Prezentacija na temu genetske veze ugljikovodika. Tema lekcije "Genetski odnos ugljikovodika, alkohola, aldehida i ketona" Svrha Razviti sposobnost izrade strukturnih formula za ove informacije

Čas ponavljanja i generalizacije znanja na temu "Ugljovodonici" u 10. razredu po programu O.S. Gabrielyan. Cilj mu je fiksiranje ključnih pitanja teme: nomenklatura, izomerija, metode dobijanja i svojstva zasićenih, nezasićenih i aromatičnih ugljovodonika. Lekcija uključuje rješavanje računskih i kvalitativnih problema, lanaca transformacija. Učenici moraju imenovati predložene supstance, napraviti korelacije po klasama organskih supstanci, izabrati među njima homologe i izomere.

Skinuti:

Pregled:

Opštinska obrazovna ustanova

srednja škola №6

sela Oktyabrskaya, Krasnodarski teritorij

iz hemije u 10. razredu

na temu:

Otvoreni čas hemije

u 10. razredu na temu:

« Generalizacija i sistematizacija znanja na temu: "Ugljovodonici".

"Genetski niz ugljovodonika".

Ciljevi lekcije:

1. Ponoviti, generalizirati i konsolidirati znanja i vještine stečene proučavanjem ove teme; biti u stanju da klasifikuje ugljovodonike, uporedi njihov sastav, strukturu, svojstva; uspostaviti uzročno-posljedične veze (sastav, struktura, svojstva, primjena).
2. Znati primjerima objasniti razloge raznolikosti organskih tvari, materijalnog jedinstva neorganskih i organskih tvari.
3. Biti u stanju sastaviti jednadžbe kemijskih reakcija koje otkrivaju genetske odnose između ugljikovodika različitih homolognih serija.
4. Razvijati kognitivne aktivnosti koristeći nestandardne zadatke; razvijati vještine logičkog razmišljanja, kao i donositi zaključke; objasni tok eksperimenta, istakni glavnu stvar, uporedi, uopšti.
5. Uliti interesovanje za hemiju, upoznati njenu ulogu u sadašnjoj fazi.

Vrsta lekcije: čas generalizacije i sistematizacije stečenog znanja.

Metode: rješavanje kvalitativnih i obračunskih problema, samostalan rad.

Oprema: Modeli svih predstavnika ugljovodonika, tabele genetike

Odnos ugljovodonika.

TOKOM NASTAVE.

I. Organiziranje vremena.

Međusobno pozdravljanje, popravljanje odsutnih, provjera spremnosti za čas.

II. Uvod od strane nastavnika.

Učitelju. Završili smo proučavanje teme "Ugljovodonici". Danas ćemo u lekciji generalizovati znanja o strukturi, svojstvima, izomerizmu ovih jedinjenja.

Bilo koji prirodni objekti i fenomeni proučavaju se u njihovom odnosu. Među brojnim vrstama veza mogu se izdvojiti one koje ukazuju na to što je primarno, a što sekundarno, kako neki predmeti ili pojave rađaju druge. Ove vrste odnosa nazivaju se genetskim.

Postoji genetska veza između homolognog niza ugljikovodika, koja se nalazi u procesu međusobne transformacije ovih supstanci.

III. Radite na temi lekcije.

1. Prvo pitanje koje razmatramo je sastav, klasifikacija i nomenklatura ugljovodonika.

Navedite klasu jedinjenja i dajte naziv sljedećim supstancama:

Formule supstanci su napisane na plakatu i postavljene na ploču. Učenici iz mjesta redom imenuju supstance i označavaju klasu jedinjenja.

Homolozi: a) i b); g) i i); c) i j)

Izomeri: c) i d); e)h) i f)

1. Jedno od uobičajenih svojstava ugljikovodika je prisustvo izomerizma.

Pitanja razredu:

1. Koja se pojava naziva izomerijom?
2. Koje su vrste izomerizma?
3. Koje ugljikovodike karakterizira prostorna izomerija?
4. Koji ugljovodonici pokazuju klasnu izomeriju?
5. Koje supstance se nazivaju homolozi?

Od gore navedenih supstanci odaberite a) homologe, b) izomere.

1. Učitelju. Postoji genetski odnos između homolognih serija, koji se može pratiti tokom međusobne transformacije supstanci. Najbogatiji prirodni izvori ugljikovodika su nafta i prirodni plin.

Za prelazak iz jedne grupe u drugu koriste se procesi: dehidrogenacija, hidrogenacija, cikloformacija i drugi. Od velikog značaja su razvoji naših ruskih naučnika - N.D. Zelinsky, V.V. Markovnikov, B.A. Kazansky, M.G. Kucherov.

Rješenje odraznih lanaca transformacija

genetski odnos ugljovodonika.

1. Dvije osobe rješavaju dva lanca za tablama:

C 2 H 6 → C 2 H 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 → C 6 H 6 Cl 6; 1 - student

2- student samo pod a)

1. Jedna osoba na ploči rješava lanac povećanog nivoa složenosti:

1. Ostatak razreda rješava zajednički lanac, idući redom do ploče:

CaCO 3 → CaO → CaC 2 → C 2 H 2 trimerizacija, S(čin) X + Cl2, FeCl3 A

H2, Ni Y H2O, H3PO4 B

Provjera lanaca iza dasaka br. 1 (a i b), br. 2.

1. Prilikom proučavanja teme "Ugljovodonici" često se rješavaju računski, eksperimentalni problemi u kojima se koriste pojedinačna svojstva tvari.

Rješavanje problema kvaliteta.

1. Dvoje ljudi za tablama rješavaju kvalitetne probleme, dizajnirane u obliku pojedinačnih kartica:

Kartica 1.

Odgovor: Preskoči obje tvari kroz bromnu ili jodnu vodu. Tamo gdje je bilo propin-brom voda će promijeniti boju.

Kartica 2.

odgovor: Možete ga prepoznati po prirodi plamena kada gori svaki plin. Etan gori bezbojnim plavim plamenom, etilen jarko žutim, a acetilen dimnim plamenom.

1. Svi ostali (koji to žele) rješavaju problem kvalitete na glavnoj ploči uz podršku klase:

Kartica 3.

Jedan cilindar sadrži metan i propen. Kako razdvojiti ovu smjesu? Napišite odgovarajuće reakcije.

Odgovori . Bromna voda se propušta kroz mešavinu gasova:

Čisti metan ostaje kao gas. Dobijeni 1,2-dibromopropan se tretira cinkom:

Čisti propen se oslobađa kao gas.

Rješenje računskih zadataka.

1. Dvije osobe za tablama rješavaju probleme na kartama:

Kartica 1.

Kartica 2.

1. Jedna osoba zajedno sa razredom rješava problem na glavnoj ploči:

Kartica 3.

Pri sagorijevanju 4,4 g nepoznatog ugljikovodika oslobođeno je 6,72 litara ugljičnog dioksida i 7,2 g vode. Izvedite formulu za ovaj ugljikovodik ako je njegova relativna gustoća u odnosu na vodonik 22.

Provjera rješenja za probleme s kartica 1 i 2.

IV. Analiza ocjena za čas.

V. Zadaća:ponovite sve na temu “Ugljovodonici” + riješite lanac transformacija: CO 2

CH 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 + HNO3 A

↓H2SO4

C6H5Cl

Kartica 1.

Dva rezervoara sadrže propan i propin. Odrediti supstance pomoću kvalitativnih reakcija, potvrđujući jednadžbama reakcije.

Kartica 2.

Tri posude sadrže etan, eten i etin. Kako prepoznati koji se plin gdje nalazi. Napišite jednadžbe za odgovarajuće reakcije.

Kartica 1.

Postavite molekulsku formulu ugljovodonika ako je poznato da sadrži 80% ugljika, 20% vodonika, a relativna gustina pare u vazduhu je 1,034.

Kartica 2.

Izračunajte masu 96% etil alkohola koja se može dobiti reakcijom hidratacije etilena zapremine 67,2 litara.

Pregled:

Za korištenje pregleda prezentacija, kreirajte Google račun (nalog) i prijavite se: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

Otvoreni čas hemije u 10. razredu Genetske serije ugljovodonika. Generalizacija i sistematizacija znanja

1. Ponoviti, sumirati i konsolidovati znanja i vještine stečene proučavanjem ove teme; biti u stanju da klasifikuje ugljovodonike, uporedi njihov sastav, strukturu, svojstva; uspostaviti uzročno-posljedične veze (sastav, struktura, svojstva, primjena). 2. Biti sposoban sastaviti jednadžbe kemijskih reakcija koje otkrivaju genetske odnose između ugljikovodika različitih homolognih serija. Ciljevi lekcije:

Bilo koji prirodni objekti i fenomeni proučavaju se u njihovom odnosu. Među brojnim vrstama veza mogu se izdvojiti one koje ukazuju na to što je primarno, a što sekundarno, kako neki predmeti ili pojave rađaju druge. Ove vrste odnosa nazivaju se genetskim. Postoji genetska veza između homolognog niza ugljikovodika, koja se nalazi u procesu međusobne transformacije ovih supstanci.

Tema lekcije "Genetski odnos ugljovodonika, alkohola, aldehida i ketona" Svrha Razviti sposobnost sastavljanja strukturnih formula za ove informacije. Formirati vještinu implementacije lanaca transformacija organskih supstanci. Unaprijediti znanje o klasifikaciji i nomenklaturi organskih tvari.

Program aktivnosti "Kompilacija strukturne formule supstance iz ove informacije" 1) Prevedite ove informacije na jezik shema. 2) Pretpostavimo klasu veze. 3) Postavite klasu spoja i njegovu strukturnu formulu. 4) Napišite jednačine tekućih reakcija.

Program aktivnosti: "Provedba lanaca transformacija" 1). Navedite hemijske reakcije. 2) Odredite i potpišite klasu svake supstance u lancu transformacija. 3) Analizirajte lanac: A) Iznad strelice napišite formule reagensa i reakcione uslove; B) Ispod strelice upišite formule za dodatne proizvode sa predznakom minus. 4) Napišite jednačine reakcije: A) Rasporedite koeficijente; b) Navedite produkte reakcije.

Klasifikacija organskih jedinjenja prema strukturi ugljeničnog lanca 1. U zavisnosti od prirode ugljeničnog skeleta razlikuju se aciklična (linearna i razgranata i ciklična jedinjenja) Aciklična (alifatska, neciklična) jedinjenja - jedinjenja koja imaju otvoren linearni ili razgranati UC se često nazivaju normalnim koji sadrže molekule zatvorene u ciklusu UC

Klasifikacija pojedinačnih atoma ugljika U samim ugljikovim skeletima uobičajeno je klasificirati pojedinačne atome ugljika prema broju kemijski vezanih atoma ugljika. Ako je dati atom ugljika vezan za jedan atom ugljika, onda se naziva primarnim, sa dva - sekundarnim, tri - tercijalnim i četiri - kvartarnim. U samim ugljikovim skeletima uobičajeno je klasificirati pojedinačne atome ugljika prema broju kemijski vezanih atoma ugljika. Ako je dati atom ugljika vezan za jedan atom ugljika, onda se naziva primarnim, sa dva - sekundarnim, tri - tercijalnim i četiri - kvartarnim. Kako se zove prikazani atom ugljenika: Kako se zove prikazani atom ugljenika: a) unutar kruga _________________; b) unutar kvadrata __________________; c) unutar srca __________________; d) unutar trougla _________________;

Tema: "Genetski odnos ugljovodonika i njihovih derivata."

Target:

razmotriti genetski odnos između tipova ugljikovodika i klasa organskih jedinjenja;

uopštiti i sistematizovati znanja učenika o ugljovodonicima i njihovim derivatima na osnovu uporednih karakteristika njihovih svojstava.

razvoj logičkog mišljenja, zasnovanog na hemiji ugljovodonika i njihovih derivata.

formiranje vještina samoobrazovanja kod učenika.

Ciljevi lekcije:

razvijati kod učenika sposobnost postavljanja ciljeva, planiranja svojih aktivnosti u učionici;

razvijati logičko mišljenje učenika (uspostavljanjem genetskog odnosa između različitih klasa ugljovodonika, iznošenjem hipoteza o hemijskim svojstvima nepoznatih organskih supstanci);

razvijati sposobnost učenika za upoređivanje (na primjeru poređenja hemijskih svojstava ugljovodonika);

razvijati informacione i kognitivne kompetencije učenika;

razvijati hemijski govor učenika, sposobnost razumnog odgovaranja na pitanja,

razvijati komunikacijske vještine učenika, negovati sposobnost slušanja odgovora drugova iz razreda.

Vrsta lekcije:

prema didaktičkom cilju - usavršavanje znanja,

prema načinu organizacije – generalizujući.

Metode:

verbalni (razgovor),

praktično - izrada šema transformacije i njihova implementacija,

obavljanje samostalnog rada.

Učitelj:

Organska hemija- nauka o vitalnim supstancama.
Ugljovodonici su od velike važnosti za modernu industriju, tehnologiju i svakodnevni život ljudi. Ove tvari, kako u svom pojedinačnom stanju, tako iu obliku prirodnih mješavina (gas, nafta, ugalj), služe kao sirovine za proizvodnju desetina hiljada složenijih organskih spojeva, unose toplinu i svjetlost u naše domove.

multimedijalna prezentacija

U našem životu organske supstance zauzimaju veoma veliko mesto. Danas ih ima više od 20 miliona. Bez njih bi mnoge poznate stvari nestale iz svakodnevnog života: proizvodi od plastike i gume, kućna hemija, kozmetika. Svakim danom sintetizira se sve više i više novih tvari. Nemoguće je znati sve o svemu. Ali se mogu razumjeti osnovni zakoni koji vrijede u transformaciji organskih supstanci.

Od velikog značaja su razvoji naših ruskih naučnika - N.D. Zelinsky, V.V. Markovnikov, B.A. Kazansky, M.G. Kucherov.

Učitelj:
Koje klase ugljovodonika znate, pozovite odmah sa opštom formulom.

Tabela "Klasifikacija supstanci"

Odgovori na pitanja:

Učitelj:

Kako se različite vrste ugljovodonika razlikuju po sastavu?

studenti(broj atoma vodika)

Učitelj:

Koje reakcije treba provesti da bi se iz jedne vrste ugljikovodika dobila druga?

Studenti:

(Reakcije hidrogenacije ili dehidrogenacije.

Ovako se može izvesti većina prijelaza, međutim, ovaj način dobivanja ugljikovodika nije univerzalan. Strelice na dijagramu pokazuju ugljikovodike koji se mogu direktno pretvoriti jedan u drugi jednom reakcijom).

Učitelj:

Šematski to izgleda ovako:

vježba: da biste konsolidirali proučavani materijal, izvršite nekoliko lanaca transformacije. Odredite vrstu svake reakcije:

Učitelj: Znate da genetska veza postoji ne samo između ugljikovodika, već i između njihovih derivata - organskih tvari koje sadrže kisik, a koje se komercijalno dobivaju iz proizvoda prerade nafte, plina i uglja. Otkrijmo ovaj odnos na primjeru lanaca transformacije:

Rad učenika na interaktivnoj tabli.

Ovo omogućava da se izvrši ciljana sinteza datih jedinjenja koristeći niz neophodnih hemijskih reakcija (lanac transformacija)

Fragment videa.

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcija, navesti uslove za tok i vrstu reakcije.

zaključak: Danas smo na lekciji - na primjeru genetske povezanosti organskih supstanci različitih homolognih serija, vidjeli i uz pomoć transformacija dokazali - jedinstvo materijalnog jedinstva svijeta.

Zadaća:

Za rješavanje zadatka: Dato 2 mola etil alkohola.

Koliko se formira 1 red - gram dibrometana;
2 red - litara ugljičnog dioksida
3. red - gram etilen glikola;

Pregledajte teme o homologiji i izomeriji: formulirajte formule za izomera jednog i dva sastava.

Embed code

U kontaktu sa

Drugovi iz razreda

Telegram

Recenzije

Dodajte svoju recenziju

slajd 2

Odnos između klasa supstanci izražen je genetskim lancima

• Genetski niz je implementacija kemijskih transformacija, kao rezultat kojih se tvari druge klase mogu dobiti iz tvari jedne klase.
• Da biste izvršili genetske transformacije, morate znati:
• klase supstanci;
• nomenklatura supstanci;
• svojstva supstanci;
• vrste reakcija;
• nominalne reakcije, na primjer Wurtzova sinteza:

Pogledajte sve slajdove

Abstract

Šta je nano?�

.�

slajd 3

slajd 4

slajd 5

slajd 6

Slajd 7

Slajd 9

Slajd 10

slajd 11

slajd 12

slajd 13

Slajd 14

Video demonstracija.

slajd 15

slajd 16

Slajd 17

Slajd 18

Slajd 19

Slajd 20

slajd 21

slajd 22

slajd 23

slajd 24

Slajd 25

Šta je nano?�

Nove tehnologije su ono što pokreće čovječanstvo naprijed na njegovom putu napretka.�

Ciljevi i zadaci ovog rada su proširenje i unapređenje znanja učenika o svijetu oko sebe, novim dostignućima i otkrićima. Formiranje vještina poređenja, generalizacije. Sposobnost isticanja glavne stvari, razvoj kreativnog interesa, obrazovanje samostalnosti u potrazi za materijalom.

Početak 21. stoljeća obilježavaju nanotehnologije koje kombinuju biologiju, hemiju, IT i fiziku.

Posljednjih godina tempo naučnog i tehnološkog napretka postao je ovisan o korištenju umjetno stvorenih objekata nanometarske veličine. Tvari i predmeti koji nastaju na njihovoj osnovi veličine 1-100 nm nazivaju se nanomaterijali, a metode njihove proizvodnje i upotrebe nazivaju se nanotehnologije. Golim okom osoba može vidjeti objekt prečnika oko 10 hiljada nanometara.

U najširem smislu, nanotehnologija je istraživanje i razvoj na atomskom, molekularnom i makromolekularnom nivou na skali od jedan do sto nanometara; stvaranje i korištenje umjetnih struktura, uređaja i sistema, koji zbog svoje ultra male veličine imaju suštinski nova svojstva i funkcije; manipulacija materijom na atomskoj skali udaljenosti.

slajd 3

Tehnologija određuje kvalitetu života svakog od nas i moć države u kojoj živimo.

Industrijska revolucija, koja je započela u tekstilnoj industriji, potaknula je razvoj željezničke tehnologije.

U budućnosti je rast transporta različite robe postao nemoguć bez novih tehnologija u automobilskoj industriji. Dakle, svaka nova tehnologija uzrokuje rađanje i razvoj srodnih tehnologija.

Sadašnji period vremena u kojem živimo naziva se naučno-tehnološka revolucija ili informatička revolucija. Početak informatičke revolucije poklopio se s razvojem kompjuterske tehnologije bez koje se više ne može zamisliti život modernog društva.

Razvoj kompjuterske tehnologije oduvek je bio povezan sa minijaturizacijom elemenata elektronskih kola. Trenutno je veličina jednog logičkog elementa (tranzistora) kompjuterskog kola oko 10-7 m, a naučnici smatraju da je dalja minijaturizacija kompjuterskih elemenata moguća samo kada se razviju posebne tehnologije nazvane "nanotehnologije".

slajd 4

U prijevodu s grčkog, riječ "nano" znači patuljak, patuljak. Jedan nanometar (nm) je milijarditi dio metra (10-9 m). Nanometar je veoma mali. Nanometar je onoliko puta manji od jednog metra koliko je debljina prsta manja od prečnika Zemlje. Većina atoma ima između 0,1 i 0,2 nm u prečniku, a DNK niti su debele oko 2 nm. Prečnik crvenih krvnih zrnaca je 7000 nm, a debljina ljudske kose je 80 000 nm.

Na slici, s lijeva na desno, u redoslijedu povećanja veličine, prikazani su različiti objekti - od atoma do Sunčevog sistema. Čovjek je već naučio da koristi predmete različitih veličina. Možemo podijeliti jezgra atoma, izvlačeći atomsku energiju. Kroz hemijske reakcije dobijamo nove molekule i supstance sa jedinstvenim svojstvima. Uz pomoć posebnih alata, osoba je naučila stvarati predmete - od glave igle do ogromnih struktura koje su vidljive čak i iz svemira.

Ali ako pažljivo pogledate sliku, možete vidjeti da postoji prilično veliki raspon (na logaritamskoj skali), gdje naučnici nisu kročili dugo vremena - između sto nanometara i 0,1 nm. Nanotehnologije moraju raditi s objektima veličine od 0,1 nm do 100 nm. I postoji svaki razlog vjerovati da je moguće učiniti da nanosvijet radi za nas.

Nanotehnologije koriste najnovija dostignuća u hemiji, fizici i biologiji.

slajd 5

Nedavne studije su pokazale da se u starom Egiptu nanotehnologija koristila za farbanje kose u crno. Za to je korištena pasta od Ca(OH)2 vapna, olovnog oksida i vode. U procesu bojenja dobijene su nanočestice olovnog sulfida (galena), kao rezultat interakcije sa sumporom, koji je dio keratina, što je osiguralo ujednačeno i stabilno bojenje.

Britanski muzej drži "Lycurgus Cup" (stidovi pehara prikazuju scene iz života ovog velikog spartanskog zakonodavca), koji su izradili drevni rimski majstori - sadrži mikroskopske čestice zlata i srebra dodane u staklo. Pod različitim osvjetljenjem, pehar mijenja boju - od tamno crvene do svijetlo zlatne. Slične tehnologije korištene su za izradu vitraža u srednjovjekovnim evropskim katedralama.

Trenutno su naučnici dokazali da su veličine ovih čestica od 50 do 100 nm.

slajd 6

Irski hemičar Robert Boyle objavio je 1661. godine članak u kojem je kritizirao Aristotelovu izjavu da se sve na Zemlji sastoji od četiri elementa - vode, zemlje, vatre i zraka (filozofska osnova osnova tadašnje alhemije, hemije i fizike). Boyle je tvrdio da se sve sastoji od "telešca" - ultra-sitnih dijelova koji, u različitim kombinacijama, formiraju različite supstance i predmete. Nakon toga, ideje Demokrita i Boylea bile su prihvaćene od strane naučne zajednice.

Godine 1704. Isak Newton je dao prijedloge o proučavanju misterije korpuskula;

Američki fizičar Richard Feynman je 1959. godine izjavio: "Za sada smo prisiljeni koristiti atomske strukture koje nam nudi priroda." "Ali u principu, fizičar bi mogao sintetizirati bilo koju supstancu sa datom hemijskom formulom."

Godine 1959. Norio Taniguchi je prvi upotrijebio termin "nanotehnologija";

Godine 1980. Eric Drexler je koristio taj izraz.

Slajd 7

Richard Phillips Feyman (1918-1988), američki fizičar. Jedan od osnivača kvantne elektrodinamike, dobitnik Nobelove nagrade za fiziku 1965. godine.

Fajnmanovo čuveno predavanje, poznato kao "Tamo dole ima još puno prostora", danas se smatra polaznom tačkom u borbi za osvajanje nanosveta. Prvi put je pročitan na Caltechu 1959. godine. Riječ "ispod" u naslovu predavanja značila je u "veoma malom svijetu".

Nanotehnologija se pojavila kao oblast nauke sama po sebi i razvila se u dugoročni tehnički projekat nakon detaljne analize američkog naučnika Erica Drekslera ranih 1980-ih i objavljivanja njegove knjige Motori stvaranja: Nadolazeća era nanotehnologije.

Slajd 9

Prvi uređaji koji su omogućili promatranje nano-objekata i njihovo pomicanje bili su skenirajući sondni mikroskopi - mikroskop atomske sile i skenirajući tunelski mikroskop koji rade na sličnom principu. Mikroskopiju atomske sile (AFM) razvili su Gerd Binnig i Heinrich Rohrer, koji su za ove studije 1986. dobili Nobelovu nagradu.

Slajd 10

Osnova AFM-a je sonda, obično napravljena od silikona i koja predstavlja tanku ploču-konzolu (naziva se konzola, od engleske riječi "cantilever" - konzola, greda). Na kraju konzole nalazi se vrlo oštar šiljak, koji se završava grupom od jednog ili više atoma. Glavni materijal je silicijum i silicijum nitrid.

Kako se mikrosonda kreće duž površine uzorka, vrh šiljka se diže i spušta, ocrtavajući mikroreljef površine, baš kao što igla gramofona klizi preko gramofonske ploče. Na isturenom kraju konzole nalazi se zrcalna platforma na koju pada laserski snop i od koje se reflektuje laserski snop. Kako se šiljak spušta i diže na neravnim površinama, reflektirani snop se odbija, a to otklon bilježi fotodetektor, a sila kojom se šiljak privlači na obližnje atome bilježi piezoelektrični senzor.

Podaci fotodetektora i piezoelektričnog senzora se koriste u sistemu povratne sprege. Kao rezultat, moguće je izgraditi trodimenzionalni reljef površine uzorka u realnom vremenu.

slajd 11

Druga grupa mikroskopa za skeniranje sonde koristi takozvani kvantno-mehanički "tunelski efekat" za izgradnju topografije površine. Suština tunelskog efekta je da električna struja između oštre metalne igle i površine koja se nalazi na udaljenosti od oko 1 nm počinje ovisiti o toj udaljenosti - što je udaljenost manja, to je struja veća. Ako se između igle i površine dovede napon od 10 V, ta struja "tuneliranja" može biti od 10 pA do 10 nA. Mjereći ovu struju i održavajući je konstantnom, udaljenost između igle i površine također se može održavati konstantnom. Ovo vam omogućava da izgradite trodimenzionalni površinski profil. Za razliku od mikroskopa atomske sile, skenirajući tunelski mikroskop može proučavati samo površine metala ili poluvodiča.

Skenirajući tunelski mikroskop može se koristiti za pomicanje bilo kojeg atoma do tačke koju odabere operater. Tako je moguće manipulisati atomima i stvarati nanostrukture, tj. strukture na površini, koje imaju dimenzije reda nanometra. Daleke 1990. zaposlenici IBM-a pokazali su da je to moguće dodavanjem imena svoje kompanije na niklovanu ploču od 35 atoma ksenona.

Konusni diferencijal krasi glavnu stranicu web stranice Instituta za molekularnu proizvodnju. Sastavio E. Drexler od atoma vodonika, ugljenika, silicijuma, azota, fosfora, vodonika i sumpora sa ukupnim brojem 8298. Kompjuterski proračuni pokazuju da njegovo postojanje i funkcionisanje nije u suprotnosti sa zakonima fizike.

slajd 12

Razred učenika Liceja u klasi nanotehnologije Ruskog državnog pedagoškog univerziteta po imenu A.I. Herzen.

slajd 13

Nanostrukture se mogu sastaviti ne samo od pojedinačnih atoma ili pojedinačnih molekula, već i od molekularnih blokova. Takvi blokovi ili elementi za stvaranje nanostruktura su grafen, ugljične nanocijevi i fulereni.

Slajd 14

1985. Richard Smalley, Robert Curl i Harold Kroto otkrivaju fulerene, po prvi put u stanju da izmjere objekt od 1 nm.

Fulereni su molekuli koji se sastoje od 60 atoma raspoređenih u obliku kugle. Grupa naučnika je 1996. godine dobila Nobelovu nagradu.

Video demonstracija.

slajd 15

Aluminij s malim dodatkom (ne više od 1%) fulerena poprima tvrdoću čelika.

slajd 16

Grafen je jedna ravna ploča atoma ugljika povezanih zajedno da formiraju rešetku, čija svaka ćelija podsjeća na saće. Udaljenost između najbližih atoma ugljika u grafenu je oko 0,14 nm.

Svjetlosne kuglice su atomi ugljika, a štapići između njih su veze koje drže atome u grafenskom listu.

Slajd 17

Grafit, od čega se prave obične olovke, je hrpa listova grafena. Grafeni u grafitu su vrlo slabo vezani i mogu kliziti jedan u odnosu na drugi. Stoga, ako crtate grafit preko papira, tada se grafenski list u kontaktu s njim odvaja od grafita i ostaje na papiru. Ovo objašnjava zašto se grafit može pisati.

Slajd 18

Dendrimeri su jedan od puteva u nanosvijet u smjeru "odozdo prema gore".

Polimeri nalik stablu su nanostrukture veličine od 1 do 10 nm, formirane kombinovanjem molekula sa granatom strukturom. Sinteza dendrimera je jedna od nanotehnologija koja je usko povezana sa hemijom polimera. Kao i svi polimeri, dendrimeri se sastoje od monomera, a molekuli ovih monomera imaju razgranatu strukturu.

Unutar dendrimera mogu se formirati šupljine ispunjene supstancom u kojoj su nastali dendrimeri. Ako se dendrimer sintetizira u otopini koja sadrži lijek, tada ovaj dendrimer postaje nanokapsula s ovim lijekom. Osim toga, šupljine unutar dendrimera mogu sadržavati radioaktivno označene tvari koje se koriste za dijagnosticiranje različitih bolesti.

Slajd 19

U 13% slučajeva ljudi umiru od raka. Ova bolest ubija oko 8 miliona ljudi širom svijeta svake godine. Mnoge vrste raka se još uvijek smatraju neizlječivim. Naučne studije pokazuju da upotreba nanotehnologije može biti moćno sredstvo u borbi protiv ove bolesti. Dendrimeri - kapsule sa otrovom za ćelije raka

Ćelije raka trebaju puno folne kiseline da bi se podijelile i rasle. Stoga se molekule folne kiseline vrlo dobro prianjaju na površinu stanica raka, a ako vanjska ljuska dendrimera sadrži molekule folne kiseline, onda će se takvi dendrimeri selektivno prilijepiti samo na stanice raka. Uz pomoć takvih dendrimera, stanice raka mogu se učiniti vidljivim ako se za ljusku dendrimera prikače neki drugi molekuli, koji svijetle, na primjer, pod ultraljubičastim svjetlom. Pričvršćivanjem lijeka koji ubija stanice raka na vanjski omotač dendrimera, ne samo da se mogu otkriti, već i ubiti.

Prema naučnicima, uz pomoć nanotehnologije, mikroskopski senzori se mogu ugraditi u ljudska krvna zrnca koji upozoravaju na prve znakove razvoja bolesti.

Slajd 20

Kvantne tačke su već zgodan alat za biologe da vide različite strukture unutar živih ćelija. Različite ćelijske strukture su podjednako prozirne i bez mrlja. Stoga, ako pogledate ćeliju kroz mikroskop, onda se ne vidi ništa osim njenih rubova. Kako bi se određena ćelijska struktura učinila vidljivom, stvorene su kvantne tačke različitih veličina koje se mogu zalijepiti za određene unutarćelijske strukture.

Molekuli su zalijepljeni za najmanju, blistavu zelenu svjetlost, sposobnu da se zalijepi za mikrotubule koje čine unutrašnji skelet ćelije. Kvantne tačke srednje veličine mogu se zalijepiti za membrane Golgijevog aparata, dok se najveće mogu zalijepiti za jezgro ćelije. Ćelija se umoči u otopinu koja sadrži sve te kvantne tačke i zadrži se u njoj neko vrijeme, uđu unutra i zalijepe se gdje mogu. Nakon toga, ćelija se ispire u rastvoru koji ne sadrži kvantne tačke i pod mikroskopom. Ćelijske strukture postale su jasno vidljive.

Crvena je jezgro; zelena - mikrotubule; žuta - Golgijev aparat.

slajd 21

Titanijum dioksid, TiO2, je najčešće jedinjenje titana na zemlji. Njegov prah ima blistavo bijelu boju i stoga se koristi kao boja u proizvodnji boja, papira, pasta za zube i plastike. Razlog je vrlo visok indeks prelamanja (n=2,7).

Titanijum oksid TiO2 ima vrlo jaku katalitičku aktivnost - ubrzava tok hemijskih reakcija. U prisustvu ultraljubičastog zračenja, cijepa molekule vode na slobodne radikale - hidroksilne grupe OH- i superoksidne anjone O2- tako visoke aktivnosti da se organska jedinjenja razlažu na ugljični dioksid i vodu.

Katalitička aktivnost raste sa smanjenjem veličine njegovih čestica, pa se koriste za pročišćavanje vode, zraka i raznih površina od organskih spojeva koji su obično štetni za čovjeka.

Fotokatalizatori se mogu uključiti u sastav cestovnog betona, što će poboljšati ekologiju oko puteva. Osim toga, predlaže se dodavanje praha iz ovih nanočestica u automobilsko gorivo, što bi također trebalo smanjiti sadržaj štetnih nečistoća u izduvnim plinovima.

Film od nanočestica titanijum dioksida nanesenih na staklo je proziran i nevidljiv za oko. Međutim, takvo staklo, pod djelovanjem sunčeve svjetlosti, može se samoočistiti od organskih zagađivača, pretvarajući bilo koju organsku prljavštinu u ugljični dioksid i vodu. Staklo tretirano nanočesticama titanijum oksida je lišeno masnih mrlja i stoga se dobro vlaži vodom. Kao rezultat, takvo staklo se manje zamagljuje, jer se kapljice vode odmah šire duž staklene površine, stvarajući tanak prozirni film.

Titanijum dioksid prestaje da radi u zatvorenom prostoru, jer. U umjetnom svjetlu praktički nema ultraljubičastog zračenja. Međutim, naučnici vjeruju da će malom promjenom njegove strukture biti moguće učiniti ga osjetljivim na vidljivi dio sunčevog spektra. Na temelju takvih nanočestica bit će moguće napraviti premaz, na primjer, za toaletne sobe, zbog čega se sadržaj bakterija i drugih organskih tvari na površinama toaleta može smanjiti za nekoliko puta.

Zbog svoje sposobnosti da apsorbira ultraljubičasto zračenje, titanov dioksid se već koristi u proizvodnji krema za sunčanje, poput krema. Proizvođači krema počeli su je koristiti u obliku nanočestica, koje su toliko male da pružaju gotovo apsolutnu transparentnost kreme za sunčanje.

slajd 22

Samočisteća nanotrava i "efekat lotosa"

Nanotehnologija omogućava stvaranje površine slične mikročetkici za masažu. Takva površina se naziva nanotrava, a radi se o skupu paralelnih nanožica (nanošipova) iste dužine, smještenih na jednakoj udaljenosti jedna od druge.

Kap vode, koja padne na nanotravu, ne može prodrijeti između nanotrave, jer je to spriječeno visokom površinskom napetostom tekućine.

Da bi kvašenje nanotrave bila još manja, njena površina je prekrivena tankim slojem hidrofobnog polimera. I tada se ne samo voda, već i bilo koje čestice nikada neće zalijepiti za nanotravu, jer. dodirnite ga samo u nekoliko tačaka. Stoga, čestice prljavštine koje se nalaze na površini prekrivenoj nanovilama ili same padaju s nje ili se odnesu kotrljajućim kapljicama vode.

Samočišćenje dlakave površine od čestica prljavštine naziva se "lotos efekt", jer. cvetovi i listovi lotosa su čisti čak i kada je voda okolo mutna i prljava. To se događa zbog činjenice da se listovi i cvjetovi ne navlaže vodom, pa se kapljice vode kotrljaju s njih poput kuglica žive, ne ostavljajući tragove i ispirajući svu prljavštinu. Čak i kapi ljepila i meda ne uspijevaju da se zadrže na površini listova lotosa.

Ispostavilo se da je cijela površina listova lotosa gusto prekrivena mikroprištićima visokim oko 10 mikrona, a same bubuljice su zauzvrat prekrivene još manjim mikroresicama. Istraživanja su pokazala da su sve ove mikro bubuljice i resice napravljene od voska, za koji se zna da ima hidrofobna svojstva, zbog čega površina listova lotosa izgleda kao nanotrava. Bubuljasta struktura površine listova lotosa značajno smanjuje njihovu kvašenje. Za usporedbu, relativno glatka površina lista magnolije, koja nema sposobnost samočišćenja.

Dakle, nanotehnologije omogućavaju stvaranje samočistećih premaza i materijala koji također imaju vodoodbojna svojstva. Materijali napravljeni od takvih tkanina ostaju uvijek čisti. Već se proizvode vjetrobranska stakla koja se samo čiste, čija je vanjska površina prekrivena nanovitima. Na takvom staklu "brisači" nemaju nikakve veze. Na tržištu postoje trajno čiste felge za automobilske felge, samočisteće pomoću "lotos efekta", a i sada je moguće farbati spoljašnjost kuće bojom na koju se prljavština ne lepi.

Od poliestera prekrivenog mnoštvom sićušnih silikonskih vlakana, švicarski naučnici uspjeli su stvoriti vodootporan materijal.

slajd 23

Nanožice se nazivaju žice promjera reda nanometra, napravljene od metala, poluvodiča ili dielektrika. Dužina nanožica često može premašiti njihov prečnik za faktor od 1000 ili više. Stoga se nanožice često nazivaju jednodimenzionalnim strukturama, a njihov izuzetno mali promjer (oko 100 veličina atoma) omogućava ispoljavanje različitih kvantnomehaničkih efekata. Nanožice ne postoje u prirodi.

Jedinstvena električna i mehanička svojstva nanožica stvaraju preduslove za njihovu upotrebu u budućim nanoelektronskim i nanoelektromehaničkim uređajima, kao i elementima novih kompozitnih materijala i biosenzora.

slajd 24

Za razliku od tranzistora, minijaturizacija baterije je vrlo spora. Veličina galvanskih baterija, svedena na jedinicu snage, smanjila se u proteklih 50 godina za samo 15 puta, a veličina tranzistora se u isto vrijeme smanjila za više od 1000 puta i sada je oko 100 nm. Poznato je da veličina autonomnog elektronskog kola često nije određena njegovim elektronskim punjenjem, već veličinom izvora struje. Istovremeno, što je pametnija elektronika uređaja, potrebna mu je veća baterija. Stoga je za dalju minijaturizaciju elektronskih uređaja potrebno razviti nove tipove baterija. I ovdje nanotehnologija pomaže.

Toshiba je 2005. godine stvorila prototip litijum-jonske punjive baterije, čija je negativna elektroda bila obložena nanokristalima litij-titanata, zbog čega se površina elektrode povećala nekoliko desetina puta. Nova baterija može dostići 80% svog kapaciteta za samo jednu minutu punjenja, dok se konvencionalne litijum-jonske baterije pune brzinom od 2-3% u minuti i treba im sat vremena da se potpuno napune.

Osim visoke brzine punjenja, baterije koje sadrže elektrode od nanočestica imaju produženi vijek trajanja: nakon 1000 ciklusa punjenja/pražnjenja gubi se samo 1% svog kapaciteta, a ukupan vijek novih baterija je više od 5 hiljada ciklusa. Ipak, ove baterije mogu raditi na temperaturama do -40°C, dok gube samo 20% napunjenosti, u poređenju sa 100% za tipične moderne baterije već na -25°C.

Od 2007. godine na tržištu su baterije sa provodljivim elektrodama od nanočestica koje se mogu ugraditi u električna vozila. Ove litijum-jonske baterije sposobne su da skladište energiju do 35 kWh, pune se do maksimalnog kapaciteta za samo 10 minuta. Sada je domet električnog automobila s takvim baterijama 200 km, ali već je razvijen sljedeći model ovih baterija, koji omogućava povećanje kilometraže električnog automobila na 400 km, što je gotovo usporedivo s maksimalnom kilometražom benzinskih automobila (od dopunjavanja goriva do punjenja).

Slajd 25

Da bi jedna supstanca ušla u hemijsku reakciju sa drugom, neophodni su određeni uslovi, a vrlo često nije moguće stvoriti takve uslove. Dakle, ogroman broj hemijskih reakcija postoji samo na papiru. Za njihovu provedbu potrebni su katalizatori - tvari koje doprinose reakciji, ali ne sudjeluju u njima.

Naučnici su otkrili da unutrašnja površina ugljičnih nanocijevi također ima veliku katalitičku aktivnost. Oni vjeruju da kada se "grafitni" sloj atoma ugljika umota u cijev, koncentracija elektrona na njenoj unutrašnjoj površini postaje manja. Ovo objašnjava sposobnost unutrašnje površine nanocijevi da oslabi, na primjer, vezu između kisika i atoma ugljika u molekuli CO, postajući katalizator za oksidaciju CO u CO2.

Kako bi se spojila katalitička sposobnost ugljikovih nanocijevi i prijelaznih metala, nanočestice iz njih su uvedene unutar nanocijevi (Pokazalo se da je ovaj nanokompleks katalizatora u stanju pokrenuti reakciju o kojoj se samo sanjalo - direktnu sintezu etil alkohola iz sintetskog plina ( mješavina ugljičnog monoksida i vodonika) dobivena iz prirodnog plina, uglja, pa čak i biomase.

Zapravo, čovječanstvo je uvijek pokušavalo eksperimentirati s nanotehnologijom, a da to nije ni znalo. O tome smo saznali na početku našeg poznanstva, čuli koncept nanotehnologije, saznali povijest i imena naučnika koji su omogućili takav kvalitativni skok u razvoju tehnologija, upoznali se sa samim tehnologijama, pa čak i čuli istorija otkrića fulerena od otkrića, dobitnika Nobelove nagrade Richarda Smalleya.

Tehnologija određuje kvalitetu života svakog od nas i moć države u kojoj živimo.

Dalji razvoj ovog pravca zavisi od vas.

"Svojstva alkana" - alkani. Pročitajte informacije u odlomku. IUPAC nomenklatura. Veze. Fizička svojstva alkana. Mi rješavamo probleme. Alkeni i alkini. Prirodni izvori ugljovodonika. Ograničite ugljovodonike. Halogenacija metanom. Nomenklatura. Prirodni gas kao gorivo. Vodonik. Hemijska svojstva alkana. Varijanta specijalnih vježbi.

"Metan" - Prva pomoć kod teške asfiksije: uklanjanje žrtve iz štetne atmosfere. Metan. Često se koncentracije izražavaju u dijelovima na milion ili milijardu. Istorija otkrića metana u atmosferi je kratka. Povećanje sadržaja metana i dušikovog trifluorida u Zemljinoj atmosferi izaziva zabrinutost. Uloga metana u ekološkim procesima je izuzetno velika.

"Hemijska granica ugljikovodika" - 8. Primjena. Primijenjen u obliku prirodnog plina, metan se koristi kao gorivo. Uglovi između orbitala su 109 stepeni i 28 minuta. 1. Najkarakterističnije reakcije zasićenih ugljovodonika su reakcije supstitucije. U molekulima alkana, svi atomi ugljika su u SP3 stanju - hibridizacija.

"Ograničena hemija ugljovodonika" - Tabela zasićenih ugljovodonika. Organska hemija. U laboratoriji. C2H6. Ugljični lanac stoga poprima cik-cak oblik. Ograničite unos ugljenih hidrata (alkani ili parafini). Gdje se koristi metan? Potvrda. Metan. Koja jedinjenja se nazivaju zasićeni ugljovodonici? Pitanja i zadaci. Aplikacija.

Gasne mješavine dobivene iz pratećeg plina. Prirodni gas. Prirodne plinovite mješavine ugljovodonika. Porijeklo nafte. Prema tome, zasićeni ugljikovodici sadrže maksimalan broj atoma vodika u molekuli. 1. Pojam alkana 2. Prirodni izvori 3. Nafta kao izvor 4. Prirodni gas. prirodni izvori.

"Struktura zasićenih ugljovodonika" - Sagorevanje alkana. Primjeri izomera. Homologni niz alkana. Ograničite ugljovodonike. pozitivne i negativne posljedice. svojstva metana. Karakteristike jednostruke veze. Formiranje novih znanja i vještina. Radikali. Fizička svojstva alkana. Alkanes. reakcije raspadanja. Dobivanje sintetskog gasa.

Ukupno ima 14 prezentacija u ovoj temi