одного протона и одного нейтрона.

Так как элемент характеризуется зарядом атомного ядра, то оба изотопа водорода относятся к одному виду атомов - элементу водороду. Но атомы тяжелого водорода обладают массой, в два раза большей. Рассматривая водород, находящийся в природе и получаемый в лаборатории, как смесь двух изотопов, можно объяснить, почему атомная масса водорода обозначается дробным числом, хотя масса протона, как и масса нейтрона, равна единице. Таким путем можно подвести учащихся к пониманию атомной массы как среднего арифметического из масс изотопов каждого элемента и объяснить, почему атомные массы большинства элементов обозначаются дробными числами (не следует, однако, увлекаться рассмотрением масс изотопов многих элементов).

Следует заметить, что учитель химии привыкает к тому, что о строении атомного ядра учащиеся узнают лишь в IX классе, и может сомневаться, поймут ли учащиеся VII класса истинное значение термина "атомная масса". На этот вопрос можно ответить ссылкой на последние исследования в дидактике по выяснению познавательных возможностей учащихся начальной школы. Выяснилось, что эти возможности значительно выше тех, которые признавались по традиции раньше. В результате этих исследований учебный материал начальной школы, изучавшийся в течение четырех лет, теперь изучается только три года, а результаты получаются не хуже прежних.

Опыт ознакомления с начальными сведениями о строении атома, включая и явления изотопии, проведен и продолжается в настоящее время в одной из московских школ сотрудниками лаборатории дидактики Института политехнического образования Академии педагогических наук СССР.

Предлагаемые в пособии рекомендации основаны на положительных результатах этого исследования.

Следует лишь предупредить учителей химии, что первоначальное знакомство с изотопами имеет служебное значение на данной ступени обучения. Основательно же их надо изучать в старших классах на уроках химии и физики.

В заключение следует рассказать учащимся о международной единице атомных масс - углеродной единице, которая равна ¹/₁₂ массы одного из изотопов углерода. Можно сравнить ее с единицей измерения масс, принятой в системе СИ.