Presentasi tentang topik hubungan genetik hidrokarbon. Tema pelajaran "Hubungan genetik hidrokarbon, alkohol, aldehida dan keton" Tujuan Untuk mengembangkan kemampuan menyusun rumus struktur untuk informasi ini

Pelajaran pengulangan dan generalisasi pengetahuan tentang topik "Hidrokarbon" di kelas 10 sesuai dengan program O.S. Gabriel. Ini bertujuan untuk memperbaiki masalah utama topik: nomenklatur, isomerisme, metode perolehan dan sifat-sifat hidrokarbon jenuh, tak jenuh dan aromatik. Pelajaran mencakup solusi masalah komputasi dan kualitatif, rantai transformasi. Siswa harus menyebutkan zat yang diusulkan, membuat korelasi berdasarkan kelas zat organik, memilih di antara mereka homolog dan isomer.

Unduh:

Pratinjau:

Institusi pendidikan kota

sekolah menengah 6

desa Oktyabrskaya, Wilayah Krasnodar

dalam kimia di kelas 10

pada topik:

Buka pelajaran kimia

di kelas 10 dengan topik:

« Generalisasi dan sistematisasi pengetahuan tentang topik: "Hidrokarbon".

"Deret genetik hidrokarbon".

Tujuan Pelajaran:

1. Ulangi, generalisasi, dan konsolidasikan pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh dalam mempelajari topik ini; dapat mengklasifikasikan hidrokarbon, membandingkan komposisi, struktur, sifat; membangun hubungan sebab-akibat (komposisi, struktur, properti, aplikasi).
2. Mampu menjelaskan dengan contoh penyebab keanekaragaman zat organik, kesatuan materi zat anorganik dan zat organik.
3. Mampu menyusun persamaan reaksi kimia yang mengungkapkan hubungan genetik antara hidrokarbon dari berbagai deret homolog.
4. Mengembangkan aktivitas kognitif menggunakan tugas non-standar; mengembangkan keterampilan berpikir logis, serta menarik kesimpulan; jelaskan jalannya percobaan, sorot hal utama, bandingkan, generalisasi.
5. Untuk menanamkan minat dalam kimia, untuk memperkenalkan perannya pada tahap ini.

Jenis pelajaran: pelajaran generalisasi dan sistematisasi pengetahuan yang diterima.

Metode: memecahkan masalah kualitatif dan penyelesaian, pekerjaan mandiri.

Peralatan: Model semua perwakilan hidrokarbon, tabel genetik

Hubungan Hidrokarbon.

SELAMA KELAS.

SAYA. Mengatur waktu.

Saling memberi salam, memperbaiki absensi, mengecek kesiapan pelajaran.

II. Pengenalan oleh guru.

Guru. Kami telah selesai mempelajari topik "Hidrokarbon". Hari ini dalam pelajaran kita akan menggeneralisasi pengetahuan tentang struktur, sifat, isomerisme senyawa ini.

Setiap objek dan fenomena alam dipelajari dalam hubungannya. Di antara banyak jenis koneksi, seseorang dapat memilih yang menunjukkan apa yang primer dan apa yang sekunder, bagaimana beberapa objek atau fenomena memunculkan yang lain. Jenis hubungan ini disebut genetik.

Ada hubungan genetik antara seri hidrokarbon homolog, yang ditemukan dalam proses transformasi timbal balik dari zat-zat ini.

AKU AKU AKU. Bekerja pada topik pelajaran.

1. Isu pertama yang kami pertimbangkan adalah komposisi, klasifikasi dan nomenklatur hidrokarbon.

Sebutkan golongan senyawa dan beri nama zat berikut :

Rumus zat ditulis pada poster dan dipasang di papan tulis. Siswa dari tempat tersebut secara bergantian menyebutkan nama zat dan menunjukkan kelas senyawa tersebut.

Homolog: a) dan b); g) saya saya); c) dan j)

Isomer: c) dan d); e)h) dan f)

1. Salah satu sifat umum dari hidrokarbon adalah adanya isomerisme.

Pertanyaan untuk kelas:

1. Fenomena apa yang disebut isomerisme?
2. Apa saja jenis-jenis isomerisme?
3. Hidrokarbon apa yang dicirikan oleh isomerisme spasial?
4. Hidrokarbon manakah yang menunjukkan isomerisme kelas?
5. Zat apa yang disebut homolog?

Dari zat-zat di atas, pilih a) homolog, b) isomer.

1. Guru. Ada hubungan genetik antara deret homolog, yang dapat dilacak selama transformasi timbal balik zat. Sumber hidrokarbon alam terkaya adalah minyak dan gas alam.

Untuk berpindah dari satu kelompok ke kelompok lain, digunakan proses: dehidrogenasi, hidrogenasi, sikloformasi, dan lain-lain. Yang sangat penting adalah perkembangan ilmuwan Rusia kami - N.D. Zelinsky, V.V. Markovnikov, B.A. Kazansky, M.G. Kucherov.

Solusi rantai transformasi yang mencerminkan

hubungan genetik hidrokarbon.

1. Dua orang memecahkan dua rantai di papan:

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

2- siswa hanya di bawah a)

1. Satu orang di papan memecahkan rantai tingkat kerumitan yang meningkat:

1. Sisa kelas memecahkan rantai umum, pergi ke papan secara bergantian:

CaCO 3 → CaO → CaC 2 → C 2 H 2 trimerisasi, (aksi) X + Cl2, FeCl3 A

H2, Ni Y H2O, H3PO4 B

Memeriksa rantai di belakang papan No. 1 (a dan b), No. 2.

1. Saat mempelajari topik "Hidrokarbon", masalah komputasi dan eksperimental sering diselesaikan, di mana sifat individu zat digunakan.

Memecahkan masalah kualitas.

1. Dua orang di papan memecahkan masalah berkualitas tinggi, dirancang dalam bentuk kartu individu:

Kartu 1.

Jawaban: Lewati kedua zat melalui air brom atau yodium. Dimana ada propyne-bromine air akan berubah warna.

Kartu 2.

Menjawab: Anda dapat mengenalinya dari sifat nyala api saat membakar setiap gas. Etana terbakar dengan nyala biru tidak berwarna, etilena dengan kuning cerah, dan asetilena dengan nyala berasap.

1. Semua orang (yang ingin) memecahkan masalah kualitas di papan utama dengan dukungan kelas:

Kartu 3.

Satu silinder berisi metana dan propena. Bagaimana cara memisahkan campuran ini? Tuliskan reaksi yang sesuai.

Menjawab . Air brom dilewatkan melalui campuran gas:

Metana murni tetap sebagai gas. 1,2-dibromopropana yang dihasilkan diperlakukan dengan seng:

Propena murni dilepaskan sebagai gas.

Solusi dari masalah perhitungan.

1. Dua orang di papan memecahkan masalah pada kartu:

Kartu 1.

Kartu 2.

1. Satu orang bersama-sama dengan kelas memecahkan masalah di papan utama:

Kartu 3.

Saat membakar 4,4 g hidrokarbon yang tidak diketahui, 6,72 liter karbon dioksida dan 7,2 g air dilepaskan. Turunkan rumus untuk hidrokarbon ini jika kerapatan relatifnya terhadap hidrogen adalah 22.

Mengecek penyelesaian soal dari kartu 1 dan 2.

IV. Analisis nilai untuk pelajaran.

V Pekerjaan rumah:ulangi semuanya pada topik "Hidrokarbon" + selesaikan rantai transformasi: CO 2

CH 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 + HNO3 A

H2SO4

C6H5Cl

Kartu 1.

Dua tangki berisi propana dan propina. Tentukan zat menggunakan reaksi kualitatif, konfirmasikan dengan persamaan reaksi.

Kartu 2.

Tiga wadah berisi etana, etena dan etin. Bagaimana mengenali gas mana yang terletak di mana. Tulis persamaan untuk reaksi yang sesuai.

Kartu 1.

Tentukan rumus molekul hidrokarbon jika diketahui mengandung 80% karbon, 20% hidrogen, dan kerapatan uap relatif di udara adalah 1,034.

Kartu 2.

Hitung massa etil alkohol 96%, yang dapat diperoleh dengan reaksi hidrasi etilen dengan volume 67,2 liter.

Pratinjau:

Untuk menggunakan pratinjau presentasi, buat akun Google (akun) dan masuk: https://accounts.google.com

Teks slide:

Buka pelajaran kimia di kelas 10 Deret Genetika Hidrokarbon. Generalisasi dan sistematisasi pengetahuan

1. Ulangi, rangkum, dan konsolidasikan pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh dalam mempelajari topik ini; dapat mengklasifikasikan hidrokarbon, membandingkan komposisi, struktur, sifat; membangun hubungan sebab-akibat (komposisi, struktur, properti, aplikasi). 2. Mampu menyusun persamaan reaksi kimia yang mengungkapkan hubungan genetik antara hidrokarbon dari berbagai deret homolog. Tujuan Pelajaran:

Setiap objek dan fenomena alam dipelajari dalam hubungannya. Di antara banyak jenis koneksi, seseorang dapat memilih yang menunjukkan apa yang primer dan apa yang sekunder, bagaimana beberapa objek atau fenomena memunculkan yang lain. Jenis hubungan ini disebut genetik. Ada hubungan genetik antara seri hidrokarbon homolog, yang ditemukan dalam proses transformasi timbal balik dari zat-zat ini.

Tema pelajaran "Hubungan genetik hidrokarbon, alkohol, aldehida dan keton" Tujuan Untuk mengembangkan kemampuan menyusun rumus struktur untuk informasi ini. Untuk membentuk keterampilan menerapkan rantai transformasi zat organik. Meningkatkan pengetahuan tentang klasifikasi dan tata nama zat organik.

Program kegiatan "Kompilasi rumus struktur suatu zat dari informasi ini" 1) Terjemahkan informasi ini ke dalam bahasa skema. 2) Asumsikan kelas koneksi. 3) Tentukan kelas senyawa dan rumus strukturnya. 4) Tulis persamaan reaksi yang sedang berlangsung.

Program kegiatan: “Implementasi mata rantai transformasi” 1). Daftar reaksi kimia. 2).Menentukan dan menandatangani kelas masing-masing zat dalam rantai transformasi. 3) Analisis rantai: A) Di atas tanda panah, tuliskan rumus reagen dan kondisi reaksi; B) Di bawah panah, tulis rumus untuk produk tambahan dengan tanda minus. 4) Tuliskan persamaan reaksinya: A) Susunlah koefisien-koefisiennya; b. Namakan produk dari reaksi tersebut.

Klasifikasi senyawa organik menurut struktur rantai karbon 1. Bergantung pada sifat kerangka karbon, asiklik (senyawa linier dan bercabang dan siklik) dibedakan.Senyawa asiklik (alifatik, non-siklik) - senyawa yang memiliki bukaan UC linier atau bercabang sering disebut normal.mengandung molekul tertutup dalam siklus UC

Klasifikasi atom karbon individu Dalam kerangka karbon itu sendiri, biasanya untuk mengklasifikasikan atom karbon individu menurut jumlah atom karbon yang terikat secara kimia. Jika atom karbon tertentu terikat pada satu atom karbon, maka itu disebut primer, dengan dua - sekunder, tiga - tersier dan empat - Kuarter. Dalam kerangka karbon itu sendiri, biasanya untuk mengklasifikasikan atom karbon individu dengan jumlah atom karbon yang terikat secara kimia. Jika atom karbon tertentu terikat pada satu atom karbon, maka itu disebut primer, dengan dua - sekunder, tiga - tersier dan empat - Kuarter. Apa nama atom karbon yang digambarkan: Apa nama atom karbon yang digambarkan: a) di dalam lingkaran _________________; b) di dalam alun-alun _________; c) di dalam hati __________________; d) di dalam segitiga _________________;

Topik: "Hubungan genetik hidrokarbon dan turunannya."

Target:

mempertimbangkan hubungan genetik antara jenis hidrokarbon dan kelas senyawa organik;

menggeneralisasi dan mensistematisasikan pengetahuan siswa tentang hidrokarbon dan turunannya berdasarkan perbandingan sifat-sifatnya.

pengembangan pemikiran logis, berdasarkan kimia hidrokarbon dan turunannya.

pembentukan keterampilan pendidikan mandiri pada siswa.

Tujuan pelajaran:

mengembangkan kemampuan siswa untuk menetapkan tujuan, merencanakan kegiatan mereka di kelas;

mengembangkan pemikiran logis siswa (dengan membangun hubungan genetik antara berbagai kelas hidrokarbon, mengajukan hipotesis tentang sifat kimia zat organik yang tidak dikenal);

mengembangkan kemampuan siswa untuk membandingkan (menggunakan contoh membandingkan sifat kimia hidrokarbon);

mengembangkan kompetensi informasi dan kognitif siswa;

mengembangkan pidato kimia siswa, kemampuan untuk menjawab pertanyaan secara masuk akal,

untuk mengembangkan kemampuan komunikasi siswa, untuk menumbuhkan kemampuan mendengarkan jawaban teman sekelas.

Jenis pelajaran:

sesuai dengan tujuan didaktik - meningkatkan pengetahuan,

menurut metode organisasi - generalisasi.

Metode:

lisan (percakapan),

praktis - menyusun skema transformasi dan implementasinya,

melakukan pekerjaan mandiri.

Guru:

Kimia organik- ilmu zat vital.
Hidrokarbon sangat penting bagi industri modern, teknologi, dan kehidupan sehari-hari masyarakat. Zat-zat ini, baik dalam keadaan masing-masing maupun dalam bentuk campuran alami (gas, minyak, batu bara), berfungsi sebagai bahan baku untuk produksi puluhan ribu senyawa organik yang lebih kompleks, membawa kehangatan dan cahaya ke rumah kita.

presentasi multimedia

Dalam kehidupan kita, zat organik menempati tempat yang sangat besar. Saat ini ada lebih dari 20 juta dari mereka. Tanpa mereka, banyak hal yang akrab akan hilang dari kehidupan sehari-hari: produk plastik dan karet, bahan kimia rumah tangga, kosmetik. Setiap hari semakin banyak zat baru yang disintesis. Tidak mungkin untuk mengetahui segala sesuatu tentang segala sesuatu. Tetapi orang dapat memahami hukum dasar yang berlaku dalam transformasi zat organik.

Yang sangat penting adalah perkembangan ilmuwan Rusia kami - N.D. Zelinsky, V.V. Markovnikov, B.A. Kazansky, M.G. Kucherov.

Guru:
Kelas hidrokarbon apa yang Anda ketahui, hubungi segera dengan rumus umum.

Tabel "Klasifikasi zat"

Jawablah pertanyaan:

Guru:

Bagaimana berbagai jenis hidrokarbon berbeda dalam komposisi?

siswa(jumlah atom hidrogen)

Guru:

Reaksi apa yang harus dilakukan untuk mendapatkan yang lain dari satu jenis hidrokarbon?

Siswa:

(Reaksi hidrogenasi atau dehidrogenasi.

Ini adalah bagaimana sebagian besar transisi dapat dilakukan, namun metode memperoleh hidrokarbon ini tidak universal. Panah pada diagram menunjukkan hidrokarbon yang dapat langsung diubah menjadi satu sama lain dengan satu reaksi).

Guru:

Secara skema terlihat seperti ini:

Latihan: untuk mengkonsolidasikan materi yang dipelajari, lakukan beberapa rantai transformasi. Tentukan jenis masing-masing reaksi:

Guru: Anda tahu bahwa ada hubungan genetik tidak hanya antara hidrokarbon, tetapi juga antara turunannya - zat organik yang mengandung oksigen, yang diperoleh secara komersial dari produk pemrosesan minyak, gas, dan batu bara. Mari kita ungkapkan hubungan ini dengan menggunakan contoh rantai transformasi:

Siswa bekerja di papan tulis interaktif.

Hal ini memungkinkan untuk melakukan sintesis yang ditargetkan dari senyawa tertentu menggunakan sejumlah reaksi kimia yang diperlukan (rantai transformasi)

Potongan video.

Tugas: buat persamaan reaksi, tunjukkan kondisi jalannya dan jenis reaksi.

Kesimpulan: Hari ini dalam pelajaran - pada contoh hubungan genetik zat organik dari seri homolog yang berbeda, kami melihat dan membuktikan dengan bantuan transformasi - kesatuan kesatuan materi dunia.

Pekerjaan rumah:

Untuk menyelesaikan tugas: Diberikan 2 mol etil alkohol.

Berapa banyak 1 baris yang terbentuk - satu gram dibromoetana;
2 baris - liter karbon dioksida
Baris ke-3 - gram etilen glikol;

Tinjau topik tentang homologi dan isomerisme: merumuskan rumus untuk satu dan dua isomer komposisi.

Sematkan kode

Dalam kontak dengan

Teman sekelas

Telegram

Ulasan

Tambahkan ulasan Anda

geser 2

Hubungan antara kelas zat dinyatakan oleh rantai genetik

• Deret genetik adalah pelaksanaan transformasi kimia, sehingga zat dari kelas lain dapat diperoleh dari zat dari satu kelas.
• Untuk melakukan transformasi genetik, Anda perlu mengetahui:
• kelas zat;
• nomenklatur zat;
• sifat zat;
• jenis reaksi;
• reaksi nominal, misalnya sintesis Wurtz:

Lihat semua slide

Abstrak

Apa itu nano?�

.�

geser 3

geser 4

geser 5

geser 6

Geser 7

Geser 9

Geser 10

geser 11

geser 12

geser 13

Geser 14

Video demonstrasi.

geser 15

geser 16

Geser 17

Geser 18

Geser 19

Geser 20

geser 21

geser 22

geser 23

geser 24

Geser 25

Apa itu nano?�

Teknologi baru adalah apa yang menggerakkan umat manusia maju di jalurnya menuju kemajuan.�

Maksud dan tujuan dari pekerjaan ini adalah perluasan dan peningkatan pengetahuan siswa tentang dunia di sekitar mereka, pencapaian dan penemuan baru. Pembentukan keterampilan perbandingan, generalisasi. Kemampuan menonjolkan hal utama, pengembangan minat kreatif, pendidikan kemandirian dalam mencari materi.

Awal abad 21 ditandai dengan nanoteknologi yang menggabungkan biologi, kimia, IT, dan fisika.

Dalam beberapa tahun terakhir, laju kemajuan ilmiah dan teknologi telah menjadi tergantung pada penggunaan benda berukuran nanometer yang dibuat secara artifisial. Zat dan objek yang dibuat berdasarkan ukuran 1-100 nm disebut nanomaterial, dan metode produksi dan penggunaannya disebut nanoteknologi. Dengan mata telanjang, seseorang dapat melihat sebuah objek dengan diameter sekitar 10 ribu nanometer.

Dalam arti luas, nanoteknologi adalah penelitian dan pengembangan pada tingkat atom, molekul dan makromolekul dalam skala satu sampai seratus nanometer; pembuatan dan penggunaan struktur, perangkat, dan sistem buatan, yang, karena ukurannya yang sangat kecil, pada dasarnya memiliki sifat dan fungsi baru; manipulasi materi pada skala atom jarak.

geser 3

Teknologi menentukan kualitas hidup kita masing-masing dan kekuatan negara tempat kita hidup.

Revolusi Industri yang dimulai pada industri tekstil memacu perkembangan teknologi kereta api.

Di masa depan, pertumbuhan transportasi berbagai barang menjadi tidak mungkin tanpa teknologi baru di industri otomotif. Dengan demikian, setiap teknologi baru menyebabkan lahir dan berkembangnya teknologi terkait.

Periode waktu sekarang di mana kita hidup disebut revolusi atau informasi ilmiah dan teknologi. Awal revolusi informasi bertepatan dengan perkembangan teknologi komputer, yang tanpanya kehidupan masyarakat modern tidak lagi terbayangkan.

Perkembangan teknologi komputer selalu dikaitkan dengan miniaturisasi elemen rangkaian elektronik. Saat ini, ukuran satu elemen logis (transistor) dari sirkuit komputer adalah sekitar 10-7 m, dan para ilmuwan percaya bahwa miniaturisasi lebih lanjut dari elemen komputer hanya mungkin jika teknologi khusus yang disebut "teknologi nano" dikembangkan.

geser 4

Diterjemahkan dari bahasa Yunani, kata "nano" berarti kerdil, kerdil. Satu nanometer (nm) adalah sepersejuta meter (10-9 m). nanometer sangat kecil. Satu nanometer adalah beberapa kali kurang dari satu meter karena ketebalan jari kurang dari diameter Bumi. Kebanyakan atom berdiameter antara 0,1 dan 0,2 nm, dan untai DNA tebalnya sekitar 2 nm. Diameter sel darah merah adalah 7000 nm, dan ketebalan rambut manusia adalah 80.000 nm.

Pada gambar, dari kiri ke kanan, dalam urutan peningkatan ukuran, berbagai objek ditampilkan - dari atom hingga tata surya. Manusia telah belajar untuk mengambil manfaat dari benda-benda dengan berbagai ukuran. Kita dapat membagi inti atom, mengekstraksi energi atom. Melalui reaksi kimia, kita memperoleh molekul dan zat baru dengan sifat unik. Dengan bantuan alat khusus, seseorang telah belajar membuat objek - dari kepala peniti hingga struktur besar yang terlihat bahkan dari luar angkasa.

Tetapi jika Anda melihat gambar dengan cermat, Anda dapat melihat bahwa ada rentang yang cukup besar (dalam skala logaritmik), di mana para ilmuwan belum menginjakkan kaki untuk waktu yang lama - antara seratus nanometer dan 0,1 nm. Nanoteknologi harus bekerja dengan objek mulai dari ukuran 0,1 nm hingga 100 nm. Dan ada banyak alasan untuk percaya bahwa adalah mungkin untuk membuat dunia nano bekerja untuk kita.

Nanoteknologi menggunakan pencapaian terbaru dalam bidang kimia, fisika, dan biologi.

geser 5

Studi terbaru menunjukkan bahwa di Mesir kuno, nanoteknologi digunakan untuk mewarnai rambut menjadi hitam. Untuk melakukan ini, pasta kapur Ca(OH)2, timbal oksida, dan air digunakan. Dalam proses pewarnaan, nanopartikel timbal sulfida (galena) diperoleh, sebagai hasil interaksi dengan belerang, yang merupakan bagian dari keratin, yang memastikan pewarnaan seragam dan stabil.

British Museum memegang "Lycurgus Cup" (dinding piala menggambarkan adegan dari kehidupan legislator Spartan yang hebat ini), dibuat oleh pengrajin Romawi kuno - itu berisi partikel mikroskopis emas dan perak yang ditambahkan ke kaca. Di bawah pencahayaan yang berbeda, piala berubah warna - dari merah tua menjadi emas muda. Teknologi serupa digunakan untuk membuat jendela kaca patri di katedral Eropa abad pertengahan.

Saat ini, para ilmuwan telah membuktikan bahwa ukuran partikel ini adalah dari 50 hingga 100 nm.

geser 6

Pada tahun 1661, ahli kimia Irlandia Robert Boyle menerbitkan sebuah artikel di mana ia mengkritik pernyataan Aristoteles bahwa segala sesuatu di Bumi terdiri dari empat elemen - air, tanah, api, dan udara (dasar filosofis dari fondasi alkimia, kimia, dan fisika saat itu). Boyle berpendapat bahwa segala sesuatu terdiri dari "sel darah" - bagian ultra-kecil yang, dalam kombinasi yang berbeda, membentuk berbagai zat dan benda. Selanjutnya, ide Democritus dan Boyle diterima oleh komunitas ilmiah.

Pada 1704, Isaac Newton membuat saran tentang studi misteri sel darah;

Pada tahun 1959, fisikawan Amerika Richard Feynman menyatakan: "Untuk saat ini, kita terpaksa menggunakan struktur atom yang ditawarkan alam kepada kita." "Tetapi pada prinsipnya seorang fisikawan dapat mensintesis zat apa pun dengan rumus kimia tertentu."

Pada tahun 1959, Norio Taniguchi pertama kali menggunakan istilah "nanoteknologi";

Pada tahun 1980, Eric Drexler menggunakan istilah tersebut.

Geser 7

Richard Phillips Feyman (1918-1988), fisikawan Amerika. Salah satu pendiri elektrodinamika kuantum, Pemenang Hadiah Nobel Fisika tahun 1965.

Ceramah Feynman yang terkenal, yang dikenal sebagai "Masih banyak ruang di bawah sana," saat ini dianggap sebagai titik awal dalam perjuangan untuk menaklukkan dunia nano. Ini pertama kali dibaca di Caltech pada tahun 1959. Kata "di bawah" dalam judul kuliah berarti "dunia yang sangat kecil".

Nanoteknologi muncul sebagai bidang ilmu tersendiri dan berkembang menjadi proyek teknis jangka panjang setelah analisis rinci oleh ilmuwan Amerika Eric Drexler pada awal 1980-an dan penerbitan bukunya Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology.

Geser 9

Perangkat pertama yang memungkinkan untuk mengamati objek nano dan memindahkannya adalah mikroskop probe pemindaian - mikroskop kekuatan atom dan mikroskop tunneling pemindaian yang beroperasi dengan prinsip yang sama. Mikroskop gaya atom (AFM) dikembangkan oleh Gerd Binnig dan Heinrich Rohrer, yang dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1986 untuk studi ini.

Geser 10

Dasar dari AFM adalah probe, biasanya terbuat dari silikon dan mewakili pelat-konsol tipis (disebut kantilever, dari kata bahasa Inggris "kantilever" - konsol, balok). Di ujung kantilever adalah paku yang sangat tajam, berakhir pada sekelompok satu atau lebih atom. Bahan utamanya adalah silikon dan silikon nitrida.

Saat microprobe bergerak di sepanjang permukaan sampel, ujung spike naik dan turun, menguraikan microrelief permukaan, seperti jarum gramofon meluncur di atas piringan hitam. Di ujung kantilever yang menonjol ada platform cermin, di mana sinar laser jatuh dan dari mana sinar laser dipantulkan. Saat lonjakan turun dan naik pada permukaan yang tidak rata, sinar yang dipantulkan dibelokkan, dan defleksi ini direkam oleh fotodetektor, dan gaya yang menyebabkan lonjakan tertarik ke atom terdekat direkam oleh sensor piezoelektrik.

Data sensor fotodetektor dan piezoelektrik digunakan dalam sistem umpan balik. Akibatnya, dimungkinkan untuk membangun relief tiga dimensi dari permukaan sampel secara real time.

geser 11

Kelompok lain dari mikroskop probe pemindaian menggunakan apa yang disebut "efek terowongan" mekanika kuantum untuk membangun topografi permukaan. Inti dari efek terowongan adalah bahwa arus listrik antara jarum logam tajam dan permukaan yang terletak pada jarak sekitar 1 nm mulai bergantung pada jarak ini - semakin kecil jaraknya, semakin besar arusnya. Jika tegangan 10 V diterapkan antara jarum dan permukaan, maka arus "tunneling" ini bisa dari 10 pA hingga 10 nA. Dengan mengukur arus ini dan menjaganya agar tetap konstan, jarak antara jarum dan permukaan juga dapat dijaga konstan. Ini memungkinkan Anda membuat profil permukaan tiga dimensi. Tidak seperti mikroskop gaya atom, mikroskop tunneling pemindaian hanya dapat mempelajari permukaan logam atau semikonduktor.

Mikroskop tunneling pemindaian dapat digunakan untuk memindahkan atom apa pun ke titik yang dipilih oleh operator. Dengan demikian, dimungkinkan untuk memanipulasi atom dan membuat struktur nano, mis. struktur di permukaan, memiliki dimensi orde nanometer. Kembali pada tahun 1990, karyawan IBM menunjukkan bahwa ini mungkin dengan menambahkan nama perusahaan mereka pada pelat nikel dari 35 atom xenon.

Diferensial bevel menghiasi halaman utama situs web Institute of Molecular Manufacturing. Disusun oleh E. Drexler dari atom hidrogen, karbon, silikon, nitrogen, fosfor, hidrogen dan belerang dengan jumlah total 8298. Perhitungan komputer menunjukkan bahwa keberadaan dan fungsinya tidak bertentangan dengan hukum fisika.

geser 12

Kelas siswa bacaan di kelas nanoteknologi Universitas Pedagogis Negeri Rusia dinamai A.I. Herzen.

geser 13

Struktur nano dapat dirakit tidak hanya dari atom individu atau molekul tunggal, tetapi blok molekul. Blok atau elemen tersebut untuk membuat struktur nano adalah graphene, nanotube karbon dan fullerene.

Geser 14

1985 Richard Smalley, Robert Curl dan Harold Kroto menemukan fullerene, untuk pertama kalinya mampu mengukur objek 1 nm.

Fullerene adalah molekul yang terdiri dari 60 atom yang tersusun dalam bentuk bola. Pada tahun 1996, sekelompok ilmuwan dianugerahi Hadiah Nobel.

Video demonstrasi.

geser 15

Aluminium dengan aditif kecil (tidak lebih dari 1%) fullerene memperoleh kekerasan baja.

geser 16

Grafena adalah lembaran datar tunggal atom karbon yang dihubungkan bersama untuk membentuk kisi, yang setiap selnya menyerupai sarang lebah. Jarak antara atom karbon terdekat dalam graphene adalah sekitar 0,14 nm.

Bola cahaya adalah atom karbon, dan batang di antaranya adalah ikatan yang menahan atom dalam lembaran graphene.

Geser 17

Grafit, yang terbuat dari pensil biasa, adalah tumpukan lembaran graphene. Grafena dalam grafit sangat buruk terikat dan dapat meluncur relatif satu sama lain. Oleh karena itu, jika Anda menggambar grafit di atas kertas, maka lembaran graphene yang bersentuhan dengannya dipisahkan dari grafit dan tetap berada di atas kertas. Ini menjelaskan mengapa grafit dapat ditulis.

Geser 18

Dendrimer adalah salah satu jalan menuju nanoworld dalam arah "bottom-up".

Polimer mirip pohon adalah struktur nano dengan ukuran mulai dari 1 hingga 10 nm, dibentuk dengan menggabungkan molekul dengan struktur bercabang. Sintesis dendrimer merupakan salah satu nanoteknologi yang erat kaitannya dengan kimia polimer. Seperti semua polimer, dendrimer terdiri dari monomer, dan molekul monomer ini memiliki struktur bercabang.

Rongga yang diisi dengan zat yang dengannya dendrimer terbentuk dapat terbentuk di dalam dendrimer. Jika dendrimer disintesis dalam larutan yang mengandung obat, maka dendrimer ini menjadi nanokapsul dengan obat ini. Selain itu, rongga di dalam dendrimer mungkin mengandung zat berlabel radioaktif yang digunakan untuk mendiagnosis berbagai penyakit.

Geser 19

Dalam 13% kasus, orang meninggal karena kanker. Penyakit ini membunuh sekitar 8 juta orang di seluruh dunia setiap tahun. Banyak jenis kanker yang masih dianggap tidak dapat disembuhkan. Studi ilmiah menunjukkan bahwa penggunaan nanoteknologi dapat menjadi alat yang ampuh dalam memerangi penyakit ini. Dendrimers - kapsul dengan racun untuk sel kanker

Sel kanker membutuhkan banyak asam folat untuk membelah dan tumbuh. Oleh karena itu, molekul asam folat melekat sangat baik pada permukaan sel kanker, dan jika kulit terluar dendrimer mengandung molekul asam folat, maka dendrimer tersebut secara selektif hanya akan melekat pada sel kanker. Dengan bantuan dendrimer tersebut, sel kanker dapat terlihat jika beberapa molekul lain melekat pada cangkang dendrimer, yang bersinar, misalnya, di bawah sinar ultraviolet. Dengan menempelkan obat yang membunuh sel kanker ke kulit terluar dendrimer, seseorang tidak hanya dapat mendeteksinya, tetapi juga membunuhnya.

Menurut para ilmuwan, dengan bantuan nanoteknologi, sensor mikroskopis dapat tertanam dalam sel darah manusia yang memperingatkan tanda-tanda pertama perkembangan penyakit.

Geser 20

Titik kuantum sudah menjadi alat yang berguna bagi ahli biologi untuk melihat struktur yang berbeda di dalam sel hidup. Berbagai struktur seluler sama-sama transparan dan tidak ternoda. Oleh karena itu, jika Anda melihat sel melalui mikroskop, maka tidak ada apa pun kecuali ujungnya yang terlihat. Untuk membuat struktur sel tertentu terlihat, titik-titik kuantum dengan berbagai ukuran telah dibuat yang dapat menempel pada struktur intraseluler tertentu.

Molekul direkatkan pada cahaya hijau terkecil yang bersinar, yang mampu menempel pada mikrotubulus yang membentuk kerangka bagian dalam sel. Titik kuantum berukuran sedang dapat menempel pada membran aparatus Golgi, sedangkan yang terbesar dapat menempel pada inti sel. Sel dicelupkan ke dalam larutan yang berisi semua titik kuantum ini dan disimpan di dalamnya untuk sementara waktu, mereka masuk ke dalam dan menempel di tempat yang mereka bisa. Setelah itu, sel dibilas dalam larutan yang tidak mengandung titik kuantum dan di bawah mikroskop. Struktur seluler menjadi terlihat jelas.

Merah adalah intinya; hijau - mikrotubulus; kuning - aparatus Golgi.

geser 21

Titanium dioksida, TiO2, adalah senyawa titanium paling umum di bumi. Bubuknya memiliki warna putih yang mempesona dan oleh karena itu digunakan sebagai pewarna dalam pembuatan cat, kertas, pasta gigi dan plastik. Alasannya adalah indeks bias yang sangat tinggi (n=2,7).

Titanium oksida TiO2 memiliki aktivitas katalitik yang sangat kuat - mempercepat jalannya reaksi kimia. Dengan adanya radiasi ultraviolet, ia memecah molekul air menjadi radikal bebas - gugus hidroksil OH- dan anion superoksida O2- dengan aktivitas tinggi sehingga senyawa organik terurai menjadi karbon dioksida dan air.

Aktivitas katalitik meningkat seiring dengan penurunan ukuran partikel, sehingga digunakan untuk menjernihkan air, udara, dan berbagai permukaan dari senyawa organik yang biasanya berbahaya bagi manusia.

Fotokatalis dapat dimasukkan dalam komposisi beton jalan, yang akan meningkatkan ekologi di sekitar jalan. Selain itu, diusulkan untuk menambahkan bubuk dari nanopartikel ini ke bahan bakar otomotif, yang juga harus mengurangi kandungan pengotor berbahaya dalam gas buang.

Sebuah film nanopartikel titanium dioksida disimpan pada kaca transparan dan tidak terlihat oleh mata. Namun, kaca seperti itu, di bawah pengaruh sinar matahari, mampu membersihkan sendiri dari kontaminan organik, mengubah kotoran organik menjadi karbon dioksida dan air. Kaca yang diolah dengan nanopartikel titanium oksida tidak memiliki noda berminyak dan karenanya dibasahi dengan baik oleh air. Akibatnya, kabut kaca seperti itu berkurang, karena tetesan air segera menyebar di sepanjang permukaan kaca, membentuk film transparan tipis.

Titanium dioksida berhenti bekerja di dalam ruangan, karena. Dalam cahaya buatan, praktis tidak ada radiasi ultraviolet. Namun, para ilmuwan percaya bahwa dengan sedikit mengubah strukturnya, akan memungkinkan untuk membuatnya sensitif terhadap bagian spektrum matahari yang terlihat. Berdasarkan nanopartikel tersebut, dimungkinkan untuk membuat pelapis, misalnya, untuk ruang toilet, sehingga kandungan bakteri dan bahan organik lainnya pada permukaan toilet dapat dikurangi beberapa kali.

Karena kemampuannya menyerap radiasi ultraviolet, titanium dioksida sudah digunakan dalam pembuatan tabir surya, seperti krim. Produsen krim mulai menggunakannya dalam bentuk nanopartikel, yang sangat kecil sehingga memberikan transparansi tabir surya yang hampir mutlak.

geser 22

Nanograss pembersih diri dan "efek lotus"

Nanoteknologi memungkinkan untuk membuat permukaan yang mirip dengan sikat mikro pijat. Permukaan seperti itu disebut nanograss, dan itu adalah satu set kawat nano paralel (nanorods) dengan panjang yang sama, terletak pada jarak yang sama satu sama lain.

Setetes air, jatuh di nanograss, tidak dapat menembus di antara nanograss, karena hal ini dicegah oleh tegangan permukaan yang tinggi dari cairan.

Untuk membuat keterbasahan nanograss lebih kecil, permukaannya ditutupi dengan lapisan tipis polimer hidrofobik. Dan kemudian tidak hanya air, tetapi juga partikel apa pun tidak akan pernah menempel pada rumput nano, karena. menyentuhnya hanya di beberapa titik. Oleh karena itu, partikel kotoran yang ada di permukaan yang dilapisi nanovilli jatuh sendiri atau terbawa oleh tetesan air yang bergulir.

Pembersihan diri dari permukaan yang lembut dari partikel kotoran disebut "efek lotus", karena. bunga dan daun teratai tetap murni meskipun air di sekitarnya keruh dan kotor. Ini terjadi karena daun dan bunga tidak dibasahi dengan air, sehingga tetesan air menggelinding seperti bola merkuri, tidak meninggalkan jejak dan membersihkan semua kotoran. Bahkan tetesan lem dan madu gagal menempel di permukaan daun teratai.

Ternyata seluruh permukaan daun teratai tertutup rapat dengan jerawat mikro setinggi sekitar 10 mikron, dan jerawat itu sendiri, pada gilirannya, ditutupi dengan mikrovili yang lebih kecil lagi. Penelitian telah menunjukkan bahwa semua jerawat mikro dan vili ini terbuat dari lilin, yang diketahui memiliki sifat hidrofobik, membuat permukaan daun teratai terlihat seperti rumput nano. Ini adalah struktur jerawat dari permukaan daun teratai yang secara signifikan mengurangi keterbasahannya. Sebagai perbandingan, permukaan daun magnolia yang relatif halus, yang tidak memiliki kemampuan untuk membersihkan sendiri.

Dengan demikian, nanoteknologi memungkinkan untuk membuat lapisan dan bahan yang dapat membersihkan sendiri yang juga memiliki sifat anti air. Bahan yang terbuat dari kain tersebut tetap selalu bersih. Kaca depan yang membersihkan sendiri sudah diproduksi, permukaan luarnya ditutupi dengan nanovilli. Pada kaca seperti itu, "wiper" tidak ada hubungannya. Ada pelek permanen bersih untuk roda mobil di pasaran, pembersihan sendiri menggunakan "efek lotus", dan bahkan sekarang dimungkinkan untuk mengecat bagian luar rumah dengan cat yang tidak menempel kotoran.

Dari poliester yang dilapisi dengan banyak serat silikon kecil, ilmuwan Swiss berhasil membuat bahan tahan air.

geser 23

Kawat nano disebut kawat dengan diameter orde nanometer, terbuat dari logam, semikonduktor atau dielektrik. Panjang kawat nano seringkali dapat melebihi diameternya dengan faktor 1000 atau lebih. Oleh karena itu, kawat nano sering disebut struktur satu dimensi, dan diameternya yang sangat kecil (sekitar 100 ukuran atom) memungkinkan untuk mewujudkan berbagai efek mekanika kuantum. Kawat nano tidak ada di alam.

Sifat listrik dan mekanik yang unik dari kawat nano menciptakan prasyarat untuk penggunaannya dalam perangkat nanoelektronik dan nanoelektromekanis di masa depan, serta elemen material komposit dan biosensor baru.

geser 24

Tidak seperti transistor, miniaturisasi baterai sangat lambat. Ukuran baterai galvanik, dikurangi menjadi satu unit daya, telah berkurang selama 50 tahun terakhir hanya 15 kali, dan ukuran transistor telah berkurang selama waktu yang sama lebih dari 1000 kali dan sekarang sekitar 100 nm. Diketahui bahwa ukuran sirkuit elektronik otonom sering ditentukan bukan oleh pengisian elektroniknya, tetapi oleh ukuran sumber arus. Pada saat yang sama, semakin pintar perangkat elektronik, semakin besar baterai yang dibutuhkan. Oleh karena itu, untuk miniaturisasi perangkat elektronik lebih lanjut, perlu dikembangkan jenis baterai baru. Di sini sekali lagi, nanoteknologi membantu.

Toshiba pada tahun 2005 membuat prototipe baterai isi ulang lithium-ion, elektroda negatif yang dilapisi dengan nanocrystals lithium titanate, sebagai akibatnya area elektroda meningkat beberapa puluh kali lipat. Baterai baru ini mampu mencapai 80% dari kapasitasnya hanya dalam satu menit pengisian daya, sementara baterai lithium-ion konvensional mengisi daya dengan kecepatan 2-3% per menit dan membutuhkan waktu satu jam untuk terisi penuh.

Selain tingkat pengisian ulang yang tinggi, baterai yang mengandung elektroda nanopartikel memiliki masa pakai yang lebih lama: setelah 1000 siklus pengisian / pengosongan, hanya 1% dari kapasitasnya yang hilang, dan total masa pakai baterai baru lebih dari 5 ribu siklus. Namun, baterai ini dapat beroperasi pada suhu hingga -40 ° C, sementara hanya kehilangan 20% daya, dibandingkan dengan 100% untuk baterai modern pada umumnya yang sudah pada -25 ° C.

Sejak 2007, baterai dengan elektroda nanopartikel konduktif telah beredar di pasaran, yang dapat dipasang pada kendaraan listrik. Baterai lithium-ion ini mampu menyimpan energi hingga 35 kWh, mengisi daya hingga kapasitas maksimum hanya dalam 10 menit. Sekarang jangkauan mobil listrik dengan baterai seperti itu adalah 200 km, tetapi model berikutnya dari baterai ini telah dikembangkan, yang memungkinkan peningkatan jarak tempuh mobil listrik hingga 400 km, yang hampir sebanding dengan jarak tempuh maksimum mobil bensin. (dari pengisian bahan bakar ke pengisian bahan bakar).

Geser 25

Agar satu zat masuk ke dalam reaksi kimia dengan yang lain, kondisi tertentu diperlukan, dan sangat sering tidak mungkin untuk menciptakan kondisi seperti itu. Oleh karena itu, sejumlah besar reaksi kimia hanya ada di atas kertas. Untuk implementasinya, katalis diperlukan - zat yang berkontribusi pada reaksi, tetapi tidak berpartisipasi di dalamnya.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa permukaan bagian dalam nanotube karbon juga memiliki aktivitas katalitik yang besar. Mereka percaya bahwa ketika lembaran "grafit" atom karbon digulung ke dalam tabung, konsentrasi elektron pada permukaan bagian dalamnya menjadi kurang. Ini menjelaskan kemampuan permukaan bagian dalam nanotube untuk melemahkan, misalnya, ikatan antara oksigen dan atom karbon dalam molekul CO, menjadi katalis untuk oksidasi CO menjadi CO2.

Untuk menggabungkan kemampuan katalitik karbon nanotube dan logam transisi, nanopartikel dari mereka diperkenalkan di dalam nanotube (Ternyata nanokompleks katalis ini mampu memulai reaksi yang hanya diimpikan - sintesis langsung etil alkohol dari gas sintesis ( campuran karbon monoksida dan hidrogen) yang diperoleh dari gas alam, batubara dan bahkan biomassa.

Faktanya, manusia selalu mencoba bereksperimen dengan nanoteknologi tanpa menyadarinya. Kami belajar tentang ini di awal kenalan kami, mendengar konsep nanoteknologi, mempelajari sejarah dan nama-nama ilmuwan yang memungkinkan untuk membuat lompatan kualitatif dalam pengembangan teknologi, berkenalan dengan teknologi itu sendiri, dan bahkan mendengar sejarah penemuan fullerene dari penemunya, pemenang Hadiah Nobel Richard Smalley.

Teknologi menentukan kualitas hidup kita masing-masing dan kekuatan negara tempat kita hidup.

Pengembangan lebih lanjut dari arah ini tergantung pada Anda.

"Sifat Alkana" - Alkana. Baca informasi dalam paragraf. nomenklatur IUPAC. Koneksi. Sifat fisika alkana. Kami memecahkan masalah. Alkena dan alkuna. Sumber alami hidrokarbon. Batasi hidrokarbon. Halogenasi metana. Tata nama. Gas alam sebagai bahan bakar. Hidrogen. Sifat kimia alkana. Varian latihan khusus.

"Metana" - Pertolongan pertama untuk asfiksia berat: pemindahan korban dari atmosfer berbahaya. metana. Seringkali konsentrasi dinyatakan dalam bagian per juta atau miliar. Sejarah penemuan metana di atmosfer sangat singkat. Peningkatan kandungan metana dan nitrogen trifluorida di atmosfer bumi menimbulkan kekhawatiran. Peran metana dalam proses ekologi sangat besar.

"Batas Kimia Hidrokarbon" - 8. Aplikasi. Diterapkan dalam bentuk gas alam, metana digunakan sebagai bahan bakar. Sudut antara orbital adalah 109 derajat 28 menit. 1. Reaksi paling khas dari hidrokarbon jenuh adalah reaksi substitusi. Dalam molekul alkana, semua atom karbon berada dalam keadaan SP3 - hibridisasi.

"Kimia hidrokarbon terbatas" - Tabel hidrokarbon jenuh. Kimia organik. Di laboratorium. C2H6. Oleh karena itu, rantai karbon mengambil bentuk zig-zag. Batasi karbohidrat (alkana atau parafin). Di mana metana digunakan? Resi. metana. Senyawa apa yang disebut hidrokarbon jenuh? Pertanyaan dan tugas. Aplikasi.

Campuran gas yang diperoleh dari gas ikutan. Gas alam. Campuran gas alam dari hidrokarbon. Asal minyak. Oleh karena itu, hidrokarbon jenuh mengandung jumlah maksimum atom hidrogen dalam molekul. 1. Konsep alkana 2. Sumber alam 3. Minyak sebagai sumber 4. Gas alam. sumber alami.

"Struktur hidrokarbon jenuh" - Pembakaran alkana. Contoh isomer. Deret alkana yang homolog. Batasi hidrokarbon. konsekuensi positif dan negatif. sifat metana. Karakteristik ikatan tunggal. Pembentukan pengetahuan dan keterampilan baru. Radikal. Sifat fisika alkana. Alkana. reaksi dekomposisi. Mendapatkan gas sintesis

Total ada 14 presentasi dalam topik