Danas ćemo voditi lekciju ne samo iz modeliranja, već i iz hemije, a od plastelina ćemo napraviti modele molekula. Kuglice od plastelina mogu se predstaviti kao atomi, a obične šibice ili čačkalice pomoći će da se pokažu strukturne veze. Ovu metodu mogu koristiti nastavnici pri objašnjavanju novog gradiva iz hemije, roditelji pri provjeravanju i učenju domaćih zadataka, te sama djeca koja su zainteresovana za predmet. Vjerovatno ne postoji lakši i pristupačniji način za kreiranje vizualnog materijala za mentalnu vizualizaciju mikro-objekata.

Evo predstavnika iz svijeta organske i neorganske hemije kao primjera. Po analogiji s njima, mogu se napraviti i druge strukture, glavna stvar je razumjeti svu ovu raznolikost.

Materijali za rad:

• plastelin u dvije ili više boja;
• strukturne formule molekula iz udžbenika (po potrebi);
• šibice ili čačkalice.

1. Pripremite plastelin za modeliranje sfernih atoma od kojih će se formirati molekule, kao i šibice za predstavljanje veza između njih. Naravno, bolje je atome različitih tipova prikazati u drugoj boji, tako da je jasnije zamisliti određeni objekt mikrosvijeta.

2. Za pravljenje loptica odšćipajte potreban broj porcija plastelina, gnječite u rukama i razvaljajte u obliku u dlanovima. Da biste oblikovali molekule organskih ugljikovodika, možete koristiti veće crvene kuglice - to će biti ugljik, i manje plave kuglice - vodonik.

3. Da biste formirali molekul metana, umetnite četiri šibice u crvenu kuglu tako da budu usmjerene prema vrhovima tetraedra.

4. Postavite plave kuglice na slobodne krajeve šibica. Molekul prirodnog gasa je spreman.

5. Pripremite dva identična molekula da objasnite svom djetetu kako se može dobiti molekul sljedećeg ugljovodonika, etana.

6. Povežite dva modela tako što ćete ukloniti jednu šibicu i dvije plave kuglice. Ethan je spreman.

7. Zatim nastavite s uzbudljivom aktivnošću i objasnite kako nastaje višestruka veza. Uklonite dvije plave kuglice i udvostručite vezu između ugljika. Na sličan način možete oblikovati sve molekule ugljikovodika potrebne za lekciju.

8. Ista metoda je prikladna za oblikovanje molekula neorganskog svijeta. Iste kuglice od plastelina pomoći će vam da ostvarite svoje planove.

9. Uzmite centralni atom ugljika - crvenu kuglu. U njega ubacite dvije šibice, definirajući linearni oblik molekula; na slobodne krajeve šibica pričvrstite dvije plave kuglice, koje u ovom slučaju predstavljaju atome kisika. Dakle, imamo molekul ugljičnog dioksida linearne strukture.

10. Voda je polarna tečnost, a njeni molekuli su ugaone formacije. Sastoje se od jednog atoma kisika i dva atoma vodika. Ugaona struktura je određena usamljenim parom elektrona na centralnom atomu. Može se prikazati i kao dvije zelene tačke.

Ovo su vrste uzbudljivih kreativnih lekcija koje svakako trebate vježbati sa svojom djecom. Učenici bilo kog uzrasta će se zainteresovati za hemiju i bolje će razumjeti predmet ako im se tokom procesa učenja pruži vizuelna pomoć koju su sami izradili.

Mnogi školarci ne vole hemiju i smatraju je dosadnim predmetom. Mnogima je ova tema teška. Ali učenje može biti zanimljivo i poučno ako procesu pristupite kreativno i sve jasno pokažete.

Nudimo vam detaljan vodič za oblikovanje molekula od plastelina.

Prije nego što napravimo molekule, moramo unaprijed odlučiti koje ćemo kemijske formule koristiti. U našem slučaju to su etan, etilen, metilen. Trebat će nam: plastelin kontrastnih boja (u našem slučaju crvena i plava) i malo zelenog plastelina, šibice (čačkalice).

1. Od crvenog plastelina razvaljajte 4 kuglice prečnika oko 2 cm (atomi ugljenika). Zatim od plavog plastelina razvaljajte 8 manjih kuglica, prečnika oko centimetar (atomi vodonika).

2. Uzmite 1 crvenu kuglicu i ubacite u nju 4 šibice (ili čačkalice) kao što je prikazano na slici.

3. Uzmite 4 plave kuglice i stavite ih na slobodne krajeve šibica umetnutih u crvenu loptu. Rezultat je molekul prirodnog plina.

4. Ponovite korak br. 3 i dobijete dva molekula za sljedeću hemijsku supstancu.

5. Napravljeni molekuli moraju biti međusobno povezani šibicom kako bi se formirao molekul etana.

6. Možete stvoriti i molekul sa dvostrukom vezom - etilen. Da biste to uradili, iz svakog molekula dobijenog u koraku br. 3, izvadite 1 šibicu sa plavom kuglom na njoj i povežite delove zajedno sa dve šibice.

7. Uzmite crvenu kuglicu i 2 plave i povežite ih sa dvije šibice tako da dobijete lanac: plava – 2 šibice – crvena – 2 šibice – plava. Imamo još jedan molekul sa dvostrukom vezom - metilen.

8. Uzmite preostale kuglice: crvenu i 2 plave i povežite ih šibicama kao što je prikazano na slici. Zatim razvaljamo 2 male kuglice od zelenog plastelina i pričvrstimo ih na našu molekulu. Imamo molekul sa dva negativno nabijena elektrona.

Učenje hemije će postati zanimljivije, a vaše dete će razviti interesovanje za predmet.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Odaberite vrstu slatkiša. Da biste napravili bočne niti od šećernih i fosfatnih grupa, koristite šuplje trake crnog i crvenog sladića. Za azotne baze koristite gumene medvjediće u četiri različite boje.

• Koji god slatkiš da koristite, trebao bi biti dovoljno mekan da ga možete probušiti čačkalicom.
• Ako imate pri ruci marshmallows u boji, odlična su alternativa gumenim medvjedićima.

Pripremite preostale materijale. Uzmite kanap i čačkalice koje koristite za izradu modela. Konopac će morati biti isječen na komade dužine oko 30 centimetara, ali ih možete napraviti duže ili kraće - ovisno o dužini DNK modela koji odaberete.

• Da biste napravili dvostruku spiralu, koristite dva komada žice iste dužine.
• Pobrinite se da imate barem 10-12 čačkalica, iako će vam možda trebati malo više ili manje - opet ovisno o veličini vašeg modela.

Pored posmatranja i eksperimenta, modeliranje igra važnu ulogu u razumijevanju prirodnog svijeta i hemije.

Već smo rekli da je jedan od glavnih ciljeva posmatranja traženje obrazaca u rezultatima eksperimenata.

Međutim, neka zapažanja su nezgodna ili nemoguće izvesti direktno u prirodi. Prirodno okruženje se rekreira u laboratorijskim uslovima uz pomoć posebnih uređaja, instalacija, objekata, odnosno modela (od latinskog modulus - mjera, uzorak). Modeli kopiraju samo najvažnije karakteristike i svojstva objekta.

Na primjer, da bi proučavali prirodni fenomen munje, naučnici nisu morali čekati grmljavinu. Munje se mogu simulirati na času fizike iu školskoj laboratoriji. Dvije metalne kuglice moraju dobiti suprotne električne naboje: pozitivan i negativan. Kada se lopte približe određenoj udaljenosti, između njih skoči iskra - ovo je munja u malom. Što je veći naboj na kuglicama, što ranije skoči iskra pri približavanju, to je umjetna munja duža. Takva munja se proizvodi pomoću posebnog uređaja koji se zove elektrofor mašina (slika 33).

Rice. 33.
Mašina za elektrofor

Proučavanje modela omogućilo je naučnicima da utvrde da je prirodna munja ogromno električno pražnjenje između dva grmljavinska oblaka ili između oblaka i zemlje. Međutim, pravi naučnik nastoji pronaći praktičnu primjenu za svaki proučavani fenomen. Što je električna munja snažnija, to je njena temperatura viša. Ali pretvaranje električne energije u toplinu može se koristiti, na primjer, za zavarivanje i rezanje metala. Tako se pojavio postupak električnog zavarivanja, koji je danas poznat svakom studentu (Sl. 34).

Rice. 34.
Prirodni fenomen munje može se simulirati u laboratoriji

Posebno se široko koristi modeliranje u fizici. U lekcijama na ovu temu upoznaćete se sa različitim modelima koji će vam pomoći da proučavate električne i magnetske fenomene, obrasce kretanja tela i optičke fenomene.

Svaka prirodna znanost koristi svoje vlastite modele koji pomažu da se vizualno zamisli stvarni prirodni fenomen ili predmet.

Najpoznatiji geografski model je globus (slika 35, a) - minijaturna trodimenzionalna slika naše planete, pomoću koje možete proučavati položaj kontinenata i okeana, zemalja i kontinenata, planina i mora. Ako se slika zemljine površine nanese na ravan list papira, onda se takav model naziva geografska karta (slika 35, b).

Rice. 35.
Najpoznatiji geografski modeli: a - globus; b - karta

Modeli se široko koriste u proučavanju biologije. Dovoljno je spomenuti, na primjer, modele - lutke ljudskih organa itd. (Sl. 36).

Rice. 36.
Biološki modeli: a - oko; b - mozak

Modeliranje nije ništa manje važno u hemiji. Uobičajeno, hemijski modeli se mogu podijeliti u dvije grupe: objektivni i simbolički, odnosno simbolički (šema 1).

Za veću jasnoću koriste se predmetni modeli atoma, molekula, kristala, hemijskih industrijskih postrojenja.

Verovatno ste videli sliku modela atoma koji podseća na strukturu Sunčevog sistema (slika 37).

Rice. 37.
Model atomske strukture

Za modeliranje hemijskih molekula koriste se modeli kugle i štapa ili trodimenzionalni modeli. Sastavljeni su od kuglica koje simboliziraju pojedinačne atome. Razlika je u tome što se u modelima kugle i štapa atomi kugle nalaze na određenoj udaljenosti jedan od drugog i pričvršćeni su jedan za drugi šipkama. Na primjer, loptasti i trodimenzionalni modeli molekula vode prikazani su na slici 38.

Rice. 38.
Modeli molekula vode: a - kugla i štap; b - volumetrijski

Modeli kristala podsjećaju na modele molekula s kuglom i štapom, ali ne prikazuju pojedinačne molekule tvari, već pokazuju relativni raspored čestica tvari u kristalnom stanju (Sl. 39).

Rice. 39.
Model bakrenog kristala

Međutim, hemičari najčešće koriste ikoničke ili simbolične modele, a ne predmetne. To su hemijski simboli, hemijske formule, jednadžbe hemijskih reakcija.

U sljedećoj lekciji počet ćete učiti hemijski jezik znakova i formula.

Pitanja i zadaci

1. Šta je model? modeling?
2. Navedite primjere: a) geografskih modela; b) fizički modeli; c) biološki modeli.
3. Koji se modeli koriste u hemiji?
4. Od plastelina napravite kuglice i štapiće i trodimenzionalne modele molekula vode. Kakav oblik imaju ovi molekuli?
5. Zapišite formulu za cvijet krstaša ako ste proučavali ovu porodicu biljaka na času biologije. Može li se ova formula nazvati modelom?
6. Zapišite jednačinu za izračunavanje brzine tijela ako su poznati put i vrijeme koje je potrebno tijelu da pređe. Može li se ova jednačina nazvati modelom?

Ljudi su dugo nagađali da se supstance sastoje od pojedinačnih sitnih čestica; to je prije oko 2500 godina izjavio grčki naučnik Demokrit.

Ali ako su u davna vremena naučnici samo pretpostavljali da se supstance sastoje od pojedinačnih čestica, onda je početkom 20. veka postojanje takvih čestica dokazala nauka. Čestice koje čine mnoge supstance nazivaju se molekuli 1.

Molekul neke supstance je najmanja čestica te supstance. Najmanja čestica vode je molekul vode, najmanja čestica šećera je molekul šećera, itd.

Koje su veličine molekula?

Poznato je da se komad šećera može usitniti u vrlo sitna zrna, a zrno pšenice samljeti u brašno. Ulje, šireći se po vodi, formira film čija je debljina 40.000 puta manja od debljine ljudske dlake. Ali i zrno brašna i debljina uljnog filma sadrže ne jednu, već mnogo molekula. To znači da je veličina molekula ovih tvari čak i manja od veličine zrna brašna i debljine filma. Može se napraviti sljedeće poređenje: molekul je isti broj puta manji od jabuke prosječne veličine kao što je jabuka manja od globusa.

Molekule različitih tvari razlikuju se po veličini, ali su sve vrlo male. Savremeni instrumenti - elektronski mikroskopi - omogućili su da se vidi i fotografiše najveći od molekula (vidi ploču u boji II). Ove fotografije su dodatna potvrda postojanja molekula.

Pošto su molekuli veoma mali, svako telo ih sadrži veliki broj. 1 cm 3 vazduha sadrži toliki broj molekula da ako zbrojite isti broj zrna peska, dobićete planinu koja će pokriti veliku fabriku.

U prirodi se sva tijela barem na neki način razlikuju jedno od drugog. Ne postoje dvije osobe koje imaju ista lica. Među listovima koji rastu na istom drvetu, nema dva potpuno ista. Čak ni u cijeloj gomili pijeska nećemo naći identična zrna pijeska. Milioni kuglica za ležajeve se prave u fabrici po jednom uzorku, iste veličine. Ali ako izmjerite kuglice preciznije nego što je to učinjeno tokom obrade, možete biti sigurni da među njima nema dvije identične.

Da li se molekuli iste supstance razlikuju jedni od drugih?

1. Molekul je latinska riječ koja znači “mala masa”.

Brojni i složeni eksperimenti su pokazali da su molekuli iste supstance identični. Svaka čista tvar se sastoji od identičnih molekula jedinstvenih za nju. Ovo je nevjerovatna činjenica. Nemoguće je, na primjer, razlikovati vodu dobivenu iz soka ili mlijeka od vode dobivene destilacijom morske vode, jer su molekuli vode isti i nijedna druga supstanca se ne sastoji od istih molekula.

Iako su molekuli vrlo male čestice materije, one su također djeljive. Čestice koje čine molekule nazivaju se atomi.

Na primjer, molekul kisika se sastoji od dva identična atoma. Molekul vode sastoji se od tri atoma - jednog atoma kisika i dva atoma vodika. Slika 14 prikazuje dva molekula vode. Ovaj šematski prikaz molekula je prihvaćen u nauci; odgovara svojstvima molekula proučavanih u fizičkim eksperimentima i naziva se modelom molekula.

Fisijom dvaju molekula vode nastaju četiri atoma vodika i dva atoma kisika. Svaka dva atoma vodika se kombinuju i formiraju molekulu vodika i svaki atom kiseonika u molekul kiseonika, kao što je šematski prikazano na slici 15.

Atomi također nisu nedjeljive čestice; oni se sastoje od manjih čestica koje se nazivaju elementarne čestice.

Pitanja. 1. Kako se zovu čestice koje čine supstance? 2. Iz kojih zapažanja proizilazi da su veličine molekula male? 3. Šta znate o veličinama molekula? 4. Šta znate o sastavu molekula vode? 5. Koji eksperimenti i razmišljanja pokazuju da su svi molekuli vode isti?

Vježbajte. Kao što znate, kapljice uljne tekućine šire se po površini vode, stvarajući tanak film. Zašto se ulje prestaje širiti pri određenoj debljini filma?

Vježbajte. Napravite modele od dva molekula vode od plastelina u boji. Zatim upotrijebite ove molekule da napravite modele molekula kisika i vodika.