Как сделать атом из пластилина. Как слепить молекулы из пластилина. Вопросы и задания

Выберите сорт конфет. Чтобы сделать боковые нити из сахара и групп фосфатов, используйте полые полоски черной и красной лакрицы. В качестве азотистых оснований возьмите конфеты "мармеладные мишки" четырех разных цветов.

Какие конфеты бы вы ни использовали, они должны быть достаточно мягкими, чтобы их можно было проткнуть зубочисткой.
Если у вас под рукой есть цветной зефир, он будет прекрасной альтернативой мармеладным мишкам.

Приготовьте остальные материалы. Возьмите веревку и зубочистки, которые вы используете при создания модели. Веревку нужно будет нарезать на куски длиной около 30 сантиметров, но вы можете сделать их длиннее или короче - в зависимости от выбранной вами длины модели ДНК.

Чтобы создать двойную спираль, используйте два куска веревки одинаковой длины.
Убедитесь, что у вас есть хотя бы 10-12 зубочисток, хотя вам может понадобиться немного больше или меньше - опять же в зависимости от размера вашей модели.

Нарежьте лакрицу. Вы будете вешать лакрицу, поочередно меняя ее цвет, длина кусков должна составлять 2,5 сантиметра.

Разберите мармеладных мишек по парам. В нити ДНК в парах расположены цитозин и гуанин (Ц и Г), а также тимин и аденин (Т и А). Выберите мармеладных мишек четырех различных цветов - они будут представлять разные азотистые основания.

Не важно, в какой последовательности располагается пара Ц-Г или Г-Ц, главное другое - чтобы в паре были именно эти основания.
Не делайте пары с несоответствующими цветами. Например, нельзя объединять Т-Г или А-Ц.
Выбор цветов может быть абсолютно произвольным, он полностью зависит от личных предпочтений.

Повесьте лакрицу. Возьмите два куска веревки и завяжите каждую в нижней части, чтобы предотвратить соскальзывание лакрицы. Затем нанизывайте на веревку сквозь центральные пустоты кусочки лакрицы чередующихся цветов.

Два цвета лакрицы символизируют сахар и фосфат, которые образуют нити двойной спирали.
Выберите один цвет, который будет сахаром, ваши мармеладные мишки будут прикрепляться к лакрице именно этого цвета.
Убедитесь, что на обеих нитях кусочки лакрицы расположены в одинаковом порядке. Если вы положите их рядом, то цвета на обеих нитях должны совпасть.
Завяжите другой узел на обоих концах веревки сразу после того, как вы закончите нанизывать лакрицу.

Прикрепите мармеладных мишек с помощью зубочисток. Как только вы распределили по парам всех мишек, получив группы Ц-Г и Т-А, воспользуйтесь зубочисткой и прикрепите по одному мишке из каждой группы на оба кончика зубочисток.

Протолкните мармеладных мишек на зубочистку так, чтобы торчало хотя бы полсантиметра острой части зубочистки.
У вас может получиться больше одних пар, чем других. Количество пар в реальной ДНК определяет различия и изменения генов, которые они образуют.

Кроме наблюдения и эксперимента, в познании естественного мира и химии большую роль играет моделирование.

Мы уже говорили о том, что одна из главных целей наблюдения - поиск закономерностей в результатах экспериментов.

Однако некоторые наблюдения неудобно или невозможно проводить непосредственно в природе. Естественную среду воссоздают в лабораторных условиях с помощью особых приборов, установок, предметов, т. е. моделей (от лат. modulus - мера, образец). В моделях копируются только самые важные признаки и свойства объекта.

Например, для того чтобы изучить природное явление молнию, ученым не нужно было дожидаться грозы. Молнию можно смоделировать на уроке физики и в школьной лаборатории. Двум металлическим шарикам нужно сообщить противоположные электрические заряды: положительный и отрицательный. При сближении шариков до определенного расстояния между ними проскакивает искра - это и есть молния в миниатюре. Чем больше заряд на шариках, тем раньше при сближении проскакивает искра, тем длиннее искусственная молния. Такую молнию получают с помощью специального прибора, который называется электрофорной машиной (рис. 33).

Рис. 33.
Электрофорная машина

Изучение модели позволило ученым определить, что природная молния - это гигантский электрический разряд между двумя грозовыми облаками или между облаками и землей. Однако настоящий ученый стремится найти практическое применение каждому изучаемому явлению. Чем мощнее электрическая молния, тем выше ее температура. А ведь превращение электрической энергии в теплоту можно использовать, например, для сварки и резки металлов. Так появился знакомый сегодня каждому учащемуся процесс электросварки (рис. 34).

Рис. 34.
Природное явление молнию можно смоделировать в лаборатории

Моделирование в физике используется особенно широко. На уроках по этому предмету вы будете знакомиться с самыми разными моделями, которые помогут вам изучить электрические и магнитные явления, закономерности движения тел, оптические явления.

Каждая естественная наука использует свои модели, которые помогают зримо представить себе реальное природное явление или объект.

Самая известная географическая модель - глобус (рис. 35, а) - миниатюрное объемное изображение нашей планеты, с помощью которого вы можете изучать расположение материков и океанов, стран и континентов, гор и морей. Если же изображение земной поверхности нанести на плоский лист бумаги, то такая модель называется географической картой (рис. 35, б).

Рис. 35.
Самые известные географические модели: а - глобус; б - карта

Широко используются модели при изучении биологии. Достаточно упомянуть, например, модели - муляжи органов человека и т. д. (рис. 36).

Рис. 36.
Биологические модели: а - глаз; б - головной мозг

Не менее важно моделирование и в химии. Условно химические модели можно разделить на две группы: предметные и знаковые, или символьные (схема 1).

Предметные модели атомов, молекул, кристаллов, химических промышленных установок используют для большей наглядности.

Вы, наверное, видели изображение модели атома, напоминающее строение Солнечной системы (рис. 37).

Рис. 37.
Модель строения атома

Для моделирования молекул химических веществ используют шаростержневые или объемные модели. Их собирают из шариков, символизирующих отдельные атомы. Различие состоит в том, что в шаростержневых моделях атомы-шарики расположены друг от друга на некотором расстоянии и скреплены друг с другом стерженьками. Например, шаростержневая и объемная модели молекул воды показаны на рисунке 38.

Рис. 38.
Модели молекулы воды: а - шаро-стержневая; б - объемная

Модели кристаллов напоминают шаростержневые модели молекул, однако изображают не отдельные молекулы вещества, а показывают взаимное расположение частиц вещества в кристаллическом состоянии (рис. 39).

Рис. 39.
Модель кристалла меди

Однако чаще всего химики пользуются не предметными, а знаковыми, или символьными, моделями. Это химические символы, химические формулы, уравнения химических реакций.

Изучение химического языка знаков и формул вы начнете уже на следующем уроке.

Вопросы и задания

Что такое модель? моделирование?
Приведите примеры: а) географических моделей; б) физических моделей; в) биологических моделей.
Какие модели используют в химии?
Изготовьте из пластилина шаростержневые и объемные модели молекулы воды. Какую форму имеют эти молекулы?
Запишите формулу цветка крестоцветных, если вы изучали это семейство растений на уроках биологии. Можно ли назвать эту формулу моделью?
Запишите уравнение для расчета скорости движения тела, если известны путь и время, за которое он пройден телом. Можно ли назвать это уравнение моделью?

О том, что вещества состоят из отдельных мельчайших частиц, люди догадывались очень давно, это утверждал еще около 2500 лет назад греческий ученый Демокрит.

Но если в древности ученые лишь предполагали, что вещества состоят из отдельных частиц, то в начале XX века существование таких частиц было доказано наукой. Частицы, из которых состоят многие вещества, называют молекулами 1 .

Молекула вещества - мельчайшая частица этого вещества. Наименьшая частица воды - это молекула воды, наименьшая частица сахара - это молекула сахара и т.д.

Каковы же размеры молекул?

Известно, что кусок сахара можно растолочь на очень маленькие крупинки, зерно пшеницы размолоть в муку. Масло, растекаясь по воде, образует пленку, толщина которой в 40 000 раз меньше толщины человеческого волоса. Но и в крупинке муки и в толще масляной пленки содержится не одна, а много молекул. Значит, размеры молекул этих веществ еще меньше, чем размеры крупинки муки и толщина пленки. Можно привести следующее сравнение: молекула во столько же раз меньше яблока среднего размера, во сколько раз яблоко меньше земного шара.

Молекулы разных веществ отличаются друг от друга размерами, но все они очень малы. Современные приборы - электронные микроскопы - позволили увидеть и сфотографировать наиболее крупные из молекул (см. цветную вклейку II). Эти фотографии – еще одно подтверждение существования молекул.

Так как молекулы очень малы, то в каждом теле их содержится великое множество. В 1 см 3 воздуха содержится такое число молекул, что если» сложить столько же песчинок, то получится гора, которая закроет большой завод.

В природе все тела отличаются друг от друга хоть чем-нибудь. Нет людей с одинаковыми лицами. Среди листьев, растущих на одном дереве, нет двух совершенно одинаковых. Даже в целой куче песка мы не найдем одинаковых песчинок. Миллионы шариков для подшипников изготавливают на заводе по одному образцу, одинакового размера. Но если шарики измерить точнее, чем это делалось при обработке, то можно убедиться, что среди них не найдется и двух одинаковых.

Отличаются ли между собой молекулы одного и того же вещества.

1. Молекула - латинское слово, означает «меленькая масса».

Многочисленные и сложные опыты показали, что молекулы одного и того же вещества одинаковы. Каждое чистое вещество состоит из одинаковых молекул, присущих только ему. Это удивительный факт. Нельзя, например, отличить воду, полученную из сока или из молока, от воды, полученной путем перегонки морской воды, так как молекулы воды одинаковы и никакое другое вещество не состоит из таких же молекул.

Хотя молекулы и очень маленькие частицы вещества, но и они делимы. Частицы, из которых состоят молекулы, называют атомами.

Например, из двух одинаковых атомов состоит молекула кислорода. А молекула воды состоит из трех атомов - одного атома кислорода и двух атомов водорода. На рисунке 14 изображены две молекулы воды. Такое схематическое изображение молекул принято в науке, оно соответствует свойствам молекул, изученным в физических опытах, и называется моделью молекулы.

При делении двух молекул воды получаются четыре атома водорода и два атома кислорода. Каждые два атома водорода соединяются в молекулу водорода, а атомы кислорода - в молекулу кислорода, как показано схематически на рисунке 15.

Атомы тоже не являются неделимыми частицами, они состоят из более мелких частиц, называемых элементарными частицами.

Вопросы. 1. Как называют частицы, из которых состоят вещества? 2. Из каких наблюдений следует, что размеры молекул малы? 3. Что вы знаете о размерах молекул? 4. Что вы знаете о составе молекулы воды? 5. Какие опыты и рассуждения показывают, что все молекулы воды одинаковы?

Упражнение. Как известно, капли маслянистой жидкости растекаются по поверхности воды, образуя тонкую пленку. Почему при некоторой толщине пленки масло перестает растекаться?

Задание. Сделайте из цветного пластилина модели двух молекул воды. Затем из этих молекул составьте модели молекул кислорода и водорода.

Многие школьники не любят химию и считают ее скучным предметом. Многим этот предмет дается с трудом. Но ее изучение может быть интересным и познавательным, если подойти к процессу творчески и показать все наглядно.

Предлагаем вам подробное руководство по лепке молекул из пластилина.

Перед изготовлением молекул нам нужно заранее определиться с тем, какие химические формулы будем использовать. В нашем случае это этан, этилен, метилен. Нам понадобятся: пластилин контрастных цветов (в нашем случае – красный и синий) и немного зеленого пластилина, спички (зубочистки).

1. Из красного пластилина скатываем 4 шарика диаметром около 2 см (атомы углерода). Затем из синего пластилина скатываем 8 шариков поменьше, диаметром около сантиметра (атомы водорода).

2. Берем 1 красный шарик и вставляем в него 4 спички (или зубочистки)так, как показано на рисунке.

3. Берем 4 синих шарика и надеваем их на свободные концы вставленных в красный шарик спичек. Получилась молекула природного газа.

4. Повторяем шаг №3 и получаем две молекулы для следующего химического вещества.

5. Сделанные молекулы нужно соединить между собой спичкой для того, чтобы получилась молекула этана.

6. Также можно создать молекулу с двойной связью - этилен. Для этого, из каждой молекулы, полученной при выполнении шага № 3 вынимаем по 1 спичке с надетым на нее синим шариком и соединяем детали между собой двумя спичками.

7. Берем красный шарик и 2 синих и соединяем их между собой двумя спичками так, чтобы получилась цепочка: синий – 2 спички – красный – 2 спички – синий. У нас получилась еще одна молекула с двойной связью – метилен.

8. Берем оставшиеся шарики: красный и 2 синих и соединяем их спичками между собой как показано на рисунке. Затем скатываем из зеленого пластилина 2 маленьких шарика и прикрепляем к нашей молекуле. У нас получилась молекула с двумя отрицательно заряженными электронами.

Изучение химии станет интереснее, а у вашего ребенка появится интерес к предмету.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Данная работа проводится с учащимися, которые пришли получать профессиональное образование. Очень часто знания по химии у них слабые, поэтому нет заинтересованности к предмету. Но в каждом ученике есть желание учиться. Даже слабоуспевающий, ученик проявляет интерес к предмету, когда ему что-нибудь удается сделать самому.

Задания в работе составлены с учетом пробелов в знаниях. Каткий теоретический материал позволяет быстро вспомнить необходимые понятия, что помогает учащимся выполнить работу. Построив модели молекул, ребятам легче написать структурные формулы. Для более сильных учащихся, которые быстрее выполняют практическую часть работы, даны расчетные задачи. Каждый учащийся при выполнении работы добивается результата: одни успевают построить модели молекул, что делают с удовольствием, другие выполнить большую часть работы, третьи делают все задания, и оценку получает каждый учащийся.

Цели урока:

формирование навыков самостоятельной работы;
обобщить и систематизировать знания учащихся о теории строения органических соединений;
закрепить умение составлять структурные формулы углеводородов;
отработать навыки давать названия по международной номенклатуре;
повторить решение задач на определение массовой доли элемента в веществе;
развивать внимание и творческую активность;
развивать логическое мышление;
воспитывать чувство ответственности.

Практическая работа

“Изготовление моделей молекул органических веществ.
Составление структурных формул углеводородов”.

Цель работы:

Научиться составлять модели молекул органических веществ.
Научиться записывать структурные формулы углеводородов и назвать их по международной номенклатуре.

Теоретический материал. Углеводороды это органические вещества, состоящие из атомов углерода и водорода. Атом углерода во всех органических соединениях четырехвалентен. Атомы углерода могут образовывать цепочки прямые, разветвленные, замкнутые. Свойства веществ завися не только от качественного и количественного состава, но и от порядка соединения атомов между собой. Вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разное строение называются изомерами. Приставки указывают количество ди – два, три – три, тетра - четыре; цикло - означает замкнутый.

Суффиксы в названии углеводородов указывают на наличие кратной связи:

ан одинарная связь между атомами углерода (С С);
ен двойная связь между атомами углерода (С = С);
ин тройная связь между атомами углерода (С С);
диен две двойных связи между атомами углерода (С = С С = С);

Радикалы: метил -СН 3 ; этил -С 2 Н 5 ; хлор -Сl; бром -Br.

Пример. Составьте модель молекулы пропана.

Молекула пропана C 3 H 8 содержит три атома углерода и восемь атомов водорода. Атомы углерода соединены между собой. Суффикс – ан указывает на наличие одинарной связи между атомами углерода. Атомы углерода располагаются под углом 10928 минут.

Молекула имеет форму пирамиды. Атомы углерода изображайте черными кругами, а атомы водорода – белыми, атомы хлора – зелеными.

При изображении моделей соблюдайте соотношение размеров атомов.

Молярную массу находим, пользуясь периодической таблицей

М (С 3 Н 8) = 12 · 3 + 1 · 8 = 44 г/моль.

Что бы назвать углеводород надо:

Выбрать самую длинную цепочку.
Пронумеровать, начиная с того края, к которому ближе радикал или кратная связь.
Указать радикал, если радикалов несколько указывают каждый. (Цифра перед названием).
Назвать радикал, начиная с меньшего радикала.
Назвать самую длинную цепочку.
Указать положение кратной связи. (Цифра после названия).

При составлении формул по названию надо:

Определить число атомов углерода в цепочке.
Определить положение кратной связи. (Цифра после названия).
Определить положение радикалов. (Цифра перед названием).
Записать формулы радикалов.
В последнюю очередь определить количество и расставить атомы водорода.

Массовая доля элемента определяется по формуле:

где

– массовая доля химического элемента;

n – число атомов химического элемента;

Ar – относительная атомная масса химического элемента;

Mr – относительная молекулярная масса.

При решении задачи примените формулы расчета:

Относительная плотность газа Dг показывает во сколько раз плотность одного газа больше плотности другого газа. D (Н 2) - относительная плотность по водороду. D (воздуха) - относительная плотность по воздуху.

Оборудование: Набор шаростержневых моделей молекул, пластилин разных цветов, спички, таблица “Предельные углеводороды”, периодическая таблица. Индивидуальные задания.

Ход работы. Выполнение заданий по вариантам.

Вариант №1.

Задание №1. Составьте модели молекул: а) бутана, б) циклопропана. Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Найдите их молекулярные массы.

Задание №3. Составьве структтурные формулы веществ:

а) бутен-2, напишите его изомер;
б) 3,3 - диметилпентин-1.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1 Определить массовую долю углерода и водорода в метане.

Задача 2. Сажа применяется для производства резины. Определить сколько г сажи (С) можно получить при разложении 22 г пропана?

Вариант №2.

Задание №1. Составьте модели молекул: а) 2-метилпропана, б) циклобутана. Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Найдите их молекулярные массы.

Задание №2. Назовите вещества:

Задание №3 Составьве структурные формулы веществ:

а) 2-метилбутен-1, напишите его изомер;
б) пропин.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1. Определить массовую долю углерода и водорода в этилене.

Задача 2. Сажа применяется для производства резины. Определить массу сажи (С), которую можно получить при разложении 36г пентана?

Вариант №3.

Задание №1. Составьте модели молекул: а) 1,2-дихлорэтана, б) метилциклопропана

Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Определите во сколько раз дихлорэтан тяжелее воздуха?

Задание №2. Назовите вещества:

Задание №3. Составьве структурные формулы веществ:

а) 2-метилбутен-2 напишите его изомер;
б) 3,4-диметилпентин-1.

Задание №4. Решите задачи:

Задача 1. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 92,3% углерода и 7,7% водорода. Относительная плотность по водороду равна 13.

Задача 2. Какой объем водорода выделится при разложении 29 г бутана (н.у.)?

Вариант №4.

Задание №1. Составьте модели молекул: а) 2,3-диметилбутана, б) хлорциклопропана. Зарисуйте модели молекул в тетради. Напишите структурные формулы этих веществ. Найдите их молекулярные массы.

Задание №2. Назовите вещества