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

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

ჩამოტვირთვა:

გადახედვა:

მუნიციპალური საგანმანათლებლო დაწესებულება

№6 საშუალო სკოლა

კრასნოდარის ტერიტორიის ოქტიაბრსკაიას სოფლები

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 მიღებული 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, ასევე 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 მოგვარების პრობლემების გადაჭრა, დამოუკიდებელი მუშაობა.

აღჭურვილობა: ნახშირწყალბადების ყველა წარმომადგენლის მოდელები, გენეტიკური ცხრილები

ნახშირწყალბადების ურთიერთობა.

გაკვეთილების დროს.

ᲛᲔ. ორგანიზების დრო.

ერთმანეთის მილოცვა, დაუსწრებელთა დაფიქსირება, გაკვეთილისთვის მზადყოფნის შემოწმება.

II. მასწავლებლის შესავალი.

მასწავლებელი. დავასრულეთ თემის „ნახშირწყალბადები“ შესწავლა. დღეს გაკვეთილზე განვაზოგადებთ ცოდნას ამ ნაერთების აგებულების, თვისებების, იზომერიზმის შესახებ.

მათ ურთიერთობაში შესწავლილია ნებისმიერი ბუნებრივი ობიექტი და ფენომენი. 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 ურთიერთობებს გენეტიკური ეწოდება.

არსებობს გენეტიკური კავშირი ნახშირწყალბადების ჰომოლოგიურ სერიებს შორის, რომელიც გვხვდება 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 პლაკატზე და გამოკრულია დაფაზე. ადგილის მოსწავლეები თავის მხრივ ასახელებენ ნივთიერებებს და მიუთითებენ ნაერთის კლასს.

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

იზომერები: გ) და დ); ე)თ) და ვ)

1. ნახშირწყალბადების ერთ-ერთი საერთო თვისება არის იზომერიზმის არსებობა.

კითხვები კლასს:

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

ზემოაღნიშნული 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, ციკლოფორმაცია და სხვა. დიდი მნიშვნელობა აქვს ჩვენი რუსი მეცნიერების - ნ.დ.ზელინსკის, ვ.ვ.მარკოვნიკოვის, ბ.ა.კაზანსკის, მ.გ.კუჩეროვის განვითარებას.

ამსახველი გარდაქმნების ჯაჭვების ამოხსნა

ნახშირწყალბადების გენეტიკური ურთიერთობა.

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 საერთო ჯაჭვს, რიგრიგობით მიდის დაფაზე:

CaCO 3 → CaO → CaC 2 → C 2 H 2 ტრიმერიზაცია, С(მოქმედება) 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, ექსპერიმენტული ამოცანები, რომლებშიც გამოყენებულია ნივთიერებების ინდივიდუალური თვისებები.

ხარისხის პრობლემების გადაჭრა.

1. დაფებზე ორი ადამიანი წყვეტს მაღალი ხარისხის პრობლემებს, რომლებიც შექმნილია ინდივიდუალური ბარათების სახით:

ბარათი 1.

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

ბარათი 2.

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

1. ყველა სხვამ (ვისაც უნდა) გადაჭრას ხარისხის პრობლემა 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 ამოხსნა.

1. დაფებზე ორი ადამიანი წყვეტს ბარათებზე არსებულ პრობლემებს:

ბარათი 1.

ბარათი 2.

1. ერთი ადამიანი კლასთან ერთად წყვეტს პრობლემას მთავარ დაფაზე:

ბარათი 3.

უცნობი ნახშირწყალბადის 4,4 გ დაწვისას გამოიყოფა 6,72 ლიტრი ნახშირორჟანგი და 7,2 გ წყალი. გამოიტანეთ ამ ნახშირწყალბადის ფორმულა, თუ მისი ფარდობითი სიმკვრივე წყალბადის მიმართ 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 ავზი შეიცავს პროპანს და პროპინს. ნივთიერებების განსაზღვრა თვისებრივი რეაქციების გამოყენებით, რეაქციის განტოლებით დადასტურებით.

ბარათი 2.

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

ბარათი 1.

დააყენეთ ნახშირწყალბადის მოლეკულური ფორმულა, თუ ცნობილია, რომ იგი შეიცავს 80% ნახშირბადს, 20% წყალბადს და ჰაერში ორთქლის ფარდობითი სიმკვრივე არის 1,034.

ბარათი 2.

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

გადახედვა:

პრეზენტაციების გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში (ანგარიში) და შედით: https://accounts.google.com

სლაიდების წარწერები:

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

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

მათ ურთიერთობაში შესწავლილია ნებისმიერი ბუნებრივი ობიექტი და ფენომენი. 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 ურთიერთობებს გენეტიკური ეწოდება. არსებობს გენეტიკური კავშირი ნახშირწყალბადების ჰომოლოგიურ სერიებს შორის, რომელიც გვხვდება ამ ნივთიერებების ურთიერთტრანსფორმაციის პროცესში.

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

აქტივობის პროგრამა „ამ ინფორმაციიდან ნივთიერების სტრუქტურული ფორმულის შედგენა“ 1) გადათარგმნეთ ეს ინფორმაცია სქემების ენაზე. 2) დავუშვათ კავშირის კლასი. 3) დააყენეთ ნაერთების კლასი და მისი სტრუქტურული ფორმულა. 4) ჩაწერეთ მიმდინარე რეაქციების განტოლებები.

აქტივობების პროგრამა: „ტრანსფორმაციების ჯაჭვების განხორციელება“ 1). ჩამოთვალეთ ქიმიური რეაქციები. 2) გარდაქმნების ჯაჭვში თითოეული ნივთიერების კლასის განსაზღვრა და ხელმოწერა. 3) გააანალიზეთ ჯაჭვი: ა) ისრის ზემოთ ჩაწერეთ 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 აგებულების მიხედვით 1. ნახშირბადის ჩონჩხის ბუნებიდან გამომდინარე გამოიყოფა აციკლური (წრფივი და განშტოებული და ციკლური ნაერთები) აციკლური (ალიფატური, არაციკლური) ნაერთები - ნაერთები, რომლებსაც აქვთ ღია. ხაზოვან ან განშტოებულ UC-ს ხშირად უწოდებენ ნორმალურ, რომელიც შეიცავს UC-ის ციკლში დახურულ მოლეკულებს

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

თემა: „ნახშირწყალბადებისა და მათი წარმოებულების გენეტიკური კავშირი“.

სამიზნე:

განვიხილოთ გენეტიკური კავშირი ნახშირწყალბადების ტიპებსა და ორგანულ ნაერთთა 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 ჩამოყალიბება.

გაკვეთილის მიზნები:

მოსწავლეებში მიზნების დასახვის, საკლასო აქტივობების დაგეგმვის უნარის განვითარება;

მოსწავლეთა 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 მოსწავლეთა ქიმიური მეტყველება, კითხვებზე დასაბუთებული პასუხის უნარი,

მოსწავლეებში კომუნიკაციის უნარის გამომუშავება, თანაკლასელების პასუხების მოსმენის უნარის გამომუშავება.

გაკვეთილის ტიპი:

დიდაქტიკური მიზნის მიხედვით - ცოდნის გაუმჯობესება,

ორგანიზების მეთოდის მიხედვით – 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 მრეწველობის, ტექნოლოგიებისა და ადამიანების ყოველდღიური ცხოვრებისათვის. ეს ნივთიერებები, როგორც ინდივიდუალურ მდგომარეობაში, ასევე ბუნებრივი ნარევების სახით (გაზი, ნავთობი, ქვანახშირი), ემსახურება როგორც ნედლეულს ათობით ათასი უფრო რთული ორგანული ნაერთების წარმოებისთვის, მოაქვს სითბო და სინათლე ჩვენს სახლებში.

მულტიმედიური პრეზენტაცია

ჩვენს ცხოვრებაში ორგანულ ნივთიერებებს ძალიან დიდი ადგილი უჭირავს. დღეს მათგან 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 შეიძლება გავიგოთ ძირითადი კანონები, რომლებიც გამოიყენება ორგანული ნივთიერებების ტრანსფორმაციისას.

დიდი მნიშვნელობა აქვს ჩვენი რუსი მეცნიერების - ნ.დ.ზელინსკის, ვ.ვ.მარკოვნიკოვის, ბ.ა.კაზანსკის, მ.გ.კუჩეროვის განვითარებას.

მასწავლებელი:
ნახშირწყალბადების რა კლასები იცით, დაუყოვნებლივ დარეკეთ ზოგადი ფორმულით.

ცხრილი "ნივთიერებების კლასიფიკაცია"

Უპასუხე კითხვებს:

მასწავლებელი:

როგორ განსხვავდება სხვადასხვა ტიპის ნახშირწყალბადები შემადგენლობით?

სტუდენტები(წყალბადის ატომების რაოდენობა)

მასწავლებელი:

რა რეაქციები უნდა განხორციელდეს, რომ ერთი ტიპის ნახშირწყალბადიდან მეორე მივიღოთ?

სტუდენტები:

(ჰიდროგენაციის ან დეჰიდროგენაციის რეაქციები.

ასე შეიძლება განხორციელდეს გადასვლების უმეტესობა, თუმცა ნახშირწყალბადების მიღების ეს მეთოდი არ არის უნივერსალური. დიაგრამაზე ისრები მიუთითებს ნახშირწყალბადებს, რომლებიც შეიძლება პირდაპირ გარდაიქმნას ერთმანეთში ერთი რეაქციით).

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 კომერციულად მიიღება ნავთობის, გაზისა და ქვანახშირის გადამამუშავებელი პროდუქტებისგან. მოდით გამოვავლინოთ ეს ურთიერთობა ტრანსფორმაციის ჯაჭვების მაგალითის გამოყენებით:

მოსწავლეთა მუშაობა ინტერაქტიულ დაფაზე.

ეს შესაძლებელს ხდის მოცემული ნაერთების მიზანმიმართული სინთეზის განხორციელებას მთელი რიგი აუცილებელი ქიმიური რეაქციების გამოყენებით (ტრანსფორმაციების ჯაჭვი).

ფრაგმენტი ვიდეოდან.

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

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

Საშინაო დავალება:

პრობლემის გადასაჭრელად:მოცემულია 2 მოლი ეთილის სპირტი.

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

განიხილავს თემებს ჰომოლოგიასა და იზომერიზმზე: ჩამოაყალიბეთ ფორმულები ერთი და ორი შემადგენლობის იზომერებისთვის.

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 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 დემონსტრაცია.

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 მოსწავლეთა ცოდნის გაფართოება და გაუმჯობესება მათ გარშემო არსებული სამყაროს შესახებ, ახალი მიღწევები და აღმოჩენები. შედარების, განზოგადების უნარების ჩამოყალიბება. მთავარის გამოკვეთის უნარი, შემოქმედებითი ინტერესის განვითარება, დამოუკიდებლობის განათლება მასალის ძიებაში.

21-ე საუკუნის დასაწყისი აღინიშნება ნანოტექნოლოგიებით, რომლებიც 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 ზომით შექმნილ ნივთიერებებს და ობიექტებს ნანომასალები ეწოდება, ხოლო მათი წარმოებისა და გამოყენების მეთოდებს ნანოტექნოლოგიები. შეუიარაღებელი თვალით ადამიანს შეუძლია დაინახოს ობიექტი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 10 ათასი ნანომეტრია.

ფართო გაგებით, ნანოტექნოლოგია არის კვლევა და განვითარება ატომურ, მოლეკულურ და მაკრომოლეკულურ დონეზე ერთიდან ას ნანომეტრამდე მასშტაბით; ხელოვნური სტრუქტურების, მოწყობილობებისა და სისტემების შექმნა და გამოყენება, რომლებსაც ულტრაპატარა ზომის გამო არსებითად ახალი თვისებები და ფუნქციები გააჩნიათ; მატერიის მანიპულირება მანძილების ატომური მასშტაბით.

სლაიდი 3

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

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

სამომავლოდ, სხვადასხვა საქონლის ტრანსპორტირების ზრდა შეუძლებელი გახდა საავტომობილო ინდუსტრიაში ახალი ტექნოლოგიების გარეშე. ამრიგად, ყოველი ახალი ტექნოლოგია იწვევს დაკავშირებული ტექნოლოგიების დაბადებას და განვითარებას.

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

კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარება ყოველთვის ასოცირდება ელექტრონული მიკროსქემის ელემენტების მინიატურიზაციასთან. ამჟამად კომპიუტერული მიკროსქემის ერთი ლოგიკური ელემენტის (ტრანზისტორის) ზომა დაახლოებით 10-7 მ-ია 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 იმდენჯერ ნაკლებია ერთ მეტრზე, რამდენჯერაც თითის სისქე დედამიწის დიამეტრზე ნაკლებია. ატომების უმეტესობის დიამეტრი 0,1-დან 0,2 ნმ-მდეა, ხოლო დნმ-ის ჯაჭვები დაახლოებით 2 ნმ სისქისაა. სისხლის წითელი უჯრედების დიამეტრი 7000 ნმ, ხოლო ადამიანის თმის სისქე 80000 ნმ.

ნახატზე, მარცხნიდან მარჯვნივ, ზომის გაზრდის მიზნით, ნაჩვენებია მრავალფეროვანი ობიექტები - ატომიდან მზის სისტემამდე. ადამიანმა უკვე ისწავლა ისარგებლოს სხვადასხვა ზომის საგნებით. ჩვენ შეგვიძლია გავყოთ ატომების ბირთვები, გამოვყოთ ატომური ენერგია. ქიმიური რეაქციების შედეგად 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, ხედავთ, რომ არის საკმაოდ დიდი დიაპაზონი (ლოგარითმული მასშტაბით), სადაც მეცნიერებს დიდი ხანია ფეხი არ დაუდგამთ - ასი ნანომეტრიდან 0,1 ნმ-მდე. ნანოტექნოლოგიებს უწევთ მუშაობა ობიექტებთან, რომელთა ზომებია 0,1 ნმ-დან 100 ნმ-მდე. და არსებობს ყველა საფუძველი, ვიფიქროთ, რომ შესაძლებელია ნანოსამყაროს ჩვენთვის მუშაობა.

ნანოტექნოლოგიები იყენებს უახლეს მიღწევებს ქიმიაში, ფიზიკასა და ბიოლოგიაში.

სლაიდი 5

ბოლო კვლევებმა აჩვენა, რომ ძველ ეგვიპტეში ნანოტექნოლოგიას იყენებდნენ თმის შავად შესაღებად. ამისათვის გამოიყენეს Ca(OH)2 ცაცხვის, ტყვიის ოქსიდის და წყლის პასტა. შეღებვის პროცესში მიიღეს ტყვიის სულფიდის (გალენა) ნანონაწილაკები, კერატინის შემადგენელ გოგირდთან ურთიერთქმედების შედეგად, რაც უზრუნველყოფდა ერთგვაროვან და სტაბილურ შეღებვას.

ბრიტანეთის მუზეუმში ინახება "ლიკურგუსის თასი" (გობლის 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 თასი იცვლის ფერს - 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 განცხადება, 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 კომბინაციით ქმნიან სხვადასხვა ნივთიერებებს და ობიექტებს. შემდგომში, დემოკრიტეს და ბოილის იდეები მიიღეს სამეცნიერო საზოგადოებამ.

1704 წელს ისააკ ნიუტონმა გამოთქვა წინადადებები სხეულების საიდუმლოების შესწავლის შესახებ;

1959 წელს ამერიკელმა ფიზიკოსმა რიჩარდ ფეინმანმა განაცხადა: „ამ დროისთვის ჩვენ იძულებულნი ვართ გამოვიყენოთ ატომური სტრუქტურები, რომლებსაც ბუნება გვთავაზობს“. "მაგრამ პრინციპში ფიზიკოსს შეუძლია ნებისმიერი ნივთიერების სინთეზირება მოცემული ქიმიური ფორმულით."

1959 წელს ნორიო ტანიგუჩიმ პირველად გამოიყენა ტერმინი „ნანოტექნოლოგია“;

1980 წელს ერიკ დრექსლერმა გამოიყენა ეს ტერმინი.

სლაიდი 7

რიჩარდ ფილიპს ფეიმანი (1918-1988), ამერიკელი ფიზიკოსი. კვანტური ელექტროდინამიკის ერთ-ერთი ფუძემდებელი.ნობელის პრემიის ლაურეატი ფიზიკაში 1965წ.

ფეინმანის ცნობილი ლექცია, რომელიც ცნობილია როგორც „ქვემოთ ჯერ კიდევ ბევრი ადგილია“, დღეს ითვლება ნანოსამყაროს დასაპყრობად ბრძოლის ამოსავალ წერტილად. ის პირველად 1959 წელს კალტექში წაიკითხეს. ლექციის სათაურში სიტყვა „ქვემოთ“ ნიშნავდა „ძალიან პატარა სამყაროს“.

ნანოტექნოლოგია წარმოიშვა როგორც მეცნიერების დარგი თავისთავად და გადაიქცა გრძელვადიან ტექნიკურ პროექტად 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 ნანო-ობიექტებზე 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 კვლევებისთვის 1986 წელს მიენიჭათ ნობელის პრემია.

სლაიდი 10

AFM-ის საფუძველია ზონდი, რომელიც ჩვეულებრივ დამზადებულია სილიკონისგან და წარმოადგენს თხელ ფირფიტა-კონსოლს (მას ეძახიან 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 ეშვება, ასახავს ზედაპირის მიკრორელიეფს, ისევე როგორც გრამოფონის ნემსი სრიალებს გრამოფონის ფირფიტაზე. კონსოლის ამობურცულ ბოლოში არის სარკისებური პლატფორმა, რომელზედაც ლაზერის სხივი ეცემა და საიდანაც ლაზერის სხივი აირეკლება. როდესაც მწვერვალი ეშვება და იზრდება არათანაბარ ზედაპირებზე, არეკლილი სხივი იხრება და ეს გადახრა ფიქსირდება ფოტოდეტექტორის მიერ, ხოლო ძალა, რომლითაც წვეტი მიიზიდავს ახლომდებარე ატომებს, ფიქსირდება პიეზოელექტრული სენსორის მიერ.

უკუკავშირის სისტემაში გამოყენებულია ფოტოდეტექტორი და პიეზოელექტრული სენსორის მონაცემები. შედეგად, შესაძლებელია ნიმუშის ზედაპირის სამგანზომილებიანი რელიეფის აშენება რეალურ დროში.

სლაიდი 11

სკანირების ზონდის მიკროსკოპების სხვა ჯგუფი იყენებს ეგრეთ წოდებულ კვანტურ-მექანიკურ „გვირაბის ეფექტს“ ზედაპირის ტოპოგრაფიის 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 იყოს 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 შექმნათ სამგანზომილებიანი ზედაპირის 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. ამრიგად, შესაძლებელია ატომების მანიპულირება და ნანოსტრუქტურების შექმნა, ე.ი. სტრუქტურები ზედაპირზე, რომლებსაც აქვთ ნანომეტრის რიგის ზომები. ჯერ კიდევ 1990 წელს, IBM-ის თანამშრომლებმა აჩვენეს, რომ ეს შესაძლებელი იყო ნიკელის ფირფიტაზე მათი კომპანიის სახელის დამატებით 35 ქსენონის ატომისგან.

დახრილი დიფერენციალი ამშვენებს მოლეკულური წარმოების ინსტიტუტის ვებგვერდის 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

ლიცეუმის სტუდენტების კლასი რუსეთის სახელმწიფო პედაგოგიური უნივერსიტეტის ნანოტექნოლოგიის კლასში ა.ი. ჰერცენი.

სლაიდი 13

ნანოსტრუქტურების აწყობა შესაძლებელია არა მხოლოდ ცალკეული ატომებიდან ან ცალკეული მოლეკულებიდან, არამედ მოლეკულური ბლოკებიდან. ასეთი ბლოკები ან ელემენტები ნანოსტრუქტურების შესაქმნელად არის გრაფენი, ნახშირბადის ნანომილები და ფულერენი.

სლაიდი 14

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

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

ვიდეო დემონსტრაცია.

სლაიდი 15

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

სლაიდი 16

გრაფენი არის ნახშირბადის ატომების ერთი ბრტყელი ფურცელი, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული და ქმნის გისოსს, რომლის თითოეული უჯრედი ჰგავს თაფლის ჭურჭელს. 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 ტყვიები, არის გრაფენის ფურცლების დასტა. გრაფიტში შემავალი გრაფენები ძალიან ცუდად არის შეკრული და შეუძლიათ ერთმანეთთან შედარებით სრიალი. ამიტომ, თუ გრაფიტს ქაღალდზე დახატავთ, მაშინ მასთან კონტაქტში მყოფი გრაფენის ფურცელი გამოყოფილია გრაფიტისაგან და რჩება ქაღალდზე. ეს განმარტავს, თუ რატომ შეიძლება დაიწეროს გრაფიტი.

სლაიდი 18

დენდრიმერები ნანოსამყაროსკენ მიმავალი ერთ-ერთი გზაა "ქვემოდან ზევით".

ხის მსგავსი პოლიმერები არის ნანოსტრუქტურები, რომელთა ზომებია 1-დან 10 ნმ-მდე, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულების განშტოებასთან ერთად. დენდრიმერების სინთეზი ერთ-ერთი ნანოტექნოლოგიაა, რომელიც მჭიდრო კავშირშია პოლიმერების 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 წამლის შემცველ ხსნარში, მაშინ ეს დენდრიმერი ხდება ნანოკაფსულა ამ წამლით. გარდა ამისა, დენდრიმერის 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 კვლევები აჩვენებს, რომ ნანოტექნოლოგიის გამოყენება შეიძლება იყოს ძლიერი ინსტრუმენტი ამ დაავადების წინააღმდეგ ბრძოლაში. დენდრიმერები - კაფსულები შხამით კიბოს უჯრედებისთვის

კიბოს უჯრედებს სჭირდებათ ბევრი ფოლიუმის მჟავა 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 ხილული გახდება, თუ დენდრიმერების გარსზე მიმაგრებულია სხვა მოლეკულები, რომლებიც ანათებენ, მაგალითად, ულტრაიისფერი შუქის ქვეშ. წამლის მიმაგრებით, რომელიც კლავს კიბოს უჯრედებს დენდრიმერის გარე გარსზე, შეიძლება არა მხოლოდ მათი აღმოჩენა, არამედ მოკვლაც.

მეცნიერთა აზრით, ნანოტექნოლოგიის დახმარებით ადამიანის სისხლის უჯრედებში მიკროსკოპული სენსორების ჩადგმა შესაძლებელია, რომლებიც აფრთხილებენ დაავადების განვითარების პირველ ნიშნებს.

სლაიდი 20

კვანტური წერტილები უკვე მოსახერხებელი ინსტრუმენტია ბიოლოგებისთვის ცოცხალი უჯრედების შიგნით სხვადასხვა სტრუქტურების დასანახად. სხვადასხვა ფიჭური სტრუქტურები თანაბრად გამჭვირვალე და უფერულია. ამიტომ, თუ უჯრედს მიკროსკოპით შეხედავთ, მისი კიდეების გარდა არაფერი ჩანს. იმისათვის, რომ გარკვეული უჯრედის სტრუქტურა ხილული გახდეს, შეიქმნა სხვადასხვა ზომის კვანტური წერტილები, რომლებსაც შეუძლიათ გარკვეული უჯრედშორისი სტრუქტურების შეკვრა.

მოლეკულები იყო მიმაგრებული ყველაზე პატარა, კაშკაშა მწვანე შუქზე, რომელსაც შეუძლია მიეწებოს მიკროტუბულებს, რომლებიც ქმნიან უჯრედის შიდა ჩონჩხს. საშუალო ზომის კვანტურ წერტილებს შეუძლიათ მიწებება გოლჯის აპარატის გარსებზე, ხოლო უმსხვილესებს შეუძლიათ უჯრედის ბირთვს. უჯრედი ჩაღრმავებულია ხსნარში, რომელიც შეიცავს ყველა ამ კვანტურ წერტილს და ინახება მასში ცოტა ხნით, ისინი ხვდებიან შიგნით და ჩერდებიან სადაც შეუძლიათ. ამის შემდეგ, უჯრედი ირეცხება ხსნარში, რომელიც არ შეიცავს კვანტურ წერტილებს და მიკროსკოპის ქვეშ. ფიჭური სტრუქტურები აშკარად ხილული გახდა.

წითელი არის 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 მიმდინარეობას. 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 მისი ნაწილაკების ზომის შემცირებით, ამიტომ ისინი გამოიყენება წყლის, ჰაერის და სხვადასხვა ზედაპირების გასაწმენდად ორგანული ნაერთებისგან, რომლებიც ჩვეულებრივ საზიანოა ადამიანისთვის.

გზის ბეტონის შემადგენლობაში შეიძლება მოხვდეს ფოტოკატალიზატორები, რაც გააუმჯობესებს ეკოლოგიას გზების ირგვლივ. გარდა ამისა, შემოთავაზებულია ამ ნანონაწილაკებიდან ფხვნილის დამატება საავტომობილო საწვავში, რამაც ასევე უნდა შეამციროს მავნე მინარევების შემცველობა გამონაბოლქვი აირებში.

მინაზე დეპონირებული ტიტანის დიოქსიდის ნანონაწილაკების ფილმი გამჭვირვალე და თვალისთვის უხილავია. თუმცა, ასეთი მინა, მზის ზემოქმედების ქვეშ, შეუძლია თვითგაწმენდა ორგანული დამაბინძურებლებისგან, აქცევს ნებისმიერ ორგანულ ჭუჭყს ნახშირორჟანგად და წყალად. ტიტანის ოქსიდის ნანონაწილაკებით დამუშავებული მინა მოკლებულია ცხიმიან ლაქებს და ამიტომ კარგად სველდება წყლით. შედეგად, ასეთი მინა ნაკლებად ნისლიანდება, რადგან წყლის წვეთები მაშინვე ვრცელდება შუშის ზედაპირზე და ქმნის თხელ გამჭვირვალე ფილმს.

ტიტანის დიოქსიდი წყვეტს მუშაობას შენობაში, რადგან. ხელოვნურ შუქზე პრაქტიკულად არ არსებობს 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, ტუალეტის ოთახებისთვის, რის შედეგადაც ტუალეტების 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 უზრუნველყოფენ მზისგან დამცავი კრემის თითქმის აბსოლუტურ გამჭვირვალობას.

სლაიდი 22

თვითგამწმენდი ნანობალახი და "ლოტუსის ეფექტი"

ნანოტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის მასაჟის მიკროფუნჯის მსგავსი ზედაპირის შექმნას. ასეთ ზედაპირს ნანოგრასს უწოდებენ და ეს არის ერთი და იგივე სიგრძის პარალელური ნანომავთულების (ნანოროდების) ნაკრები, რომლებიც განლაგებულია ერთმანეთისგან თანაბარ მანძილზე.

წყლის წვეთი, რომელიც ნანობალახს ეცემა, ვერ შეაღწევს ნანობალახს შორის, რადგან ამას ხელს უშლის სითხის მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა.

იმისათვის, რომ ნანობალახის დატენიანება კიდევ უფრო მცირე 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, ნანოვილით დაფარული ზედაპირზე მყოფი ჭუჭყის ნაწილაკები ან თვითონ ცვივა, ან წყლის წვეთების მოძრავი გზით მიიზიდება.

ჭუჭყიანი ზედაპირის თვითწმენდას ჭუჭყის ნაწილაკებისგან „ლოტუსის ეფექტს“ უწოდებენ, რადგან. ლოტოსის ყვავილები და ფოთლები სუფთაა მაშინაც კი, როცა ირგვლივ წყალი ტალახიანი 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 ჩერდებიან ლოტოსის ფოთლების ზედაპირზე.

აღმოჩნდა, რომ ლოტოსის ფოთლების მთელი ზედაპირი მჭიდროდ არის დაფარული დაახლოებით 10 მიკრონი სიმაღლის მიკროაკუნულებით, ხოლო თავად აკნე, თავის მხრივ, დაფარულია კიდევ უფრო პატარა მიკროვილით. კვლევებმა აჩვენა, რომ ყველა ეს მიკრო მუწუკები და ვილები დამზადებულია ცვილისგან, რომელიც ცნობილია ჰიდროფობიური თვისებებით, რაც ლოტოსის ფოთლების ზედაპირს ნანობალასს ჰგავს. ეს არის ლოტოსის ფოთლების ზედაპირის ბუსუსიანი სტრუქტურა, რომელიც მნიშვნელოვნად ამცირებს მათ დატენიანებას. შედარებით, მაგნოლიის ფოთლის შედარებით გლუვი ზედაპირი, რომელსაც არ აქვს თვითგაწმენდის უნარი.

ამრიგად, ნანოტექნოლოგიები საშუალებას იძლევა შექმნან 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“ არაფერ შუაშია. ბაზარზე არის მუდმივად სუფთა მანქანის ბორბლების რგოლები, რომლებიც თვითწმენდენ „ლოტუსის ეფექტის“ გამოყენებით და ახლაც შესაძლებელია სახლის გარე შეღებვა ისეთი საღებავით, რომელზედაც ჭუჭყი არ იწებება.

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

სლაიდი 23

ნანომავთულს უწოდებენ მავთულს ნანომეტრის რიგის დიამეტრით, დამზადებული ლითონის, ნახევარგამტარის ან დიელექტრიკისგან. ნანომავთულის სიგრძე ხშირად შეიძლება აღემატებოდეს მათ დიამეტრს 1000-ით ან მეტით. ამიტომ, ნანომავთულს ხშირად უწოდებენ ერთგანზომილებიან სტრუქტურებს და მათი უკიდურესად მცირე დიამეტრი (დაახლოებით 100 ატომის 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 მასალების და ბიოსენსორების ელემენტებს.

სლაიდი 24

ტრანზისტორებისგან განსხვავებით, ბატარეის მინიატურიზაცია ძალიან ნელია. გალვანური ბატარეების ზომა, შემცირებული სიმძლავრის ერთეულამდე, ბოლო 50 წლის განმავლობაში შემცირდა მხოლოდ 15-ჯერ, ხოლო ტრანზისტორის ზომა იმავე დროს შემცირდა 1000-ზე მეტით და ახლა დაახლოებით 100 ნმ-ია. ცნობილია, რომ ავტონომიური ელექტრონული მიკროსქემის ზომა ხშირად განისაზღვრება არა მისი ელექტრონული შევსებით, არამედ მიმდინარე წყაროს ზომით. ამავდროულად, რაც უფრო ჭკვიანია მოწყობილობის ელექტრონიკა, მით უფრო დიდია ბატარეა საჭირო. ამიტომ ელექტრონული მოწყობილობების შემდგომი მინიატურიზაციისთვის აუცილებელია ახალი ტიპის ბატარეების შემუშავება. აქ ისევ ნანოტექნოლოგია გვეხმარება.

Toshiba-მ 2005 წელს შექმნა ლითიუმ-იონური დატენვის ბატარეის პროტოტიპი, რომლის უარყოფითი ელექტროდი დაფარული იყო ლითიუმის ტიტანატის ნანოკრისტალებით, რის შედეგადაც ელექტროდის ფართობი რამდენიმე ათჯერ გაიზარდა. ახალ ბატარეას შეუძლია მიაღწიოს სიმძლავრის 80%-ს 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/გამონადენის ციკლის შემდეგ, მისი სიმძლავრის მხოლოდ 1% იკარგება, ხოლო ახალი ბატარეების ჯამური სიცოცხლე 5 ათასზე მეტი ციკლია. და მაინც, ამ ბატარეებს შეუძლიათ იმუშაონ ტემპერატურაზე -40 ° C-მდე, და დაკარგონ დამუხტვის მხოლოდ 20%, შედარებით 100% ტიპიური თანამედროვე ბატარეებისთვის უკვე -25 ° C ტემპერატურაზე.

2007 წლიდან ბაზარზე გამოჩნდა ბატარეები გამტარ ნანონაწილაკების ელექტროდებით, რომელთა დაყენება შესაძლებელია ელექტრო მანქანებზე. 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 ელექტრომობილის გარბენი გაზარდოს 400 კმ-მდე, რაც თითქმის შედარებულია ბენზინის მანქანების მაქსიმალურ გარბენთან. (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 განხორციელებისთვის საჭიროა კატალიზატორები - ნივთიერებები, რომლებიც ხელს უწყობენ რეაქციას, მაგრამ არ მონაწილეობენ მათში.

მეცნიერებმა დაადგინეს, 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, კავშირი ჟანგბადსა და ნახშირბადის ატომებს შორის CO მოლეკულაში, რაც ხდება CO-ს CO2-მდე დაჟანგვის კატალიზატორი.

ნახშირბადის ნანომილების და გარდამავალი ლითონების კატალიზური უნარის გაერთიანების მიზნით, მათგან ნანონაწილაკები შეიტანეს ნანომილაკებში (აღმოჩნდა, რომ კატალიზატორების ამ ნანოკომპლექსს შეუძლია დაიწყოს რეაქცია, რაზეც მხოლოდ ოცნებობდნენ - ეთილის სპირტის პირდაპირი სინთეზი სინთეზური გაზიდან ( ნახშირბადის მონოქსიდისა და წყალბადის ნარევი) მიღებული ბუნებრივი აირის, ნახშირის და ბიომასისგანაც კი.

ფაქტობრივად, კაცობრიობა ყოველთვის ცდილობდა ნანოტექნოლოგიით ექსპერიმენტებს, არც კი იცოდა. ამის შესახებ გავიგეთ ჩვენი გაცნობის დასაწყისში, მოვისმინეთ ნანოტექნოლოგიის კონცეფცია, გავიგეთ მეცნიერთა ისტორია და სახელები, რომლებმაც შესაძლებელი გახადეს ასეთი თვისობრივი ნახტომი ტექნოლოგიების განვითარებაში, გავეცანით თავად ტექნოლოგიებს და მოვისმინეთ კიდეც. ფულერენების აღმოჩენის ისტორია აღმომჩენი, ნობელის პრემიის ლაურეატი რიჩარდ სმელისაგან.

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

ამ მიმართულების შემდგომი განვითარება თქვენზეა დამოკიდებული.

„ალკანების თვისებები“ – ალკანები. წაიკითხეთ ინფორმაცია აბზაცში. IUPAC ნომენკლატურა. კავშირები. ალკანების ფიზიკური თვისებები. ჩვენ ვწყვეტთ პრობლემებს. ალკენები და ალკინები. ნახშირწყალბადების ბუნებრივი წყაროები. შეზღუდეთ ნახშირწყალბადები. მეთანის ჰალოგენაცია. ნომენკლატურა. ბუნებრივი აირი, როგორც საწვავი. წყალბადი. ალკანების ქიმიური თვისებები. სპეციალური ვარჯიშების ვარიანტი.

"მეთანი" - პირველი დახმარება მძიმე ასფიქსიის დროს: დაზარალებულის გაყვანა მავნე ატმოსფეროდან. მეთანი. ხშირად კონცენტრაციები გამოხატულია ნაწილებში მილიონზე ან მილიარდზე. ატმოსფერული მეთანის აღმოჩენის ისტორია მოკლეა. დედამიწის ატმოსფეროში მეთანისა და აზოტის ტრიფტორიდის შემცველობის ზრდა შეშფოთებას იწვევს. განსაკუთრებით დიდია მეთანის როლი ეკოლოგიურ პროცესებში.

"ქიმიის ლიმიტი ნახშირწყალბადები" - 8. განაცხადი. 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 მდგომარეობაში - ჰიბრიდიზაცია.

"Limited hydrocarbons chemistry" - 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 ამოცანები. 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. შეზღუდეთ ნახშირწყალბადები. დადებითი და უარყოფითი შედეგები. მეთანის თვისებები. ერთი ბონდის მახასიათებლები. ახალი ცოდნისა და უნარების ჩამოყალიბება. რადიკალები. ალკანების ფიზიკური თვისებები. ალკანები. დაშლის რეაქციები. სინთეზური აირის მიღება.

თემაში სულ 14 პრეზენტაციაა