DIY kemijski model. Molekule. Vprašanja in naloge

Izberite vrsto sladkarij. Za izdelavo stranskih pramenov sladkorja in fosfatnih skupin uporabite votle trakove črnega in rdečega sladkega korena. Za dušikove baze uporabite gumijaste medvedke v štirih različnih barvah.

• Ne glede na to, kateri bonbon uporabljate, mora biti dovolj mehak, da ga lahko prebodete z zobotrebcem.
• Če imate pri roki barvne marshmallowe, so odlična alternativa gumijastim medvedkom.

Pripravite preostale materiale. Vzemite vrvico in zobotrebce, s katerimi ustvarite model. Vrv bo treba razrezati na približno 30 centimetrov dolge kose, lahko pa jih naredite daljše ali krajše – odvisno od dolžine DNK modela, ki ga izberete.

• Če želite ustvariti dvojno vijačnico, uporabite dva kosa vrvi, ki sta enake dolžine.
• Prepričajte se, da imate vsaj 10-12 zobotrebcev, čeprav boste morda potrebovali malo več ali manj - spet odvisno od velikosti vašega modela.

Sesekljajte sladki koren. Sladki koren boste obesili izmenično po barvi, dolžina kosov naj bo 2,5 centimetra.

Gumijaste medvedke razvrstite v pare. V verigi DNA se citozin in gvanin (C in G) ter timin in adenin (T in A) nahajata v parih. Izberite štiri različne barvne gumijaste medvedke, ki bodo predstavljali različne dušikove baze.

• Ni pomembno, v kakšnem zaporedju se nahaja par C-G ali G-C, glavna stvar je, da par vsebuje točno te baze.
• Ne kombinirajte z neujemajočimi se barvami. Na primer, ne morete kombinirati T-G ali A-C.
• Izbira barv je lahko popolnoma poljubna, popolnoma odvisna od osebnih preferenc.

Obesite sladki koren. Vzemite dve vrvici in vsako zavežite na dnu, da sladki koren ne zdrsne. Nato na vrvico skozi osrednje praznine nanizajte koščke sladkega korena izmenično različnih barv.

• Dve barvi sladkega korena simbolizirata sladkor in fosfat, ki tvorita niti dvojne vijačnice.
• Izberite eno barvo sladkorja, vaši gumijasti medvedki se bodo prilepili na to barvo sladkega korena.
• Prepričajte se, da so koščki sladkega korena v istem vrstnem redu na obeh pramenih. Če ju postavite eno poleg druge, se morata barvi obeh niti ujemati.
• Takoj ko končate z nizanjem sladkega korena, na obeh koncih vrvi zavežite še en vozel.

Gumijaste medvedke pritrdite z zobotrebci. Ko seznanite vse medvede in ustvarite skupine C-G in T-A, uporabite zobotrebec in pritrdite enega medveda iz vsake skupine na oba konca zobotrebcev.

• Gumijaste medvedke potisnite na zobotrebec tako, da vsaj pol centimetra koničastega dela zobotrebca štrli ven.
• Morda boste na koncu imeli več nekaterih parov kot drugih. Število parov v dejanski DNK določa razlike in spremembe v genih, ki jih tvorijo.

Ljudje so že zelo dolgo ugibali, da so snovi sestavljene iz posameznih drobnih delcev; to je pred približno 2500 leti trdil grški znanstvenik Demokrit.

A če so v starih časih znanstveniki le domnevali, da so snovi sestavljene iz posameznih delcev, je v začetku 20. stoletja obstoj takih delcev znanost dokazala. Delci, ki sestavljajo številne snovi, se imenujejo molekule 1.

Molekula snovi je najmanjši delček te snovi. Najmanjši delec vode je molekula vode, najmanjši delec sladkorja je molekula sladkorja itd.

Kakšne so velikosti molekul?

Znano je, da se košček sladkorja lahko zdrobi v zelo drobno zrnje, pšenično zrno pa zmelje v moko. Olje, ki se širi po vodi, tvori film, katerega debelina je 40.000-krat manjša od debeline človeškega lasu. Toda tako zrno moke kot debelina oljnega filma ne vsebujeta ene, ampak veliko molekul. To pomeni, da je velikost molekul teh snovi celo manjša od velikosti zrna moke in debeline filma. Lahko naredimo naslednjo primerjavo: molekula je tolikokrat manjša od povprečno velikega jabolka, kolikor je jabolko manjše od zemeljske oble.

Molekule različnih snovi se razlikujejo po velikosti, vendar so vse zelo majhne. Sodobni instrumenti - elektronski mikroskopi - so omogočili ogled in fotografiranje največjih molekul (glej barvno ploščo II). Te fotografije so dodatna potrditev obstoja molekul.

Ker so molekule zelo majhne, ​​jih vsako telo vsebuje veliko število. V 1 cm3 zraka je tako število molekul, da če seštejete enako število zrn peska, dobite goro, ki bo pokrila veliko tovarno.

V naravi se vsa telesa med seboj vsaj v nečem razlikujejo. Niti dva človeka nimata enakih obrazov. Med listi, ki rastejo na istem drevesu, ni dveh popolnoma enakih. Tudi v celem kupu peska ne bomo našli enakih zrnc peska. Milijoni kroglic za ležaje so izdelani v tovarni po enem vzorcu, enake velikosti.Če pa kroglice izmerite natančneje, kot je bilo med obdelavo, ste lahko prepričani, da med njimi ni dveh enakih.

Ali se molekule iste snovi med seboj razlikujejo?

1. Molekula je latinska beseda, ki pomeni "majhna masa".

Številni in kompleksni poskusi so pokazali, da so molekule iste snovi enake. Vsaka čista snov je sestavljena iz enakih molekul, ki so edinstvene zanjo. To je neverjetno dejstvo. Nemogoče je na primer razlikovati vodo, pridobljeno iz soka ali mleka, od vode, pridobljene z destilacijo morske vode, saj so molekule vode enake in nobena druga snov ni sestavljena iz enakih molekul.

Čeprav so molekule zelo majhni delci snovi, so tudi deljive. Delce, ki sestavljajo molekule, imenujemo atomi.

Na primer, molekula kisika je sestavljena iz dveh enakih atomov. Molekula vode je sestavljena iz treh atomov - enega atoma kisika in dveh atomov vodika. Slika 14 prikazuje dve molekuli vode. Ta shematski prikaz molekul je sprejet v znanosti; ustreza lastnostim molekul, ki jih proučujemo v fizikalnih poskusih, in se imenuje model molekule.

Cepitev dveh molekul vode proizvede štiri atome vodika in dva atoma kisika. Vsaka dva atoma vodika se združita v molekulo vodika in vsak atom kisika v molekulo kisika, kot je shematično prikazano na sliki 15.

Atomi tudi niso nedeljivi delci, sestavljeni so iz manjših delcev, imenovanih elementarni delci.

Vprašanja. 1. Kako se imenujejo delci, ki sestavljajo snovi? 2. Iz katerih opazovanj sledi, da so velikosti molekul majhne? 3. Kaj veste o velikostih molekul? 4. Kaj veš o sestavi molekule vode? 5. Kateri poskusi in sklepanje kažejo, da so vse molekule vode enake?

telovadba. Kot veste, se kapljice oljnate tekočine širijo po površini vode in tvorijo tanek film. Zakaj se olje preneha širiti pri določeni debelini filma?

telovadba. Iz barvnega plastelina izdelaj modela dveh molekul vode. Nato uporabite te molekule za izdelavo modelov molekul kisika in vodika.

Danes bomo izvedli lekcijo ne samo modeliranja, ampak tudi kemije, izdelali bomo modele molekul iz plastelina. Kroglice iz plastelina si lahko predstavljamo kot atome, navadne vžigalice ali zobotrebci pa bodo pomagali prikazati strukturne povezave. To metodo lahko uporabljajo učitelji pri razlagi nove snovi pri kemiji, starši pri preverjanju in študiju domačih nalog ter otroci sami, ki jih tema zanima. Verjetno ni lažjega in dostopnejšega načina za ustvarjanje vizualnega materiala za miselno vizualizacijo mikropredmetov.

Tu so kot primer predstavniki iz sveta organske in anorganske kemije. Po analogiji z njimi je mogoče izdelati druge strukture, glavna stvar je razumeti vso to raznolikost.

Materiali za delo:

• plastelin dveh ali več barv;
• strukturne formule molekul iz učbenika (če je potrebno);
• vžigalice ali zobotrebci.

1. Pripravite plastelin za modeliranje sferičnih atomov, iz katerih bodo sestavljene molekule, ter vžigalice za ponazoritev vezi med njimi. Seveda je bolje prikazati atome različnih vrst v drugačni barvi, tako da si je jasneje predstavljati določen predmet mikrosveta.

2. Za izdelavo kroglic odščipnite zahtevano število porcij plastelina, pregnetite v rokah in jih v dlaneh razvaljajte v oblike. Za oblikovanje molekul organskih ogljikovodikov lahko uporabite večje rdeče kroglice - to bo ogljik, in manjše modre kroglice - vodik.

3. Če želite oblikovati molekulo metana, vstavite štiri vžigalice v rdečo kroglico, tako da bodo usmerjene proti ogliščem tetraedra.

4. Na proste konce vžigalic položite modre kroglice. Molekula zemeljskega plina je pripravljena.

5. Pripravite dve enaki molekuli, da otroku razložite, kako lahko dobimo molekulo naslednjega ogljikovodika, etana.

6. Povežite dva modela tako, da odstranite eno vžigalico in dve modri kroglici. Ethan je pripravljen.

7. Nato nadaljujte z razburljivo dejavnostjo in razložite, kako nastane večkratna vez. Odstranite dve modri kroglici in podvojite vez med ogljikoma. Na podoben način lahko oblikujete vse molekule ogljikovodikov, potrebne za lekcijo.

8. Enaka metoda je primerna za oblikovanje molekul anorganskega sveta. Iste kroglice iz plastelina vam bodo pomagale uresničiti svoje načrte.

9. Vzemite osrednji ogljikov atom - rdečo kroglico. Vanjo vstavite dve vžigalici, ki določata linearno obliko molekule, na prosta konca vžigalic pritrdite dve modri kroglici, ki v tem primeru predstavljata atome kisika. Tako imamo molekulo ogljikovega dioksida linearne strukture.

10. Voda je polarna tekočina, njene molekule pa so oglate tvorbe. Sestavljeni so iz enega atoma kisika in dveh atomov vodika. Kotno strukturo določa osamljeni par elektronov na osrednjem atomu. Lahko je upodobljen tudi kot dve zeleni piki.

To so vznemirljive ustvarjalne lekcije, ki bi jih zagotovo morali izvajati s svojimi otroki. Učenci katere koli starosti se bodo začeli zanimati za kemijo in bodo snov bolje razumeli, če jim bodo med učnim procesom ponudili vizualni pripomoček, ki so ga izdelali sami.

To delo se izvaja z dijaki, ki so prišli na poklicno izobraževanje. Zelo pogosto je njihovo znanje kemije šibko, zato jih snov ne zanima. Toda vsak študent ima željo po učenju. Tudi slabši učenec pokaže zanimanje za predmet, ko mu nekaj uspe narediti sam.

Naloge v delu so oblikovane ob upoštevanju vrzeli v znanju. Močno teoretično gradivo vam omogoča, da se hitro spomnite potrebnih konceptov, kar študentom pomaga dokončati delo. Ko so zgradili modele molekul, je otrokom lažje napisati strukturne formule. Za močnejše učence, ki hitreje opravijo praktični del dela, so podane računske naloge. Vsak učenec pri delu doseže rezultat: nekaterim uspe zgraditi modele molekul, kar delajo z veseljem, drugi opravijo večino dela, tretji opravijo vse naloge in vsak učenec dobi oceno.

Cilji lekcije:

• razvijanje veščin samostojnega dela;
• posplošiti in sistematizirati znanje učencev o teoriji zgradbe organskih spojin;
• utrditi sposobnost sestavljanja strukturnih formul ogljikovodikov;
• vadijo veščine poimenovanja po mednarodni nomenklaturi;
• ponovijo reševanje nalog za določanje masnega deleža elementa v snovi;
• razvijati pozornost in ustvarjalno dejavnost;
• razvijati logično razmišljanje;
• gojiti čut odgovornosti.

Praktično delo

»Izdelava modelov molekul organskih snovi.
Sestavljanje strukturnih formul ogljikovodikov.”

Cilj dela:

1. Naučite se izdelovati modele molekul organskih snovi.
2. Naučite se zapisati strukturne formule ogljikovodikov in jih poimenovati po mednarodni nomenklaturi.

Teoretično gradivo. Ogljikovodiki so organske snovi, sestavljene iz atomov ogljika in vodika. Ogljikov atom v vseh organskih spojinah je štirivalenten. Atomi ogljika lahko tvorijo ravne, razvejane in zaprte verige. Lastnosti snovi niso odvisne le od kvalitativne in kvantitativne sestave, temveč tudi od vrstnega reda medsebojne povezave atomov. Snovi, ki imajo enako molekulsko formulo, vendar različne strukture, imenujemo izomeri. Predpone označujejo količino di- dva, tri- trije, tetra- štiri; ciklo- pomeni zaprto.

Pripone v imenih ogljikovodikov kažejo na prisotnost večkratne vezi:

en enojna vez med ogljikovimi atomi (C C);
en dvojna vez med ogljikovimi atomi (C = C);
v trojna vez med ogljikovimi atomi (C C);
dien dve dvojni vezi med ogljikovimi atomi (C = C C = C);

Radikali: metil -CH3; etil -C2H5; klor -Cl; brom -Br.

Primer. Izdelajte model molekule propana.

Molekula propana C 3 H 8 vsebuje tri atome ogljika in osem atomov vodika. Ogljikovi atomi so med seboj povezani. Pripona – en označuje prisotnost enojne vezi med ogljikovimi atomi. Ogljikovi atomi se nahajajo pod kotom 10928 minut.

Molekula ima obliko piramide. Atome ogljika narišite kot črne kroge, atome vodika kot bele kroge in atome klora kot zelene kroge.

Pri risanju modelov upoštevajte razmerje velikosti atomov.

Poiščite molsko maso s pomočjo periodnega sistema

M (C 3 H 8) = 12 3 + 1 8 = 44 g/mol.

Če želite poimenovati ogljikovodik, morate:

1. Izberite najdaljšo verigo.
2. Število, ki se začne od roba, ki mu je najbližja radikalna ali večkratna vez.
3. Označite radikal, če je navedenih več radikalov. (Številka pred imenom).
4. Poimenujte radikal, začenši z najmanjšim radikalom.
5. Poimenuj najdaljšo verigo.
6. Označite položaj večkratne vezi. (Številka za imenom).

Pri sestavljanju formul po imenu potrebno:

1. Določite število ogljikovih atomov v verigi.
2. Določite položaj večkratne vezi. (Številka za imenom).
3. Določite položaj radikalov. (Številka pred imenom).
4. Zapiši formule radikalov.
5. Nazadnje določite število in razporeditev vodikovih atomov.

Masni delež elementa je določen s formulo:

Kje

– masni delež kemijskega elementa;

n – število atomov kemijskega elementa;

Ar je relativna atomska masa kemičnega elementa;

Mr – relativna molekulska masa.

Ko rešujete problem, uporabite formule za izračun:

Relativna gostota plina Dg kaže, kolikokrat je gostota enega plina večja od gostote drugega plina. D(H 2) - relativna gostota vodika. D(zrak) - relativna gostota v zraku.

Oprema: Komplet modelov molekul s kroglico in palico, plastelin različnih barv, vžigalice, tabela "Nasičeni ogljikovodiki", periodični sistem. Individualne naloge.

Napredek. Izpolnjevanje nalog po možnostih.

Možnost #1.

Naloga št. 1 . Izdelajte modele molekul: a) butana, b) ciklopropana. V zvezek narišite molekularne modele. Napišite strukturne formule teh snovi. Poiščite njihove molekulske mase.

Naloga št. 3. Sestavi strukturno formule snovi:

a) buten-2, napišite njegov izomer;
b) 3,3-dimetilpentin-1.

Naloga št. 4. Reši probleme:

1. naloga Določi masni delež ogljika in vodika v metanu.

Naloga 2. Saje se uporabljajo za proizvodnjo gume. Ugotovite, koliko g saj (C) lahko dobimo z razgradnjo 22 g propana?

Možnost št. 2.

Naloga št. 1 . Izdelaj modele molekul: a) 2-metilpropana, b) ciklobutana. V zvezek narišite molekularne modele. Napišite strukturne formule teh snovi. Poiščite njihove molekulske mase.

Naloga št. 2. Poimenujte snovi:

Naloga št. 3 Sestavi strukturno formule snovi:

a) 2-metilbuten-1, napišite njegov izomer;
b) propin.

Naloga št. 4. Reši probleme:

Naloga 1. Določite masni delež ogljika in vodika v etilenu.

Naloga 2. Saje se uporabljajo za proizvodnjo gume. Določite maso saj (C), ki jih lahko dobimo z razgradnjo 36 g pentana?

Možnost #3.

Naloga št. 1 . Izdelajte modele molekul: a) 1,2-dikloroetana, b) metilciklopropana.

V zvezek narišite molekularne modele. Napiši strukturne formule teh snovi. Kolikokrat je dikloroetan težji od zraka?

Naloga št. 2. Poimenujte snovi:

Naloga št. 3. Sestavi strukturno formule snovi:

a) 2-metilbuten-2, napišite njegov izomer;
b) 3,4-dimetilpentin-1.

Naloga št. 4. Reši probleme:

Naloga 1. Poiščite molekulsko formulo snovi, ki vsebuje 92,3 % ogljika in 7,7 % vodika. Relativna gostota za vodik je 13.

Naloga 2. Kolikšna prostornina vodika se bo sprostila pri razgradnji 29 g butana (n.o.)?

Možnost številka 4.

Naloga št. 1 . Izdelajte modele molekul: a) 2,3-dimetilbutana, b) klorociklopropana. V zvezek narišite molekularne modele. Napiši strukturne formule teh snovi. Poiščite njihove molekulske mase.

Naloga št. 2. Poimenuj snovi

Naloga št. 3. Sestavi strukturne formule snovi:

a) 2-metilbutadienten-1,3; napišite izomer.
b) 4-metilpentin-2.

Naloga št. 4. Reši probleme:

Naloga 1. Poiščite molekulsko formulo snovi, ki vsebuje 92,3 % ogljika in 7,7 % vodika. Relativna gostota za vodik je 39.

Problem 2. Kakšna količina ogljikovega dioksida se bo sprostila pri popolnem zgorevanju 72 g avtomobilskega goriva, sestavljenega iz propana?