Model DIY cząsteczki wodoru z plasteliny. Cząsteczki

Praca ta prowadzona jest z uczniami, którzy przyjechali na kształcenie zawodowe. Bardzo często ich wiedza z chemii jest słaba, przez co nie interesują się tym tematem. Ale każdy uczeń ma chęć się uczyć. Nawet uczeń osiągający słabe wyniki wykazuje zainteresowanie przedmiotem, gdy udaje mu się zrobić coś samodzielnie.

Zadania w pracy są zaprojektowane z uwzględnieniem luk w wiedzy. Mocny materiał teoretyczny pozwala szybko przypomnieć sobie niezbędne pojęcia, co pomaga studentom w ukończeniu pracy. Po zbudowaniu modeli cząsteczek dzieciom łatwiej jest pisać wzory strukturalne. Dla silniejszych uczniów, którzy szybciej wykonają część praktyczną pracy, podane są zadania obliczeniowe. Każdy uczeń podczas pracy osiąga jakiś wynik: niektórym udaje się zbudować modele cząsteczek, co robią z przyjemnością, inni wykonują większość pracy, jeszcze inni wykonują wszystkie zadania, a każdy uczeń otrzymuje ocenę.

Cele Lekcji:

• rozwijanie umiejętności samodzielnej pracy;
• uogólniać i systematyzować wiedzę studentów na temat teorii budowy związków organicznych;
• utrwalić umiejętność komponowania wzorów strukturalnych węglowodorów;
• ćwiczyć umiejętność nadawania nazw według międzynarodowej nomenklatury;
• powtórzyć rozwiązywanie problemów, aby określić udział masowy pierwiastka w substancji;
• rozwijać uwagę i aktywność twórczą;
• rozwijać logiczne myślenie;
• kultywuj poczucie odpowiedzialności.

Praktyczna praca

„Tworzenie modeli cząsteczek substancji organicznych.
Sporządzanie wzorów strukturalnych węglowodorów.”

Cel pracy:

1. Naucz się tworzyć modele cząsteczek substancji organicznych.
2. Naucz się zapisywać wzory strukturalne węglowodorów i nazywać je zgodnie z międzynarodową nomenklaturą.

Materiał teoretyczny. Węglowodory to substancje organiczne składające się z atomów węgla i wodoru. Atom węgla we wszystkich związkach organicznych jest czterowartościowy. Atomy węgla mogą tworzyć łańcuchy proste, rozgałęzione i zamknięte. Właściwości substancji zależą nie tylko od składu jakościowego i ilościowego, ale także od kolejności, w jakiej atomy są ze sobą połączone. Substancje, które mają ten sam wzór cząsteczkowy, ale różne struktury, nazywane są izomerami. Przedrostki wskazują ilość di- dwa, trzy- trzy, tetra- cztery; cykl- oznacza zamknięte.

Przyrostki w nazwach węglowodorów wskazują na obecność wiązania wielokrotnego:

pl wiązanie pojedyncze między atomami węgla (CC);
pl podwójne wiązanie między atomami węgla (C = C);
W potrójne wiązanie między atomami węgla (CC);
dien dwa podwójne wiązania pomiędzy atomami węgla (C = do do = do);

Radykałowie: metylo-CH3; etylo-C2H5; chlor -Cl; brom -Br.

Przykład. Zrób model cząsteczki propanu.

Cząsteczka propanu C 3 H 8 zawiera trzy atomy węgla i osiem atomów wodoru. Atomy węgla są ze sobą połączone. Przyrostek – pl wskazuje na obecność pojedynczego wiązania pomiędzy atomami węgla. Atomy węgla znajdują się pod kątem 10928 minut.

Cząsteczka ma kształt piramidy. Narysuj atomy węgla jako czarne kółka, atomy wodoru jako białe kółka i atomy chloru jako zielone kółka.

Rysując modele, należy zwrócić uwagę na stosunek rozmiarów atomów.

Znajdź masę molową, korzystając z układu okresowego

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

Aby nazwać węglowodór, musisz:

1. Wybierz najdłuższy łańcuch.
2. Liczba rozpoczynająca się od krawędzi, do której najbliżej jest rodnik lub wiązanie wielokrotne.
3. Wskaż rodnik, jeśli wskazano kilka rodników. (Numer przed imieniem).
4. Nazwij rodnik, zaczynając od najmniejszego rodnika.
5. Podaj nazwę najdłuższego łańcucha.
6. Wskaż położenie wiązania wielokrotnego. (Numer po imieniu).

Podczas tworzenia formuł według nazwy niezbędny:

1. Określ liczbę atomów węgla w łańcuchu.
2. Określ położenie wiązania wielokrotnego. (Numer po imieniu).
3. Określ położenie rodników. (Numer przed imieniem).
4. Zapisz wzory pierwiastków.
5. Na koniec określ liczbę i rozmieszczenie atomów wodoru.

Udział masowy pierwiastka określa się według wzoru:

Gdzie

– ułamek masowy pierwiastka chemicznego;

n – liczba atomów pierwiastka chemicznego;

Ar jest względną masą atomową pierwiastka chemicznego;

Mr – względna masa cząsteczkowa.

Rozwiązując problem, użyj wzory obliczeniowe:

Względna gęstość gazu Dg pokazuje, ile razy gęstość jednego gazu jest większa od gęstości innego gazu. D(H 2) - gęstość względna wodoru. D(powietrze) - gęstość względna w powietrzu.

Wyposażenie: Zestaw kulkowych modeli cząsteczek, plastelina w różnych kolorach, zapałki, tablica „Węglowodory nasycone”, układ okresowy. Zadania indywidualne.

Postęp. Wykonywanie zadań według opcji.

Opcja 1.

Zadanie nr 1 . Utwórz modele cząsteczek: a) butanu, b) cyklopropanu. Narysuj modele molekularne w swoim notatniku. Zapisz wzory strukturalne tych substancji. Znajdź ich masy cząsteczkowe.

Zadanie nr 3. Komponować strukturalny wzory substancji:

a) buten-2, napisz jego izomer;
b) 3,3 - dimetylopentyna-1.

Zadanie nr 4. Rozwiązywać problemy:

Zadanie 1 Określ udział masowy węgla i wodoru w metanie.

Zadanie 2. Do produkcji gumy wykorzystuje się sadzę. Oblicz, ile g sadzy (C) można otrzymać z rozkładu 22 g propanu?

Opcja 2.

Zadanie nr 1 . Wykonaj modele cząsteczek: a) 2-metylopropanu, b) cyklobutanu. Narysuj modele molekularne w swoim notatniku. Zapisz wzory strukturalne tych substancji. Znajdź ich masy cząsteczkowe.

Zadanie nr 2. Nazwij substancje:

Zadanie nr 3 Skomponuj strukturalny wzory substancji:

a) 2-metylobuten-1, napisz jego izomer;
b) propin.

Zadanie nr 4. Rozwiązywać problemy:

Zadanie 1. Określ udział masowy węgla i wodoru w etylenie.

Zadanie 2. Do produkcji gumy wykorzystuje się sadzę. Oblicz masę sadzy (C), którą można otrzymać z rozkładu 36 g pentanu?

Opcja nr 3.

Zadanie nr 1 . Wykonaj modele cząsteczek: a) 1,2-dichloroetanu, b) metylocyklopropanu

Narysuj modele molekularne w swoim notatniku. Zapisz wzory strukturalne tych substancji. Ile razy dichloroetan jest cięższy od powietrza?

Zadanie nr 2. Nazwij substancje:

Zadanie nr 3. Komponować strukturalny wzory substancji:

a) 2-metylobuten-2, napisz jego izomer;
b) 3,4-dimetylopentyna-1.

Zadanie nr 4. Rozwiązywać problemy:

Zadanie 1. Znajdź wzór cząsteczkowy substancji zawierającej 92,3% węgla i 7,7% wodoru. Gęstość względna wodoru wynosi 13.

Zadanie 2. Jaka objętość wodoru zostanie uwolniona podczas rozkładu 29 g butanu (n.o.)?

Opcja numer 4.

Zadanie nr 1 . Wykonaj modele cząsteczek: a) 2,3-dimetylobutanu, b) chlorocyklopropanu. Narysuj modele molekularne w swoim notatniku. Zapisz wzory strukturalne tych substancji. Znajdź ich masy cząsteczkowe.

Zadanie nr 2. Nazwij substancje

Zadanie nr 3. Komponować wzory strukturalne substancji:

a) 2-metylobutadienten-1,3; napisz izomer.
b) 4-metylopentyna-2.

Zadanie nr 4. Rozwiązywać problemy:

Zadanie 1. Znajdź wzór cząsteczkowy substancji zawierającej 92,3% węgla i 7,7% wodoru. Gęstość względna wodoru wynosi 39.

Zadanie 2. Jaka objętość dwutlenku węgla zostanie uwolniona podczas całkowitego spalenia 72 g paliwa samochodowego składającego się z propanu?

Ludzie od dawna domyślali się, że substancje składają się z pojedynczych, drobnych cząstek, co stwierdził około 2500 lat temu grecki naukowiec Demokryt.

Jeśli jednak w starożytności naukowcy zakładali jedynie, że substancje składają się z pojedynczych cząstek, to na początku XX wieku nauka udowodniła istnienie takich cząstek. Cząsteczki tworzące wiele substancji nazywane są cząsteczkami 1.

Cząsteczka substancji to najmniejsza cząsteczka tej substancji. Najmniejsza cząsteczka wody to cząsteczka wody, najmniejsza cząsteczka cukru to cząsteczka cukru itp.

Jakie są rozmiary cząsteczek?

Wiadomo, że kawałek cukru można rozdrobnić na bardzo drobne ziarenka, a ziarno pszenicy można zmielić na mąkę. Rozprowadzony na wodzie olej tworzy film, którego grubość jest 40 000 razy mniejsza niż grubość ludzkiego włosa. Ale zarówno ziarno mąki, jak i grubość filmu olejowego zawierają nie jedną, ale wiele cząsteczek. Oznacza to, że wielkość cząsteczek tych substancji jest nawet mniejsza niż wielkość ziarenka mąki i grubość filmu. Można dokonać następującego porównania: cząsteczka jest tyle samo razy mniejsza od średniej wielkości jabłka, ile jabłko jest mniejsze od kuli ziemskiej.

Cząsteczki różnych substancji różnią się wielkością, ale wszystkie są bardzo małe. Nowoczesne instrumenty - mikroskopy elektronowe - umożliwiły zobaczenie i sfotografowanie największych cząsteczek (patrz tablica barw II). Te zdjęcia są kolejnym potwierdzeniem istnienia cząsteczek.

Ponieważ cząsteczki są bardzo małe, każde ciało zawiera ich dużą liczbę. 1 cm 3 powietrza zawiera taką liczbę cząsteczek, że jeśli dodamy taką samą liczbę ziaren piasku, otrzymamy górę, która pokryje dużą fabrykę.

W naturze wszystkie ciała różnią się od siebie przynajmniej w jakiś sposób. Nie ma dwóch osób o takich samych twarzach. Wśród liści rosnących na tym samym drzewie nie ma dwóch identycznych. Nawet w całej kupie piasku nie znajdziemy identycznych ziarenek piasku. W fabryce produkowane są miliony kulek do łożysk według jednej próbki, tej samej wielkości. Ale jeśli zmierzysz kulki dokładniej niż podczas obróbki, możesz być pewien, że nie ma wśród nich dwóch identycznych.

Czy cząsteczki tej samej substancji różnią się od siebie?

1. Cząsteczka to łacińskie słowo oznaczające „małą masę”.

Liczne i złożone eksperymenty wykazały, że cząsteczki tej samej substancji są identyczne. Każda czysta substancja składa się z identycznych, unikalnych dla niej cząsteczek. To niesamowity fakt. Nie da się na przykład odróżnić wody otrzymanej z soku czy mleka od wody otrzymanej w wyniku destylacji wody morskiej, gdyż cząsteczki wody są takie same i żadna inna substancja nie składa się z tych samych cząsteczek.

Chociaż cząsteczki są bardzo małymi cząsteczkami materii, można je również podzielić. Cząsteczki tworzące cząsteczki nazywane są atomami.

Na przykład cząsteczka tlenu składa się z dwóch identycznych atomów. Cząsteczka wody składa się z trzech atomów – jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru. Rysunek 14 przedstawia dwie cząsteczki wody. To schematyczne przedstawienie cząsteczek jest akceptowane w nauce, odpowiada właściwościom cząsteczek badanych w eksperymentach fizycznych i nazywa się modelem molekularnym.

W wyniku rozszczepienia dwóch cząsteczek wody powstają cztery atomy wodoru i dwa atomy tlenu. Każde dwa atomy wodoru łączą się, tworząc cząsteczkę wodoru, a każdy atom tlenu w cząsteczkę tlenu, jak pokazano schematycznie na rysunku 15.

Atomy również nie są cząstkami niepodzielnymi; składają się z mniejszych cząstek zwanych cząstkami elementarnymi.

Pytania. 1. Jak nazywają się cząstki tworzące substancje? 2. Z jakich obserwacji wynika, że ​​rozmiary cząsteczek są małe? 3. Co wiesz o rozmiarach cząsteczek? 4. Co wiesz o składzie cząsteczki wody? 5. Jakie eksperymenty i rozumowanie pokazują, że wszystkie cząsteczki wody są takie same?

Ćwiczenia. Jak wiadomo, krople oleistej cieczy rozprowadzają się po powierzchni wody, tworząc cienką warstwę. Dlaczego olej przestaje się rozprowadzać przy określonej grubości filmu?

Ćwiczenia. Z kolorowej plasteliny wykonaj modele dwóch cząsteczek wody. Następnie użyj tych cząsteczek do stworzenia modeli cząsteczek tlenu i wodoru.

Wybierz rodzaj cukierka. Aby utworzyć boczne pasma grup cukrowych i fosforanowych, użyj pustych pasków czarnej i czerwonej lukrecji. W przypadku zasad azotowych użyj żelek w czterech różnych kolorach.

• Niezależnie od tego, jakiego cukierka użyjesz, powinien on być na tyle miękki, że można go przekłuć wykałaczką.
• Jeśli masz pod ręką kolorowe pianki, są one świetną alternatywą dla żelków.

Przygotuj pozostałe materiały. Weź sznurek i wykałaczki, których używasz do stworzenia modelu. Linę trzeba będzie pociąć na kawałki o długości około 30 centymetrów, ale można je wydłużyć lub skrócić – w zależności od długości wybranego modelu DNA.

• Aby utworzyć podwójną helisę, użyj dwóch kawałków sznurka o tej samej długości.
• Upewnij się, że masz co najmniej 10-12 wykałaczek, chociaż możesz potrzebować trochę więcej lub mniej - znowu w zależności od rozmiaru twojego modelu.

Posiekaj lukrecję. Powiesisz lukrecję, zmieniając jej kolor, długość kawałków powinna wynosić 2,5 centymetra.

Podziel żelki w pary. W nici DNA cytozyna i guanina (C i G) oraz tymina i adenina (T i A) występują parami. Wybierz cztery różne kolorowe żelki, które reprezentują różne zasady azotowe.

• Nie ma znaczenia, w jakiej kolejności znajduje się para C-G lub G-C, najważniejsze jest to, że para zawiera dokładnie te zasady.
• Nie łącz z niedopasowanymi kolorami. Na przykład nie można łączyć T-G ani A-C.
• Wybór kolorów może być całkowicie dowolny, całkowicie zależy od osobistych preferencji.

Powiesić lukrecję. Weź dwa kawałki sznurka i zawiąż je u dołu, aby lukrecja nie zsuwała się. Następnie nawlecz kawałki lukrecji w naprzemiennych kolorach na sznurek przez środkowe puste przestrzenie.

• Dwa kolory lukrecji symbolizują cukier i fosforan, które tworzą pasma podwójnej helisy.
• Wybierz jeden kolor, który będzie cukrem, Twoje żelki przywiążą się do tego koloru lukrecji.
• Upewnij się, że kawałki lukrecji są ułożone w tej samej kolejności na obu pasmach. Jeśli umieścisz je obok siebie, kolory na obu nitkach powinny do siebie pasować.
• Zaraz po zakończeniu naciągania lukrecji zawiąż kolejny węzeł na obu końcach liny.

Przymocuj żelki-misie za pomocą wykałaczek. Kiedy już połączysz w pary wszystkie misie, tworząc grupy C-G i T-A, użyj wykałaczki i przymocuj po jednym miśku z każdej grupy do obu końcówek wykałaczek.

• Nałóż żelkowe misie na wykałaczkę tak, aby wystawało co najmniej pół cala ostrej części wykałaczki.
• Możesz otrzymać więcej niektórych par niż innych. Liczba par w rzeczywistym DNA określa różnice i zmiany w genach, które tworzą.

Dziś przeprowadzimy lekcję nie tylko z modelarstwa, ale także z chemii i wykonamy modele cząsteczek z plasteliny. Kulki plasteliny można przedstawić jako atomy, a zwykłe zapałki lub wykałaczki pomogą pokazać połączenia strukturalne. Metodę tę mogą wykorzystać nauczyciele przy wyjaśnianiu nowego materiału z chemii, rodzice przy sprawdzaniu i studiowaniu zadań domowych, a także same dzieci zainteresowane przedmiotem. Prawdopodobnie nie ma łatwiejszego i bardziej przystępnego sposobu na stworzenie materiału wizualnego do mentalnej wizualizacji mikroobiektów.

Oto przykłady przedstawicieli świata chemii organicznej i nieorganicznej. Analogicznie do nich można tworzyć inne konstrukcje, najważniejsze jest zrozumienie całej tej różnorodności.

Materiały do ​​pracy:

• plastelina w dwóch lub więcej kolorach;
• wzory strukturalne cząsteczek z podręcznika (jeśli to konieczne);
• zapałki lub wykałaczki.

1. Przygotuj plastelinę do modelowania kulistych atomów, z których utworzą się cząsteczki, a także zapałki reprezentujące wiązania między nimi. Naturalnie lepiej jest pokazać atomy różnych typów w innym kolorze, aby łatwiej było wyobrazić sobie konkretny obiekt mikroświata.

2. Aby zrobić kulki, odciśnij odpowiednią ilość porcji plasteliny, ugniataj w dłoniach i formuj w dłoniach kształty. Do wyrzeźbienia cząsteczek węglowodorów organicznych można wykorzystać większe kulki czerwone – będzie to węgiel, oraz mniejsze kulki niebieskie – wodór.

3. Aby utworzyć cząsteczkę metanu, włóż cztery zapałki do czerwonej kuli tak, aby były skierowane w stronę wierzchołków czworościanu.

4. Umieść niebieskie kulki na wolnych końcach zapałek. Cząsteczka gazu ziemnego jest gotowa.

5. Przygotuj dwie identyczne cząsteczki, aby wyjaśnić dziecku, w jaki sposób można otrzymać cząsteczkę kolejnego węglowodoru, etanu.

6. Połącz oba modele usuwając jedną zapałkę i dwie niebieskie kulki. Ethan jest gotowy.

7. Następnie kontynuuj ekscytujące ćwiczenie i wyjaśnij, jak powstaje wiązanie wielokrotne. Usuń dwie niebieskie kulki i podwoj wiązanie między atomami węgla. W podobny sposób możesz uformować wszystkie cząsteczki węglowodorów niezbędne do lekcji.

8. Ta sama metoda nadaje się do rzeźbienia cząsteczek świata nieorganicznego. Te same kulki z plasteliny pomogą Ci zrealizować Twoje plany.

9. Weź centralny atom węgla - czerwoną kulkę. Włóż do niego dwie zapałki, wyznaczając liniowy kształt cząsteczki, a do wolnych końcówek zapałek przymocuj dwie niebieskie kulki, które w tym przypadku reprezentują atomy tlenu. Mamy zatem cząsteczkę dwutlenku węgla o strukturze liniowej.

10. Woda jest cieczą polarną, a jej cząsteczki są formacjami kątowymi. Składają się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru. Strukturę kątową wyznacza samotna para elektronów na atomie centralnym. Można go również przedstawić jako dwie zielone kropki.

To rodzaj ekscytujących lekcji kreatywności, które zdecydowanie powinieneś ćwiczyć ze swoimi dziećmi. Uczniowie w każdym wieku zainteresują się chemią i lepiej zrozumieją przedmiot, jeśli w trakcie nauki otrzymają wykonaną przez siebie pomoc wizualną.

Wiele uczniów nie lubi chemii i uważa ją za nudny przedmiot. Wiele osób uważa ten temat za trudny. Ale studiowanie tego może być interesujące i pouczające, jeśli podejdziesz do procesu kreatywnie i pokażesz wszystko jasno.

Oferujemy szczegółowy przewodnik po rzeźbieniu cząsteczek z plasteliny.

Przed utworzeniem cząsteczek musimy z góry zdecydować, jakich wzorów chemicznych będziemy używać. W naszym przypadku są to etan, etylen, metylen. Będziemy potrzebować: plasteliny w kontrastowych kolorach (w naszym przypadku czerwonej i niebieskiej) oraz trochę zielonej plasteliny, zapałek (wykałaczek).

1. Z czerwonej plasteliny uformuj 4 kulki o średnicy około 2 cm (atomy węgla). Następnie uformuj 8 mniejszych kulek z niebieskiej plasteliny o średnicy około centymetra (atomy wodoru).

2. Weź 1 czerwoną kulkę i włóż do niej 4 zapałki (lub wykałaczki), jak pokazano na rysunku.

3. Weź 4 niebieskie kulki i połóż je na wolnych końcach zapałek włożonych do czerwonej kuli. Rezultatem jest cząsteczka gazu ziemnego.

4. Powtórz krok nr 3 i zdobądź dwie cząsteczki kolejnej substancji chemicznej.

5. Powstałe cząsteczki należy połączyć ze sobą zapałką, aby powstała cząsteczka etanu.

6. Można też stworzyć cząsteczkę z podwójnym wiązaniem – etylen. Aby to zrobić, z każdej cząsteczki otrzymanej w kroku nr 3 wyjmij 1 zapałkę z niebieską kulką i połącz części razem dwoma zapałkami.

7. Weź kulkę czerwoną i 2 niebieskie i połącz je dwoma zapałkami tak, aby otrzymać łańcuszek: niebieska – 2 zapałki – czerwona – 2 zapałki – niebieska. Mamy kolejną cząsteczkę z podwójnym wiązaniem - metylen.

8. Weź pozostałe kule: czerwoną i 2 niebieskie i połącz je zapałkami, jak pokazano na rysunku. Następnie toczymy 2 małe kulki z zielonej plasteliny i przyczepiamy je do naszej cząsteczki. Mamy cząsteczkę z dwoma ujemnie naładowanymi elektronami.

Nauka chemii stanie się ciekawsza, a Twoje dziecko zainteresuje się tym przedmiotem.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.