Tabel genetisk sammenhæng mellem organiske forbindelser. Præsentation om emnet "genetisk forbindelse"

Tsybina Lyubov Mikhailovna Kemilærer Lektionsopsummering.

Lektionsopsummering om emnet: "Genetisk forbindelse mellem hovedklasserne af organiske forbindelser. Problemløsning.

klasse: 11. klasse

Mål: skabe betingelser for systematisering og uddybning af elevernes viden om organiske stoffers forhold efter skemaet: sammensætning - struktur - stoffers egenskaber og evne til at løse regneopgaver.

Opgaver:

Uddannelsesmæssigt:

Generalisering og uddybning af elevernes viden om sammenhængen mellem sammensætning - struktur - egenskaber af organiske stoffer på eksemplet med kulbrinter og oxygenholdige homologe serier.

Udvidelse af studerendes generelle kulturelle horisont

Udvikler:

Udvikling af færdigheder til at analysere, sammenligne, drage konklusioner, etablere en kausal genetisk sammenhæng mellem organiske stoffer.

At kunne vælge den rigtige algoritme til løsning af regneproblemet.

Uddannelsesmæssigt:

Afsløring af verdensbilledet om forholdet mellem stoffers sammensætning, struktur, egenskaber; uddannelse af en intellektuelt udviklet personlighed; fremme en kommunikationskultur.

Kunne arbejde efter algoritmen og med yderligere litteratur.

Lektionstype:

til det didaktiske formål: en lektion i systematisering af viden;

i henhold til organisationsmetoden: generalisering med assimilering af ny viden (kombineret lektion).

Læringsteknologi:

problemlæring;

information og kommunikation

Metoder brugt i lektionen:

forklarende og illustrerende:
- samtale ansigt til ansigt
- forklaring af læreren.

– tabelskemaer, algoritmer

praktisk:
- Udarbejdelse af transformationsskemaer og deres implementering.

deduktiv:
- fra det kendte til det ukendte;
- fra simpelt til komplekst.

Kontroltyper:

aktuelle afstemning,

kortarbejde.

Brugte pædagogiske teknologier:

Oplysende

Teknologi til aktualisering af personlige erfaringer

Teknologi af orientering til den kognitive udvikling af den enkelte

Form for adfærd : en kombination af samtale med illustrativt forklarende materiale, selvstændig aktivitet af elever.

Udstyr: computer, algoritme til løsning af regneproblemet.

Lektionsplan

Lektionsplan

Opgaver

jeg

Organisering af tid

Forbered eleverne til lektionen.

II

Opdatering af grundlæggende viden

"Brainstorm"

(gennemgang af det undersøgte materiale)

Forbered eleverne på at lære nyt materiale. Gennemgang af tidligere lærte emner for at identificere huller i viden og adressere dem. Forbedre viden og færdigheder, forbered dig på opfattelsen af ​​nyt materiale.

III

At lære nyt stof

genetisk forbindelse;

genetiske serier af kulbrinter og dets sorter;

genetisk en række iltholdige kulbrinter og dets varianter.

Udvikle evnen til at generalisere fakta, opbygge analogier og drage konklusioner.

At udvikle elevernes evne til kemisk forudsigelse og evnen til at løse regneproblemer ved hjælp af genetiske sammenhænge.

Udvikle miljøtænkning.

Udvikling af en kommunikationskultur, evnen til at udtrykke sine synspunkter og vurderinger og rationelle måder at løse et regneproblem på.

IV

Konsolidering af erhvervet viden

Gentagelse, gengivelse af indlært materiale.

Udvikling af dette materiale på opgaver i UNT format.

V

Opsummering af lektionen

Opfattelse af ansvarsfølelse for den tilegnede viden. Evaluering af elevernes aktiviteter i timen. Afspejling. Sætter mærker.

VI

Lektier

Lærebog: Kemi for klasse 11 A. Temirbulatova N. Nurakhmetov, R. Zhumadilova, S. Alimzhanova. §10.6 s.119(23,26), s.150(18),

Arbejdsbogsøvelse 107 a), b) s.22.

1 trin af lektionen

Organisatorisk. Annoncering af emnet for lektionen. Opdatering af grundlæggende viden.

Hvad betyder begrebet"genetisk sammenhæng"?
Omdannelse af stoffer fra en klasse af forbindelser til stoffer af andre klasser;

genetisk forbindelse kaldet forbindelsen mellem stoffer af forskellige klasser, baseret på deres gensidige transformationer og afspejler enheden af ​​deres oprindelse, det vil sige stoffernes tilblivelse.
Nøglepunktet i lektionen er skabelsen af ​​en problemsituation. For at gøre dette bruger jeg en problemsøgningssamtale, som opmuntrer eleverne til at gøre antagelser, udtrykke deres synspunkter, forårsager et sammenstød af ideer, meninger, domme.
Hovedopgaven er at påpege over for eleverne utilstrækkelig viden om genstanden for viden, samt handlingsmetoder til at fuldføre den opgave, der er foreslået dem.

At sammenligne betyder først og fremmest at vælge kriterierne for sammenligning. Fortæl os venligst, hvilke kriterier du mener, vi skal sammenligne. Eleverne svarer:

Stoffers kemiske egenskaber;

Muligheden for at få nye stoffer;

Forholdet mellem stoffer af alle klasser af organiske forbindelser.

2 trins lektion

“Brainstorming” – frontalsamtale med klassen:

Hvilke klasser af organiske forbindelser kender du?

Hvad er det særlige ved strukturen af ​​disse klasser af forbindelser?

Hvordan påvirker strukturen af ​​et stof dets egenskaber?

Hvilke grundlæggende formler kender du, der kan bruges til at løse et regneproblem?

Ved hjælp af viden om organiske stoffers struktur, karakteristika ved deres generelle formler, nedskriver eleverne selvstændigt grundformlerne og forudsiger organiske stoffers mulige kemiske egenskaber.

3 trins lektion

Implementering af den genetiske kobling af organiske forbindelser

Første mulighed: ethanol →ethylen →ethan →chlorethan →ethanol →acetaldehyd → carbondioxid

anden mulighed: methan → acetylen → ethanal → ethanol → bromethan → ethylen → kuldioxid

Tredje mulighed: acetylen→ethanal→ethanol→bromethan→ethylen→ethanol→ethylacetat

arbejde ved tavlen med kort: løse et regneproblem

Opgave - 1: 6 kg methylformiat blev opnået fra methan. Skriv de tilsvarende reaktionsligninger. Beregn hvor meget metan der blev forbrugt?

Opgave - 2: Hvor meget ethylacetat kan opnås ved at omsætte 120 g eddikesyre og 138 g ethanol, hvis udbyttet af reaktionsproduktet er 90% af det teoretiske?

Opgave - 3: Oxideret 2 mol methanol. Det resulterende produkt blev opløst i 200 g vand. Beregn indholdet af methanal i opløsningen (i%)?

Den korrekte løsning af beregningsproblemer er designet på et smartboard.

Generel konklusion :

Vi fremhæver de egenskaber, der karakteriserer den genetiske række af organiske stoffer:

Stoffer af forskellige klasser;

Forskellige stoffer dannes af ét kemisk grundstof, dvs. repræsentere forskellige former for eksistens af et element;

Forskellige stoffer af samme homologe serie er forbundet ved gensidige transformationer.

Viden om det genetiske forhold mellem forskellige klasser af organiske stoffer giver os mulighed for at vælge bekvemme og økonomiske metoder til syntese af stoffer fra tilgængelige reagenser.

4. trin i lektionen

Gentagelse, gengivelse af indlært materiale. Udvikling af dette materiale på opgaver i UNT format. s. 119(23); Arbejdsbogsøvelse 107 a), b) s.22.

Kort lektievejledning:§10.6 s.119(23,26), s.150(18),

Fase 5 lektion

Opsummerende. Afspejling.

Eleverne svarer på spørgsmålene:

Hvilke nye begreber blev lært i lektionen?

Hvilke spørgsmål skabte problemer? Etc.

Læreren bedømmer de elever, der viste god og fremragende viden under lektionen, var aktive.

Se lignende

Integrer kode

I kontakt med

klassekammerater

Telegram

Anmeldelser

Tilføj din anmeldelse

Tilmeld dig for at tilføje en anmeldelse.

slide 2

Forholdet mellem klasser af stoffer udtrykkes af genetiske kæder

• Den genetiske serie er implementeringen af ​​kemiske transformationer, som et resultat af hvilke stoffer af en anden klasse kan opnås fra stoffer af en klasse.
• For at udføre genetiske transformationer skal du vide:
• klasser af stoffer;
• nomenklatur af stoffer;
• egenskaber af stoffer;
• typer af reaktioner;
• nominelle reaktioner, for eksempel Wurtz-syntesen:

slide 3

slide 4

• Hvilke reaktioner skal udføres for at opnå en anden fra én type kulbrinte?
• Pilene i diagrammet angiver kulbrinter, der direkte kan omdannes til hinanden ved en enkelt reaktion.

slide 5

Udfør flere kæder af transformationer

Bestem typen af ​​hver reaktion:

slide 6

Tjekker

Slide 7

Inddel stoffer i klasser:

C3H6; CH3COOH; CH3OH; C2H4; UNSD; CH4; C2H6; C2H5OH; NSON; C3H8; CH3COOC2H5; CH3SON; CH3COOCH3;

Slide 8

Undersøgelse

• Alkaner: CH4; C2H6; С3Н8
• Alkener: C3H6; C2H4
• Alkoholer: CH3OH; C2H5OH
• Aldehyder: HSON; CH3SON
• Carboxylsyrer: CH3COOH; UNSD
• Estere: CH3COOC2H5; CH3COOCH3

Slide 9

• Hvordan kan du få fra kulbrinter:
• a) alkoholer b) aldehyder c) syrer?

Slide 10

Rejse af kulstof

• C CaC2 C2H2 CH3CHO C2H5OH
• CH3COOH CH3COOCH2CH3

slide 11

• 2C + Ca CaC2
• CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
• C2H2 + H2O CH3CHO
• CH3CHO + H2C2H5OH
• CH3CHO + O2 CH3COOH
• CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOC2H5

slide 12

Til iltede forbindelser

skrive reaktionsligninger, angive betingelserne for forløbet og typen af ​​reaktioner.

slide 13

At opnå en ester fra et carbonhydrid

C2H6 C2H5ClC2H5OH CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3

Slide 14

slide 15

slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Konklusion: I dag i lektionen - om eksemplet med den genetiske forbindelse af organiske stoffer i forskellige homologe serier, så og beviste vi ved hjælp af transformationer - enhed af den materielle verden.

Slide 20

• butan buten-1 1,2-dibrombutan buten-1
• penten-1 pentan 2-chlorpentan
• penten-2 CO2
• Udfør transformationer.

Se alle dias

Abstrakt

Hvad er nano?�

.�

slide 3

slide 4

slide 5

slide 6

Slide 7

Slide 9

Slide 10

slide 11

slide 12

slide 13

Slide 14

Video demonstration.

slide 15

slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

slide 21

slide 22

slide 23

slide 24

Slide 25

Hvad er nano?�

Nye teknologier er det, der bringer menneskeheden fremad på sin vej mod fremskridt.�

Målene og målene for dette arbejde er udvidelse og forbedring af elevernes viden om verden omkring dem, nye præstationer og opdagelser. Dannelse af færdigheder til sammenligning, generalisering. Evnen til at fremhæve det vigtigste, udvikling af kreativ interesse, uddannelse af uafhængighed i søgen efter materiale.

Begyndelsen af ​​det 21. århundrede er præget af nanoteknologier, der kombinerer biologi, kemi, IT og fysik.

I de senere år er tempoet i den videnskabelige og teknologiske udvikling blevet afhængig af brugen af ​​kunstigt skabte objekter i nanometerstørrelse. De stoffer og genstande, der er skabt på deres basis med en størrelse på 1-100 nm, kaldes nanomaterialer, og metoderne til deres fremstilling og anvendelse kaldes nanoteknologier. Med det blotte øje er en person i stand til at se et objekt med en diameter på omkring 10 tusind nanometer.

I bredeste forstand er nanoteknologi forskning og udvikling på atomare, molekylære og makromolekylære niveauer på en skala af størrelser fra et til hundrede nanometer; skabelse og brug af kunstige strukturer, anordninger og systemer, som på grund af deres ultra-lille størrelse har væsentligt nye egenskaber og funktioner; manipulation af stof på den atomare skala af afstande.

slide 3

Teknologien bestemmer livskvaliteten for hver enkelt af os og magten i den tilstand, vi lever i.

Den industrielle revolution, der begyndte i tekstilindustrien, ansporede udviklingen af ​​jernbaneteknologi.

I fremtiden blev væksten i transport af forskellige varer umulig uden nye teknologier i bilindustrien. Således forårsager hver ny teknologi fødslen og udviklingen af ​​relaterede teknologier.

Den nuværende tidsperiode, vi lever i, kaldes den videnskabelige og teknologiske revolution eller information. Begyndelsen på informationsrevolutionen faldt sammen med udviklingen af ​​computerteknologi, uden hvilken det moderne samfunds liv ikke længere er forestillet.

Udviklingen af ​​computerteknologi har altid været forbundet med miniaturisering af elektroniske kredsløbselementer. På nuværende tidspunkt er størrelsen af ​​et logisk element (transistor) i et computerkredsløb omkring 10-7 m, og forskere mener, at yderligere miniaturisering af computerelementer kun er mulig, når specielle teknologier kaldet "nanoteknologier" udvikles.

slide 4

Oversat fra græsk betyder ordet "nano" dværg, dværg. En nanometer (nm) er en milliardtedel af en meter (10-9 m). Nanometeret er meget lille. En nanometer er lige så mange gange mindre end en meter, som tykkelsen af ​​en finger er mindre end Jordens diameter. De fleste atomer er mellem 0,1 og 0,2 nm i diameter, og DNA-strenge er omkring 2 nm tykke. Diameteren af ​​røde blodlegemer er 7000 nm, og tykkelsen af ​​et menneskehår er 80.000 nm.

På figuren, fra venstre mod højre, i rækkefølge efter stigende størrelse, vises en række forskellige objekter - fra et atom til solsystemet. Mennesket har allerede lært at drage fordel af genstande af forskellig størrelse. Vi kan opdele atomkerner og udvinde atomenergi. Gennem kemiske reaktioner får vi nye molekyler og stoffer med unikke egenskaber. Ved hjælp af specielle værktøjer har en person lært at skabe genstande - fra et knappenålshoved til enorme strukturer, der er synlige selv fra rummet.

Men hvis man ser nøje på figuren, kan man se, at der er et ret stort område (på logaritmisk skala), hvor forskerne ikke har sat sine ben i lang tid - mellem hundrede nanometer og 0,1 nm. Nanoteknologier skal arbejde med objekter, der varierer i størrelse fra 0,1 nm til 100 nm. Og der er al mulig grund til at tro, at det er muligt at få nanoverdenen til at fungere for os.

Nanoteknologier bruger de seneste resultater inden for kemi, fysik og biologi.

slide 5

Nylige undersøgelser har vist, at i det gamle Egypten blev nanoteknologi brugt til at farve hår sort. For at gøre dette blev der brugt en pasta af Ca(OH)2-kalk, blyoxid og vand. I processen med farvning blev der opnået blysulfid (galena) nanopartikler, som et resultat af interaktion med svovl, som er en del af keratin, hvilket sikrede ensartet og stabil farvning.

British Museum holder "Lycurgus Cup" (pokalens vægge viser scener fra denne store spartanske lovgivers liv), lavet af antikke romerske håndværkere - den indeholder mikroskopiske partikler af guld og sølv tilføjet til glasset. Under forskellig belysning skifter bægeret farve - fra mørkerød til lys gylden. Lignende teknologier blev brugt til at skabe farvede glasvinduer i middelalderlige europæiske katedraler.

I øjeblikket har forskere bevist, at størrelsen af ​​disse partikler er fra 50 til 100 nm.

slide 6

I 1661 udgav den irske kemiker Robert Boyle en artikel, hvori han kritiserede Aristoteles' udsagn om, at alt på Jorden består af fire elementer – vand, jord, ild og luft (det filosofiske grundlag for grundlaget for den daværende alkymi, kemi og fysik). Boyle argumenterede for, at alt består af "legemer" - ultrasmå dele, der i forskellige kombinationer danner forskellige stoffer og genstande. Efterfølgende blev idéerne fra Democritus og Boyle accepteret af det videnskabelige samfund.

I 1704 fremsatte Isaac Newton forslag om studiet af mysteriet med blodlegemer;

I 1959 udtalte den amerikanske fysiker Richard Feynman: "Foreløbig er vi tvunget til at bruge de atomare strukturer, som naturen tilbyder os." "Men i princippet kunne en fysiker syntetisere ethvert stof med en given kemisk formel."

I 1959 brugte Norio Taniguchi første gang udtrykket "nanoteknologi";

I 1980 brugte Eric Drexler udtrykket.

Slide 7

Richard Phillips Feyman (1918-1988), amerikansk fysiker. En af grundlæggerne af kvanteelektrodynamikken. Vinder af Nobelprisen i fysik i 1965.

Feynmans berømte foredrag, kendt som "Der er stadig meget plads dernede", betragtes i dag som udgangspunktet i kampen for at erobre nanoverdenen. Den blev første gang læst på Caltech i 1959. Ordet "under" i titlen på foredraget betød i "en meget lille verden."

Nanoteknologi opstod som et videnskabsområde i sig selv og udviklede sig til et langsigtet teknisk projekt efter en detaljeret analyse af den amerikanske videnskabsmand Eric Drexler i begyndelsen af ​​1980'erne og udgivelsen af ​​hans bog Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology.

Slide 9

De første enheder, der gjorde det muligt at observere nanoobjekter og flytte dem, var scanningprobemikroskoper - et atomkraftmikroskop og et scanningstunnelmikroskop, der fungerede efter et lignende princip. Atomic force microscopy (AFM) blev udviklet af Gerd Binnig og Heinrich Rohrer, som blev tildelt Nobelprisen i 1986 for disse undersøgelser.

Slide 10

AFM er baseret på en sonde, normalt lavet af silicium og repræsenterer en tynd pladekonsol (det kaldes en cantilever, fra det engelske ord "cantilever" - konsol, stråle). For enden af ​​cantileveren er en meget skarp spids, der ender i en gruppe af et eller flere atomer. Hovedmaterialet er silicium og siliciumnitrid.

Når mikrosonden bevæger sig langs overfladen af ​​prøven, stiger og falder spidsen af ​​spidsen, hvilket viser mikrorelieffet af overfladen, ligesom en grammofonnål glider hen over en grammofonplade. I den udragende ende af cantileveren er der en spejlplatform, hvorpå laserstrålen falder, og hvorfra laserstrålen reflekteres. Når spidsen falder og stiger på overfladeuregelmæssigheder, afbøjes den reflekterede stråle, og denne afbøjning registreres af en fotodetektor, og kraften, hvormed spidsen tiltrækkes af nærliggende atomer, registreres af en piezoelektrisk sensor.

Fotodetektor- og piezoelektriske sensordata bruges i feedbacksystemet. Som et resultat er det muligt at bygge en tredimensionel relief af prøveoverfladen i realtid.

slide 11

En anden gruppe scanningsprobemikroskoper bruger den såkaldte kvantemekaniske "tunneleffekt" til at bygge overfladetopografien. Essensen af ​​tunneleffekten er, at den elektriske strøm mellem en skarp metalnål og en overflade placeret i en afstand på omkring 1 nm begynder at afhænge af denne afstand - jo mindre afstanden er, jo større er strømmen. Hvis der påføres en spænding på 10 V mellem nålen og overfladen, kan denne "tunnelstrøm" være fra 10 pA til 10 nA. Ved at måle denne strøm og holde den konstant kan afstanden mellem nålen og overfladen også holdes konstant. Dette giver dig mulighed for at bygge en tredimensionel overfladeprofil. I modsætning til et atomkraftmikroskop kan et scanningstunnelmikroskop kun studere overfladerne af metaller eller halvledere.

Et scanning tunneling mikroskop kan bruges til at flytte ethvert atom til et punkt valgt af operatøren. Det er således muligt at manipulere atomer og skabe nanostrukturer, dvs. strukturer på overfladen, der har dimensioner af størrelsesordenen en nanometer. Tilbage i 1990 viste IBM-medarbejdere, at dette var muligt ved at sætte navnet på deres virksomhed på en nikkelplade ud af 35 xenonatomer.

Affasningsdifferentialet pryder hovedsiden på webstedet for Institute of Molecular Manufacturing. Udarbejdet af E. Drexler ud fra atomer af brint, kulstof, silicium, nitrogen, fosfor, brint og svovl med et samlet antal på 8298. Computerberegninger viser, at dets eksistens og funktion ikke er i modstrid med fysikkens love.

slide 12

Klasse af lyceumstuderende i nanoteknologiklassen ved det russiske statspædagogiske universitet opkaldt efter A.I. Herzen.

slide 13

Nanostrukturer kan samles ikke kun fra individuelle atomer eller enkelte molekyler, men molekylære blokke. Sådanne blokke eller elementer til at skabe nanostrukturer er grafen, kulstofnanorør og fullerener.

Slide 14

1985 Richard Smalley, Robert Curl og Harold Kroto opdager fullerener, for første gang i stand til at måle et 1 nm objekt.

Fullerener er molekyler bestående af 60 atomer arrangeret i form af en kugle. I 1996 blev en gruppe videnskabsmænd tildelt Nobelprisen.

Video demonstration.

slide 15

Aluminium med et lille additiv (ikke mere end 1%) af fulleren opnår hårdheden af ​​stål.

slide 16

Grafen er et enkelt fladt ark af kulstofatomer forbundet til at danne et gitter, hvor hver celle ligner en bikage. Afstanden mellem de nærmeste carbonatomer i grafen er omkring 0,14 nm.

Lyskuglerne er kulstofatomer, og stavene mellem dem er bindingerne, der holder atomerne i grafenarket.

Slide 17

Grafit, som er det almindelige blyantstifter er lavet af, er en stak af plader af grafen. Grafenerne i grafit er meget dårligt bundet og kan glide i forhold til hinanden. Derfor, hvis du tegner grafit over papir, så adskilles grafenarket i kontakt med det fra grafitten og forbliver på papiret. Dette forklarer, hvorfor grafit kan skrives.

Slide 18

Dendrimerer er en af ​​vejene til nanoverdenen i "bottom-up" retning.

Trælignende polymerer er nanostrukturer, der varierer i størrelse fra 1 til 10 nm, dannet ved at kombinere molekyler med en forgrenet struktur. Syntesen af ​​dendrimerer er en af ​​de nanoteknologier, der er tæt knyttet til polymerernes kemi. Som alle polymerer består dendrimerer af monomerer, og molekylerne af disse monomerer har en forgrenet struktur.

Inde i dendrimeren kan der dannes hulrum fyldt med stoffet, i hvis nærvær dendrimererne blev dannet. Hvis en dendrimer syntetiseres i en opløsning, der indeholder et lægemiddel, bliver denne dendrimer en nanokapsel med dette lægemiddel. Derudover kan hulrummene i dendrimeren indeholde radioaktivt mærkede stoffer, der bruges til at diagnosticere forskellige sygdomme.

Slide 19

I 13 % af tilfældene dør mennesker af kræft. Denne sygdom dræber omkring 8 millioner mennesker på verdensplan hvert år. Mange kræftformer betragtes stadig som uhelbredelige. Videnskabelige undersøgelser viser, at brugen af ​​nanoteknologi kan være et stærkt redskab i kampen mod denne sygdom. Dendrimerer - kapsler med gift til kræftceller

Kræftceller har brug for meget folinsyre for at dele sig og vokse. Derfor hæfter folinsyremolekyler meget godt til overfladen af ​​kræftceller, og hvis den ydre skal af dendrimerer indeholder folinsyremolekyler, så vil sådanne dendrimerer selektivt kun klæbe til kræftceller. Ved hjælp af sådanne dendrimerer kan kræftceller gøres synlige, hvis der er knyttet nogle andre molekyler til skallen af ​​dendrimererne, som lyser for eksempel under ultraviolet lys. Ved at fæstne et lægemiddel, der dræber kræftceller, til dendrimerens ydre skal, kan man ikke kun opdage dem, men også dræbe dem.

Ifølge videnskabsmænd kan mikroskopiske sensorer ved hjælp af nanoteknologi indlejres i menneskelige blodceller, der advarer om de første tegn på udviklingen af ​​sygdommen.

Slide 20

Kvanteprikker er allerede et praktisk værktøj for biologer til at se forskellige strukturer inde i levende celler. Forskellige cellulære strukturer er lige gennemsigtige og ufarvede. Derfor, hvis du ser på cellen gennem et mikroskop, så er intet andet end dens kanter synlige. For at synliggøre en bestemt cellestruktur er der lavet kvanteprikker af forskellige størrelser, som kan klæbe til bestemte intracellulære strukturer.

Molekyler blev limet til det mindste, glødende grønne lys, der var i stand til at klæbe til mikrotubuli, der udgør cellens indre skelet. Kvanteprikker af mellemstørrelse kan klæbe til membranerne i Golgi-apparatet, mens de største kan klæbe til cellekernen. Cellen dyppes i en opløsning, der indeholder alle disse kvanteprikker og opbevares i den et stykke tid, de kommer ind og sætter sig fast, hvor de kan. Derefter skylles cellen i en opløsning, der ikke indeholder kvanteprikker, og under et mikroskop. Cellulære strukturer blev tydeligt synlige.

Rød er kernen; grøn - mikrotubuli; gul - Golgi apparat.

slide 21

Titandioxid, TiO2, er den mest almindelige titaniumforbindelse på jorden. Dens pulver har en blændende hvid farve og bruges derfor som farvestof ved fremstilling af maling, papir, tandpasta og plast. Årsagen er et meget højt brydningsindeks (n=2,7).

Titaniumoxid TiO2 har en meget stærk katalytisk aktivitet - det accelererer forløbet af kemiske reaktioner. I nærvær af ultraviolet stråling spalter det vandmolekyler i frie radikaler - hydroxylgrupper OH- og superoxidanioner O2 - med så høj aktivitet, at organiske forbindelser nedbrydes til kuldioxid og vand.

Den katalytiske aktivitet øges med et fald i størrelsen af ​​dets partikler, og derfor bruges de til at rense vand, luft og forskellige overflader fra organiske forbindelser, som som regel er skadelige for mennesker.

Fotokatalysatorer kan indgå i sammensætningen af ​​vejbeton, hvilket vil forbedre økologien omkring veje. Derudover foreslås det at tilsætte pulver fra disse nanopartikler til bilbrændstof, hvilket også skal reducere indholdet af skadelige urenheder i udstødningsgasser.

En film af titaniumdioxid-nanopartikler aflejret på glas er gennemsigtig og usynlig for øjet. Imidlertid er sådant glas, under påvirkning af sollys, i stand til at rense sig selv fra organiske forurenende stoffer, hvilket gør alt organisk snavs til kuldioxid og vand. Glas behandlet med titaniumoxid-nanopartikler er fri for fedtede pletter og er derfor godt fugtet af vand. Som et resultat dugger sådant glas mindre, da vanddråber straks spredes langs glasoverfladen og danner en tynd gennemsigtig film.

Titandioxid holder op med at virke indendørs, pga. I kunstigt lys er der praktisk talt ingen ultraviolet stråling. Forskere mener dog, at ved at ændre dens struktur lidt, vil det være muligt at gøre det følsomt over for den synlige del af solspektret. Baseret på sådanne nanopartikler vil det være muligt at lave en belægning til eksempelvis toiletrum, hvorved indholdet af bakterier og andet organisk stof på toiletternes overflader kan reduceres flere gange.

På grund af sin evne til at absorbere ultraviolet stråling, bruges titaniumdioxid allerede til fremstilling af solcremer, såsom cremer. Cremeproducenter begyndte at bruge det i form af nanopartikler, som er så små, at de giver næsten absolut gennemsigtighed af solcreme.

slide 22

Selvrensende nanogræs og "lotus-effekten"

Nanoteknologi gør det muligt at skabe en overflade, der ligner en massage mikrobørste. Sådan en overflade kaldes et nanogræs, og det er et sæt parallelle nanotråde (nanostave) af samme længde, placeret i lige stor afstand fra hinanden.

En dråbe vand, der falder på et nanogræs, kan ikke trænge ind mellem nanogræsset, da dette forhindres af væskens høje overfladespænding.

For at gøre befugtningen af ​​et nanogræs endnu mindre, er dets overflade dækket af et tyndt lag af en hydrofob polymer. Og så vil ikke kun vand, men også eventuelle partikler aldrig klæbe til nanogræsset, pga. rør kun ved nogle få punkter. Derfor falder partiklerne af snavs, der er på overfladen dækket af nanovilli, enten af ​​det selv eller bliver båret væk af rullende vanddråber.

Selvrensning af en fleecy overflade fra smudspartikler kaldes "lotus-effekten", fordi. lotusblomster og blade er rene, selv når vandet omkring er mudret og snavset. Dette sker på grund af det faktum, at bladene og blomsterne ikke er fugtet med vand, så vanddråber ruller af dem som kugler af kviksølv, efterlader ingen spor og vasker alt snavs væk. Selv dråber af lim og honning forbliver ikke på overfladen af ​​lotusblade.

Det viste sig, at hele overfladen af ​​lotusbladene er tæt dækket med mikrobumser på omkring 10 mikrometer høje, og selve bumserne er til gengæld dækket af endnu mindre mikrovilli. Undersøgelser har vist, at alle disse mikrobumser og villi er lavet af voks, som er kendt for at have hydrofobe egenskaber, hvilket får overfladen af ​​lotusblade til at ligne nanogræs. Det er den bumsede struktur på overfladen af ​​lotusblade, der væsentligt reducerer deres befugtningsevne. Til sammenligning den relativt glatte overflade af et magnoliablad, som ikke har evnen til selv at rense.

Nanoteknologier gør det således muligt at skabe selvrensende belægninger og materialer, der også har vandafvisende egenskaber. Materialer fremstillet af sådanne stoffer forbliver altid rene. Der produceres allerede selvrensende forruder, hvis ydre overflade er dækket af nanovilli. På sådanne glas har "viskerne" intet at gøre. Der er konstant rene fælge til bilhjul på udsalg, selvrensende ved hjælp af “lotuseffekten”, og nu kan du male huset udvendigt med maling, som snavs ikke klæber til.

Fra polyester dækket med mange små siliciumfibre lykkedes det schweiziske forskere at skabe et vandtæt materiale.

slide 23

Nanotråde kaldes ledninger med en diameter af størrelsesordenen en nanometer, lavet af metal, halvleder eller dielektrisk. Længden af ​​nanotråde kan ofte overstige deres diameter med en faktor på 1000 eller mere. Derfor kaldes nanotråde ofte endimensionelle strukturer, og deres ekstremt lille diameter (ca. 100 atomstørrelser) gør det muligt at manifestere forskellige kvantemekaniske effekter. Nanotråde findes ikke i naturen.

De unikke elektriske og mekaniske egenskaber ved nanotråde skaber forudsætninger for deres anvendelse i fremtidige nanoelektroniske og nanoelektromekaniske enheder, samt elementer af nye kompositmaterialer og biosensorer.

slide 24

I modsætning til transistorer er batteriminiaturisering meget langsom. Størrelsen af ​​galvaniske batterier, reduceret til en effektenhed, er i løbet af de sidste 50 år kun faldet 15 gange, og transistorens størrelse er på samme tid faldet mere end 1000 gange og er nu omkring 100 nm. Det er kendt, at størrelsen af ​​et autonomt elektronisk kredsløb ofte ikke bestemmes af dets elektroniske fyldning, men af ​​størrelsen af ​​strømkilden. Samtidig er det sådan, at jo smartere enhedens elektronik er, jo større batteri kræver den. For yderligere miniaturisering af elektroniske enheder er det derfor nødvendigt at udvikle nye typer batterier. Her hjælper nanoteknologi igen.

Toshiba skabte i 2005 en prototype af lithium-ion genopladeligt batteri, hvis negative elektrode var belagt med lithium titanat nanokrystaller, som et resultat af hvilket elektrodearealet steg flere titusinder af gange. Det nye batteri er i stand til at nå 80 % af sin kapacitet på kun et minuts opladning, mens konventionelle lithium-ion-batterier oplades med en hastighed på 2-3 % i minuttet og tager en time at oplade helt.

Ud over en høj genopladningshastighed har batterier, der indeholder nanopartikelelektroder, en forlænget levetid: efter 1000 opladnings-/afladningscyklusser er kun 1% af dens kapacitet tabt, og den samlede levetid for nye batterier er mere end 5 tusinde cyklusser. Og alligevel kan disse batterier fungere ved temperaturer ned til -40°C, mens de kun mister 20% af ladningen, sammenlignet med 100% for typiske moderne batterier allerede ved -25°C.

Siden 2007 har der været til salg batterier med elektroder lavet af ledende nanopartikler, som kan installeres på elbiler. Disse lithium-ion-batterier er i stand til at lagre energi op til 35 kWh og oplades til maksimal kapacitet på kun 10 minutter. Nu er køreafstanden for en elbil med sådanne batterier 200 km, men den næste model af disse batterier er allerede blevet udviklet, hvilket gør det muligt at øge kilometertallet for en elbil op til 400 km, hvilket næsten kan sammenlignes med det maksimale kilometertal på benzinbiler (fra tankning til tankning).

Slide 25

For at et stof kan indgå i en kemisk reaktion med et andet, er visse betingelser nødvendige, og meget ofte er det ikke muligt at skabe sådanne betingelser. Derfor eksisterer et stort antal kemiske reaktioner kun på papiret. Til deres implementering er der brug for katalysatorer - stoffer, der bidrager til reaktionen, men som ikke deltager i dem.

Forskere har fundet ud af, at den indre overflade af kulstofnanorør også har stor katalytisk aktivitet. De mener, at når en "grafit"-plade af kulstofatomer rulles ind i et rør, bliver koncentrationen af ​​elektroner på dens indre overflade mindre. Dette forklarer evnen af ​​den indre overflade af nanorør til at svække, for eksempel, bindingen mellem oxygen og kulstofatomer i et CO-molekyle, og bliver en katalysator for oxidation af CO til CO2.

For at kombinere den katalytiske evne af kulstofnanorør og overgangsmetaller blev nanopartikler fra dem introduceret inde i nanorør (Det viste sig, at dette nanokompleks af katalysatorer er i stand til at starte den reaktion, man kun drømte om - den direkte syntese af ethylalkohol fra syntesegas ( en blanding af kulilte og brint) opnået fra naturgas, kul og endda biomasse.

Faktisk har menneskeheden altid forsøgt at eksperimentere med nanoteknologi uden selv at vide det. Du og jeg lærte om dette i begyndelsen af ​​vores bekendtskab, hørte begrebet nanoteknologi, lærte historien og navnene på videnskabsmænd, der gjorde det muligt at tage et sådant kvalitativt spring i udviklingen af ​​teknologier, stiftede bekendtskab med selve teknologierne og selv hørt historien om opdagelsen af ​​fullerener fra opdageren, nobelprisvinderen Richard Smalley.

Teknologien bestemmer livskvaliteten for hver enkelt af os og magten i den tilstand, vi lever i.

Yderligere udvikling af denne retning afhænger af dig.

Download abstrakt

Den materielle verden, vi lever i, og som vi er en lillebitte del af, er én og samtidig uendelig mangfoldig. Enheden og mangfoldigheden af ​​de kemiske stoffer i denne verden kommer tydeligst til udtryk i den genetiske forbindelse af stoffer, hvilket afspejles i den såkaldte genetiske serie. Vi fremhæver de mest karakteristiske træk ved sådanne serier:

1. Alle stoffer i denne serie skal være dannet af et kemisk grundstof. For eksempel en serie skrevet ved hjælp af følgende formler:

2. Stoffer dannet af det samme grundstof skal tilhøre forskellige klasser, dvs. afspejle forskellige former for dets eksistens.

3. Stoffer, der danner den genetiske række af ét grundstof, skal forbindes ved gensidige transformationer. På dette grundlag kan man skelne mellem komplette og ufuldstændige genetiske serier.

For eksempel vil ovennævnte genetiske serie af brom være ufuldstændig, ufuldstændig. Og her er næste række:

kan allerede betragtes som komplet: det begynder med det simple stof brom og slutter med det.

Sammenfattende ovenstående kan vi give følgende definition af den genetiske serie:

Den genetiske forbindelse er et mere generelt begreb end den genetiske serie, som er, om end en levende, men særlig manifestation af denne forbindelse, som realiseres i enhver gensidig transformation af stoffer. Så passer den første række af stoffer, der er angivet i teksten til afsnittet, naturligvis også med denne definition.

For at karakterisere det genetiske forhold mellem uorganiske stoffer vil vi overveje tre typer af genetiske serier: den genetiske serie af metalelementet, den genetiske serie af ikke-metalelementet, den genetiske serie af metalelementet, som svarer til amfotert oxid og hydroxid.

I. Genetisk rækkevidde af metalelementet. Metalserien er den rigeste på stoffer, hvori forskellige grader af oxidation kommer til udtryk. Som et eksempel kan du overveje den genetiske serie af jern med oxidationstilstande +2 og +3:

Husk på, at for oxidation af jern til jern(II)chlorid skal du tage et svagere oxidationsmiddel end for at opnå jern(III)chlorid:

II. Den genetiske række af ikke-metalelementet. På samme måde som metalserien er ikke-metalserien med forskellige oxidationstilstande rigere på bindinger, for eksempel den genetiske række af svovl med oxidationstilstande +4 og +6:

Besvær kan kun forårsage den sidste overgang. Hvis du udfører opgaver af denne type, så følg reglen: for at opnå et simpelt stof fra en oxideret forbindelse af et grundstof, skal du tage dens mest reducerede forbindelse til dette formål, for eksempel den flygtige brintforbindelse af en ikke -metal. I vores eksempel:

Ved denne reaktion dannes svovl fra vulkanske gasser i naturen.

Tilsvarende for klor:

III. Den genetiske række af metalgrundstoffet, som det amfotere oxid og hydroxid svarer til, er meget rig på bindinger, da de afhængigt af forholdene udviser enten egenskaberne af en syre eller egenskaberne af en base. Overvej for eksempel den genetiske serie af aluminium:

I organisk kemi bør man også skelne mellem et mere generelt begreb - "genetisk sammenhæng" og et mere bestemt begreb - "genetiske serier". Hvis grundlaget for den genetiske serie i uorganisk kemi er dannet af stoffer dannet af ét kemisk grundstof, så er grundlaget for den genetiske serie i organisk kemi (kulstofforbindelsernes kemi) opbygget af stoffer med det samme antal kulstofatomer i molekylet. Overvej den genetiske serie af organiske stoffer, hvori vi inkluderer det største antal klasser af forbindelser:

Hvert tal svarer til en specifik reaktionsligning:

Den sidste overgang passer ikke til definitionen af ​​den genetiske serie - et produkt er dannet med ikke to, men med mange kulstofatomer, men med dens hjælp er genetiske bindinger mest forskelligartet repræsenteret. Og endelig vil vi give eksempler på den genetiske sammenhæng mellem klasserne af organiske og uorganiske forbindelser, som beviser enhed i stofverdenen, hvor der ikke er nogen opdeling i organiske og uorganiske stoffer. Overvej for eksempel ordningen for at opnå anilin - et organisk stof fra kalksten - en uorganisk forbindelse:

Lad os benytte lejligheden til at gentage navnene på de reaktioner, der svarer til de foreslåede overgange:

Spørgsmål og opgaver til § 23

Generel lektion

Lektionens mål:

Sikre, at eleverne lærer om det genetiske forhold mellem klasser af organiske forbindelser;

Udvikling af selvstændige tænkeevner;

At skabe betingelser for dannelse af færdigheder til selvstændigt og teamarbejde.

Lektionens mål:

At fortsætte dannelsen af ​​elevernes evne til at anvende tidligere erhvervet viden;

Udvikling af logisk tænkning;

Udvikling af elevernes talekultur;

Udvikling af kognitiv interesse for faget.

Under undervisningen:

1. Introduktion.

2. Varm op.

3. Quiz: "Gæt stoffet."

4. Tegning af en genetisk kæde.

5. Hjemmearbejde.

Introduktion. Ved at kende kemien af ​​funktionelle grupper, mulige måder at erstatte dem på, betingelserne for deres transformationer, er det muligt at planlægge organisk syntese, flytte fra relativt simple forbindelser til mere komplekse. I Carrolls berømte bog Alice in Wonderland henvender Alice sig til Cheshire Cat: "Hvor skal jeg tage hen, tak?" Hvortil Cheshire Cat med rimelighed bemærker: "Det afhænger meget af, hvor du vil hen." Hvordan kan denne dialog forbindes med en genetisk sammenhæng? Vi vil forsøge, ved hjælp af viden om organiske forbindelsers kemiske egenskaber, at udføre transformationer fra de simpleste repræsentanter for alkaner til højmolekylære forbindelser.

I. Varm op.

1. Gentag klasserne af organiske forbindelser.

2. Hvad er strukturen af ​​rækken af ​​transformationer?

3. Løsning af serier af transformationer:

1) CaC2 → C2H2 → C6H6 → C6H5Cl → C6H5OH → C6H2Br3OH

2) Al4C4 → CH4 → C2H2 → C6H6 → C6H5ONa → C6H5OCH3

3) hexan → benzen → chlorbenzen → toluen → 2.4.6-tribromtoluen

II. Quiz: "Gæt stoffet."

Opgaven for eleverne er at identificere det pågældende stof og sige et par ord om dette stof. (Eleven ved tavlen skriver formlerne for stoffer ned).

1) Dette stof kaldes sumpgas, det er grundlaget for naturgas, et værdifuldt og overkommeligt råmateriale til syntese af mange stoffer. (metan)

Lærertillæg: Et interessant indlæg om, hvor metan kom til nytte. Specialister fra et af forskningslaboratorierne i den amerikanske flåde formåede at udvikle en metode til fremstilling af kunstige diamanter. Metan blev tilført til en wolframplade opvarmet til 2500 C, hvorpå de resulterende krystaller satte sig.

2) Dette stof kaldes - lysgas. Denne gas blev oprindeligt primært brugt til belysning: gadelamper, teaterramper, camping- og minelamper. Gamle cykler havde karbidlygter. Vand kom ind i et kar fyldt med calciumcarbid, og den resulterende gas kom ind i lampen gennem en speciel dyse, hvor den brændte med en lys flamme. (Acetylen)

3) Strukturen af ​​dette stof var etableret i 40 år, og løsningen kom, da en slange dukkede op i Kekules fantasi, der bed sin egen hale. (benzen)

4) Det blev fundet ved særlige forsøg, at med et indhold af dette stof i luften på omkring 0,1% modner grøntsager og frugter hurtigere. Dette stof kaldes en plantevækstregulator. (ethylen)

Lærerens tilføjelse: det viser sig, at ethylen er nødvendig til blomstring af ananas. På plantager afbrændes brændselsolie, og små mængder produceret ethylen er nok til at producere en afgrøde. Og derhjemme kan du bruge en moden banan, som også frigiver ethylen. Ethylen kan i øvrigt overføre information. Kudu-antiloper lever af akacieblade, som producerer tannin. Dette stof giver bladene en bitter smag, og i høje koncentrationer er det giftigt. Antiloper ved, hvordan man vælger blade med et lavt indhold af tannin, men under ekstreme forhold spiser de noget og dør. Det viser sig, at de blade, der spises af antiloper, udsender ethylen, som tjener som et signal til nabo-akacier, og efter en halv time producerer deres blade intensivt tannin, hvilket fører til antilopernes død.

5) Druesukker. (Glucose.)

6) Vinalkohol. (ethanol)

7) Fedtet væske. Som blev opnået fra tolu balsam. (Toluen)

8) I tilfælde af fare udskiller myrer netop dette stof. (Myresyre)

9) Et sprængstof, der har flere navne: tol, trotyl. TNT. Normalt dannes der omkring 1 liter gasser af 1 g sprængstof, hvilket svarer til en tusindfold stigning i volumen. Virkningsmekanismen for ethvert sprængstof reduceres til den øjeblikkelige dannelse af et stort volumen gas fra et lille volumen væske eller fast stof. Trykket af ekspanderende gasser er den ødelæggende kraft af en eksplosion. (Trinitrotoluen)

III. Kompilering af den genetiske kæde.

Gruppearbejde. Klassen er inddelt i grupper á 4 personer.

Opgaven for grupperne er at lave en række transformationer ved at bruge så mange stoffer, der er gættet i quizzen som muligt. Opgaven udbydes til tiden. Efter afslutning kontrolleres opgaven på tavlen.

I slutningen af ​​lektionen skal du evaluere elevernes svar.

Overvej den genetiske serie af organiske stoffer, hvori vi inkluderer det største antal klasser af forbindelser:

Hvert tal over pilen svarer til en specifik reaktionsligning (den omvendte reaktionsligning er angivet med et tal med en bindestreg):

IV. Hjemmearbejde: Lav en genetisk række af transformationer, inklusive mindst fem klasser af organiske forbindelser.

Strukturen af ​​molekylerne af organiske forbindelser giver os mulighed for at drage en konklusion om stoffers kemiske egenskaber og det tætte forhold mellem dem. Forbindelser af andre klasser opnås fra stoffer af én klasse ved successive transformationer. Desuden kan alle organiske stoffer repræsenteres som derivater af de enkleste forbindelser - kulbrinter. Det genetiske forhold mellem organiske forbindelser kan repræsenteres som et diagram:

C 2 H 6 → C 2 H 5 Br → C 2 H 5 OH → CH 3 -SON → CH 3 COOH →

CH3COOS3H7; og osv.

Ifølge skemaet er det nødvendigt at udarbejde ligninger for de kemiske omdannelser af et stof til et andet. De bekræfter sammenkoblingen af ​​alle organiske forbindelser, komplikationen af ​​stoffets sammensætning, udviklingen af ​​stoffernes natur fra simple til komplekse.

Sammensætningen af ​​organiske stoffer omfatter oftest et lille antal kemiske elementer: brint, kulstof, oxygen, nitrogen, svovl, klor og andre halogener. Det organiske stof metan kan syntetiseres af to simple uorganiske stoffer, kulstof og brint.

C + 2H2 = CH4 + Q

Dette er et eksempel på, at der mellem alle naturens stoffer - uorganiske og organiske - er en enhed og genetisk forbindelse, som kommer til udtryk i de gensidige transformationer af stoffer.

Del 2. Gennemfør den praktiske opgave.

Opgaven er eksperimentel.

Bevis at kartofler indeholder stivelse.

For at bevise tilstedeværelsen af ​​stivelse i kartofler skal en dråbe jodopløsning påføres en kartoffelskive. Den skårne kartoffel bliver blåviolet. Reaktionen med jodopløsning er en kvalitativ reaktion for stivelse.

E T A L O N

til mulighed 25

Antal muligheder(pakker) af opgaver for eksaminander:

Mulighed nummer 25 fra 25 muligheder

Jobafslutningstid:

Mulighed nummer 25 45 min.

Betingelser for at løse opgaver

Krav til arbejdsbeskyttelse: lærer (ekspert) tilsyn med udførelsen af ​​opgaver(sikkerhedsbriefing ved arbejde med reagenser)

Udstyr: papir, kuglepen, laboratorieudstyr

Litteratur for eksaminander reference, metodisk og tabeller

1. Sæt dig ind i prøveemnerne, vurderede færdigheder, viden og vurderingsindikatorer .

Mulighed #25 af 25

Del 1. Besvar de teoretiske spørgsmål:

1. Aluminium. Amfoterisk aluminium. Aluminiumoxider og -hydroxider.

2. Proteiner er naturlige polymerer. Strukturen og strukturen af ​​proteiner. Kvalitative reaktioner og anvendelse.

Del 2. Gennemfør den praktiske opgave

3. Problemet er eksperimentelt.

Hvordan man eksperimentelt opnår ilt i laboratoriet, bevis dets tilstedeværelse.

Mulighed 25 ud af 25.