პრეზენტაცია ნახშირწყალბადების გენეტიკური ურთიერთობის თემაზე. გაკვეთილის თემა „ნახშირწყალბადების, ალკოჰოლების, ალდეჰიდების და კეტონების გენეტიკური ურთიერთობა“ მიზანი ამ ინფორმაციის გამოყენებით სტრუქტურული ფორმულების შედგენის უნარის გამომუშავება.

გაკვეთილი ცოდნის გამეორებისა და განზოგადების შესახებ თემაზე „ნახშირწყალბადები“ მე-10 კლასში ო.ს. გაბრიელიანი. მიზნად ისახავს თემის ძირითადი საკითხების კონსოლიდაციას: ნომენკლატურა, იზომერიზმი, გაჯერებული, უჯერი და არომატული ნახშირწყალბადების წარმოების მეთოდები და თვისებები. გაკვეთილი მოიცავს გამოთვლითი და თვისებრივი ამოცანების ამოხსნას და გარდაქმნების ჯაჭვებს. მოსწავლეებმა უნდა დაასახელონ შემოთავაზებული ნივთიერებები, გააკეთონ კორელაციები ორგანული ნივთიერებების კლასის მიხედვით და შეარჩიონ მათ შორის ჰომოლოგები და იზომერები.

ჩამოტვირთვა:

გადახედვა:

მუნიციპალური საგანმანათლებლო დაწესებულება

მე-6 საშუალო სკოლა

სოფელი ოქტიაბრსკაია, კრასნოდარის მხარე

ქიმიაში მე-10 კლასში

თემაზე:

ღია გაკვეთილი ქიმიაში

მე-10 კლასში თემაზე:

« ცოდნის განზოგადება და სისტემატიზაცია თემაზე: „ნახშირწყალბადები“.

"ნახშირწყალბადების გენეტიკური სერია".

გაკვეთილის მიზნები:

1. ამ თემის შესწავლისას შეძენილი ცოდნისა და უნარების გამეორება, განზოგადება და კონსოლიდაცია; შეძლოს ნახშირწყალბადების კლასიფიკაცია, შედარება მათი შედგენილობის, აგებულების, თვისებების შესახებ; დაამყაროს მიზეზ-შედეგობრივი კავშირები (შემადგენლობა, სტრუქტურა, თვისებები, გამოყენება).
2. შეძლოს მაგალითებით ახსნას ორგანული ნივთიერებების მრავალფეროვნების მიზეზები, არაორგანული და ორგანული ნივთიერებების მატერიალური ერთიანობა.
3. შეძლოს ქიმიური რეაქციების განტოლებების შედგენა, რომლებიც ავლენენ გენეტიკურ კავშირებს სხვადასხვა ჰომოლოგიური რიგის ნახშირწყალბადებს შორის.
4. არასტანდარტული ამოცანების გამოყენებით შემეცნებითი აქტივობის განვითარება; ლოგიკური აზროვნების უნარის განვითარება და დასკვნების გამოტანა; ახსნას ექსპერიმენტის მიმდინარეობა, გამოყო მთავარი, შეადარე, განზოგადო.
5. ქიმიისადმი ინტერესის გაღვივება, მისი როლის გაცნობა დღევანდელ ეტაპზე.

გაკვეთილის ტიპი: მიღებული ცოდნის განზოგადებისა და სისტემატიზაციის გაკვეთილი.

მეთოდები: ხარისხობრივი და გამოთვლითი ამოცანების გადაჭრა, დამოუკიდებელი მუშაობა.

აღჭურვილობა: ნახშირწყალბადების ყველა წარმომადგენლის მოდელები, გენეტიკური ცხრილები

ნახშირწყალბადების ურთიერთობები.

გაკვეთილების დროს.

ᲛᲔ. ორგანიზების დრო.

ერთმანეთის მისალმება, დაუსწრებელთა ჩაწერა, გაკვეთილისთვის მზადყოფნის შემოწმება.

II. მასწავლებლის გახსნის სიტყვა.

მასწავლებელი. დავასრულეთ თემის „ნახშირწყალბადები“ შესწავლა. დღეს გაკვეთილზე შევაჯამებთ ცოდნას ამ ნაერთების აგებულების, თვისებებისა და იზომერიზმის შესახებ.

ნებისმიერი ბუნებრივი ობიექტი და ფენომენი შესწავლილია მათ ურთიერთმიმართებაში. კავშირების მრავალ ტიპს შორის შეიძლება გამოვყოთ ის, რაც მიუთითებს რა არის პირველადი და რა არის მეორეხარისხოვანი, როგორ წარმოშობს ზოგიერთი ობიექტი ან ფენომენი სხვებს. ამ ტიპის კავშირებს გენეტიკური ეწოდება.

ნახშირწყალბადების ჰომოლოგიურ სერიას შორის არსებობს გენეტიკური კავშირი, რომელიც ვლინდება ამ ნივთიერებების ურთიერთტრანსფორმაციის პროცესში.

III. იმუშავეთ გაკვეთილის თემაზე.

1. პირველი საკითხი, რომელსაც განვიხილავთ, არის ნახშირწყალბადების შემადგენლობა, კლასიფიკაცია და ნომენკლატურა.

მიუთითეთ ნაერთების კლასი და დაასახელეთ შემდეგი ნივთიერებები:

ნივთიერებების ფორმულები იწერება აფიშაზე და გამოკრულია დაფაზე. მოსწავლეები რიგრიგობით ასახელებენ ნივთიერებებს და უთითებენ ნაერთების კლასს.

ჰომოლოგები: ა) და ბ); ზ) და და); გ) და კ)

იზომერები: გ) და დ); ე)თ) და ვ)

1. ნახშირწყალბადების ერთ-ერთი საერთო თვისებაა იზომერიზმის ფენომენის არსებობა.

კითხვები კლასისთვის:

1. რა ფენომენს ჰქვია იზომერიზმი?
2. რა სახის იზომერიზმი არსებობს?
3. რომელ ნახშირწყალბადებს ახასიათებს სივრცითი იზომერიზმი?
4. რომელი ნახშირწყალბადები ავლენენ კლასის იზომერიზმს?
5. რომელ ნივთიერებებს ჰქვია ჰომოლოგები?

ზემოთ მოცემული ნივთიერებებიდან აირჩიეთ ა) ჰომოლოგები, ბ) იზომერები.

1. მასწავლებელი. არსებობს გენეტიკური კავშირი ჰომოლოგიურ სერიებს შორის, რომელიც შეიძლება შეინიშნოს ნივთიერებების ურთიერთტრანსფორმაციის დროს. ნახშირწყალბადების უმდიდრესი ბუნებრივი წყაროა ნავთობი და ბუნებრივი აირი.

ერთი ჯგუფიდან მეორეში გადასასვლელად გამოიყენება პროცესები: დეჰიდროგენაცია, ჰიდროგენიზაცია, ციკლიზაცია და სხვა. ჩვენი რუსი მეცნიერების განვითარება - ნ.დ. ზელინსკი, ბ.ა.

ამსახველი გარდაქმნების ჯაჭვების ამოხსნა

ნახშირწყალბადების გენეტიკური კავშირი.

1. ორი ადამიანი წყვეტს ორ ჯაჭვს დაფებზე:

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

2 - სტუდენტი მხოლოდ ა)

1. დაფაზე ერთი ადამიანი წყვეტს გაზრდილი სირთულის ჯაჭვს:

1. დანარჩენი კლასი წყვეტს ზოგად ჯაჭვს, რიგრიგობით მიდის დაფასთან:

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

H2, Ni Y H2O, H3PO4 B

No1 (a და b), No2 დაფების უკან ჯაჭვების შემოწმება.

1. თემის „ნახშირწყალბადები“ შესწავლისას ხშირად წყდება გამოთვლითი და ექსპერიმენტული ამოცანები, რომლებშიც გამოყენებულია ნივთიერებების ინდივიდუალური თვისებები.

ხარისხის პრობლემების გადაჭრა.

1. დაფებში ორი ადამიანი წყვეტს მაღალი ხარისხის პრობლემებს, რომლებიც გაცემულია ინდივიდუალური ბარათების სახით:

ბარათი 1.

პასუხი: გამოტოვეთ ორივე ნივთიერება ბრომის ან იოდის წყლის მეშვეობით. იქ, სადაც პროპინ-ბრომიანი წყალი იყო, გაუფერულდება.

ბარათი 2.

პასუხი: თქვენ შეგიძლიათ მისი ამოცნობა ალის ბუნებით, თითოეული გაზის დაწვისას. ეთანი იწვის უფერო ლურჯი ალით, ეთილენი კაშკაშა ყვითელი ალით, აცეტილენი კი კვამლის ალით.

1. ყველა დანარჩენი (ვისაც სურს) წყვეტს ხარისხის პრობლემას მთავარ დაფაზე კლასის მხარდაჭერით:

ბარათი 3.

ერთი ცილინდრი შეიცავს მეთანს და პროპენს. როგორ გამოვყოთ ეს ნარევი? დაწერეთ შესაბამისი რეაქციები.

უპასუხე . ბრომი წყალი გადის გაზის ნარევიდან:

სუფთა მეთანი რჩება გაზის სახით. შედეგად მიღებული 1,2-დიბრომოპროპანი დამუშავებულია თუთიით:

სუფთა პროპენი გამოიყოფა გაზის სახით.

გამოთვლების ამოცანების გადაჭრა.

1. დაფებზე ორი ადამიანი წყვეტს პრობლემებს ბარათების გამოყენებით:

ბარათი 1.

ბარათი 2.

1. ერთი ადამიანი და კლასი წყვეტს პრობლემას მთავარ დაფაზე:

ბარათი 3.

როდესაც 4,4 გრ უცნობი ნახშირწყალბადი დაიწვა, გამოიყოფა 6,72 ლიტრი ნახშირორჟანგი და 7,2 გრ წყალი. გამოიტანეთ ამ ნახშირწყალბადის ფორმულა, თუ მისი ფარდობითი სიმკვრივე წყალბადისთვის არის 22.

პრობლემების გადაჭრის შემოწმება 1 და 2 ბარათებიდან.

IV. გაკვეთილის ქულების ანალიზი.

ვ. Საშინაო დავალება:გაიმეორეთ ყველაფერი თემაზე "ნახშირწყალბადები" + გადაჭრით გარდაქმნების ჯაჭვი: CO 2

CH 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 + HNO3 A

↓H2SO4

C6H5Cl

ბარათი 1.

ორი კონტეინერი შეიცავს პროპანს და პროპინს. ნივთიერებების იდენტიფიცირება ხარისხობრივი რეაქციების გამოყენებით, რეაქციის განტოლებით.

ბარათი 2.

სამი კონტეინერი შეიცავს ეთანს, ეთენს და ეთინს. როგორ ამოვიცნოთ რომელი გაზი სად არის. დაწერეთ შესაბამისი რეაქციების განტოლებები.

ბარათი 1.

განსაზღვრეთ ნახშირწყალბადის მოლეკულური ფორმულა, თუ ცნობილია, რომ მისი შემადგენლობა არის 80% ნახშირბადი, 20% წყალბადი, ხოლო ორთქლის ფარდობითი სიმკვრივე ჰაერში არის 1,034.

ბარათი 2.

გამოთვალეთ ეთილენის 96%-იანი სპირტის მასა, რომელიც შეიძლება მივიღოთ ეთილენის ჰიდრატაციის რეაქციით 67,2 ლიტრი მოცულობით.

გადახედვა:

პრეზენტაციის გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში და შედით მასში: https://accounts.google.com

სლაიდის წარწერები:

ღია ქიმიის გაკვეთილი მე-10 კლასში ნახშირწყალბადების გენეტიკური სერია. ცოდნის განზოგადება და სისტემატიზაცია

1. ამ თემის შესწავლისას შეძენილი ცოდნისა და უნარების გამეორება, განზოგადება და კონსოლიდაცია; შეძლოს ნახშირწყალბადების კლასიფიკაცია, შედარება მათი შედგენილობის, აგებულების, თვისებების შესახებ; დაამყაროს მიზეზ-შედეგობრივი კავშირები (შემადგენლობა, სტრუქტურა, თვისებები, გამოყენება). 2. შეძლოს შეადგინოს ქიმიური რეაქციების განტოლებები, რომლებიც ავლენს გენეტიკურ კავშირებს სხვადასხვა ჰომოლოგიური რიგის ნახშირწყალბადებს შორის. გაკვეთილის მიზნები:

ნებისმიერი ბუნებრივი ობიექტი და ფენომენი შესწავლილია მათ ურთიერთმიმართებაში. კავშირების მრავალ ტიპს შორის შეიძლება გამოვყოთ ის, რაც მიუთითებს რა არის პირველადი და რა არის მეორეხარისხოვანი, როგორ წარმოშობს ზოგიერთი ობიექტი ან ფენომენი სხვებს. ამ ტიპის კავშირებს გენეტიკური ეწოდება. ნახშირწყალბადების ჰომოლოგიურ სერიას შორის არსებობს გენეტიკური კავშირი, რომელიც ვლინდება ამ ნივთიერებების ურთიერთტრანსფორმაციის პროცესში.

გაკვეთილის თემა „ნახშირწყალბადების, სპირტების, ალდეჰიდების და კეტონების გენეტიკური ურთიერთობა“ მიზანი ამ ინფორმაციის გამოყენებით სტრუქტურული ფორმულების შედგენის უნარის გამომუშავება. ორგანული ნივთიერებების გარდაქმნების ჯაჭვების განხორციელების უნარის განვითარება. ორგანული ნივთიერებების კლასიფიკაციისა და ნომენკლატურის ცოდნის გაუმჯობესება.

აქტივობის პროგრამა „ნივთიერების სტრუქტურული ფორმულის შედგენა ამ ინფორმაციის გამოყენებით“ 1) ამ ინფორმაციის გადათარგმნა დიაგრამების ენაზე. 2) გამოიცანი კავშირის კლასი. 3) დაადგინეთ ნაერთის კლასი და მისი სტრუქტურული ფორმულა. 4) დაწერეთ განტოლებები მომხდარი რეაქციებისთვის.

აქტივობის პროგრამა: „ტრანსფორმაციების ჯაჭვების განხორციელება“ 1). დანომრეთ ქიმიური რეაქციები. 2) გარდაქმნების ჯაჭვში თითოეული ნივთიერების კლასის განსაზღვრა და მარკირება. 3) ჯაჭვის ანალიზი: ა) ისრის ზემოთ დაწერეთ რეაგენტების ფორმულები და რეაქციის პირობები; ბ) ისრის ქვეშ ჩაწერეთ დამატებითი პროდუქტების ფორმულები მინუს ნიშნით. 4).დაწერეთ რეაქციის განტოლებები: ა) დაალაგეთ კოეფიციენტები; ბ) დაასახელეთ რეაქციის პროდუქტები.

ორგანული ნაერთების კლასიფიკაცია ნახშირბადის ჯაჭვის სტრუქტურის მიხედვით 1. ნახშირბადის ჩონჩხის ბუნებიდან გამომდინარე განასხვავებენ აციკლურ (ხაზოვან და განშტოებულ და ციკლურ) ნაერთებს - ნაერთებს, რომლებსაც აქვთ ღია ხაზოვან ან განშტოებულ ნახშირბადის ჯაჭვს ხშირად უწოდებენ ციკლურ ნაერთებს - ნაერთებს, რომლებიც შეიცავს CA ციკლში დახურულ მოლეკულებს

ნახშირბადის ცალკეული ატომების კლასიფიკაცია თავად ნახშირბადის ჩონჩხებში ჩვეულებრივია ცალკეული ნახშირბადის ატომების კლასიფიკაცია ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით, რომლებიც მას ქიმიურად უკავშირდება. თუ მოცემული ნახშირბადის ატომი უკავშირდება ნახშირბადის ერთ ატომს, მაშინ მას უწოდებენ პირველადს, ორს - მეორადს, სამს - მესამეულს და ოთხს - მეოთხეულს. თავად ნახშირბადის ჩონჩხებში ჩვეულებრივია ცალკეული ნახშირბადის ატომების კლასიფიკაცია მათთან ქიმიურად შეკრული ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით. თუ მოცემული ნახშირბადის ატომი უკავშირდება ნახშირბადის ერთ ატომს, მაშინ მას უწოდებენ პირველადს, ორს - მეორადს, სამს - მესამეულს და ოთხს - მეოთხეულს. რა ჰქვია ნაჩვენები ნახშირბადის ატომს: რა ჰქვია ნაჩვენები ნახშირბადის ატომს: ა) წრის შიგნით _________________; ბ) კვადრატის შიგნით __________________; გ) გულის შიგნით __________________; დ) სამკუთხედის შიგნით _________________;

თემა: ნახშირწყალბადებისა და მათი წარმოებულების გენეტიკური ურთიერთობა.

სამიზნე:

განვიხილოთ გენეტიკური კავშირი ნახშირწყალბადების ტიპებსა და ორგანული ნაერთების კლასებს შორის;

ნახშირწყალბადებისა და მათი წარმოებულების შესახებ მოსწავლეთა ცოდნის განზოგადება და სისტემატიზაცია მათი თვისებების შედარებითი მახასიათებლების საფუძველზე.

ნახშირწყალბადების და მათი წარმოებულების ქიმიის საფუძველზე ლოგიკური აზროვნების განვითარება.

მოსწავლეებში თვითგანათლების უნარების განვითარება.

გაკვეთილის მიზნები:

მოსწავლეებში გაკვეთილზე მიზნების დასახვის და აქტივობების დაგეგმვის უნარის განვითარება;

მოსწავლეებში ლოგიკური აზროვნების განვითარება (ნახშირწყალბადების სხვადასხვა კლასებს შორის გენეტიკური კავშირის დამყარებით, უცნობი ორგანული ნივთიერებების ქიმიური თვისებების შესახებ ჰიპოთეზების წამოყენებით);

მოსწავლეებს განუვითარდეთ შედარების უნარი (ნახშირწყალბადების ქიმიური თვისებების შედარების მაგალითის გამოყენებით);

მოსწავლეთა საინფორმაციო და შემეცნებითი კომპეტენციის განვითარება;

განუვითარდეთ მოსწავლეებს ქიმიური მეტყველება, კითხვებზე გონივრული პასუხის გაცემის უნარი,

განუვითარდეთ მოსწავლეებს კომუნიკაციის უნარებს, გამოუმუშავოთ თანაკლასელების პასუხების მოსმენის უნარი.

გაკვეთილის ტიპი:

დიდაქტიკური მიზნებისთვის - ცოდნის გაუმჯობესება,

ორგანიზების მეთოდით – განზოგადება.

მეთოდები:

სიტყვიერი (საუბარი),

პრაქტიკული - ტრანსფორმაციის სქემების შედგენა და მათი განხორციელება,

დამოუკიდებელი სამუშაოს შესრულება.

მასწავლებელი:

Ორგანული ქიმია- მეცნიერება სასიცოცხლო ნივთიერებების შესახებ.
ნახშირწყალბადებს დიდი მნიშვნელობა აქვს თანამედროვე ინდუსტრიებისთვის, ტექნოლოგიებისა და ადამიანების ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ეს ნივთიერებები, როგორც ინდივიდუალურ მდგომარეობაში, ასევე ბუნებრივი ნარევების სახით (გაზი, ნავთობი, ქვანახშირი), ემსახურება როგორც ნედლეულს ათიათასობით უფრო რთული ორგანული ნაერთების წარმოებისთვის, რაც სითბოს და სინათლეს შემოაქვს ჩვენს სახლებში.

მულტიმედიური პრეზენტაცია

ორგანულ ნივთიერებებს ძალიან დიდი ადგილი უჭირავს ჩვენს ცხოვრებაში. დღეს 20 მილიონზე მეტია. მათ გარეშე ბევრი ნაცნობი ნივთი გაქრებოდა ყოველდღიური ცხოვრებიდან: პლასტმასის და რეზინის ნაწარმი, საყოფაცხოვრებო ქიმიკატები, კოსმეტიკა. ყოველდღიურად სულ უფრო მეტი ახალი ნივთიერება სინთეზირდება. ყველაფრის შესახებ ყველაფრის ცოდნა შეუძლებელია. მაგრამ შესაძლებელია გავიგოთ ძირითადი კანონები, რომლებიც გამოიყენება ორგანული ნივთიერებების ტრანსფორმაციისას.

ჩვენი რუსი მეცნიერების განვითარება - ნ.დ. ზელინსკი, ბ.ა.

მასწავლებელი:
ნახშირწყალბადების რა კლასები იცით, მაშინვე დაასახელეთ ზოგადი ფორმულით.

ცხრილი "ნივთიერებების კლასიფიკაცია"

Უპასუხე კითხვებს:

მასწავლებელი:

როგორ განსხვავდება სხვადასხვა ტიპის ნახშირწყალბადები შემადგენლობით?

სტუდენტები(წყალბადის ატომების რაოდენობა)

მასწავლებელი:

რა რეაქციები უნდა განხორციელდეს ერთი ტიპის ნახშირწყალბადისგან მეორეს მისაღებად?

სტუდენტები:

(ჰიდროგენაციის ან დეჰიდროგენაციის რეაქციები.

ასე შეიძლება მოხდეს გადასვლების უმეტესობა, თუმცა ნახშირწყალბადების წარმოების ეს მეთოდი არ არის უნივერსალური. დიაგრამაზე ისრები მიუთითებს ნახშირწყალბადებზე, რომლებიც შეიძლება პირდაპირ გარდაიქმნას ერთმანეთში ერთ რეაქციაში).

მასწავლებელი:

სქემატურად ასე გამოიყურება:

ვარჯიში:შესწავლილი მასალის კონსოლიდაციის მიზნით, განახორციელეთ ტრანსფორმაციის რამდენიმე ჯაჭვი. განსაზღვრეთ თითოეული რეაქციის ტიპი:

მასწავლებელი:თქვენ იცით, რომ გენეტიკური კავშირი არსებობს არა მხოლოდ ნახშირწყალბადებს შორის, არამედ მათ წარმოებულებს შორის - ჟანგბადის შემცველ ორგანულ ნივთიერებებს შორის, რომლებიც სამრეწველო მასშტაბით მიიღება ნავთობის, გაზისა და ქვანახშირის გადამუშავების პროდუქტებიდან. მოდით განვსაზღვროთ ეს ურთიერთობა ტრანსფორმაციის ჯაჭვების მაგალითის გამოყენებით:

მოსწავლეთა მუშაობა ინტერაქტიულ დაფაზე.

ეს საშუალებას იძლევა განსაზღვრული ნაერთების მიზანმიმართული სინთეზი აუცილებელი ქიმიური რეაქციების სერიის გამოყენებით (ტრანსფორმაციების ჯაჭვი)

ფრაგმენტი ვიდეო სიუჟეტიდან.

დავალება: შეადგინეთ რეაქციის განტოლებები, მიუთითეთ რეაქციების წარმოშობის პირობები და ტიპი.

დასკვნა:დღეს გაკვეთილზე - სხვადასხვა ჰომოლოგიური სერიის ორგანული ნივთიერებების გენეტიკური კავშირის მაგალითის გამოყენებით ვნახეთ და გარდაქმნების დახმარებით დავამტკიცეთ - სამყაროს მატერიალური ერთიანობის ერთიანობა.

Საშინაო დავალება:

პრობლემის გადაჭრა:მოცემულია 2 მოლი ეთილის სპირტი.

რამდენი ყალიბდება 1 რიგი - გრამი დიბრომეთანი;
რიგი 2 - ლიტრი ნახშირორჟანგი
მე-3 რიგი – გრამი ეთილენგლიკოლი;

გადახედეთ თემებს ჰომოლოგიასა და იზომერიზმზე: შექმენით ფორმულები კომპოზიციის ერთი და ორი იზომერისთვის.

კოდის ჩასმა

კონტაქტში

კლასელები

ტელეგრამა

მიმოხილვები

დაამატეთ თქვენი მიმოხილვა

სლაიდი 2

ნივთიერებების კლასებს შორის კავშირი გამოიხატება გენეტიკური ჯაჭვებით

• გენეტიკური სერია არის ქიმიური გარდაქმნების განხორციელება, რის შედეგადაც შესაძლებელია ერთი კლასის ნივთიერებების მიღება მეორე 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.

ბოლო წლებში სამეცნიერო და ტექნოლოგიური პროგრესის ტემპი დამოკიდებული გახდა 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.

მისი ფართო გაგებით, ნანოტექნოლოგია არის კვლევა და განვითარება ატომურ, მოლეკულურ და მაკრომოლეკულურ დონეზე ერთიდან ას ნანომეტრამდე ზომის მასშტაბით; ხელოვნური სტრუქტურების, მოწყობილობებისა და სისტემების შექმნა და გამოყენება, რომლებსაც ულტრაპატარა ზომების გამო 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, ყოველი ახალი ტექნოლოგია იწვევს დაკავშირებული ტექნოლოგიების დაბადებას და განვითარებას.

დროის ამჟამინდელ პერიოდს, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ, ეწოდება სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუცია ან ინფორმაციის რევოლუცია. ინფორმაციული რევოლუციის დასაწყისი დაემთხვა კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარებას, რომლის გარეშეც თანამედროვე საზოგადოების ცხოვრება წარმოუდგენელია.

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

ბერძნულიდან თარგმნილი 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 ზომის გაზრდის მიზნით - ატომიდან მზის სისტემამდე. ადამიანმა უკვე ისწავლა ისარგებლოს სხვადასხვა ზომის საგნებით. ჩვენ შეგვიძლია გავყოთ ატომების ბირთვები ატომური ენერგიის მისაღებად. ქიმიური რეაქციების განხორციელებით ვიღებთ ახალ მოლეკულებს და უნიკალური თვისებების მქონე ნივთიერებებს. 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 შეგვიძლია ნანოსამყარო ჩვენთვის იმუშაოს.

ნანოტექნოლოგიები იყენებენ ქიმიის, ფიზიკისა და ბიოლოგიის უახლეს მიღწევებს.

სლაიდი 5

ბოლო კვლევებმა დაამტკიცა, რომ ძველ ეგვიპტეში ნანოტექნოლოგიას იყენებდნენ 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 "ლიკურგის თასი" (თასის კედლებზე გამოსახულია სცენები ამ დიდი სპარტანელი კანონმდებლის 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 (იმდროინდელი ალქიმიის, ქიმიისა და ფიზიკის საფუძვლების ფილოსოფიური საფუძველი). ბოილი ამტკიცებდა, რომ ყველაფერი შედგება "კორპუსკულებისგან" - ულტრაპატარა ნაწილებისგან, რომლებიც სხვადასხვა კომბინაციებში ქმნიან სხვადასხვა ნივთიერებებს და ობიექტებს. შემდგომში, დემოკრიტეს და ბოილის იდეები მიიღეს სამეცნიერო საზოგადოებამ.

1704 წელს ისააკ ნიუტონმა შესთავაზა კორპუსკულების საიდუმლოს შესწავლა;

1959 წელს ამერიკელმა ფიზიკოსმა რიჩარდ 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 გახდა მეცნიერების სფერო თავისთავად და გახდა გრძელვადიანი ტექნიკური პროექტი ამერიკელი მეცნიერის ერიკ დრექსლერის დეტალური ანალიზის შემდეგ 1980-იანი წლების დასაწყისში და მისი წიგნის შექმნის ძრავები: 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, რომლებსაც ამ კვლევისთვის ნობელის პრემია მიენიჭათ 1986 წელს.

სლაიდი 10

AFM-ის საფუძველია ზონდი, რომელიც ჩვეულებრივ დამზადებულია სილიკონისგან და წარმოადგენს თხელ კონსოლის ფირფიტას (მას უწოდებენ კონსოლს, ინგლისური სიტყვიდან "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.

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

სლაიდი 11

სკანირების ზონდის მიკროსკოპების სხვა ჯგუფი იყენებს ეგრეთ წოდებულ კვანტურ მექანიკურ „გვირაბის ეფექტს“ ზედაპირის რელიეფის ასაგებად. გვირაბის ეფექტის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ ელექტრული დენი ბასრი ლითონის ნემსსა და ზედაპირს შორის, რომელიც მდებარეობს დაახლოებით 1 ნმ მანძილზე, იწყებს 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 ატომებისგან, საერთო რიცხვით 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 ატომებიდან ან ცალკეული მოლეკულებიდან, არამედ მოლეკულური ბლოკებიდანაც. 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 კვლევა აჩვენებს, რომ ნანოტექნოლოგია შეიძლება იყოს 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 ფერი და ამიტომ გამოიყენება როგორც საღებავი საღებავების, ქაღალდის, კბილის პასტებისა და პლასტმასის წარმოებაში. მიზეზი არის ძალიან მაღალი რეფრაქციული ინდექსი (n=2.7).

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

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

მაგისტრალების ბეტონში შეიძლება ჩაერთოს ფოტოკატალიზატორები, 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. ამასთან, ასეთ მინას, მზის სხივების ზემოქმედებისას, შეუძლია თვითწმენდა ორგანული დამაბინძურებლებისგან, გადააქცევს ორგანულ ჭუჭყს 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 სივრცეებში, რადგან... ხელოვნურ შუქში პრაქტიკულად არ არსებობს ულტრაიისფერი. 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.

ულტრაიისფერი გამოსხივების შთანთქმის უნარის გამო, ტიტანის 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. ასეთ ზედაპირს ნანოგრასს უწოდებენ და იგი შედგება ერთი და იმავე სიგრძის მრავალი პარალელური ნანომავთულისგან (ნანოროდებისგან), რომლებიც განლაგებულია ერთმანეთისგან თანაბარ მანძილზე.

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 ნაოჭების სტრუქტურა, რომელიც მნიშვნელოვნად ამცირებს მათ დატენიანებას. შედარებისთვის: მაგნოლიის ფოთლის შედარებით გლუვი ზედაპირი, 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 საწმენდებს არაფერი აქვთ 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 მეტით. 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.

ნანომავთულის უნიკალური ელექტრული და მექანიკური თვისებები ქმნის წინაპირობებს მათი გამოყენების მომავალ ნანოელექტრონულ და ნანოელექტრომექანიკურ მოწყობილობებში, ასევე ახალი კომპოზიციური მასალებისა და ბიოსენსორების ელემენტებში.

სლაიდი 24

ტრანზისტორებისგან განსხვავებით, ბატარეების მინიატურიზაცია ძალიან ნელა ხდება. გალვანური ბატარეების ზომა, შემცირებული სიმძლავრის ერთეულამდე, ბოლო 50 წლის განმავლობაში შემცირდა მხოლოდ 15-ჯერ, ხოლო ტრანზისტორის ზომა ამავე დროს შემცირდა 1000-ზე მეტჯერ და ახლა დაახლოებით 100 ნმ-ია. ცნობილია, რომ ავტონომიური ელექტრონული მიკროსქემის ზომა ხშირად 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.

დატენვის მაღალი სიჩქარის გარდა, ნანონაწილაკების ელექტროდების შემცველ ბატარეებს აქვთ გახანგრძლივებული მომსახურების ვადა: 1000 დატენვის/გამორთვის ციკლის შემდეგ, მისი სიმძლავრის მხოლოდ 1% იკარგება, 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. მათი განსახორციელებლად საჭიროა კატალიზატორები - ნივთიერებები, რომლებიც ხელს უწყობენ რეაქციას, მაგრამ არ მონაწილეობენ მასში.

მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ნახშირბადის ნანომილების შიდა ზედაპირს ასევე აქვს დიდი კატალიზური აქტივობა. მათ მიაჩნიათ, რომ როდესაც ნახშირბადის ატომების "გრაფიტის" ფურცელი მილაგდება, ელექტრონების კონცენტრაცია მის შიდა ზედაპირზე მცირდება. 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.

"ალკანების თვისებები" - ალკანები. შეისწავლეთ აბზაცში მოცემული ინფორმაცია. IUPAC ნომენკლატურა. კავშირები. ალკანების ფიზიკური თვისებები. ჩვენ ვწყვეტთ პრობლემებს. ალკენები და ალკინები. ნახშირწყალბადების ბუნებრივი წყაროები. გაჯერებული ნახშირწყალბადები. მეთანის ჰალოგენაცია. ნომენკლატურა. ბუნებრივი აირი, როგორც საწვავი. წყალბადი. ალკანების ქიმიური თვისებები. სპეციალური ვარჯიშების ვარიანტი.

"მეთანი" - პირველი დახმარება მძიმე ასფიქსიის დროს: დაზარალებულის გამოყვანა მავნე ატმოსფეროდან. მეთანი. კონცენტრაციები ხშირად გამოხატულია ნაწილებში მილიონზე ან მილიარდზე. ატმოსფერული მეთანის გამოვლენის ისტორია მოკლეა. დედამიწის ატმოსფეროში მეთანისა და აზოტის ტრიფტორიდის მატება შეშფოთებას იწვევს. მეთანის როლი გარემო პროცესებში უაღრესად მნიშვნელოვანია.

„ქიმიის გაჯერებული ნახშირწყალბადები“ - 8. გამოყენება. ბუნებრივი აირის სახით გამოყენებული მეთანი გამოიყენება როგორც საწვავი. ორბიტალებს შორის კუთხეებია 109 გრადუსი 28 წუთი. 1. გაჯერებული ნახშირწყალბადების ყველაზე დამახასიათებელი რეაქციებია ჩანაცვლების რეაქციები. ალკანის მოლეკულებში ნახშირბადის ყველა ატომი იმყოფება SP3 ჰიბრიდიზაციის მდგომარეობაში.

"გაჯერებული ნახშირწყალბადების ქიმია" - გაჯერებული ნახშირწყალბადების ცხრილი. Ორგანული ქიმია. ლაბორატორიაში. C2H6. ამიტომ ნახშირბადის ჯაჭვი იღებს ზიგზაგის ფორმას. შეზღუდეთ ნახშირწყლები (ალკანები ან პარაფინები). სად გამოიყენება მეთანი? ქვითარი. მეთანი. რა ნაერთებს უწოდებენ გაჯერებულ ნახშირწყალბადებს? კითხვები და დავალებები. განაცხადი.

ასოცირებული გაზისგან მიღებული გაზის ნარევები. ბუნებრივი აირი. ნახშირწყალბადების ბუნებრივი აირისებრი ნარევები. ნავთობის წარმოშობა. ამრიგად, გაჯერებული ნახშირწყალბადები შეიცავს წყალბადის ატომების მაქსიმალურ რაოდენობას მოლეკულაში. 1. ალკანების ცნება 2. ბუნებრივი წყაროები 3. ნავთობი, როგორც წყარო 4. ბუნებრივი აირი. ბუნებრივი წყაროები.

"გაჯერებული ნახშირწყალბადების სტრუქტურა" - ალკანების წვა. იზომერების მაგალითები. ალკანების ჰომოლოგიური სერია. გაჯერებული ნახშირწყალბადები. დადებითი და უარყოფითი შედეგები. მეთანის თვისებები. ერთი ბონდის მახასიათებლები. ახალი ცოდნისა და უნარების ჩამოყალიბება. რადიკალები. ალკანების ფიზიკური თვისებები. ალკანები. დაშლის რეაქციები. სინთეზური აირის წარმოება.

თემაში სულ 14 პრეზენტაციაა