Module 3.3 · Patterns in the periodic table (Quy luật của bảng tuần hoàn)
Thuộc Package 3 · Explain with Particles.
Tôi đọc bảng tuần hoàn như một tấm bản đồ quy luật, không phải một danh sách phải học thuộc.
| Unit | 4 |
| Mastery level | 6 tới 12 |
| Lớp (VN) | 7 tới 12 |
| Key concept chính | Patterns (Quy luật) |
Bảng tuần hoàn là thành tựu đẹp nhất của hoá học, và cũng là thứ bị dạy sai nhiều nhất. Học thuộc bảng là bỏ qua đúng điều làm nó vĩ đại: nó dự đoán được các nguyên tố chưa ai tìm ra.
Unit 1 · The table is ordered (Bảng có trật tự)
Tôi sẽ làm được giải thích bảng tuần hoàn được sắp xếp theo nguyên tắc nào.
Mastery level 6-10 · Lớp 7-11 · Patterns (Quy luật)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Coi bảng là danh sách sắp tuỳ ý cần học thuộc |
| Đạt | Biết bảng sắp theo số proton tăng dần, chia thành chu kỳ và nhóm |
| Vững | Nối vị trí trong bảng với cấu hình electron ở Module 3.2 |
Bằng chứng đạt. Learner nhìn vị trí một nguyên tố và suy ra được số electron lớp ngoài cùng của nó.
Hiểu lầm thường gặp. Bảng sắp theo khối lượng nguyên tử. Mendeleev ban đầu sắp theo khối lượng và gặp vài chỗ phải đảo thứ tự cho hợp tính chất. Chỉ khi biết tới proton thì mới rõ vì sao, và câu chuyện đó cho thấy một quy luật đúng có thể được tìm ra trước khi hiểu nguyên nhân.
Knowledge node. Bảng tuần hoàn · Chu kỳ · Nhóm · Số hiệu nguyên tử
Unit 2 · Groups behave alike (Cùng nhóm thì giống nhau)
Tôi sẽ làm được dự đoán tính chất của một nguyên tố từ các nguyên tố cùng nhóm với nó.
Mastery level 7-11 · Lớp 8-12 · Patterns (Quy luật) · Relationships (Quan hệ)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Học tính chất từng nguyên tố riêng lẻ |
| Đạt | Nhận ra các nguyên tố cùng nhóm có tính chất tương tự |
| Vững | Giải thích vì sao giống nhau, bằng số electron lớp ngoài cùng |
Bằng chứng đạt. Learner dự đoán đúng cách một kim loại kiềm chưa học phản ứng với nước, dựa trên nhóm của nó.
Hiểu lầm thường gặp. Cùng nhóm thì giống hệt nhau. Chúng giống về kiểu phản ứng nhưng khác về mức độ mạnh yếu, và xu hướng thay đổi dần đó chính là nội dung của unit tiếp theo.
Knowledge node. Nhóm nguyên tố · Kim loại kiềm · Halogen · Khí hiếm · Electron hoá trị
Unit 3 · Trends across a period (Xu hướng theo chu kỳ)
Tôi sẽ làm được mô tả tính chất thay đổi dần thế nào khi đi ngang qua một chu kỳ.
Mastery level 9-12 · Lớp 10-12 · Patterns (Quy luật)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Chỉ nhìn theo cột, không nhìn theo hàng |
| Đạt | Mô tả được xu hướng bán kính, độ âm điện, tính kim loại |
| Vững | Giải thích xu hướng bằng lực hút giữa hạt nhân và electron ngoài cùng |
Bằng chứng đạt. Learner giải thích được vì sao bán kính nguyên tử giảm khi đi từ trái sang phải, dù số electron tăng lên.
Hiểu lầm thường gặp. Thêm electron thì nguyên tử phải to ra. Ngược lại trong cùng chu kỳ: hạt nhân cũng thêm proton nên hút mạnh hơn, kéo cả lớp electron vào gần. Đây là chỗ learner phải cân hai tác động ngược chiều, và đó là kiểu suy luận có giá trị vượt ra ngoài môn Hoá.
Knowledge node. Bán kính nguyên tử · Độ âm điện · Tính kim loại và phi kim · Điện tích hạt nhân hiệu dụng
Unit 4 · Predict an unknown element (Dự đoán nguyên tố chưa biết)
Tôi sẽ làm được dự đoán tính chất của một nguyên tố tôi chưa từng học, chỉ bằng vị trí của nó.
Mastery level 10-12 · Lớp 11-12 · Patterns (Quy luật) · Models (Mô hình)
| Bậc | Learner làm được gì |
|---|---|
| Đang hình thành | Không dám dự đoán nếu chưa được dạy nguyên tố đó |
| Đạt | Dự đoán được tính chất chính từ nhóm và chu kỳ |
| Vững | Dự đoán kèm khoảng giá trị số, nội suy từ các nguyên tố lân cận |
Bằng chứng đạt. Learner ước lượng được nhiệt độ nóng chảy của một nguyên tố bị che, bằng cách nội suy từ hai nguyên tố cùng nhóm ở trên và dưới.
Hiểu lầm thường gặp. Hoá học là môn phải học thuộc từng chất. Toàn bộ giá trị của bảng tuần hoàn nằm ở chỗ không cần học thuộc: biết vị trí là suy ra được phần lớn tính chất.
Knowledge node. Dự đoán tính chất · Nội suy trong bảng tuần hoàn · Sức mạnh dự đoán của mô hình
Dạy module này theo kiểu IB
Concept-based. Khái niệm dẫn dắt là Patterns: một quy luật tốt không chỉ sắp xếp cái đã biết, nó còn nói trước cái chưa biết.
Inquiry. Khuôn bảng bị che ô, lặp lại đúng việc Mendeleev đã làm:
Đưa bảng tuần hoàn có 3 ô bị che kín, kèm dữ liệu tính chất các ô xung quanh
↓
"Ô bị che là nguyên tố có tính chất thế nào? Đoán càng cụ thể càng tốt"
↓
Learner nội suy: khối lượng, nhiệt độ nóng chảy, phản ứng với nước
↓
Mở ô ra, so với dữ liệu thật
↓
"Mendeleev đã làm đúng việc này năm 1869, và ông dự đoán ba nguyên tố
chưa ai tìm ra. Cả ba được tìm thấy sau đó, đúng như ông nói."Đoạn cuối biến bảng tuần hoàn từ một tờ giấy phải học thuộc thành một câu chuyện về sức mạnh của quy luật. Learner tự trải nghiệm việc dự đoán trước, rồi mới biết mình vừa lặp lại một trong những khoảnh khắc đẹp nhất của lịch sử khoa học.