आज हम न केवल मॉडलिंग में, बल्कि रसायन विज्ञान में भी एक पाठ आयोजित करेंगे, और हम प्लास्टिसिन से अणुओं के मॉडल बनाएंगे। प्लास्टिसिन गेंदों को परमाणुओं के रूप में दर्शाया जा सकता है, और साधारण माचिस या टूथपिक्स संरचनात्मक कनेक्शन दिखाने में मदद करेंगे। इस पद्धति का उपयोग शिक्षकों द्वारा रसायन विज्ञान में नई सामग्री को समझाते समय, माता-पिता द्वारा होमवर्क की जाँच और अध्ययन करते समय और स्वयं उन बच्चों द्वारा किया जा सकता है जो विषय में रुचि रखते हैं। सूक्ष्म वस्तुओं के मानसिक दृश्य के लिए दृश्य सामग्री बनाने का संभवतः कोई आसान और अधिक सुलभ तरीका नहीं है।

यहां उदाहरण के तौर पर कार्बनिक और अकार्बनिक रसायन विज्ञान की दुनिया के प्रतिनिधि हैं। उनके अनुरूप, अन्य संरचनाएं बनाई जा सकती हैं, मुख्य बात इस सभी विविधता को समझना है।

काम के लिए सामग्री:

• दो या दो से अधिक रंगों की प्लास्टिसिन;
• पाठ्यपुस्तक से अणुओं के संरचनात्मक सूत्र (यदि आवश्यक हो);
• माचिस या टूथपिक.

1. गोलाकार परमाणुओं के मॉडलिंग के लिए प्लास्टिसिन तैयार करें जिससे अणु बनेंगे, साथ ही उनके बीच के बंधन को दर्शाने के लिए माचिस भी तैयार करें। स्वाभाविक रूप से, विभिन्न प्रकार के परमाणुओं को एक अलग रंग में दिखाना बेहतर होता है, ताकि सूक्ष्म जगत की एक विशिष्ट वस्तु की कल्पना करना स्पष्ट हो सके।

2. गोले बनाने के लिए, प्लास्टिसिन के आवश्यक संख्या में हिस्से निकालें, अपने हाथों में गूंधें और अपनी हथेलियों में आकार में रोल करें। कार्बनिक हाइड्रोकार्बन अणुओं को तराशने के लिए, आप बड़ी लाल गेंदों का उपयोग कर सकते हैं - यह कार्बन होगी, और छोटी नीली गेंदें - हाइड्रोजन होंगी।

3. मीथेन अणु बनाने के लिए, लाल गेंद में चार माचिस डालें ताकि वे टेट्राहेड्रोन के शीर्ष की ओर इंगित करें।

4. माचिस के मुक्त सिरों पर नीली गेंदें रखें। प्राकृतिक गैस अणु तैयार है.

5. अपने बच्चे को यह समझाने के लिए दो समान अणु तैयार करें कि अगले हाइड्रोकार्बन, ईथेन का अणु कैसे प्राप्त किया जा सकता है।

6. एक माचिस और दो नीली गेंदों को हटाकर दोनों मॉडलों को कनेक्ट करें। एथन तैयार है.

7. इसके बाद, रोमांचक गतिविधि जारी रखें और बताएं कि एकाधिक बंधन कैसे बनता है। दो नीली गेंदों को हटा दें और कार्बन के बीच का बंधन दोगुना कर दें। इसी तरह, आप पाठ के लिए आवश्यक सभी हाइड्रोकार्बन अणुओं को ढाल सकते हैं।

8. यही विधि अकार्बनिक जगत के अणुओं को गढ़ने के लिए उपयुक्त है। वही प्लास्टिसिन गेंदें आपकी योजनाओं को साकार करने में आपकी मदद करेंगी।

9. केंद्रीय कार्बन परमाणु - लाल गेंद लें। अणु के रैखिक आकार को परिभाषित करते हुए इसमें दो माचिस डालें; माचिस के मुक्त सिरों पर दो नीली गेंदें जोड़ें, जो इस मामले में ऑक्सीजन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करती हैं। इस प्रकार, हमारे पास रैखिक संरचना का एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु है।

10. जल एक ध्रुवीय तरल है और इसके अणु कोणीय संरचना वाले होते हैं। इनमें एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। कोणीय संरचना केंद्रीय परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी द्वारा निर्धारित होती है। इसे दो हरे बिंदुओं के रूप में भी दर्शाया जा सकता है।

ये ऐसे रोमांचक रचनात्मक पाठ हैं जिनका अभ्यास आपको निश्चित रूप से अपने बच्चों के साथ करना चाहिए। किसी भी उम्र के छात्र रसायन विज्ञान में रुचि लेंगे और विषय को बेहतर ढंग से समझेंगे यदि, सीखने की प्रक्रिया के दौरान, उन्हें स्वयं द्वारा बनाई गई दृश्य सहायता प्रदान की जाए।

कई स्कूली बच्चों को रसायन विज्ञान पसंद नहीं है और वे इसे एक उबाऊ विषय मानते हैं। कई लोगों को यह विषय कठिन लगता है. लेकिन इसका अध्ययन करना दिलचस्प और शिक्षाप्रद हो सकता है यदि आप प्रक्रिया को रचनात्मक रूप से अपनाते हैं और सब कुछ स्पष्ट रूप से दिखाते हैं।

हम आपको प्लास्टिसिन से अणुओं को तराशने के लिए एक विस्तृत मार्गदर्शिका प्रदान करते हैं।

अणु बनाने से पहले हमें पहले से यह तय करना होगा कि हम कौन से रासायनिक सूत्रों का उपयोग करेंगे। हमारे मामले में, ये ईथेन, एथिलीन, मेथिलीन हैं। हमें आवश्यकता होगी: विपरीत रंगों में प्लास्टिसिन (हमारे मामले में, लाल और नीला) और कुछ हरी प्लास्टिसिन, माचिस (टूथपिक्स)।

1. लाल प्लास्टिसिन से लगभग 2 सेमी (कार्बन परमाणु) व्यास वाली 4 गेंदें रोल करें। फिर नीली प्लास्टिसिन से लगभग एक सेंटीमीटर व्यास (हाइड्रोजन परमाणु) की 8 छोटी गेंदें रोल करें।

2. 1 लाल गेंद लें और चित्र में दिखाए अनुसार उसमें 4 माचिस (या टूथपिक्स) डालें।

3. 4 नीली गेंदें लें और उन्हें लाल गेंद में डाली गई माचिस के मुक्त सिरों पर रखें। परिणाम प्राकृतिक गैस का एक अणु है।

4. चरण संख्या 3 को दोहराएं और अगले रासायनिक पदार्थ के लिए दो अणु प्राप्त करें।

5. ईथेन अणु बनाने के लिए बनाए गए अणुओं को एक माचिस की सहायता से एक दूसरे से जोड़ा जाना चाहिए।

6. आप दोहरे बंधन - एथिलीन के साथ एक अणु भी बना सकते हैं। ऐसा करने के लिए, चरण संख्या 3 में प्राप्त प्रत्येक अणु से, उस पर एक नीली गेंद के साथ 1 माचिस निकालें और दो माचिस की मदद से भागों को एक साथ जोड़ दें।

7. एक लाल गेंद और 2 नीली गेंदें लें और उन्हें दो माचिस की तीलियों से एक साथ जोड़ दें ताकि आपको एक श्रृंखला मिल जाए: नीला - 2 माचिस - लाल - 2 माचिस - नीला। हमारे पास दोहरे बंधन वाला एक और अणु है - मेथिलीन।

8. शेष गेंदें लें: लाल और 2 नीली और उन्हें चित्र में दिखाए अनुसार माचिस से जोड़ दें। फिर हम हरी प्लास्टिसिन से 2 छोटी गेंदें रोल करते हैं और उन्हें अपने अणु से जोड़ते हैं। हमारे पास दो नकारात्मक चार्ज वाले इलेक्ट्रॉनों वाला एक अणु है।

रसायन विज्ञान का अध्ययन अधिक दिलचस्प हो जाएगा और आपके बच्चे की इस विषय में रुचि बढ़ेगी।

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कैंडी का एक प्रकार चुनें.चीनी और फॉस्फेट समूहों की साइड स्ट्रैंड बनाने के लिए, काली और लाल लिकोरिस की खोखली पट्टियों का उपयोग करें। नाइट्रोजनस आधारों के लिए, चार अलग-अलग रंगों में चिपचिपा भालू का उपयोग करें।

• आप जो भी कैंडी उपयोग करें, वह इतनी नरम होनी चाहिए कि उसे टूथपिक से छेदा जा सके।
• यदि आपके पास रंगीन मार्शमैलोज़ हैं, तो वे चिपचिपे भालू के लिए एक बढ़िया विकल्प हैं।

बाकी सामग्री तैयार कर लें.मॉडल बनाने के लिए आप जिस स्ट्रिंग और टूथपिक्स का उपयोग करते हैं उसे लें। रस्सी को लगभग 30 सेंटीमीटर लंबे टुकड़ों में काटने की आवश्यकता होगी, लेकिन आप उन्हें लंबा या छोटा कर सकते हैं - यह आपके द्वारा चुने गए डीएनए मॉडल की लंबाई पर निर्भर करता है।

• डबल हेलिक्स बनाने के लिए, स्ट्रिंग के दो टुकड़ों का उपयोग करें जिनकी लंबाई समान हो।
• सुनिश्चित करें कि आपके पास कम से कम 10-12 टूथपिक्स हों, हालाँकि आपको थोड़ी अधिक या कम की आवश्यकता हो सकती है - फिर भी यह आपके मॉडल के आकार पर निर्भर करता है।

अवलोकन और प्रयोग के अलावा, मॉडलिंग प्राकृतिक दुनिया और रसायन विज्ञान को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

हम पहले ही कह चुके हैं कि अवलोकन का एक मुख्य लक्ष्य प्रयोगों के परिणामों में पैटर्न की खोज करना है।

हालाँकि, कुछ अवलोकन प्रकृति में सीधे तौर पर करना असुविधाजनक या असंभव है। प्राकृतिक वातावरण को विशेष उपकरणों, प्रतिष्ठानों, वस्तुओं, यानी मॉडल (लैटिन मॉड्यूलस से - माप, नमूना) की मदद से प्रयोगशाला स्थितियों में फिर से बनाया जाता है। मॉडल किसी ऑब्जेक्ट की केवल सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं और गुणों की प्रतिलिपि बनाते हैं।

उदाहरण के लिए, बिजली गिरने की प्राकृतिक घटना का अध्ययन करने के लिए वैज्ञानिकों को आंधी तूफान का इंतजार नहीं करना पड़ा। बिजली का अनुकरण भौतिकी कक्षा और स्कूल प्रयोगशाला में किया जा सकता है। दो धातु की गेंदों को विपरीत विद्युत आवेश देने की आवश्यकता है: सकारात्मक और नकारात्मक। जब गेंदें एक निश्चित दूरी तक पहुंचती हैं, तो उनके बीच एक चिंगारी उछलती है - यह लघु रूप में बिजली है। गेंदों पर चार्ज जितना अधिक होगा, निकट आने पर चिंगारी उतनी ही जल्दी उछलेगी, कृत्रिम बिजली उतनी ही देर तक चमकेगी। ऐसी बिजली एक विशेष उपकरण का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है जिसे इलेक्ट्रोफोर मशीन कहा जाता है (चित्र 33)।

चावल। 33.
इलेक्ट्रोफोर मशीन

मॉडल का अध्ययन करने से वैज्ञानिकों को यह निर्धारित करने की अनुमति मिली कि प्राकृतिक बिजली दो गरज वाले बादलों के बीच या बादलों और जमीन के बीच एक विशाल विद्युत निर्वहन है। हालाँकि, एक वास्तविक वैज्ञानिक अध्ययन की गई प्रत्येक घटना के लिए व्यावहारिक अनुप्रयोग खोजने का प्रयास करता है। विद्युत तड़ित जितनी अधिक शक्तिशाली होगी, उसका तापमान उतना ही अधिक होगा। लेकिन विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करने का उपयोग, उदाहरण के लिए, वेल्डिंग और धातुओं को काटने के लिए किया जा सकता है। इस प्रकार विद्युत वेल्डिंग प्रक्रिया, जो आज प्रत्येक छात्र से परिचित है, प्रकट हुई (चित्र 34)।

चावल। 34.
बिजली गिरने की प्राकृतिक घटना का प्रयोगशाला में अनुकरण किया जा सकता है

भौतिकी में मॉडलिंग का प्रयोग विशेष रूप से व्यापक रूप से किया जाता है। इस विषय पर पाठों में, आप विभिन्न प्रकार के मॉडलों से परिचित होंगे जो आपको विद्युत और चुंबकीय घटनाओं, पिंडों की गति के पैटर्न और ऑप्टिकल घटनाओं का अध्ययन करने में मदद करेंगे।

प्रत्येक प्राकृतिक विज्ञान अपने स्वयं के मॉडल का उपयोग करता है जो किसी वास्तविक प्राकृतिक घटना या वस्तु की कल्पना करने में मदद करता है।

सबसे प्रसिद्ध भौगोलिक मॉडल ग्लोब है (चित्र 35, ए) - हमारे ग्रह की एक लघु त्रि-आयामी छवि, जिसके साथ आप महाद्वीपों और महासागरों, देशों और महाद्वीपों, पहाड़ों और समुद्रों के स्थान का अध्ययन कर सकते हैं। यदि पृथ्वी की सतह की एक छवि को कागज की एक सपाट शीट पर लागू किया जाता है, तो ऐसे मॉडल को भौगोलिक मानचित्र कहा जाता है (चित्र 35, बी)।

चावल। 35.
सबसे प्रसिद्ध भौगोलिक मॉडल: ए - ग्लोब; बी - नक्शा

जीव विज्ञान के अध्ययन में मॉडलों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, मॉडल - मानव अंगों की डमी आदि का उल्लेख करना पर्याप्त है (चित्र 36)।

चावल। 36.
जैविक मॉडल: ए - आँख; बी - मस्तिष्क

रसायन विज्ञान में मॉडलिंग भी कम महत्वपूर्ण नहीं है। परंपरागत रूप से, रासायनिक मॉडल को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: उद्देश्य और प्रतीकात्मक, या प्रतीकात्मक (योजना 1)।

अधिक स्पष्टता के लिए परमाणुओं, अणुओं, क्रिस्टलों, रासायनिक औद्योगिक संयंत्रों के विषय मॉडल का उपयोग किया जाता है।

आपने संभवतः एक परमाणु के मॉडल का चित्र देखा होगा जो सौर मंडल की संरचना जैसा दिखता है (चित्र 37)।

चावल। 37.
परमाणु संरचना मॉडल

रासायनिक अणुओं को मॉडल करने के लिए बॉल-एंड-स्टिक या त्रि-आयामी मॉडल का उपयोग किया जाता है। इन्हें अलग-अलग परमाणुओं के प्रतीक गेंदों से इकट्ठा किया जाता है। अंतर यह है कि बॉल-एंड-स्टिक मॉडल में बॉल परमाणु एक-दूसरे से एक निश्चित दूरी पर स्थित होते हैं और छड़ों द्वारा एक-दूसरे से बंधे होते हैं। उदाहरण के लिए, पानी के अणुओं के बॉल-एंड-स्टिक और त्रि-आयामी मॉडल चित्र 38 में दिखाए गए हैं।

चावल। 38.
पानी के अणु के मॉडल: ए - बॉल-एंड-रॉड; बी - वॉल्यूमेट्रिक

क्रिस्टल के मॉडल अणुओं के बॉल-एंड-स्टिक मॉडल से मिलते जुलते हैं, हालांकि, वे किसी पदार्थ के व्यक्तिगत अणुओं को चित्रित नहीं करते हैं, बल्कि क्रिस्टलीय अवस्था में किसी पदार्थ के कणों की सापेक्ष व्यवस्था दिखाते हैं (चित्र 39)।

चावल। 39.
कॉपर क्रिस्टल मॉडल

हालाँकि, अक्सर रसायनज्ञ विषय मॉडल के बजाय प्रतिष्ठित, या प्रतीकात्मक मॉडल का उपयोग करते हैं। ये रासायनिक प्रतीक, रासायनिक सूत्र, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण हैं।

आप अगले पाठ में संकेतों और सूत्रों की रासायनिक भाषा सीखना शुरू करेंगे।

प्रश्न और कार्य

1. एक मॉडल क्या है? मॉडलिंग?
2. इसके उदाहरण दीजिए: क) भौगोलिक मॉडल; बी) भौतिक मॉडल; ग) जैविक मॉडल।
3. रसायन विज्ञान में कौन से मॉडल का उपयोग किया जाता है?
4. प्लास्टिसिन से पानी के अणुओं के बॉल-एंड-स्टिक और त्रि-आयामी मॉडल बनाएं। इन अणुओं का आकार क्या है?
5. यदि आपने जीव विज्ञान कक्षा में इस पौधे परिवार का अध्ययन किया है तो क्रूस के फूल का सूत्र लिखिए। क्या इस सूत्र को मॉडल कहा जा सकता है?
6. यदि किसी पिंड को यात्रा करने में लगने वाला पथ और समय ज्ञात हो तो उसकी गति की गणना करने के लिए एक समीकरण लिखें। क्या इस समीकरण को एक मॉडल कहा जा सकता है?

लोगों ने बहुत लंबे समय से अनुमान लगाया है कि पदार्थ अलग-अलग छोटे कणों से बने होते हैं; यह बात लगभग 2500 साल पहले ग्रीक वैज्ञानिक डेमोक्रिटस ने कही थी।

लेकिन अगर प्राचीन काल में वैज्ञानिकों ने केवल यह माना था कि पदार्थों में अलग-अलग कण होते हैं, तो 20वीं सदी की शुरुआत में ऐसे कणों का अस्तित्व विज्ञान द्वारा सिद्ध हो गया था। वे कण जिनसे अनेक पदार्थ बनते हैं, अणु कहलाते हैं।

किसी पदार्थ का अणु उस पदार्थ का सबसे छोटा कण होता है। पानी का सबसे छोटा कण पानी का अणु है, चीनी का सबसे छोटा कण चीनी का अणु है, आदि।

अणुओं के आकार क्या हैं?

यह ज्ञात है कि चीनी के एक टुकड़े को कुचलकर बहुत छोटे दाने बनाए जा सकते हैं, और गेहूं के एक दाने को पीसकर आटा बनाया जा सकता है। तेल पानी के ऊपर फैलकर एक फिल्म बनाता है जिसकी मोटाई मानव बाल की मोटाई से 40,000 गुना कम होती है। लेकिन आटे के एक दाने और तेल की फिल्म की मोटाई दोनों में एक नहीं, बल्कि कई अणु होते हैं। इसका मतलब यह है कि इन पदार्थों के अणुओं का आकार आटे के दाने के आकार और फिल्म की मोटाई से भी छोटा है।निम्नलिखित तुलना की जा सकती है: एक अणु एक औसत आकार के सेब से उतना ही गुना छोटा होता है जितना कि सेब ग्लोब से छोटा होता है।

विभिन्न पदार्थों के अणु आकार में भिन्न होते हैं, लेकिन वे सभी बहुत छोटे होते हैं। आधुनिक उपकरणों - इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी - ने सबसे बड़े अणुओं को देखना और उनकी तस्वीर खींचना संभव बना दिया है (रंगीन प्लेट II देखें)। ये तस्वीरें अणुओं के अस्तित्व की और पुष्टि करती हैं।

चूँकि अणु बहुत छोटे होते हैं, प्रत्येक पिंड में उनकी संख्या बहुत अधिक होती है। 1 सेमी 3 हवा में इतनी संख्या में अणु होते हैं कि यदि आप रेत के समान संख्या में कण जोड़ते हैं, तो आपको एक पहाड़ मिलेगा जो एक बड़े कारखाने को कवर करेगा।

प्रकृति में, सभी शरीर कम से कम किसी न किसी तरह से एक दूसरे से भिन्न होते हैं। किन्हीं दो व्यक्तियों के चेहरे एक जैसे नहीं होते। एक ही पेड़ पर उगने वाले पत्तों में से कोई भी दो बिल्कुल एक जैसे नहीं होते। यहाँ तक कि रेत के पूरे ढेर में भी हमें रेत के एक जैसे कण नहीं मिलेंगे। बीयरिंग के लिए लाखों गेंदें कारखाने में एक ही आकार के एक नमूने के अनुसार बनाई जाती हैं।लेकिन यदि आप प्रसंस्करण के दौरान की गई गेंदों की तुलना में अधिक सटीकता से गेंदों को मापते हैं, तो आप सुनिश्चित हो सकते हैं कि उनमें से दो समान गेंदें नहीं हैं।

क्या एक ही पदार्थ के अणु एक दूसरे से भिन्न होते हैं?

1. अणु एक लैटिन शब्द है जिसका अर्थ है "छोटा द्रव्यमान।"

अनेक और जटिल प्रयोगों से पता चला है कि एक ही पदार्थ के अणु समान होते हैं। प्रत्येक शुद्ध पदार्थ में उसके लिए अद्वितीय समान अणु होते हैं।यह एक आश्चर्यजनक तथ्य है. उदाहरण के लिए, रस या दूध से प्राप्त पानी को समुद्र के पानी को आसवित करके प्राप्त पानी से अलग करना असंभव है, क्योंकि पानी के अणु समान होते हैं और किसी अन्य पदार्थ में समान अणु नहीं होते हैं।

यद्यपि अणु पदार्थ के बहुत छोटे कण होते हैं, फिर भी वे विभाज्य भी होते हैं। वे कण जो अणु बनाते हैं, परमाणु कहलाते हैं।

उदाहरण के लिए, एक ऑक्सीजन अणु में दो समान परमाणु होते हैं। पानी के एक अणु में तीन परमाणु होते हैं - एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु। चित्र 14 में पानी के दो अणु दिखाए गए हैं।अणुओं का यह योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व विज्ञान में स्वीकार किया जाता है; यह भौतिक प्रयोगों में अध्ययन किए गए अणुओं के गुणों से मेल खाता है और इसे अणु मॉडल कहा जाता है।

पानी के दो अणुओं के विखंडन से चार हाइड्रोजन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणु बनते हैं। प्रत्येक दो हाइड्रोजन परमाणु मिलकर एक हाइड्रोजन अणु बनाते हैं, और प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु ऑक्सीजन अणु में, जैसा कि चित्र 15 में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है।

परमाणु भी अविभाज्य कण नहीं हैं; वे छोटे कणों से बने होते हैं जिन्हें प्राथमिक कण कहा जाता है।

प्रशन। 1.पदार्थ बनाने वाले कण क्या कहलाते हैं? 2. किस अवलोकन से पता चलता है कि अणुओं का आकार छोटा होता है? 3. आप अणुओं के आकार के बारे में क्या जानते हैं? 4. जल के अणु की संरचना के बारे में आप क्या जानते हैं? 5. कौन से प्रयोग और तर्क बताते हैं कि पानी के सभी अणु एक जैसे हैं?

व्यायाम।जैसा कि आप जानते हैं, तैलीय तरल की बूंदें पानी की सतह पर फैलकर एक पतली फिल्म बनाती हैं। एक निश्चित फिल्म मोटाई पर तेल फैलना क्यों बंद कर देता है?

व्यायाम।रंगीन प्लास्टिसिन से दो पानी के अणुओं के मॉडल बनाएं। फिर इन अणुओं का उपयोग ऑक्सीजन और हाइड्रोजन अणुओं के मॉडल बनाने के लिए करें।