Elementide elektrooniline struktuur ja perioodilised omadused
Järgnev õppekursus demonstreerib õpilasele mateeria füüsikalisi omadusi ja selle üleminekut interdistsiplinaarsetele teadmistele. Selline uurimus võimaldab uurijal avastada keemilisi omadusi ja muudetamatuid loodusseadusi seoses mateeria klassifitseerimisega elementide rühmadesse. See saavutatakse jälgides mitte pelgalt makromehaanilisi omadusi, vaid reaktsioonivõime potentsiaalide ühtsust, mis on omane erinevatele elementide sugukondadele.
Elektromagnetiline energia
Selle arutelu lõpuks on õpilane võimeline: selgitama lainete põhilist käitumist, eristades selgelt keskkonnas liikuvaid laineid ja seisulaineid; selgitama valguse lainelist olemust, tunnustades selle iseloomu laine sarnase häiritusena; kasutama vajalikke matemaatilisi valemeid, et määrata valguslainete omadusi, nimelt: perioodi, sagedust, lainepikkust ja energiat; eristama täpselt joonemissioonispektreid ja pidevspektreid; kirjeldama valguse korpuskulaarset olemust, jälgides selle käitumist diskreetsete osakeste voona.
Bohri mudel
Selle arutelu lõpuks on õpilane võimeline: kirjeldama vesiniku aatomi Bohri mudelit, tunnustades revolutsioonilist kontseptsiooni elektronidest, mis tiirlevad ümber tuuma fikseeritud „statsionaarsetel” orbiitidel; kasutama Rydbergi võrrandit, et arvutada valguse konkreetseid energiaid ja lainepikkusi, mis kiirguvad või neelduvad, kui elektron hüppab nende taevakehade sarnaste astmete vahel.
Kvantteooria areng
Selle peatüki kokkuvõtteks on õpilane võimeline: laiendama märkimisväärset laine-osakese dualismi kontseptsiooni — mida on seni täheldatud elektromagnetkiirguses — mateeriale endale, tunnustades, et isegi tahketel osakestel on laineline iseloom; mõistma elektronide kvantmehaanilise kirjelduse üldpõhimõtteid, kus aatom on määratletud kolmemõõtmeliste lainefunktsioonide ehk orbitaalidega, mis piiritlevad elektroni leidmise tõenäosust teatud ruumipiirkonnas; loetlema ja kirjeldama nelja kvantarvu omadusi, mis on olulised koordinaadid elektroni oleku täielikuks määramiseks aatomi struktuuris.
Aatomite elektrooniline struktuur (Elektronkonfiguratsioonid)
Selle arutelu lõpuks on õpilane võimeline: tuletama aatomite prognoositud põhiseisundi elektronkonfiguratsioone, kasutades Aufbau protsessi põhimõtteid erinevate kihtide ja alakihtide täitmiseks; tuvastama ja selgitama neid kummalisi erandeid teatud aatomite ja ioonide prognoositud konfiguratsioonides, tunnustades kohti, kus loodusseadused näivad stabiilsuse huvides kalduvat kõrvale; seostama neid elektronkonfiguratsioone elementide laiema klassifikatsiooniga perioodilisustabelis, jälgides, kuidas aatomi ehitus määrab selle koha tabelis.
Elementide omaduste perioodilised muutused
Selle arutelu lõpuks on õpilane võimeline: kirjeldama ja selgitama täheldatud suundumusi aatomi suuruses, ionisatsioonienergias ja elektroni afiinsuses, märgates nende füüsikaliste omaduste perioodilist olemust.