გენეტიკური სერიის მახასიათებლები ორგანულ ქიმიაში. პრეზენტაცია თემაზე "გენეტიკური კავშირი"

კოდის ჩასმა

კონტაქტში

კლასელები

ტელეგრამა

მიმოხილვები

დაამატეთ თქვენი მიმოხილვა

სლაიდი 2

ნივთიერებების კლასებს შორის კავშირი გამოიხატება გენეტიკური ჯაჭვებით

• გენეტიკური სერია არის განხორციელება ქიმიური გარდაქმნები, რის შედეგადაც შესაძლებელია სხვა კლასის ნივთიერებების მიღება ერთი კლასის ნივთიერებებისგან.
• გენეტიკური გარდაქმნების განსახორციელებლად, თქვენ უნდა იცოდეთ:
• ნივთიერებების კლასები;
• ნივთიერებების ნომენკლატურა;
• ნივთიერებების თვისებები;
• რეაქციების სახეები;
• ნომინალური რეაქციები, მაგალითად, ვურცის სინთეზი:

ყველა სლაიდის ნახვა

Აბსტრაქტული

რა არის ნანო?

.�

სლაიდი 3

სლაიდი 4

სლაიდი 5

სლაიდი 6

სლაიდი 7

სლაიდი 9

სლაიდი 10

სლაიდი 11

სლაიდი 12

სლაიდი 13

სლაიდი 14

ვიდეო კლიპის ჩვენება.

სლაიდი 15

სლაიდი 16

სლაიდი 17

სლაიდი 18

სლაიდი 19

სლაიდი 20

სლაიდი 21

სლაიდი 22

სლაიდი 23

სლაიდი 24

სლაიდი 25

რა არის ნანო?

ახალი ტექნოლოგიები არის ის, რაც კაცობრიობას წინ უძღვის წინსვლის გზაზე.�

ამ სამუშაოს მიზნები და ამოცანებია გააფართოვოს და გააუმჯობესოს მოსწავლეთა ცოდნა მათ გარშემო არსებული სამყაროს, ახალი მიღწევებისა და აღმოჩენების შესახებ. შედარებისა და განზოგადების უნარების ჩამოყალიბება. მთავარის გამოკვეთის უნარი, შემოქმედებითი ინტერესის განვითარება, დამოუკიდებლობის გამომუშავება მასალის ძიებაში.

21-ე საუკუნის დასაწყისი აღინიშნება ნანოტექნოლოგიით, რომელიც აერთიანებს ბიოლოგიას, ქიმიას, IT და ფიზიკას.

IN ბოლო წლებიტემპი სამეცნიერო და ტექნოლოგიური პროგრესიდაიწყო დამოკიდებული ხელოვნურად შექმნილი ნანომეტრის ზომის ობიექტების გამოყენებაზე. მათ საფუძველზე შექმნილ 1-100 ნმ ზომის ნივთიერებებს და ობიექტებს ნანომასალები ეწოდება, ხოლო მათი წარმოებისა და გამოყენების მეთოდებს ნანოტექნოლოგიები. შეუიარაღებელი თვალით ადამიანს შეუძლია დაინახოს ობიექტი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 10 ათასი ნანომეტრია.

ძალიან ფართო გაგებითნანოტექნოლოგია არის კვლევა და განვითარება ატომურ, მოლეკულურ და მაკრომოლეკულურ დონეზე ერთიდან ას ნანომეტრამდე ზომის მასშტაბით; ხელოვნური სტრუქტურების, მოწყობილობებისა და სისტემების შექმნა და გამოყენება, რომლებსაც ულტრაპატარა ზომებიდან გამომდინარე, აქვთ მნიშვნელოვნად ახალი თვისებები და ფუნქციები; მატერიის მანიპულირება ატომური მანძილის მასშტაბით.

სლაიდი 3

ტექნოლოგიები განსაზღვრავს თითოეული ჩვენგანის ცხოვრების ხარისხს და სახელმწიფოს ძალას, რომელშიც ვცხოვრობთ.

ინდუსტრიულმა რევოლუციამ, რომელიც დაიწყო ტექსტილის ინდუსტრიაში, ხელი შეუწყო სარკინიგზო საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების განვითარებას.

შემდგომში, სხვადასხვა საქონლის ტრანსპორტირების ზრდა შეუძლებელი გახდა ახალი საავტომობილო ტექნოლოგიების გარეშე. ამრიგად, თითოეული ახალი ტექნოლოგიაიწვევს დაკავშირებული ტექნოლოგიების დაბადებას და განვითარებას.

დროის ამჟამინდელ პერიოდს, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ, ეწოდება სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუცია ან ინფორმაციის რევოლუცია. ინფორმაციული რევოლუციის დასაწყისი განვითარებას დაემთხვა კომპიუტერული ტექნოლოგია, რომლის გარეშეც სიცოცხლე თანამედროვე საზოგადოებააღარ ჩანს.

კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარება ყოველთვის ასოცირდება ელექტრონული მიკროსქემის ელემენტების მინიატურიზაციასთან. ამჟამად, კომპიუტერული მიკროსქემის ერთი ლოგიკური ელემენტის (ტრანზისტორი) ზომაა დაახლოებით 10-7 მ და მეცნიერები თვლიან, რომ კომპიუტერული ელემენტების შემდგომი მინიატურიზაცია შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც განვითარდება სპეციალური ტექნოლოგიები სახელწოდებით "ნანოტექნოლოგია".

სლაიდი 4

თარგმნილია ბერძნული სიტყვა"ნანო" ნიშნავს ჯუჯას, ჯუჯას. ერთი ნანომეტრი (ნმ) არის მეტრის მემილიარდედი (10-9 მ). ნანომეტრი ძალიან მცირეა. ნანომეტრი არის იგივე რაოდენობა, რამდენჯერაც ნაკლებია ერთ მეტრზე, რაც თითის სისქე დედამიწის დიამეტრზე ნაკლებია. ატომების უმეტესობას აქვს დიამეტრი 0,1-დან 0,2 ნმ-მდე, ხოლო დნმ-ის ჯაჭვების სისქე დაახლოებით 2 ნმ-ია. სისხლის წითელი უჯრედების დიამეტრი 7000 ნმ, ხოლო ადამიანის თმის სისქე 80000 ნმ.

ნახატზე ნაჩვენებია სხვადასხვა ობიექტი მარცხნიდან მარჯვნივ გაზრდის მიზნით - ატომიდან მზის სისტემა. ადამიანმა უკვე ისწავლა ისარგებლოს სხვადასხვა ზომის საგნებით. ჩვენ შეგვიძლია გავყოთ ატომების ბირთვები, გამოვყოთ ატომური ენერგია. ქიმიური რეაქციების განხორციელებით ვიღებთ ახალ მოლეკულებს და ნივთიერებებს, რომლებსაც აქვთ უნიკალური თვისებები. სპეციალური ხელსაწყოების დახმარებით ადამიანმა ისწავლა ობიექტების შექმნა - ქინძისთავისგან უზარმაზარ სტრუქტურებამდე, რომლებიც კოსმოსიდანაც კი ჩანს.

მაგრამ თუ კარგად დააკვირდებით ფიგურას, შეამჩნევთ, რომ არის საკმაოდ დიდი დიაპაზონი (ლოგარითმული მასშტაბით), სადაც მეცნიერებს დიდი ხანია ფეხი არ დაუდგამთ - ასი ნანომეტრიდან 0,1 ნმ-მდე. ნანოტექნოლოგიას მოუწევს ობიექტებთან მუშაობა 0,1 ნმ-დან 100 ნმ-მდე. და არსებობს ყველა საფუძველი, ვირწმუნოთ, რომ ჩვენ შეგვიძლია გავააქტიუროთ ნანოსამყარო ჩვენთვის.

ყველაზე მეტად ნანოტექნოლოგია იყენებს უახლესი მიღწევებიქიმია, ფიზიკა, ბიოლოგია.

სლაიდი 5

ბოლო კვლევებმა დაამტკიცა, რომ Უძველესი ეგვიპტენანოტექნოლოგია გამოიყენებოდა თმის შავად შესაღებად. ამ მიზნით გამოიყენებოდა კირის Ca(OH)2, ტყვიის ოქსიდის და წყლის პასტა. შეღებვის პროცესში მიიღეს ტყვიის სულფიდის ნანონაწილაკები (გალენა) კერატინის შემადგენელ გოგირდთან ურთიერთქმედების შედეგად, რაც უზრუნველყოფდა ერთგვაროვან და სტაბილურ შეღებვას.

ბრიტანეთის მუზეუმში ინახება "ლიკურგუსის თასი" (თასის კედლებზე გამოსახულია სცენები ამ დიდი სპარტანელი კანონმდებელის ცხოვრებიდან), რომელიც დამზადებულია ძველი რომაელი ხელოსნების მიერ - შეიცავს მინაზე დამატებულ ოქროსა და ვერცხლის მიკროსკოპულ ნაწილაკებს. განსხვავებული განათების პირობებში ფინჯანი ფერს იცვლის - მუქი წითელიდან ღია ოქროსფერამდე. მსგავსი ტექნოლოგიები გამოიყენებოდა შუა საუკუნეების ევროპის საკათედრო ტაძრებში ვიტრაჟების შესაქმნელად.

ამჟამად მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ ამ ნაწილაკების ზომები 50-დან 100 ნმ-მდეა.

სლაიდი 6

1661 წელს ირლანდიელმა ქიმიკოსმა რობერტ ბოილმა გამოაქვეყნა სტატია, რომელშიც მან გააკრიტიკა არისტოტელეს მტკიცება, რომ დედამიწაზე ყველაფერი შედგება ოთხი ელემენტისგან - წყალი, დედამიწა, ცეცხლი და ჰაერი. ფილოსოფიური საფუძველიმაშინდელი ალქიმიის, ქიმიისა და ფიზიკის საფუძვლები). ბოილი ამტკიცებდა, რომ ყველაფერი შედგება "კორპუსებისგან" - ულტრაპატარა ნაწილებისგან, რომლებიც სხვადასხვა კომბინაციებში ქმნიან. სხვადასხვა ნივთიერებებიდა ობიექტები. შემდგომში, დემოკრიტეს და ბოილის იდეები მიიღეს სამეცნიერო საზოგადოებამ.

1704 წელს ისააკ ნიუტონმა შესთავაზა კორპუსკულების საიდუმლოს შესწავლა;

1959 წელს ამერიკელი ფიზიკოსირიჩარდ ფეინმანმა თქვა: „ამჟამად ჩვენ იძულებულნი ვართ გამოვიყენოთ ატომური სტრუქტურები, რომლებსაც ბუნება გვთავაზობს“. ”მაგრამ პრინციპში, ფიზიკოსს შეუძლია ნებისმიერი ნივთიერების სინთეზირება მოცემული ქიმიური ფორმულის მიხედვით.”

1959 წელს ნორიო ტანიგუჩიმ პირველად გამოიყენა ტერმინი „ნანოტექნოლოგია“;

1980 წელს ერიკ დრექსლერმა გამოიყენა ეს ტერმინი.

სლაიდი 7

რიჩარდ ფილიპს ფეიმანი (1918-1988) გამოჩენილი ამერიკელი ფიზიკოსი. კვანტური ელექტროდინამიკის ერთ-ერთი შემქმნელი 1965 წელს ფიზიკაში ნობელის პრემიის ლაურეატი.

ფეინმანის ცნობილი ლექცია, რომელიც ცნობილია როგორც „ქვემოთ ჯერ კიდევ ბევრი ოთახია“, ახლა ნანოსამყაროს დასაპყრობად ბრძოლის ამოსავალ წერტილად ითვლება. ის პირველად წაიკითხეს კალიფორნიის ტექნოლოგიურ ინსტიტუტში 1959 წელს. ლექციის სათაურში სიტყვა „ქვემოთ“ ნიშნავს „ძალიან მცირე განზომილებების სამყაროს“.

ნანოტექნოლოგია მეცნიერების დამოუკიდებელ დარგად იქცა და შემდეგ გახდა გრძელვადიანი ტექნიკური პროექტი დეტალური ანალიზიამერიკელმა მეცნიერმა ერიკ დრექსლერმა ჩაატარა 1980-იანი წლების დასაწყისში და გამოქვეყნდა მისი წიგნი „შემოქმედების მანქანები: ნანოტექნოლოგიის მომავალი ერა“.

სლაიდი 9

პირველი მოწყობილობები, რომლებმაც შესაძლებელი გახადეს ნანოობიექტებზე დაკვირვება და მათი გადაადგილება, იყო სკანირების ზონდის მიკროსკოპი - ატომური ძალის მიკროსკოპი და სკანირების გვირაბის მიკროსკოპი, რომელიც მუშაობს მსგავსი პრინციპით. ატომური ძალის მიკროსკოპია (AFM) შეიმუშავეს გერდ ბინიგმა და ჰაინრიხ რორერმა, რომლებმაც მიიღეს ჯილდო ნობელის პრემია.

სლაიდი 10

AFM-ის საფუძველია ზონდი, რომელიც ჩვეულებრივ დამზადებულია სილიკონისგან და წარმოადგენს თხელ კონსოლის ფირფიტას (მას ეძახიან კონსოლს. ინგლისური სიტყვა"კონსოლი" - კონსოლი, სხივი). კონსოლის ბოლოს არის ძალიან მკვეთრი წვეტი, რომელიც მთავრდება ერთი ან მეტი ატომის ჯგუფში. ძირითადი მასალაა სილიციუმი და სილიციუმის ნიტრიდი.

როდესაც მიკროზონდი მოძრაობს ნიმუშის ზედაპირის გასწვრივ, მწვერვალის წვერი მაღლა იწევს და ეცემა, რაც გამოკვეთს ზედაპირის მიკრორელიეფს, ისევე როგორც გრამოფონის სტილუსი სრიალებს გრამოფონის ჩანაწერის გასწვრივ. კონსოლის ამობურცულ ბოლოში არის სარკის არე, რომელზეც ლაზერის სხივი ეცემა და აირეკლება. როდესაც მწვერვალი ეშვება და მაღლა იწევს ზედაპირულ უსწორმასწორობებზე, არეკლილი სხივი გადახრილია და ეს გადახრა ფიქსირდება ფოტოდეტექტორის მიერ, ხოლო ძალა, რომლითაც წვეტი მიიზიდავს მიმდებარე ატომებს, ფიქსირდება პიეზოელექტრული სენსორის მიერ.

სისტემაში გამოყენებულია ფოტოდეტექტორი და პიეზო სენსორის მონაცემები უკუკავშირი. შედეგად, შესაძლებელია ნიმუშის ზედაპირის მოცულობითი რელიეფის აგება რეალურ დროში.

სლაიდი 11

სკანერების კიდევ ერთი ჯგუფი ზონდის მიკროსკოპებიზედაპირის რელიეფის ასაგებად ის იყენებს ეგრეთ წოდებულ კვანტურ მექანიკურ „გვირაბის ეფექტს“. არსი გვირაბის ეფექტიარის ის ელექტროობაბასრი ლითონის ნემსსა და ზედაპირს შორის, რომელიც მდებარეობს დაახლოებით 1 ნმ მანძილზე, იწყება ამ მანძილზე დამოკიდებული - რაც უფრო მცირეა მანძილი, მით მეტია დენი. თუ ნემსსა და ზედაპირს შორის გამოიყენება 10 ვ ძაბვა, მაშინ ეს "გვირაბის" დენი შეიძლება მერყეობდეს 10 pA-დან 10 nA-მდე. ამ დენის გაზომვით და მისი მუდმივი შენარჩუნებით, ნემსსა და ზედაპირს შორის მანძილი ასევე შეიძლება იყოს მუდმივი. ეს საშუალებას გაძლევთ ააწყოთ ზედაპირის მოცულობითი პროფილი. ატომური ძალის მიკროსკოპისგან განსხვავებით, სკანირების გვირაბის მიკროსკოპს შეუძლია მხოლოდ ლითონების ან ნახევარგამტარების ზედაპირების შესწავლა.

სკანირების გვირაბის მიკროსკოპი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ატომის გადასატანად ოპერატორის მიერ არჩეულ წერტილში. ამ გზით შესაძლებელია ატომების მანიპულირება და ნანოსტრუქტურების შექმნა, ე.ი. სტრუქტურები ზედაპირზე ნანომეტრის ზომით. ჯერ კიდევ 1990 წელს, IBM-ის თანამშრომლებმა აჩვენეს, რომ ეს შესაძლებელი იყო მათი კომპანიის სახელის შერწყმით ნიკელის ფირფიტაზე 35 ქსენონის ატომისგან.

დახრილი დიფერენციალი ამშვენებს მოლეკულური წარმოების ინსტიტუტის ვებსაიტის მთავარ გვერდს. შედგენილია ე.დრექსლერის მიერ წყალბადის, ნახშირბადის, სილიციუმის, აზოტის, ფოსფორის, წყალბადის და გოგირდის ატომებიდან. საერთო რაოდენობა 8298. კომპიუტერული გამოთვლებით ჩანს, რომ მისი არსებობა და ფუნქციონირება არ ეწინააღმდეგება ფიზიკის კანონებს.

სლაიდი 12

კლასები ლიცეუმის სტუდენტებისთვის რუსეთის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტის ნანოტექნოლოგიის კლასში A.I. ჰერცენი.

სლაიდი 13

ნანოსტრუქტურების აწყობა შესაძლებელია არა მხოლოდ ცალკეული ატომებიან ცალკეული მოლეკულები, მაგრამ მოლეკულური ბლოკები. ასეთი ბლოკები ან ელემენტები ნანოსტრუქტურების შესაქმნელად არის გრაფენი, ნახშირბადის ნანომილები და ფულერენი.

სლაიდი 14

1985 რიჩარდ სმელიმ, რობერტ კურლმა და ჰაროლდ კროტომ აღმოაჩინეს ფულერენი და პირველად შეძლეს 1 ნმ ზომის ობიექტის გაზომვა.

ფულერენი არის მოლეკულები, რომლებიც შედგება 60 ატომისგან, რომლებიც განლაგებულია სფეროს სახით. 1996 წელს მეცნიერთა ჯგუფს მიენიჭა ნობელის პრემია.

ვიდეო კლიპის ჩვენება.

სლაიდი 15

ალუმინი ფულერენის მცირე დანამატით (არაუმეტეს 1%) იძენს ფოლადის სიმტკიცეს.

სლაიდი 16

გრაფენი არის ნახშირბადის ატომების ერთი, ბრტყელი ფურცელი, რომელიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული და ქმნის გისოსს, თითოეული უჯრედი თაფლისებრს ჰგავს. გრაფენის უახლოეს ნახშირბადის ატომებს შორის მანძილი არის დაახლოებით 0,14 ნმ.

მსუბუქი ბურთები ნახშირბადის ატომებია და მათ შორის ღეროები არის ბმები, რომლებიც ატომებს გრაფენის ფურცელში უჭირავს.

სლაიდი 17

გრაფიტი, რომლისგანაც მზადდება ჩვეულებრივი ფანქრის ჩიტები, არის გრაფენის ფურცლების დასტა. გრაფიტში შემავალი გრაფენები ძალიან ცუდად არის შეკრული და შეუძლიათ ერთმანეთზე სრიალი. ამიტომ, თუ გრაფიტს ქაღალდზე გადაავლებთ, მასთან შეხებაში მყოფი გრაფენის ფურცელი გამოყოფილია გრაფიტისაგან და რჩება ქაღალდზე. ეს განმარტავს, თუ რატომ შეიძლება გრაფიტის გამოყენება დასაწერად.

სლაიდი 18

დენდრიმერები ერთ-ერთი გზაა ნანოსამყაროში „ქვემოდან ზევით“ მიმართულებით.

ხის მსგავსი პოლიმერები არის ნანოსტრუქტურები, რომელთა ზომებია 1-დან 10 ნმ-მდე, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულების განშტოებასთან ერთად. დენდრიმერის სინთეზი არის ერთ-ერთი ნანოტექნოლოგია, რომელიც მჭიდრო კავშირშია პოლიმერულ ქიმიასთან. ყველა პოლიმერის მსგავსად, დენდრიმერები შედგება მონომერებისგან და ამ მონომერების მოლეკულებს აქვთ განშტოებული სტრუქტურა.

დენდრიმერის შიგნით შეიძლება ჩამოყალიბდეს იმ ნივთიერებით სავსე ღრუები, რომლის თანდასწრებითაც წარმოიქმნა დენდრიმერები. თუ დენდრიმერი სინთეზირებულია რაიმე წამლის შემცველ ხსნარში, მაშინ ეს დენდრიმერი ხდება ნანოკაფსულა ამ წამლით. გარდა ამისა, დენდრიმერის შიგნით არსებული ღრუები შეიძლება შეიცავდეს რადიოაქტიურად მარკირებულ ნივთიერებებს, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა დაავადების დიაგნოსტიკისთვის.

სლაიდი 19

შემთხვევების 13%-ში ადამიანი იღუპება კიბოთი. ეს დაავადება ყოველწლიურად მსოფლიოში 8 მილიონ ადამიანს კლავს. კიბოს მრავალი სახეობა კვლავ განუკურნებელად ითვლება. Სამეცნიერო გამოკვლევააჩვენებს, რომ ნანოტექნოლოგიის გამოყენება შეიძლება გახდეს ძლიერი ინსტრუმენტი ამ დაავადების წინააღმდეგ ბრძოლაში. დენდრიმერები - კაფსულები შხამიანი კიბოს უჯრედებისთვის

კიბოს უჯრედებს დიდი რაოდენობით ფოლიუმის მჟავა სჭირდებათ გაყოფისა და ზრდისთვის. ამიტომ, ფოლიუმის მჟავას მოლეკულები ძალიან კარგად ეკვრის კიბოს უჯრედების ზედაპირს და თუ დენდრიმერების გარე გარსი შეიცავს ფოლიუმის მჟავას მოლეკულებს, მაშინ ასეთი დენდრიმერები შერჩევითად ეკვრის მხოლოდ კიბოს უჯრედებს. ასეთი დენდრიმერების დახმარებით კიბოს უჯრედები შეიძლება გახდეს ხილული, თუ სხვა მოლეკულები მიმაგრებულია დენდრიმერების გარსზე, ანათებენ, მაგალითად, ულტრაიისფერი შუქის ქვეშ. წამლის მიმაგრებით, რომელიც კლავს კიბოს უჯრედებს დენდრიმერის გარე გარსზე, შესაძლებელია არა მხოლოდ მათი აღმოჩენა, არამედ მათი მოკვლაც.

მეცნიერთა აზრით, ნანოტექნოლოგიის დახმარებით შესაძლებელი იქნება ადამიანის სისხლის უჯრედებში მიკროსკოპული სენსორების ჩადგმა, რომლებიც აფრთხილებენ დაავადების განვითარების პირველი ნიშნების გამოჩენას.

სლაიდი 20

კვანტური წერტილები უკვე მოსახერხებელი ინსტრუმენტია ბიოლოგებისთვის ცოცხალი უჯრედების შიგნით სხვადასხვა სტრუქტურების დასანახად. სხვადასხვა ფიჭური სტრუქტურა თანაბრად გამჭვირვალე და უფერულია. ამიტომ, თუ უჯრედს მიკროსკოპით შეხედავთ, ვერაფერს დაინახავთ, გარდა მისი კიდეებისა. გარკვეული უჯრედული სტრუქტურების ხილვადობის მიზნით, შეიქმნა სხვადასხვა ზომის კვანტური წერტილები, რომლებსაც შეუძლიათ შეკვრა სპეციფიკურ უჯრედშიდა სტრუქტურებზე.

ყველაზე პატარები, ანათებს მწვანე, იყო მიმაგრებული მოლეკულებზე, რომლებსაც შეუძლიათ მიწებება მიკროტუბულებზე, რომლებიც ქმნიან უჯრედის შიდა ჩონჩხს. საშუალო ზომის კვანტურ წერტილებს შეუძლიათ მიწებება გოლჯის აპარატის მემბრანებზე, ხოლო ყველაზე დიდები კი უჯრედის ბირთვს. უჯრედი ჩაღრმავებულია ხსნარში, რომელიც შეიცავს ყველა ამ კვანტურ წერტილს და ინახება მასში გარკვეული დროის განმავლობაში, ისინი შეაღწევენ შიგნით და იკვებებიან სადაც კი შეუძლიათ. ამის შემდეგ, უჯრედი ირეცხება ხსნარში, რომელიც არ შეიცავს კვანტურ წერტილებს და მიკროსკოპის ქვეშ. ფიჭური სტრუქტურები აშკარად ხილული გახდა.

წითელი – ბირთვი; მწვანე – მიკროტუბულები; ყვითელი – გოლჯის აპარატი.

სლაიდი 21

ტიტანის დიოქსიდი, TiO2, ყველაზე გავრცელებული ტიტანის ნაერთია დედამიწაზე. მის ფხვნილს აქვს კაშკაშა თეთრი ფერიდა ამიტომ გამოიყენება როგორც საღებავი საღებავების, ქაღალდის, კბილის პასტებისა და პლასტმასის წარმოებაში. მიზეზი ძალიან მაღალი რეიტინგირეფრაქცია (n=2.7).

ტიტანის ოქსიდს TiO2 აქვს ძალიან ძლიერი კატალიზური აქტივობა - ის აჩქარებს ნაკადს ქიმიური რეაქციები. ულტრაიისფერი გამოსხივების თანდასწრებით ის წყლის მოლეკულებს ყოფს თავისუფალ რადიკალებად - ჰიდროქსილის ჯგუფები OH- და სუპეროქსიდის ანიონები O2- ისეთი მაღალი აქტივობის, რომ ორგანული ნაერთები იშლება. ნახშირორჟანგიდა წყალი.

კატალიზური აქტივობა იზრდება ნაწილაკების ზომის შემცირებით, ამიტომ ისინი გამოიყენება წყლის, ჰაერის და სხვადასხვა ზედაპირების გასაწმენდად ორგანული ნაერთები, რომლებიც ჩვეულებრივ საზიანოა ადამიანისთვის.

ფოტოკატალიზატორები შეიძლება შევიდეს ბეტონში მაგისტრალები., რაც გააუმჯობესებს გარემოს გზების ირგვლივ. გარდა ამისა, შემოთავაზებულია ამ ნანონაწილაკებიდან ფხვნილის დამატება საავტომობილო საწვავში, რამაც ასევე უნდა შეამციროს მავნე მინარევების შემცველობა გამონაბოლქვი აირებში.

მინაზე გამოყენებული ტიტანის დიოქსიდის ნანონაწილაკების ფილმი გამჭვირვალე და თვალისთვის უხილავია. თუმცა, ასეთი მინა გავლენის ქვეშ მზის სინათლეშეუძლია ორგანული დამაბინძურებლებისგან თვითწმენდა, ნებისმიერი ორგანული ჭუჭყის გარდაქმნა ნახშირორჟანგად და წყალად. ტიტანის ოქსიდის ნანონაწილაკებით დამუშავებული მინა თავისუფალია ცხიმიანი ლაქებისგან და ამიტომ კარგად სველდება წყლით. შედეგად, ასეთი მინა ნაკლებად იბნევა, რადგან წყლის წვეთები მაშინვე ვრცელდება შუშის ზედაპირზე და ქმნის თხელ გამჭვირვალე ფილას.

ტიტანის დიოქსიდი წყვეტს მუშაობას დახურულ სივრცეში, რადგან... ვ ხელოვნური განათებაპრაქტიკულად არ არის ულტრაიისფერი გამოსხივება. თუმცა მეცნიერები თვლიან, რომ მისი სტრუქტურის ოდნავ შეცვლით შესაძლებელი გახდება მზის სპექტრის ხილული ნაწილის მიმართ მგრძნობიარე გახდეს. ასეთი ნანონაწილაკების საფუძველზე შესაძლებელი იქნება საფარის დამზადება, მაგალითად, ტუალეტებისთვის, რის შედეგადაც ტუალეტის ზედაპირებზე ბაქტერიების და სხვა ორგანული ნივთიერებების შემცველობა რამდენჯერმე შემცირდება.

შთანთქმის უნარის გამო ულტრაიისფერი გამოსხივებატიტანის დიოქსიდი უკვე გამოიყენება მზისგან დამცავი საშუალებების წარმოებაში, როგორიცაა კრემები. კრემის მწარმოებლებმა დაიწყეს მისი გამოყენება ნანონაწილაკების სახით, რომლებიც იმდენად მცირეა, რომ მზისგან დამცავი კრემის თითქმის აბსოლუტურ გამჭვირვალობას უზრუნველყოფს.

სლაიდი 22

თვითგამწმენდი ნანობალახი და „ლოტუსის ეფექტი“

ნანოტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის მასაჟის მიკროფუნჯის მსგავსი ზედაპირის შექმნას. ამ ზედაპირს ნანოგრასი ჰქვია და შედგება მრავალი პარალელური ნანომავთულისგან (ნანოროლები). იგივე სიგრძემდებარეობს თანაბარი მანძილიერთმანეთისგან.

ნანობალახზე ჩამოვარდნილი წყლის წვეთი ვერ შეაღწევს ნანობალახს შორის, ვინაიდან სითხის მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა ხელს უშლის ამას.

იმისათვის, რომ ნანობალახის დატენიანება კიდევ უფრო ნაკლები იყოს, მისი ზედაპირი დაფარულია ჰიდროფობიური პოლიმერის თხელი ფენით. და მაშინ არა მხოლოდ წყალი, არამედ ნებისმიერი ნაწილაკი არასოდეს იკვებება ნანობალახს, რადგან შეეხეთ მას მხოლოდ რამდენიმე წერტილში. აქედან გამომდინარე, ჭუჭყის ნაწილაკები, რომლებიც აღმოჩნდებიან ნანოვილით დაფარულ ზედაპირზე, ან თვითონ ცვივა, ან წყლის წვეთების მოძრავი გზით გაიტაცა.

ჭუჭყიანი ზედაპირის თვითწმენდას ჭუჭყის ნაწილაკებისგან "ლოტუსის ეფექტს" უწოდებენ, რადგან ლოტოსის ყვავილები და ფოთლები სუფთაა მაშინაც კი, როცა ირგვლივ წყალი მოღრუბლული და ჭუჭყიანია. ეს ხდება იმის გამო, რომ ფოთლები და ყვავილები არ სველდება წყლით, ამიტომ წყლის წვეთები მათ ვერცხლისწყლის ბურთულებივით ცვივა, არ ტოვებს კვალს და რეცხავს მთელ ჭუჭყს. წებოს და თაფლის წვეთებიც კი ვერ ჩერდება ლოტოსის ფოთლების ზედაპირზე.

გაირკვა, რომ ლოტოსის ფოთლების მთელი ზედაპირი მჭიდროდ არის დაფარული დაახლოებით 10 მიკრონი სიმაღლის მიკროაკვრებით, ხოლო თავად აკნე, თავის მხრივ, დაფარულია კიდევ უფრო პატარა მიკროვილით. კვლევამ აჩვენა, რომ ყველა ეს მიკრონაკელი და ღრძილები დამზადებულია ცვილისგან, რომელიც ცნობილია ჰიდროფობიური თვისებებით, რაც ლოტოსის ფოთლების ზედაპირს ნანობალასს ჰგავს. ეს არის ლოტოსის ფოთლების ზედაპირის დაბურული სტრუქტურა, რომელიც მნიშვნელოვნად ამცირებს მათ დასველიანობას. შედარებისთვის: შედარებით გლუვი ზედაპირიმაგნოლიის ფოთოლი, რომელსაც არ აქვს თვითგაწმენდის უნარი.

ამრიგად, ნანოტექნოლოგია საშუალებას იძლევა შექმნას თვითგამწმენდი საფარები და მასალები, რომლებსაც ასევე აქვთ წყალგაუმტარი თვისებები. ასეთი ქსოვილებისგან დამზადებული მასალები ყოველთვის სუფთა რჩება. უკვე მზადდება თვითგამწმენდი საქარე მინები, რომელთა გარე ზედაპირი დაფარულია ნანოვილით. ასეთ მინაზე საწმენდები არაფერია გასაკეთებელი. იყიდება მანქანის ბორბლების მუდმივად სუფთა რგოლები, რომლებიც თვითწმენდენ „ლოტუსის ეფექტის“ გამოყენებით და ახლა თქვენ შეგიძლიათ თქვენი სახლის გარე ნაწილი საღებავით დახატოთ, რომელსაც ჭუჭყი არ ეწებება.

მრავალი წვრილი სილიკონის ბოჭკოებით დაფარული პოლიესტერიდან შვეიცარიელმა მეცნიერებმა შეძლეს წყალგაუმტარი მასალის შექმნა.

სლაიდი 23

ნანომავთულები არის მავთულები, რომელთა დიამეტრი ნანომეტრის მიხედვით, დამზადებულია ლითონის, ნახევარგამტარის ან დიელექტრიკისგან. ნანომავთულის სიგრძე ხშირად შეიძლება აღემატებოდეს მათ დიამეტრს 1000-ჯერ ან მეტჯერ. ამიტომ, ნანომავთულს ხშირად უწოდებენ ერთგანზომილებიან სტრუქტურებს და მათი უკიდურესად მცირე დიამეტრი (დაახლოებით 100 ატომური ზომა) შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა კვანტური მექანიკური ეფექტების გამოვლენას. ნანომავთულები ბუნებაში არ არსებობს.

უნიკალური ელექტრო და მექანიკური საკუთრებანანომავთულები ქმნიან წინაპირობებს მათი გამოყენების მომავალ ნანოელექტრონულ და ნანოელექტრომექანიკურ მოწყობილობებში, ასევე ახალი კომპოზიციური მასალების და ბიოსენსორების ელემენტებს.

სლაიდი 24

ტრანზისტორებისგან განსხვავებით, ბატარეების მინიატურიზაცია ძალიან ნელა ხდება. ზომა გალვანური უჯრედებიელექტროენერგიის ერთეულის სიმძლავრე ბოლო 50 წლის განმავლობაში შემცირდა მხოლოდ 15-ჯერ, ხოლო ტრანზისტორის ზომა ამავე დროს შემცირდა 1000-ზე მეტით და ახლა დაახლოებით 100 ნმ-ია. ცნობილია, რომ ზომის ავტონომიური ელექტრონული წრეხშირად განისაზღვრება არა მისი ელექტრონული შევსებით, არამედ მიმდინარე წყაროს ზომით. უფრო მეტიც, რაც უფრო ჭკვიანია მოწყობილობის ელექტრონიკა, მით უფრო დიდია ბატარეა საჭირო. ამიტომ ელექტრონული მოწყობილობების შემდგომი მინიატურიზაციისთვის აუცილებელია ახალი ტიპის ბატარეების შემუშავება. და აქ ისევ ნანოტექნოლოგია გვეხმარება

2005 წელს Toshiba-მ შექმნა ლითიუმ-იონური ბატარეის პროტოტიპი, რომლის უარყოფითი ელექტროდი დაფარული იყო ლითიუმის ტიტანატის ნანოკრისტალებით, რის შედეგადაც ელექტროდის ფართობი რამდენიმე ათჯერ გაიზარდა. ახალ ბატარეას შეუძლია მოიპოვოს თავისი სიმძლავრის 80% დატენვის მხოლოდ ერთ წუთში, ხოლო ჩვეულებრივი ლითიუმ-იონური ბატარეები იტენება წუთში 2-3% სიჩქარით და სრულად დამუხტვას ერთი საათი სჭირდება.

გარდა მაღალი სიჩქარედატენვის შემდეგ, ნანონაწილაკების ელექტროდების შემცველ ბატარეებს აქვთ გაზრდილი მომსახურების ვადა: 1000 დატენვის/გამორთვის ციკლის შემდეგ იკარგება მისი სიმძლავრის მხოლოდ 1%, ხოლო ახალი ბატარეების ჯამური მომსახურების ვადა 5 ათასზე მეტი ციკლია. უფრო მეტიც, ამ ბატარეებს შეუძლიათ იმუშაონ ტემპერატურაზე -40°C-მდე და კარგავენ დამუხტვის მხოლოდ 20%-ს, 100%-ის წინააღმდეგ, ტიპიური თანამედროვე ბატარეებისთვის უკვე -25°C-ზე.

2007 წლიდან იყიდება გამტარ ნანონაწილაკებისგან დამზადებული ელექტროდების ბატარეები, რომელთა დაყენება შესაძლებელია ელექტრო მანქანებში. ამ ლითიუმ-იონურ ბატარეებს შეუძლიათ ენერგიის შენახვა 35 კვტ/სთ-მდე, მაქსიმალური სიმძლავრის დატენვა სულ რაღაც 10 წუთში. ახლა ასეთი ბატარეებით ელექტრომობილის დიაპაზონი 200 კმ-ია, მაგრამ ამ ბატარეების შემდეგი მოდელი უკვე შემუშავებულია, რაც საშუალებას იძლევა გაზარდოს ელექტრომობილის დიაპაზონი 400 კმ-მდე, რაც თითქმის შედარებულია ბენზინის მანქანების მაქსიმალურ დიაპაზონთან. (საწვავის შევსებიდან საწვავის შევსებამდე).

სლაიდი 25

იმისათვის, რომ ერთი ნივთიერება მეორესთან შევიდეს ქიმიურ რეაქციაში, საჭიროა გარკვეული პირობები და ძალიან ხშირად ასეთი პირობების შექმნა შეუძლებელია. ამრიგად, ქიმიური რეაქციების დიდი რაოდენობა მხოლოდ ქაღალდზეა. მათ განსახორციელებლად საჭიროა კატალიზატორები - ნივთიერებები, რომლებიც ხელს უწყობენ რეაქციას, მაგრამ არ მონაწილეობენ მასში.

მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ შიდა ზედაპირი ნახშირბადის ნანომილებიასევე აქვს დიდი კატალიზური აქტივობა. მათ სჯერათ, რომ როდესაც ნახშირბადის ატომების "გრაფიტის" ფურცელი იშლება მილში, ელექტრონების კონცენტრაცია მასზე. შიდა ზედაპირიმცირდება. ეს ხსნის ნანომილების შიდა ზედაპირის უნარს შესუსტდეს, მაგალითად, ჟანგბადისა და ნახშირბადის ატომებს შორის კავშირი CO-ს მოლეკულაში, რაც ხდება CO-ს CO2-მდე დაჟანგვის კატალიზატორი.

ნახშირბადის ნანომილებისა და გარდამავალი ლითონების კატალიზური უნარის გაერთიანების მიზნით, მათგან ნანონაწილაკები შეიტანეს ნანომილაკებში (აღმოჩნდა, რომ კატალიზატორების ამ ნანოკომპლექსს შეუძლია დაიწყოს რეაქცია, რომელზეც მხოლოდ ოცნებობდნენ - ეთილის სპირტის პირდაპირი სინთეზი სინთეზიდან. გაზი (ნახშირბადის მონოქსიდისა და წყალბადის ნაზავი) მიღებული ბუნებრივი აირის, ნახშირის და ბიომასისგანაც კი.

ფაქტობრივად, კაცობრიობა ყოველთვის ცდილობდა ნანოტექნოლოგიაზე ექსპერიმენტების ჩატარებას, არც კი იცოდა. ამის შესახებ გავიგეთ ჩვენი გაცნობის დასაწყისში, მოვისმინეთ ნანოტექნოლოგიის კონცეფცია, გავიგეთ მეცნიერთა ისტორია და სახელები, რომლებმაც შესაძლებელი გახადეს ასეთი თვისებრივი ნახტომი ტექნოლოგიის განვითარებაში, გავეცანით თავად ტექნოლოგიებს და კიდევ. მოისმინა ფულერენების აღმოჩენის ისტორია აღმომჩენი, ნობელის პრემიის ლაურეატი რიჩარდ სმელისაგან.

ტექნოლოგიები განსაზღვრავს თითოეული ჩვენგანის ცხოვრების ხარისხს და სახელმწიფოს ძალას, რომელშიც ვცხოვრობთ.

ამ მიმართულების შემდგომი განვითარება თქვენზეა დამოკიდებული.

ალისა (საოცრებათა ქვეყანაში ჩეშირის კატაზე): - მითხარი, სად წავიდე აქედან? ალისა (საოცრებათა ქვეყანაში ჩეშირის კატაზე): - მითხარი, სად წავიდე აქედან? ჩეშირის კატა: – ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ სად გინდა მისვლა? ჩეშირის კატა: – ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ სად გინდა მისვლა? 2

სინთეზის სტრატეგია ”მინდა ვიმღერო მოლეკულების შექმნის ქება - ქიმიური სინთეზი……მე ღრმად ვარ დარწმუნებული, რომ ის ხელოვნებაა. და ამავე დროს, სინთეზი ლოგიკაა“. როალდ ჰოფმანი (ნობელის პრემია ქიმიაში 1981) საწყისი მასალების შერჩევა მოლეკულის ნახშირბადის ხერხემლის აგება შეყვანა, მოცილება ან ჩანაცვლება ფუნქციური ჯგუფიჯგუფის დაცვა სტერეოსელექტივობა 5

CO + H 2 Ru, 1000 atm, C ThO 2, 600 atm, C Cr 2 O 3, 30 atm, C Fe, 2000 ატ. CH 3 OH 6

С n H 2n+2 მეთანის მოლეკულაში σ-ბმების წარმოქმნის სქემა მეთანის მოლეკულების მოდელები: ბურთულა და ჯოხი (მარცხნივ) და მასშტაბი (მარჯვნივ) CH4CH4CH4CH4 ტეტრაედრული სტრუქტურა sp 3 - σ-ბმების ჰიბრიდიზაცია ჰომლიზური გაყოფა. X: ბმის Y ბონდის ჰომოლიზური გაყოფა რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციები ( S R) ჩანაცვლება (S R) წვადეჰიდროგენაცია S – ინგ. ჩანაცვლება - ჩანაცვლება რეაქტიულობის პროგნოზი 7

CH 3 Cl – მეთილის ქლორიდი CH 4 მეთანი C – SOAR C 2 H 2 – აცეტილენი CH 2 Cl 2 – დიქლორმეთანი CHCl 3 – ტრიქლორმეთანი COCL 4 – ტეტრაქლორმეთანი H 2 + HYDROMETHES 2 Cl 2 , hγ ქლორირება C პიროლიზი H 2 O, Ni, C O 2-ის გარდაქმნა, ოქსიდაცია CH 3 OH – მეთანოლი HCHO – მეთანოლი გამხსნელები ბენზოლი СHFCl 2 ფრეონი HCOOH - ჭიანჭველა მჟავასინთეზური ბენზინი მეთანზე დაფუძნებული სინთეზი 8 CH 3 NO 2 - ნიტრომეთანი CCl 3 NO 2 ქლოროპიკრინი CH 3 NH 2 მეთილამინი HNO 3, C ნიტრაცია

С n H 2n σ-ბმების წარმოქმნის სქემა ნახშირბადის ატომის sp 2 -ჰიბრიდული ღრუბლების მონაწილეობით. დამატების რეაქციები (A E) პოლიმერიზაცია პოლიმერიზაცია ოქსიდაცია ოქსიდაცია წვა ბრტყელი მოლეკულა (120 0) sp 2 – σ– და σ– და π– ბმების ჰიბრიდიზაცია Eb (C = C) = 611 კჯ/მოლი Eb (C – C) = 348 კჯ/ mol A – ინგ. დამატება – გაწევრიანება რეაქტიულობის პროგნოზი 9

C 2 H 4 ეთილენის პოლიმერიზაცია H 2 O, H + ჰიდრატაცია Cl 2 ქლორირება ოქსიდაცია ეთილის ალკოჰოლი 2 H 5 OH ეთილის სპირტით 2 H 5 OH სინთეზით, რომელიც დაფუძნებულია ეთილენ დიქლორეთანეჰელეჰელედედზე HYDE O 2, KMnO4, H 2 O O 2, PdCl 2, CuCl 2 HDPE HDPE WITH MPa 80 0 C, 0.3 MPa, Al(C 2 H 5) 3, TiCl 4 SKD LDPE LDPE ბუტადიენ-1,3 (დივინილი) ძმარმჟავა დიოქსან ძმარმჟავა 10

С n H 2n-2 σ-ბმებისა და π-ბმების წარმოქმნის სქემა ნახშირბადის ატომის sp-ჰიბრიდული ღრუბლების მონაწილეობით. -, ტრი- და ტეტრამერიზაციის წვის წვის რეაქციები, რომლებიც მოიცავს წყალბადის "მჟავე" ატომს ხაზოვანი სტრუქტურა (180 0) (ელექტრონული სიმკვრივის ცილინდრული განაწილება) sp – σ– და 2 σ– და 2π– ბმების ჰიბრიდიზაცია რეაქტიულობის პროგნოზი 11

C2H2C2H2 HСl, Hg 2+ H 2 O, Hg 2+ Kucherov რეაქცია C აქტი, C ტრიმერიზაციის სინთეზი აცეტილენის აცეტალდეჰიდის საფუძველზე CuCl 2, HCl, NH 4 Cl dimerization ROH Acetic acid BENSKLONECHE NE ვინილის ესტერები პოლივინილის ეთერებიპოლივინილი ქლორიდი ვინილის ქლორიდი HCN, СuCl, HCl, 80 0 C ACRYLONITRILE Fibers 12

13

ბენზოლის მოლეკულაში π-ბმების წარმოქმნის სქემა ბენზოლის მოლეკულაში ელექტრონის სიმკვრივის დელოკალიზაცია ბენზოლის მოლეკულაში σ-ბმების წარმოქმნის სქემა sp 2 - ნახშირბადის ატომების ჰიბრიდული ორბიტალების C n H 2n-6 მონაწილეობით. რეაქტიულობის პროგნოზირება ბრტყელი მოლეკულა sp 2 - σ- და σ – და π – ბმების ჰიბრიდიზაცია არომატული სტრუქტურა ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები (S E) რადიკალური დამატების რეაქციები (A R) რადიკალური დამატების რეაქციები (A R) წვა 14 M. Faraday (1791–1867) ინგლისელი ფიზიკოსიდა ქიმიკოსი. ელექტროქიმიის დამფუძნებელი. აღმოჩენილი ბენზოლი; პირველად მიღებული თხევადი მდგომარეობაქლორი, წყალბადის სულფიდი, ამიაკი, აზოტის ოქსიდი (IV).

ბენზოლი H 2 / Pt, C ჰიდროგენიზაცია ბენზოლის ნიტრობენზოლზე დაფუძნებული სინთეზი, ნიტრობენზოლი Cl 2, FeCl 3 ქლორირება HNO 3, H 2 SO 4 (კონცენტრირებული) ნიტრაცია CH 3 Cl , T , AlCl 3 , T , , , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, , ,6- ტრინიტროტოლუოლი STYRENE პოლისტიროლი 1. CH 3 CH 2 Cl, AlCl 3 ალკილაცია 2. – H 2, Ni dehydrogenation CH 2 =CH-CH 3, AlCl 3 ალკილაცია CUMEN (ISOPROPYLBENZENE) CUMENE (ISOPHENZOHEN) CUMEN ერთი HEX LORANE HEXACHLORANE 15

მეთანოლზე დაფუძნებული სინთეზი CH 3 OH ვინილი მეთილ ეთერი ვინილი მეთილ ეთერი დიმეთილანილინ C 6 H 5 N(CH 3) 2 დიმეთილ ანილინ C 6 H 5 N (CH 3) 2 DIMECHY-33THER O–CH 3 მეთილამინი CH 3 NH 2 მეთილამინი CH 3 NH 2 ვინილის აცეტატი მეთილ ქლორიდი CH 3 Cl მეთილ ქლორიდი CH 3 Cl FORMALDEHYDE CuO, t HCl NH 3 METHYLSHOLMETHY3 , t C 6 H 5 NH 2 + CO 16 H +, ტ

სინთეზი, რომელიც დაფუძნებულია ფორმალდეჰიდის მეთანოლზე CH 3 OH მეთანოლზე CH 3 OH პარაფორმა ფენოლფორმალდეჰიდის ფისები ფენოლფორმალდეჰიდის ფისები ტრიოქსანის პირველადი ალკოჰოლური სასმელები , შარდოვანათირეა მაღარო) უროტროპინი (HEXMETHYLENETETRAMINE) FORMIC ACID FORMIC ACID Hexogen [O] [H] 1861 A.M. ბუტლეროვი 18

CxHyOzCxHyOz გენეტიკური კავშირიჟანგბადის შემცველი ორგანული ნაერთები ალდეჰიდები ალდეჰიდები კარბოქსილის მჟავები კარბოქსილის მჟავები კეტონები ესტერები ესტერები

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი 12 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები α2 ალკინები

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი 12 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენი პოლიპროპილენი 12 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები ალკენები ალკენები C nbbb2n კატალიზატორი ზიგლერი – ნატა (1963) 25

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენის პოლიპროპილენის რეზინები ცხიმები ფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისები Hკანები 12 C. 2n- 2 ალკინები ალკადიენი

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენი პოლიპროპილენის რეზინები ცხიმები სინთეზური საღებავები ფენოლ-ფორმალდეჰიდები ცენოლ-ფორმალდეჰიდები რეზინები n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები

ანილინის გამოყენება ANILINE N.N. ზინინი (1812 - 1880) სამკურნალო ნივთიერებები საღებავები ფეთქებადი სტრეპტოციდი ნორსულფაზოლი ფთალაზოლი ანილინის მომზადება - ზინინის რეაქცია ტეტრილ ანილინი ყვითელი ნიტრობენზოლი p-ამინობენზოინის მჟავა (PABA) ინდიგო სულფანილის მჟავა პარაცეტამოლი 28

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენი პოლიპროპილენის რეზინები ცხიმები სინთეზური საღებავები ფენოლ-ფორმალდეჰიდები C ფენოლ-ფორმალდეჰიდები რეზინი2. C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები

ალისა (საოცრებათა ქვეყანაში ჩეშირის კატაზე): - მითხარი, სად წავიდე აქედან? ალისა (საოცრებათა ქვეყანაში ჩეშირის კატაზე): - მითხარი, სად წავიდე აქედან? ჩეშირის კატა: – ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ სად გინდა მისვლა? ჩეშირის კატა: – ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ სად გინდა მისვლა? 2

სინთეზის სტრატეგია „მინდა ვიმღერო მოლეკულების შექმნა - ქიმიური სინთეზი... ... ღრმად ვარ დარწმუნებული, რომ ეს ხელოვნებაა. და ამავე დროს, სინთეზი ლოგიკაა“. როალდ ჰოფმანი (ნობელის პრემია ქიმიაში 1981) საწყისი მასალების შერჩევა მოლეკულის ნახშირბადის ხერხემლის აგება ფუნქციური ჯგუფის შეყვანა, მოცილება ან ჩანაცვლება ჯგუფის დაცვა სტერეოსელექტივობა 5

CO + H 2 Ru, 1000 atm, C ThO 2, 600 atm, C Cr 2 O 3, 30 atm, C Fe, 2000 ატ. CH 3 OH 6

С n H 2n+2 მეთანის მოლეკულაში σ-ბმების წარმოქმნის სქემა მეთანის მოლეკულების მოდელები: ბურთულა და ჯოხი (მარცხნივ) და მასშტაბი (მარჯვნივ) CH4CH4CH4CH4 ტეტრაედრული სტრუქტურა sp 3 - σ-ბმების ჰიბრიდიზაცია ჰომლიზური გაყოფა. X: ბმის Y ბონდის ჰომოლიზური გაყოფა რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციები ( S R) ჩანაცვლება (S R) წვადეჰიდროგენაცია S – ინგ. ჩანაცვლება - ჩანაცვლება რეაქტიულობის პროგნოზი 7

CH 3 Cl – მეთილის ქლორიდი CH 4 მეთანი C – SOAR C 2 H 2 – აცეტილენი CH 2 Cl 2 – დიქლორმეთანი CHCl 3 – ტრიქლორმეთანი COCL 4 – ტეტრაქლორმეთანი H 2 + HYDROMETHES 2 Cl 2 , hγ ქლორირება C პიროლიზი H 2 O, Ni, C O 2-ის გარდაქმნა, ოქსიდაცია CH 3 OH – მეთანოლი HCHO – მეთანოლი გამხსნელები ბენზოლი СHFCl 2 ფრეონი HCOOH - ჭიანჭველა მჟავა სინთეტური ბენზინი NO 2 ქლოროპიკრინი CH 3 NH 2 მეთილამინი HNO 3, C ნიტრაცია

С n H 2n σ-ბმების წარმოქმნის სქემა ნახშირბადის ატომის sp 2 -ჰიბრიდული ღრუბლების მონაწილეობით. დამატების რეაქციები (A E) პოლიმერიზაცია პოლიმერიზაცია ოქსიდაცია ოქსიდაცია წვა ბრტყელი მოლეკულა (120 0) sp 2 – σ– და σ– და π– ბმების ჰიბრიდიზაცია Eb (C = C) = 611 კჯ/მოლი Eb (C – C) = 348 კჯ/ mol A – ინგ. დამატება – გაწევრიანება რეაქტიულობის პროგნოზი 9

C 2 H 4 ეთილენის პოლიმერიზაცია H 2 O, H + ჰიდრატაცია Cl 2 ქლორირება ოქსიდაცია ეთილის ალკოჰოლი 2 H 5 OH ეთილის სპირტით 2 H 5 OH სინთეზით, რომელიც დაფუძნებულია ეთილენ დიქლორეთანეჰელეჰელედედზე HYDE O 2, KMnO4, H 2 O O 2, PdCl 2, CuCl 2 HDPE HDPE WITH MPa 80 0 C, 0.3 MPa, Al(C 2 H 5) 3, TiCl 4 SKD LDPE LDPE ბუტადიენ-1,3 (დივინილი) ძმარმჟავა დიოქსან ძმარმჟავა 10

С n H 2n-2 σ-ბმებისა და π-ბმების წარმოქმნის სქემა ნახშირბადის ატომის sp-ჰიბრიდული ღრუბლების მონაწილეობით. -, ტრი- და ტეტრამერიზაციის წვის წვის რეაქციები, რომლებიც მოიცავს წყალბადის "მჟავე" ატომს ხაზოვანი სტრუქტურა (180 0) (ელექტრონული სიმკვრივის ცილინდრული განაწილება) sp – σ– და 2 σ– და 2π– ბმების ჰიბრიდიზაცია რეაქტიულობის პროგნოზი 11

C2H2C2H2 HСl, Hg 2+ H 2 O, Hg 2+ Kucherov რეაქცია C აქტი, C ტრიმერიზაციის სინთეზი აცეტილენის აცეტალდეჰიდის საფუძველზე CuCl 2, HCl, NH 4 Cl dimerization ROH Acetic acid BENSKLONECHE NE ვინილის ესტერები პოლივინილის ეთერებიპოლივინილი ქლორიდი ვინილის ქლორიდი HCN, СuCl, HCl, 80 0 C ACRYLONITRILE Fibers 12

13

ბენზოლის მოლეკულაში π-ბმების წარმოქმნის სქემა ბენზოლის მოლეკულაში ელექტრონის სიმკვრივის დელოკალიზაცია ბენზოლის მოლეკულაში σ-ბმების წარმოქმნის სქემა sp 2 - ნახშირბადის ატომების ჰიბრიდული ორბიტალების C n H 2n-6 მონაწილეობით. რეაქტიულობის პროგნოზირება ბრტყელი მოლეკულა sp 2 - σ- და σ – და π – ბმების ჰიბრიდიზაცია არომატული სტრუქტურა ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები (S E) რადიკალური დამატების რეაქციები (A R) რადიკალური დამატების რეაქციები (A R) წვა 14 მ. ფარადეი (1791–1867) ინგლისელი ფიზიკოსი და ქიმიკოსი. ელექტროქიმიის დამფუძნებელი. აღმოჩენილი ბენზოლი; პირველმა მიიღო ქლორი, წყალბადის სულფიდი, ამიაკი და აზოტის ოქსიდი (IV) თხევადი სახით.

ბენზოლი H 2 / Pt, C ჰიდროგენიზაცია ბენზოლის ნიტრობენზოლზე დაფუძნებული სინთეზი, ნიტრობენზოლი Cl 2, FeCl 3 ქლორირება HNO 3, H 2 SO 4 (კონცენტრირებული) ნიტრაცია CH 3 Cl , T , AlCl 3 , T , , , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, , ,6- ტრინიტროტოლუოლი STYRENE პოლისტიროლი 1. CH 3 CH 2 Cl, AlCl 3 ალკილაცია 2. – H 2, Ni dehydrogenation CH 2 =CH-CH 3, AlCl 3 ალკილაცია CUMEN (ISOPROPYLBENZENE) CUMENE (ISOPHENZOHEN) CUMEN ერთი HEX LORANE HEXACHLORANE 15

მეთანოლზე დაფუძნებული სინთეზი CH 3 OH ვინილი მეთილ ეთერი ვინილი მეთილ ეთერი დიმეთილანილინ C 6 H 5 N(CH 3) 2 დიმეთილ ანილინ C 6 H 5 N (CH 3) 2 DIMECHY-33THER O–CH 3 მეთილამინი CH 3 NH 2 მეთილამინი CH 3 NH 2 ვინილის აცეტატი მეთილ ქლორიდი CH 3 Cl მეთილ ქლორიდი CH 3 Cl FORMALDEHYDE CuO, t HCl NH 3 METHYLSHOLMETHY3 , t C 6 H 5 NH 2 + CO 16 H +, ტ

სინთეზი, რომელიც დაფუძნებულია ფორმალდეჰიდის მეთანოლზე CH 3 OH მეთანოლზე CH 3 OH პარაფორმა ფენოლფორმალდეჰიდის ფისები ფენოლფორმალდეჰიდის ფისები ტრიოქსანის პირველადი ალკოჰოლური სასმელები , შარდოვანათირეა მაღარო) უროტროპინი (HEXMETHYLENETETRAMINE) FORMIC ACID FORMIC ACID Hexogen [O] [H] 1861 A.M. ბუტლეროვი 18

CxHyOzCxHyOz ჟანგბადის შემცველი ორგანული ნაერთების გენეტიკური კავშირი ალდეჰიდები ალდეჰიდები კარბოქსილის მჟავები კარბოქსილის მჟავები კეტონები კეტონები ესტერები ესტერები ესტერები ესტერები ალკოჰოლი ჰიდროლიზი დეჰიდრატაცია ჰიდროგენიზაცია, დეჰიდრატაცია ჰიდროგენიზაცია.

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი 12 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები α2 ალკინები

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი 12 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენი პოლიპროპილენი 12 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები ალკენები ალკენები C nbbb2n კატალიზატორი ზიგლერი – ნატა (1963) 25

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენის პოლიპროპილენის რეზინები ცხიმები ფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისები Hკანები 12 C. 2n- 2 ალკინები ალკადიენი

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენი პოლიპროპილენის რეზინები ცხიმები სინთეზური საღებავები ფენოლ-ფორმალდეჰიდები ცენოლ-ფორმალდეჰიდები რეზინები n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები

ანილინის გამოყენება ANILINE N.N. ზინინი (1812 - 1880) სამკურნალო ნივთიერებები საღებავები ფეთქებადი სტრეპტოციდი ნორსულფაზოლი ფთალაზოლი ანილინის მომზადება - ზინინის რეაქცია ტეტრილ ანილინი ყვითელი ნიტრობენზოლი p-ამინობენზოინის მჟავა (PABA) ინდიგო სულფანილის მჟავა პარაცეტამოლი 28

C n H 2n+2 C n H 2n ციკლოალკანები ალკენები C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები პირველადი მეორადი მესამეული C n H 2n-6 არენები, ბენზოლი პოლიეთილენი პოლიპროპილენის რეზინები ცხიმები სინთეზური საღებავები ფენოლ-ფორმალდეჰიდები C ფენოლ-ფორმალდეჰიდები რეზინი2. C n H 2n-2 ალკინები ალკადიენები

მატერიალური სამყარო, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ და რომლის პაწაწინა ნაწილი ვართ, არის ერთი და ამავე დროს უსაზღვროდ მრავალფეროვანი. ერთიანობა და მრავალფეროვნება ქიმიური ნივთიერებებიამ სამყაროს ყველაზე მკაფიოდ გამოიხატება ნივთიერებების გენეტიკური კავშირი, რაც აისახება ე.წ. გენეტიკურ სერიაში. გამოვყოთ ყველაზე მეტად დამახასიათებელი ნიშნებიასეთი რიგები:

1. ამ სერიის ყველა ნივთიერება უნდა წარმოიქმნას ერთით ქიმიური ელემენტი. მაგალითად, სერია დაწერილი შემდეგი ფორმულების გამოყენებით:

2. ერთი და იგივე ელემენტის მიერ წარმოქმნილი ნივთიერებები უნდა ეკუთვნოდეს სხვადასხვა კლასს, ე.ი სხვადასხვა ფორმებიმისი არსებობა.

3. ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან ერთი ელემენტის გენეტიკურ სერიას, უნდა იყოს დაკავშირებული ურთიერთ გარდაქმნებით. ამ მახასიათებლის საფუძველზე შესაძლებელია განასხვავოთ სრული და არასრული გენეტიკური სერიები.

მაგალითად, ბრომის ზემოხსენებული გენეტიკური სერია იქნება არასრული, არასრული. აი შემდეგი რიგი:

უკვე დასრულებულად შეიძლება ჩაითვალოს: ის იწყება მარტივი ნივთიერებაბრომი და ამით მთავრდება.

ზემოაღნიშნულის შეჯამებით შეგვიძლია მივცეთ შემდეგი განმარტება გენეტიკური სერია:

გენეტიკური კავშირი უფრო ზოგადი ცნებაა, ვიდრე გენეტიკური სერია, რომელიც არის ამ კავშირის, თუმცა გასაოცარი, მაგრამ განსაკუთრებული გამოვლინება, რომელიც რეალიზდება ნივთიერების ნებისმიერი ურთიერთ გარდაქმნის დროს. მაშინ, ცხადია, ამ განმარტებას ერგება აბზაცის ტექსტში მოცემული ნივთიერებების პირველი სერიაც.

გენეტიკური ურთიერთობის დასახასიათებლად არაორგანული ნივთიერებებიჩვენ განვიხილავთ გენეტიკური სერიების სამ ტიპს: ლითონის ელემენტის გენეტიკური სერია, არალითონის ელემენტის გენეტიკური სერია, ლითონის ელემენტის გენეტიკური სერია, რომელსაც ისინი შეესაბამება. ამფოტერული ოქსიდიდა ჰიდროქსიდი.

I. ლითონის ელემენტის გენეტიკური რად. ნივთიერებათა უმდიდრესი ჯგუფია ლითონის სერია, რომელიც ავლენს სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობას. მაგალითად, განვიხილოთ რკინის გენეტიკური სერია ჟანგვის მდგომარეობით +2 და +3:

შეგახსენებთ, რომ რკინის რკინაში (II) ქლორიდში დაჟანგვისთვის საჭიროა მეტი სუსტი ჟანგვის აგენტივიდრე რკინის (III) ქლორიდის მიღება:

II. არალითონის ელემენტის გენეტიკური სერია. ლითონის სერიის მსგავსად, სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობების მქონე არამეტალების სერია უფრო მდიდარია ბმებით, მაგალითად, გოგირდის გენეტიკური სერია +4 და +6 ჟანგვის მდგომარეობით:

მხოლოდ ბოლო გადასვლამ შეიძლება გამოიწვიოს სირთულე. თუ თქვენ ასრულებთ ამ ტიპის დავალებებს, მაშინ მიჰყევით წესს: ელემენტის დაჟანგული ნაერთისგან მარტივი ნივთიერების მისაღებად, ამ მიზნით უნდა აიღოთ მისი ყველაზე შემცირებული ნაერთი, მაგალითად, აქროლადი. წყალბადის კავშირიარალითონი. ჩვენს მაგალითში:

ბუნებაში ეს რეაქცია წარმოქმნის გოგირდს ვულკანური გაზებისგან.

ანალოგიურად ქლორისთვის:

III. ლითონის ელემენტის გენეტიკური სერია, რომელსაც შეესაბამება ამფოტერული ოქსიდი და ჰიდროქსიდი, ძალიან მდიდარია ბმებით, რადგან ისინი პირობებიდან გამომდინარე ავლენენ მჟავას ან ფუძის თვისებებს. მაგალითად, განვიხილოთ ალუმინის გენეტიკური სერია:

IN ორგანული ქიმიაასევე უნდა განვასხვავოთ მეტი ზოგადი კონცეფცია- "გენეტიკური კავშირი" და უფრო კერძო კონცეფცია - "გენეტიკური სერია". თუ არაორგანულ ქიმიაში გენეტიკური სერიის საფუძველი შედგება ერთი ქიმიური ელემენტისგან წარმოქმნილი ნივთიერებებისგან, მაშინ გენეტიკური სერიის საფუძველი ორგანულ ქიმიაში (ქიმია ნახშირბადის ნაერთები) ნივთიერებების შედგენა იგივე ნომერინახშირბადის ატომები მოლეკულაში. განვიხილოთ ორგანული ნივთიერებების გენეტიკური სერია, რომელშიც ჩვენ შევიტანთ უდიდესი რიცხვიკავშირის კლასები:

თითოეული რიცხვი შეესაბამება კონკრეტულ რეაქციის განტოლებას:

ბოლო გადასვლა არ შეესაბამება გენეტიკური სერიის განმარტებას - პროდუქტი იქმნება არა ორი, არამედ მრავალი ნახშირბადის ატომით, მაგრამ მისი დახმარებით გენეტიკური კავშირები წარმოდგენილია ყველაზე მრავალფეროვანი გზით. და ბოლოს, ჩვენ ვაძლევთ მაგალითებს გენეტიკური ურთიერთობების კლასებს შორის ორგანული და არაორგანული ნაერთები, რომლებიც ადასტურებენ ნივთიერების სამყაროს ერთიანობას, სადაც არ არის დაყოფა ორგანულ და არაორგანულ ნივთიერებებად. მაგალითად, განვიხილოთ ანილინის მიღების სქემა - ორგანული ნივთიერება კირქვისგან - არაორგანული ნაერთი:

გამოვიყენოთ შესაძლებლობა, გავიმეოროთ შემოთავაზებული გადასვლების შესაბამისი რეაქციების სახელები:

კითხვები და ამოცანები § 23

არსებობს გენეტიკური კავშირი ორგანულ ნივთიერებების სხვადასხვა კლასებს შორის, რაც შესაძლებელს ხდის სასურველი ნაერთების სინთეზირებას შერჩეული ტრანსფორმაციის სქემის საფუძველზე. თავის მხრივ, უმარტივესი ორგანული ნივთიერებების მიღება შესაძლებელია არაორგანული ნივთიერებებისგან. მაგალითად, განვიხილოთ რეაქციების პრაქტიკული განხორციელება შემდეგი სქემის მიხედვით:

ძმარმჟავა ამინოძმარმჟავა.

1) მეთანის მიღება შესაძლებელია ნახშირბადისგან (გრაფიტიდან) პირდაპირი სინთეზით:

ან ორ ეტაპად - ალუმინის კარბიდის მეშვეობით:

3C + 4Al t Al4 C3

Al4 C3 + 12H2 OCH4 + Al(OH)3.

2) ეთილენის მიღება შესაძლებელია მეთანისგან სხვადასხვა გზებირამდენიმე ეტაპად, მაგალითად, შესაძლებელია Wurtz-ის სინთეზის ჩატარება, რასაც მოჰყვება ეთანის დეჰიდროგენაცია:

ან განახორციელეთ მეთანის თერმული კრეკინგი და მიღებული აცეტილენის ნაწილობრივი ჰიდროგენიზაცია:

CHCH + H2 Ni CH2 CH2.

3) ეთანოლიმიღებული ეთილენის ჰიდრატაციით არაორგანული მჟავის თანდასწრებით:

CH2 CH2 + H2 OH +, t CH3 CH2 OH.

4) აცეტალდეჰიდი (ეთანალი) შეიძლება მიღებულ იქნას ეთანოლის დეჰიდროგენაციით სპილენძის კატალიზატორზე, ან ალკოჰოლის დაჟანგვით სპილენძის(II) ოქსიდით:

5) აცეტალდეჰიდი ადვილად იჟანგება ძმარმჟავამდე, მაგალითად, „ვერცხლის სარკის“ რეაქციით, ან KMnO4 ან K2 Cr2 O7 მჟავიან ხსნართან ურთიერთობისას გაცხელებისას. ეს სქემატურად შეიძლება ნაჩვენები იყოს შემდეგი განტოლებით (სცადეთ სრული განტოლებებირეაქციები):

6) ამინოძმარმჟავას სინთეზი ხორციელდება ქლოროძმარმჟავას მიღების შუალედური სტადიით:

CH3 CO OH + Cl2 P (წითელი) ClCH2 CO OH + HCl

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ორგანული ნაერთების ჰალოგენური წარმოებულები, მათი მაღალი რეაქტიულობის გამო, ხშირად გამოიყენება ორგანულ სინთეზებში, როგორც საწყისი მასალა და შუალედური.