Строение вещества. Молекулы из пластилина. Пошаговый урок лепки Способы изображения органических молекул

органический химия молекула изология

В настоящее время считается общепринятым, что одна прямая линия, соединяющая два атома, обозначает одну двухэлектронную связь (простая связь), на образование которой затрачивается по одной валентности от каждого из связанных атомов, две линии - одну четырехэлектронную связь (двойная связь), три линии - одну шестиэлектронную связь (тройная связь).

Изображение соединения с известным порядком связей между всеми атомами с помощью связей такого типа называется структурной формулой:

Для экономии времени и места чаще применяют сокращенные формулы, в которых часть связей подразумевается, но не пишется:

Иногда, особенно в карбоциклических и гетероциклических рядах, формулы еще больше упрощаются: не пишутся не только некоторые связи, но и часть атомов углерода и водорода не изображается, а лишь подразумевается (в местах пересечения линий); упрощенные формулы:

Тетраэдрическая модель атома углерода

Основные представления о химическом строении, заложенные А. М. Бутлеровым, были дополнены Вант-Гоффом и Ле-Белем (1874), которые развили идею о пространственном расположении атомов в молекуле органического вещества и поставили вопрос о пространственной конфигурации и конформации молекул. Работа Вант-Гоффа «Химия в пространстве» (1874) положила начало плодотворному направлению органической химии - стереохимии, т. е. учению о пространственном строении.

Рис. 1 - Модели по Вант-Гоффу: метана (а), этана (б), этилена (в) и ацетилена (г)

Вант-Гофф предложил тетраэдрическую модель атома углерода. Согласно этой теории, четыре валентности атома углерода в метане направлены к четырем углам тетраэдра, в центре которого находится углеродный атом, а в вершинах - атомы водорода (а). Этан, согласно Вант-Гоффу, можно представить себе как два тетраэдра, соединенных вершинами и свободно вращающихся около общей оси (6). Модель молекулы этилена представляет собой два тетраэдра, соединенных ребрами (в), а молекулы с тройной связью изображаются моделью, в которой тетраэдры соприкасаются плоскостями (г).

Такого типа модели оказались весьма удачными и для сложных молекул. Они с успехом используются и сегодня для объяснения ряда стереохимических вопросов. Теория, предложенная Вант-Гоффом, хотя и пригодная почти во всех случаях, не давала, однако, обоснованного объяснения типа и существа связывающих сил в молекулах.

Инновационный путь развития технологии создания новых лекарственных средств

Вначале создается компьютерная модель объекта, а также применяется компьютерное моделирование для формирования молекул на месте проведения исследования. Модель может быть как двухмерной, так и трехмерной...

Инфракрасные спектры молекул

В отличие от видимого и ультрафиолетового диапазонов, которые обусловлены главным образом переходами электронов из одного стационарного состояния в другое...

Исследование строения органических соединений с помощью физических методов

Всевозможные положения молекул в трехмерном пространстве сводятся к поступательному, вращательному и колебательному движению. Молекула, состоящая из N атомов, имеет всего 3N степеней свободы движения...

Метод моделирования в химии

В настоящее время можно найти множество различных определений понятий «модель» и «моделирование». Рассмотрим некоторые из них. «Под моделью понимают отображение фактов, вещей и отношений определенной области знаний в виде более простой...

Научные основы реологии

Напряженно-деформированное состояние тела в общем случае является трехмерным и описать его свойства с использованием простых моделей нереально. Однако в тех редких случаях, когда деформируются одноосные тела...

Кроме наблюдения и эксперимента в познании естественного мира и химии большую роль играет моделирование. Одна из главных целей наблюдения - поиск закономерностей в результатах экспериментов...

Растворение твердых веществ

Для подавляющего большенства процессов кинетическая функция инвариантна относительно концентрации активного реагента и температуры. Иными словами, каждому значению безразмерного времени х соответствует вполне определенное значение...

Расчет квантово-химических параметров ФАВ и определение зависимости "структура-активность" на примере сульфаниламидов

Рефрактометрический метод анализа в химии

Синтез и анализ ХТС в производстве бензина

Химическая модель процесса каталитического крекинга имеет очень сложный вид. Рассмотрим наиболее простую из реакций протекающих вс процессе крекинга: СnН2n+2 > CmH2m+2 + CpH2p...

Синтез химико-технологической системы (ХТС)

Производственные процессы разнообразны по своим особенностям и степени сложности. Если процесс сложный и расшифровка его механизма требует большой затраты сил и времени, используют эмпирический подход. Математические модели...

Сравнение реакторов идеального вытеснения и полного смешения в изотермическом режиме работы

первое это молекула воды, второе молекула углекислого газа, третье молекула метана, четвёртое молекула сернистого газа.

8класс
по теме ”Простые вещества. Количество вещества”.

Вариант 1.
А1. Знак элемента, образующего простое вещество – неметалл:
1) Na 2) C 3) K 4) Al
А2. Простое вещество – металл:
1) кислород 2) медь 3) фосфор 4) сера
А3. Агрегатное состояние простого вещества ртути при обычных
условиях:
1) твердое 2) жидкое 3) газообразное
А4. Химическая связь является ковалентной неполярной
в веществе:
1) железо 2) хлор 3) вода 4) медь
А5. Аллотропная модификация кислорода:
1) графит 2)белый фосфор 3) озон 4) уголь
А6. Запись 3О2 означает:
1) 2 молекулы кислорода
2) 3 молекулы кислорода
3) 5 атомов кислорода
4) 6 атомов кислорода
А7. Масса 3 моль сероводорода H2S равна:
1) 33 г. 2) 34 г. 3) 99 г. 4) 102 г.
А8. Объем, который занимает 2 моль газообразного вещества с
формулой SO2 (н.у):
1)22,4 л. 2) 33,6 л. 3) 44,8 л. 4) 67,2 л.
А9. Группа веществ с ионным типом химической связи:
1) Cl2, H2, O2 2) KCl, NaBr, CaI2
3) H2O, CO2, NaCl 4) K2O, MgO, NaI

А10. Молярный объем – это. . .
1)объем любого газа при н.у. 2) объем 2 г.любого газа при н.у
3) объем 1 моль любого газа при н.у 4) объем 12*1023 молекул при н.у
А11. 3 молекулы хлора:
1)3Cl2 2)3Cl 3)Cl2 4)6Cl
В1.Определите твердое мягкое вещество, оставляющее след на бумаге, имеет слабый металлический блеск, электропроводно:
1) алмаз 2) уголь 3) графит 4) фосфор белый
В2. Число молекул в 2 ммоль воды равно:
1) 12*1023. 2) 12*1020. 3) 18*1020 4) 12*1018
В3. Вещества расположенные в порядке возрастания неметаллических
свойств:
1) К, Na, Rb, Li 2) Li, Na K, Rb 3) Rb, K, Na, Li 4) Na, Rb, K, Li
С1. Рассчитайте объем 140 кг. азота N2 при н.у.

А.Na Б.C В.K Г.Al
2) Простое вещество - металл:
А. кислород Б. Медь В. Фосфор Г. Сера
3) Агрегатное состояние простого вещества ртути при обычных условиях:
А. Твёрдое Б. Жидкое В. Газообразное
4) Химическая связь является ковалентной неполярной в веществе:
А. Железо Б. Жидкое В. Газообразное
5) Аллотропная модификация кислорода:
А. Графит В. Озон
Б. Белый фосфор Г. Алмаз
6) Атом элемента, образующему простое вещество - металл, соответствует электронная схема:
А. +18))) Б. +3)) В. +6)) Г. +15)))
288 21 24 285
7) Запись ЗО2 означает:
А. 2 молекулы кислорода
Б. 3 молекулы кислорода
В. 5 атомов кислорода
Г. 3 атома кислорода
8) Масса 3 моль сероводорода Н2S равна: (с решением)
А. 33 г. Б. 34 г. В. 99 г. Г. 102г.
9)Объём, который занимает 2 моль газообразного вещества с формулой SO2 (н. у.): (с решением)
А. 22,4 л. Б. 33,6 л. В. 44,8 л. Г. 67,2 л.
10) количество вещества углекислого газа СО2, в котором содержится 36*10(23) молекул, равно: (с решением)
11) Соотнесите:
Тип химической связи:
1. Ионная Б. Ковалентная полярная В. Металлическая
Химическая формула вещества:
А.CI2 Б.K В.NaCI Г.Fe Д.NH3
12) Рассчитайте объём кислорода О2 массой 160 г. (н. у.) (с решением)
13) Дополните определение: "Аллотропия - это явление..."
14) Выберите свойства, характеризующие графит.
А. Твёрдый
Б. Мягкий, Оставляет следы на бумаге.
В. Бесцветный, прозрачный.
Г. Имеет слабый металлический блеск
Д. Электропроводен.

уровне 3 электрона?

1) Mg и Al 2) O и S 3) N и S 4) B и Al

2. Атому элемента, образующему простое вещество - неметалл, соответствует
электронная схема?

1) +11)2)8)1 2) +8)2)6 3) +12)2)8)2 4) +4)2)2

3. Азот проявляет наибольшую степень окисления в соединении с формулой:

1) NO2 2)NO 3)NH3 4)N2O5

4. какое из веществ имеет ковалентный неполярный вид связи?

1) O2 2) H2O 3) CaCl2 4) Ba

5. Электронная формула 1s2 2s2 2p1 соответствует атому:

1) бериллия 2) кремния 3) углерода 4) бора

6.С увеличением заряда ядер атомов в ряду F -Cl - Br -I неметаллические
свойства?

1) усиливаются 2) ослабевают 3) не изменяются 4) изменяются периодически

7. укажите формулу соединения с ковалентной полярной химической связью:

1) H2 2) NH3 3) Ca3N2 4) C

8. Степенью окисления фосфора в соединениях P2O5, PH3, Ca3P2 соответственно
равна?

1) +3, -3, +5 2) -3, +3, +5 3) +5, +5, -3 4) +5, -3, -3

9. Верны ли следующие высказывания?

А. В периоде металлические свойства атомов элементов с увеличением порядкового
номера усиливаются.

Б. В периоде металлические свойства атомов элементов с увеличением порядкового
номера ослабевают.

1) верно только А 2) Верны оба суждения 3) верно только Б 4) оба суждения не
верны

10. Химический элемент, в атоме которого электроны распределены по слоям так:
2,8,8,2, в периодической системы находится:

А)в 4-ом периоде, 2-ой группе побочной подгруппе

Б)в 4-ом периоде, 2-ой группе главной подгруппе

В)в 3-ом периоде, 5-ой группе главной подгруппе

Г)в 3-ом периоде, 5-ой группе побочной подгруппе

Сегодня мы проведем урок не только лепки, но и химии, и слепим модели молекул из пластилина. Пластилиновые шарики можно представить, как атомы, а показать структурные связи помогут обычные спички или зубочистки. Таким методом могут пользоваться учителя при объяснении нового материала по химии, родители – при проверке и изучении домашнего задания и сами дети, интересующиеся предметом. Более легкого и доступного способа создать наглядный материал для мысленной визуализации микрообъектов, пожалуй, не найти.

Здесь представлены представители мира органической и неорганической химии в качестве примера. По аналогии с ними могут быть выполнены и другие структуры, главное – разбираться во всем этом многообразии.

Материалы для работы:

• пластилин двух или более цветов;
• структурные формулы молекул из учебника (при необходимости);
• спички или зубочистки.

1. Подготовьте пластилин для лепки шарообразных атомов, из которых будут складываться молекулы, а также спички – для представления связей между ними. Естественно, лучше показывать атомы разного сорта другим цветом, чтобы было понятнее представить себе конкретный объект микромира.

2. Чтобы сделать шарики, отщипните необходимое количество порций пластилина, разомните в руках и скатайте фигурки в ладонях. Для лепки органических молекул углеводородов можно использовать красные шарики большего размера – это будет углерод, и синие меньшего – водород.

3. Чтобы слепить молекулу метана, вставьте в красный шарик четыре спички так, чтобы они были устремлены к вершинам тетраэдра.

4. Наденьте на свободные концы спичек синие шарики. Молекула природного газа готова.

5. Подготовьте две одинаковых молекулы, чтобы объяснить ребенку, как можно получить молекулу следующего представителя углеводородов – этана.

6. Соедините две модели, убрав одну спичку и два синих шарика. Этан готов.

7. Далее продолжите увлекательное занятие и объясните, как происходит образование кратной связи. Уберите два синих шарика, а связь между углеродами сделайте двойной. Подобным образом можно слепить все необходимые для занятия молекулы углеводородов.

8. Такой же способ подойдет и для лепки молекул неорганического мира. Осуществить задуманное помогут те же пластилиновые шарики.

9. Возьмите центральный атом углерода – красный шарик. Вставьте в него по две спички, задавая линейную форму молекулы, на свободные концы спичек прикрепите два синих шарика, которые в данном случае олицетворяют атомы кислорода. Таким образом, мы имеем молекулу углекислого газа линейного строения.

10. Вода – это полярная жидкость, а ее молекулы представляют собой угловые образования. Они состоят из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Угловое строение задает неподеленная пара электронов на центральном атоме. Ее тоже можно изобразить в виде двух зеленых точек.

Вот такие увлекательные творческие уроки обязательно нужно практиковать с детьми. Ученики любого возраста заинтересуются химией, будут лучше понимать предмет, если в процессе изучения им предоставить наглядное пособие, выполненное своими руками.