Molekulat nga plastelina. Mësimi hap pas hapi i skulpturës

Sot do të zhvillojmë një mësim jo vetëm në modelim, por edhe në kimi, dhe do të bëjmë modele molekulash nga plastelina. Topat e plastelinës mund të përfaqësohen si atome, dhe ndeshjet e zakonshme ose kruese dhëmbësh do të ndihmojnë për të treguar lidhjet strukturore. Kjo metodë mund të përdoret nga mësuesit kur shpjegojnë materialin e ri në kimi, nga prindërit kur kontrollojnë dhe studiojnë detyrat e shtëpisë dhe nga vetë fëmijët që janë të interesuar për këtë temë. Ndoshta nuk ka mënyrë më të lehtë dhe më të arritshme për të krijuar material vizual për vizualizimin mendor të mikro-objekteve.

Këtu janë përfaqësues nga bota e kimisë organike dhe inorganike si shembuj. Për analogji me ta, mund të bëhen struktura të tjera, gjëja kryesore është të kuptojmë gjithë këtë diversitet.

Materialet për punë:

• plastelinë me dy ose më shumë ngjyra;
• formulat strukturore të molekulave nga teksti shkollor (nëse është e nevojshme);
• shkrepse ose kruese dhëmbësh.

1. Përgatitni plastelinë për modelimin e atomeve sferike nga të cilat do të formohen molekulat, si dhe ndeshjet për të përfaqësuar lidhjet ndërmjet tyre. Natyrisht, është më mirë të tregohen atomet e llojeve të ndryshme në një ngjyrë të ndryshme, në mënyrë që të jetë më e qartë të imagjinohet një objekt specifik i mikrobotës.

2. Për të bërë topa, hiqni numrin e kërkuar të pjesëve të plastelinës, gatuajeni në duar dhe rrotullojeni në forma në pëllëmbët tuaja. Për të skalitur molekulat organike të hidrokarbureve, mund të përdorni topa më të mëdhenj të kuq - ky do të jetë karboni, dhe topa më të vegjël blu - hidrogjen.

3. Për të formuar një molekulë metani, futni katër ndeshje në topin e kuq në mënyrë që ato të drejtohen drejt majave të katërkëndëshit.

4. Vendosni topa blu në skajet e lira të ndeshjeve. Molekula e gazit natyror është gati.

5. Përgatitni dy molekula identike për t'i shpjeguar fëmijës tuaj se si mund të merret molekula e hidrokarburit të ardhshëm, etanit.

6. Lidhni dy modelet duke hequr një ndeshje dhe dy topa blu. Etani është gati.

7. Më pas, vazhdoni aktivitetin emocionues dhe shpjegoni se si formohet një lidhje e shumëfishtë. Hiqni dy topat blu dhe dyfishoni lidhjen midis karboneve. Në mënyrë të ngjashme, ju mund të formoni të gjitha molekulat e hidrokarbureve të nevojshme për mësimin.

8. E njëjta metodë është e përshtatshme për skulpturimin e molekulave të botës inorganike. Të njëjtat topa plastelinë do t'ju ndihmojnë të realizoni planet tuaja.

9. Merrni atomin qendror të karbonit - topin e kuq. Futni dy ndeshje në të, duke përcaktuar formën lineare të molekulës; lidhni dy topa blu, të cilët në këtë rast përfaqësojnë atomet e oksigjenit, në skajet e lira të shkrepseve. Kështu, kemi një molekulë të dioksidit të karbonit me strukturë lineare.

10. Uji është një lëng polar, dhe molekulat e tij janë formacione këndore. Ato përbëhen nga një atom oksigjen dhe dy atome hidrogjeni. Struktura këndore përcaktohet nga çifti i vetëm i elektroneve në atomin qendror. Mund të përshkruhet gjithashtu si dy pika jeshile.

Këto janë lloji i mësimeve krijuese emocionuese që duhet t'i praktikoni patjetër me fëmijët tuaj. Nxënësit e çdo moshe do të interesohen për kiminë dhe do ta kuptojnë më mirë lëndën nëse, gjatë procesit mësimor, do t'u sigurohet një ndihmë pamore e bërë nga vetë ata.

Përveç vëzhgimit dhe eksperimentit, modelimi luan një rol të rëndësishëm në të kuptuarit e botës natyrore dhe kimisë.

Ne kemi thënë tashmë se një nga qëllimet kryesore të vëzhgimit është kërkimi i modeleve në rezultatet e eksperimenteve.

Megjithatë, disa vëzhgime janë të papërshtatshme ose të pamundura për t'u kryer drejtpërdrejt në natyrë. Mjedisi natyror rikrijohet në kushte laboratorike me ndihmën e pajisjeve speciale, instalimeve, objekteve, d.m.th. modeleve (nga moduli latin - masë, mostër). Modelet kopjojnë vetëm tiparet dhe vetitë më të rëndësishme të një objekti.

Për shembull, për të studiuar fenomenin natyror të vetëtimës, shkencëtarët nuk duhej të prisnin për një stuhi. Rrufeja mund të simulohet në klasën e fizikës dhe në laboratorin e shkollës. Dy topave metalikë duhet t'u jepen ngarkesa elektrike të kundërta: pozitive dhe negative. Kur topat afrohen në një distancë të caktuar, një shkëndijë kërcen midis tyre - kjo është rrufe në miniaturë. Sa më e madhe të jetë ngarkesa në topa, sa më herët të kërcejë shkëndija kur afrohet, aq më e gjatë është rrufeja artificiale. Një rrufe e tillë prodhohet duke përdorur një pajisje speciale të quajtur një makinë elektrofore (Fig. 33).

Oriz. 33.
Makinë elektrofore

Studimi i modelit i lejoi shkencëtarët të përcaktojnë se rrufeja natyrore është një shkarkesë elektrike gjigante midis dy reve bubullima ose midis reve dhe tokës. Sidoqoftë, një shkencëtar i vërtetë përpiqet të gjejë zbatim praktik për çdo fenomen të studiuar. Sa më e fuqishme të jetë rrufeja elektrike, aq më e lartë është temperatura e saj. Por shndërrimi i energjisë elektrike në nxehtësi mund të përdoret, për shembull, për saldimin dhe prerjen e metaleve. Kështu u shfaq procesi i saldimit elektrik, i njohur për çdo student sot (Fig. 34).

Oriz. 34.
Fenomeni natyror i rrufesë mund të simulohet në laborator

Modelimi në fizikë përdoret veçanërisht gjerësisht. Në mësimet mbi këtë temë, do të njiheni me një sërë modelesh që do t'ju ndihmojnë të studioni fenomenet elektrike dhe magnetike, modelet e lëvizjes së trupave dhe fenomenet optike.

Çdo shkencë natyrore përdor modelet e veta që ndihmojnë për të imagjinuar vizualisht një fenomen ose objekt të vërtetë natyror.

Modeli më i famshëm gjeografik është globi (Fig. 35, a) - një imazh miniaturë tre-dimensionale i planetit tonë, me të cilin mund të studioni vendndodhjen e kontinenteve dhe oqeaneve, vendeve dhe kontinenteve, maleve dhe deteve. Nëse një imazh i sipërfaqes së tokës aplikohet në një fletë letre të sheshtë, atëherë një model i tillë quhet një hartë gjeografike (Fig. 35, b).

Oriz. 35.
Modelet më të njohura gjeografike: a - glob; b - harta

Modelet përdoren gjerësisht në studimin e biologjisë. Mjafton të përmendim, p.sh., modele - bedele të organeve të njeriut etj (Fig. 36).

Oriz. 36.
Modelet biologjike: a - sy; b - truri

Modelimi nuk është më pak i rëndësishëm në kimi. Në mënyrë konvencionale, modelet kimike mund të ndahen në dy grupe: objektive dhe simbolike, ose simbolike (Skema 1).

Modelet lëndore të atomeve, molekulave, kristaleve, bimëve industriale kimike përdoren për qartësi më të madhe.

Ju ndoshta keni parë një foto të një modeli të një atomi që i ngjan strukturës së sistemit diellor (Fig. 37).

Oriz. 37.
Modeli i strukturës atomike

Modelet me top dhe shkop ose tredimensionale përdoren për të modeluar molekulat kimike. Ato janë mbledhur nga topa që simbolizojnë atomet individuale. Dallimi është se në modelet top-dhe-shkopi atomet e topit janë të vendosur në një distancë të caktuar nga njëri-tjetri dhe janë të lidhur me njëri-tjetrin me shufra. Për shembull, modelet top-dhe-shkopi dhe tre-dimensionale të molekulave të ujit janë paraqitur në Figurën 38.

Oriz. 38.
Modelet e një molekule uji: a - top-dhe-shkopi; b - vëllimore

Modelet e kristaleve u ngjajnë modeleve të molekulave me top dhe shkop, megjithatë, ato nuk përshkruajnë molekula individuale të një substance, por tregojnë rregullimin relativ të grimcave të një substance në një gjendje kristalore (Fig. 39).

Oriz. 39.
Modeli i kristalit të bakrit

Sidoqoftë, më shpesh kimistët përdorin modele ikonike ose simbolike në vend të modeleve lëndore. Këto janë simbole kimike, formula kimike, ekuacione të reaksioneve kimike.

Ju do të filloni të mësoni gjuhën kimike të shenjave dhe formulave në mësimin tjetër.

Pyetje dhe detyra

1. Çfarë është një model? modeling?
2. Jepni shembuj të: a) modeleve gjeografike; b) modelet fizike; c) modelet biologjike.
3. Cilat modele përdoren në kimi?
4. Bëni modele me top-dhe-shkopi dhe tredimensionale të molekulave të ujit nga plastelina. Çfarë forme kanë këto molekula?
5. Shkruani formulën për lulen kryqëzore nëse keni studiuar këtë familje bimore në klasën e biologjisë. A mund të quhet model kjo formulë?
6. Shkruani një ekuacion për të llogaritur shpejtësinë e një trupi nëse dihet rruga dhe koha që i duhet trupit për të udhëtuar. A mund të quhet model ky ekuacion?

Zgjidhni një lloj karamele. Për të bërë fijet anësore të grupeve të sheqerit dhe fosfatit, përdorni shirita të uritur të jamballit të zi dhe të kuq. Për bazat azotike, përdorni arinj gomë në katër ngjyra të ndryshme.

• Çfarëdo karamele që përdorni, duhet të jetë mjaft e butë për t'u shpuar me një kruese dhëmbësh.
• Nëse keni marshmallow me ngjyrë në dorë, ata janë një alternativë e shkëlqyer për arinjtë gomë.

Përgatitni materialet e mbetura. Merrni vargun dhe kruese dhëmbësh që përdorni për të krijuar modelin. Litari do të duhet të pritet në copa rreth 30 centimetra të gjata, por ju mund t'i bëni ato më të gjata ose më të shkurtra - në varësi të gjatësisë së modelit të ADN-së që zgjidhni.

• Për të krijuar një spirale të dyfishtë, përdorni dy pjesë të vargut që kanë të njëjtën gjatësi.
• Sigurohuni që të keni të paktën 10-12 kruese dhëmbësh, megjithëse mund t'ju duhen pak më shumë ose më pak - përsëri në varësi të madhësisë së modelit tuaj.

Kjo punë kryhet me nxënës të ardhur për të marrë arsimin profesional. Shumë shpesh njohuritë e tyre për kiminë janë të dobëta, kështu që ata nuk kanë interes për këtë temë. Por çdo student ka një dëshirë për të mësuar. Edhe një student me performancë të dobët tregon interes për një lëndë kur arrin të bëjë diçka vetë.

Detyrat në punë janë hartuar duke marrë parasysh boshllëqet në njohuri. Materiali i fortë teorik ju lejon të kujtoni shpejt konceptet e nevojshme, gjë që i ndihmon studentët të përfundojnë punën. Duke ndërtuar modele të molekulave, është më e lehtë për fëmijët të shkruajnë formula strukturore. Për nxënësit më të fortë që kryejnë më shpejt pjesën praktike të punës, jepen detyra llogaritëse. Çdo nxënës arrin një rezultat kur kryen punë: disa arrijnë të ndërtojnë modele molekulash, të cilat i bëjnë me kënaqësi, të tjerët kryejnë pjesën më të madhe të punës, të tjerët kryejnë të gjitha detyrat dhe secili student merr një notë.

Objektivat e mësimit:

• zhvillimi i aftësive të punës së pavarur;
• të përgjithësojë dhe të sistemojë njohuritë e nxënësve për teorinë e strukturës së përbërjeve organike;
• konsolidimi i aftësisë për të kompozuar formula strukturore të hidrokarbureve;
• të praktikojë aftësitë e emërtimit sipas nomenklaturës ndërkombëtare;
• përsërit zgjidhjen e problemave për të përcaktuar pjesën masive të një elementi në një substancë;
• zhvilloni vëmendjen dhe aktivitetin krijues;
• zhvillimi i të menduarit logjik;
• kultivoni ndjenjën e përgjegjësisë.

Punë praktike

“Bërja e modeleve të molekulave të substancave organike.
Hartimi i formulave strukturore të hidrokarbureve.

Qëllimi i punës:

1. Mësoni të bëni modele të molekulave të substancave organike.
2. Mësoni të shkruani formulat strukturore të hidrokarbureve dhe t'i emërtoni ato sipas nomenklaturës ndërkombëtare.

Materiali teorik. Hidrokarburet janë substanca organike të përbëra nga atomet e karbonit dhe hidrogjenit. Atomi i karbonit në të gjitha përbërjet organike është katërvalent. Atomet e karbonit mund të formojnë zinxhirë të drejtë, të degëzuar dhe të mbyllur. Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja cilësore dhe sasiore, por edhe nga radha në të cilën atomet janë të lidhura me njëri-tjetrin. Substancat që kanë të njëjtën formulë molekulare, por struktura të ndryshme quhen izomerë. Prefikset tregojnë sasinë di- dy, tre- tre, tetra- katër; ciklo- do të thotë e mbyllur.

Prapashtesat në emrat e hidrokarbureve tregojnë praninë e një lidhjeje të shumëfishtë:

sq lidhje e vetme midis atomeve të karbonit (C C);
sq lidhje dyfishe midis atomeve të karbonit (C = C);
në lidhje e trefishtë midis atomeve të karbonit (C C);
diene dy lidhje dyfishe midis atomeve të karbonit (C = C C = C);

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

Shembull. Bëni një model të një molekule propan.

Molekula e propanit C 3 H 8 përmban tre atome karboni dhe tetë atome hidrogjeni. Atomet e karbonit janë të lidhur me njëri-tjetrin. Prapashtesa – en tregon praninë e një lidhjeje të vetme midis atomeve të karbonit. Atomet e karbonit janë të vendosura në një kënd prej 10928 minutash.

Molekula ka formën e një piramide. Vizatoni atomet e karbonit si rrathë të zinj, atomet e hidrogjenit si rrathë të bardhë dhe atomet e klorit si rrathë të gjelbër.

Kur vizatoni modele, vëzhgoni raportin e madhësive atomike.

Gjeni masën molare duke përdorur tabelën periodike

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

Për të emërtuar një hidrokarbur ju duhet:

1. Zgjidhni zinxhirin më të gjatë.
2. Numri që fillon nga skaji me të cilin lidhja radikale ose e shumëfishtë është më afër.
3. Tregoni radikalin nëse tregohen disa radikale secila. (Numri para emrit).
4. Emërtoni radikalin, duke filluar me radikalin më të vogël.
5. Emërtoni zinxhirin më të gjatë.
6. Tregoni pozicionin e lidhjes së shumëfishtë. (Numri pas emri).

Gjatë hartimit të formulave me emër nevojshme:

1. Përcaktoni numrin e atomeve të karbonit në zinxhir.
2. Përcaktoni pozicionin e lidhjes së shumëfishtë. (Numri pas emri).
3. Përcaktoni pozicionin e radikalëve. (Numri para emrit).
4. Shkruani formulat e radikalëve.
5. Së fundi, përcaktoni numrin dhe renditjen e atomeve të hidrogjenit.

Pjesa masive e një elementi përcaktohet me formulën:

Ku

– pjesa masive e një elementi kimik;

n – numri i atomeve të një elementi kimik;

Ar është masa atomike relative e një elementi kimik;

Mr – pesha molekulare relative.

Kur zgjidhni një problem, përdorni formulat e llogaritjes:

Dendësia relative e gazit Dg tregon se sa herë dendësia e një gazi është më e madhe se dendësia e një gazi tjetër. D(H 2) - dendësia relative e hidrogjenit. D(ajër) - dendësi relative në ajër.

Pajisje: Një grup modelesh molekulash me top dhe shkop, plastelinë me ngjyra të ndryshme, shkrepëse, tabela “Hidrokarburet e ngopura”, tabela periodike. Detyra individuale.

Përparim. Përfundimi i detyrave sipas opsioneve.

Opsioni 1.

Detyra nr. 1 . Bëni modele molekulash: a) butan, b) ciklopropan. Vizatoni modele molekulare në fletoren tuaj. Shkruani formulat strukturore të këtyre substancave. Gjeni peshën e tyre molekulare.

Detyra nr. 3. Kompozoni strukturore formulat e substancave:

a) buten-2, shkruani izomerin e tij;
b) 3,3 - dimetilpentinë-1.

Detyra nr. 4. Zgjidh probleme:

Detyra 1 Përcaktoni pjesën masive të karbonit dhe hidrogjenit në metan.

Problemi 2. Karboni i zi përdoret për të prodhuar gomë. Përcaktoni sa g blozë (C) mund të fitohen nga zbërthimi i 22 g propan?

Opsioni numër 2.

Detyra nr. 1 . Bëni modele molekulash: a) 2-metilpropan, b) ciklobutan. Vizatoni modele molekulare në fletoren tuaj. Shkruani formulat strukturore të këtyre substancave. Gjeni peshën e tyre molekulare.

Detyra nr. 2. Emërtoni substancat:

Detyra nr. 3 Harto strukturore formulat e substancave:

a) 2-metilbuten-1, shkruani izomerin e tij;
b) propin.

Detyra nr. 4. Zgjidh probleme:

Detyra 1. Përcaktoni pjesën masive të karbonit dhe hidrogjenit në etilen.

Problemi 2. Karboni i zi përdoret për të prodhuar gomë. Përcaktoni masën e blozës (C) që mund të përftohet nga zbërthimi i 36 g pentan?

Opsioni numër 3.

Detyra nr. 1 . Bëni modele molekulash: a) 1,2-dikloroetan, b) metilciklopropan

Vizatoni modele molekulare në fletoren tuaj. Shkruani formulat strukturore të këtyre substancave. Sa herë është dikloretani më i rëndë se ajri?

Detyra nr. 2. Emërtoni substancat:

Detyra nr. 3. Kompozoni strukturore formulat e substancave:

a) 2-metilbuten-2, shkruani izomerin e tij;
b) 3,4-dimetilpentinë-1.

Detyra nr. 4. Zgjidh probleme:

Detyra 1. Gjeni formulën molekulare të një lënde që përmban 92,3% karbon dhe 7,7% hidrogjen. Dendësia relative e hidrogjenit është 13.

Detyra 2. Çfarë vëllimi hidrogjeni do të lirohet gjatë zbërthimit të 29 g butan (n.o.)?

Opsioni numër 4.

Detyra nr. 1 . Bëni modele molekulash: a) 2,3-dimetilbutan, b) klorociklopropan. Vizatoni modele molekulare në fletoren tuaj. Shkruani formulat strukturore të këtyre substancave. Gjeni peshën e tyre molekulare.

Detyra nr. 2. Emërtoni substancat

Detyra nr. 3. Kompozoni formulat strukturore të substancave:

a) 2-metilbutadientene-1,3; shkruani izomerin.
b) 4-metilpentinë-2.

Detyra nr. 4. Zgjidh probleme:

Detyra 1. Gjeni formulën molekulare të një lënde që përmban 92,3% karbon dhe 7,7% hidrogjen. Dendësia relative e hidrogjenit është 39.

Problemi 2. Çfarë vëllimi dioksid karboni do të lirohet gjatë djegies së plotë të 72 g karburant automobilistik të përbërë nga propani?