(57)【要約】      （修正有）【課題】学校教育の理科、化学の学習において、原子の電子配置を学ぶための原子の電子配置表示装置を提供する。【解決手段】トランク式アルミケースの上部には、原子の電子配置を発光体の点灯により表示する電子配置表示部を設け、トランク式アルミケースの下部には、元素の周期表を表示すると共に、前記元素の周期表中の各原子の位置に単極双投スイッチを設けた原子の電子配置表示装置であって、任意の原子の位置の前記単極双投スイッチを操作することにより、前記電子配置表示部において、前記任意の原子に対応する電子配置を発光体により点灯することを特徴とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
原子の電子配置と元素の周期表からなり、それらを図１のように組み合わせ、連結した原子の電子配置表示装置であって、前記元素の周期表中の各原子の位置に、それぞれ単極双投スイッチを設け、その操作により前記電子配置表示部に、それらの原子の電子配置が表示できること。
前記電子配置表示部の１８個の発光体の点灯光を光ファイバーにより電子配置表示部の原子核部に導き、これを各原子の原子核中の陽子数としたこと。
【請求項２】
周期表の８つの同族原子の単極双投スイッチの操作ボタン部の色を族毎にそれぞれ同色としたこと。
電子配置のＫ殻、Ｌ殻、Ｍ殻の各殻の発光体をそれぞれ同色としたこと。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は主に学校教育において、原子の電子配置の学習を効率的に行うための教育機器である。それは元素の周期表と原子の電子配置とを組み合わせ、連動させたことが特徴である。【０００２】  原子の電子配置は実際には三次元であるが、化学の教科書にみるように本考案も二次元表現である。その電子配置表示は図３の通りである。中心に原子核、同心円は内側からＫ殻、Ｌ殻、Ｍ殻の電子の軌道を有し、原子番号１の水素原子から原子番号１８のアルゴンまでの電子配置が表示できる。副殻については扱わない。【０００３】  その運転を図１を使い説明する。
周期表部の各原子の単極双投スィッチの操作により、電子配置表示部のＬＥＤの点灯により、それぞれの原子の電子配置が表示される。【０００４】  周期表は第３周期までとし、図４に示す通り長周期記述とした。
電子配置の周期性や族との基本的関係等は表現でき、基本的学習に十分である。【０００５】  また、電子配置表示用の発光体ＬＥＤや電球等の点灯光をそれぞれ光ファイバーで図３の中心に設けた原子核部に導き、これを各原子核中の陽子数とする。
そり様子を図８に示す。
【背景技術】
【０００６】  化学の教科書に原子の電子配置は模式図として掲載はあるが、その学習はノート等に当該配置図を写し取り、理解を深めるのが一般的であるが、本考案はスイッチ一つで電子配置が即座に表示されるため視覚面からの、学習の効果も期待できる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】  従来はこのような表示装置は無く、黒板、ノートに書いて学習していたが、本考案はその労が省け生徒たちが遊ぶＴＶゲームの感覚で、しかも効率的に原子の電子配置の学習ができることも特徴としている。【０００８】  とかく理系は敬遠されがちな科目であるが、本考案は主に中学校理科・高等学校の化学の授業に於いて原子の電子配置を学ぶなかで、周期表と原子の電子配置を連動させたため、それぞれの内容が相乗的に理解され、化学の基礎である原子の電子配置の学習の理解をより一層深めることができる。【０００９】  以下に本装置の運用を示す。
例えば、炭素原子のスイッチ操作により図５のように点灯し、炭素原子の電子配置が表示される。さらに、ナトリウ原子やアルゴンのスイッチ操作でも、図６および図７の点灯により、それぞれの電子配置が確認できる。
また、発展的運用の一例を示す。
単極双投スイッチを複数個同時に操作すると、原子番号の大きな方が優先される。
炭素原子とナトリウム原子を同時に操作するとナトリウム原子の電子配置が表示される。そこで炭素原子のスイッチを押し続け、ナトリウム原子のスイッチを押したり、離したりすると、それらの電子配置の比較検討ができる。また、１４族元素の炭素原子とケイ素原子や１６族元素の酸素原子と硫黄原子で同様な操作をすると、最外殻の電子配置が同形になることから同族原子の電子配置の類似性が動画的に視覚確認できることも本考案の特徴の一つである。【００１０】  本表示装置の使用は、座学の学習でも、作業的面を持ち、また視覚的面からも楽しく従来の学習とは趣を変え、効率的に学習効果を上げる事が期待できる。
【課題を解決しようとする手段】
【００１１】  本表示装置の使用目的は原子の電子配置の学習において、その定着を図ることであるが、理科離れが叫ばれる今、その解決の糸口や学習の切っ掛けも狙った。
また、電子配置表示部を大きく作り、教師の説明用とし、生徒と一体学習も効果をあげ得る。
【考案の効果】
【００１２】  本考案の特徴は知りたい原子の電子配置が周期表中の原子のスイッチ操作で即座に電子配置部に表示されるので、何時でも気軽に個人学習が出来る。原子の電子配置は原子の構造、原子の性質、イオンの生成、化学結合等の化学の基礎の理解を深め、さらに化学全般の学習にも波及的に寄与する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】  本考案全体の原子の電子配置表示装置の斜視図である。
【図２】  点線枠は電子配置表示部であり、周期表部との配線図である。
【図３】  図２の点線枠部の各原子の電子配置表示部を現わした図である。
【図４】  周期表と単極双投スイッチの位置図である。
【図５】  炭素原子の点灯時の電子配置図である。
【図６】  ナトリウム原子の点灯時の電子配置図である。
【図７】  アルゴンの点灯時の電子配置図である。
【図８】  原子核の構造図である。
【図９】  単極双投スイッチの側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】  本考案は図１に示すように図３、図４を堅牢なトランク式のアルミケースに装着したものであり、生徒の過酷な使用にも耐え得るようにした。
ケースはバインダー仕様やトランク式のプラスチック製、鉄製も考えられる。
また、発光体はいろいろな媒体が考えられるが、ここではＬＥＤで示す。
【００１５】  図９は単極双投スイッチの断面図である。その作用は端子イ、ロとイ、ハのＯＮ、ＯＦＦが切り替わる構造である。また、アルミケースの蓋を閉しることで電源消し忘れ防止スイッチが作動する。
【００１６】  本考案で取り扱う原子は原子番号１から１８までとしたが、原子の配置に由来する原子の構造、性質、特性等の基礎学習には充分である。
【実施例】
【００１７】  生徒はスイッチ操作だけで知りたい原子の電子配置が表示されるので、興味を持って学習に取り組んでいた。また、電子配置と周期表との組み合わせから、それら相互の関係が視覚面からも理解されたていた。このような組み合わせは今まで無かったので斬新に感じていた。多くの生徒は日常的にパソコンに触れているので、本装置も何の抵抗も無く操作していた。
これらのことは理科・化学教育によい結果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】  学校教育において本考案のような、原子の電子配置装置は今まではなく、これを使用することにより、短時間でかなりの学習成果をあげる事が出来、広く普及する事が期待される。また、生徒から敬遠されがちな理科、化学の学習に高いニーズを得て、その敬遠の払拭に良い影響を与えることができる。
【符号の説明】
【００１９】  Ｒ          電流制限抵抗
ＦＰＳＷ    電源切り忘れ防止スイッチ
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月28日(2012.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
トランク式アルミケースの上部には、原子の電子配置を発光体の点灯により表示する電子配置表示部を設け、トランク式アルミケースの下部には、元素の周期表を表示すると共に、前記元素の周期表中の各原子の位置に単極双投スイッチを設けた原子の電子配置表示装置であって、任意の原子の位置の前記単極双投スイッチを操作することにより、前記電子配置表示部において、前記任意の原子に対応する電子配置を発光体により点灯することを特徴とした原子の電子配置装置。