Молекула конструктор для пространственного моделирования
Обновлено: 07.05.2024
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.
Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.
МБОУ БГО «Борисоглебская гимназия №1»
Моделирование молекул органических и неорганических соединений
Работу выполнила:
Кучкурда Юлия, обучающаяся 9 «А» класса,
Фомина Екатерина, обучающаяся 7 «А» класса,
МБОУ БГО «Борисоглебская гимназия №1»
Руководитель:
Рязанова Ирина Сергеевна,
МБОУ БГО «Борисоглебская гимназия №1»
Моделирование (лат. modus – мера, образ, способ) издавна применялось в научном познании. Например, возникновение представлений Демокрита и Эпикура об атомах, их форме, и способах соединения, об атомных вихрях и ливнях, объяснения физических свойств различных веществ с помощью представления о круглых и гладких или крючковатых частицах, сцеп ленных между собой. Эти представления являются прообразами современных моделей, отражающих ядерно-электронное строение атома. В науке Нового времени первоначально применялись различные механические модели. Постепенно метод моделирования стал приобретать все большее распространение, проникая во все отрасли научного знания. XX век принес методу моделирования новые успехи, связанные с расцветом кибернетики.
Моделирование на современном этапе приобрело значение общенаучного метода. Его особенностью является то, что для изучения объекта используется опосредующее звено – объект-заместитель. Исходный объект исследования при моделировании называется оригиналом, объект-заместитель – моделью.
По мнению большинства выдающихся химиков, в том числе лауреата нобелевской премии Г. Сиборга, теоретическое моделирование является основным методом познания в химии. Сущность химических явлений скрыта от непосредственного наблюдения исследователя, поэтому познание осуществляют путем построения модели невидимого объекта по косвенным данным.
В данной работе мы смоделируем пространственные модели органических и неорганических соединений и сравним их.
Цель работы заключается в сборе моделей химических веществ органической и неорганической химии, изучении их строения и в создании текстовых и виртуальных проектов.
Для реализации данной цели, мы поставили такие задачи :
1. собрать материал по заданной теме;
2. собрать модели молекул;
3. изучить их строение;
4. произвести распределение информации по информативным блокам;
5. произвести эстетическое оформление проекта.
Актуальность данной работы заключается в том, что при изучении химии пространственное воображение играет большую роль и из-за неразвитости этого компонента учащиеся воспринимают тему «Химическая связь» достаточно тяжело, как следствие этого возникают затруднения при изучении классов веществ неорганической и органической химии, химических реакций.
1. Для сбора информации применялся поисково-аналитический метод, информация бралась из современного источника - интернета ( Yandex , Google ).
2. Для составления слайдов презентации использовались следующие программы:
1. для написания текста – Microsoft Office Word 2010;
2. для демонстрации слайдов— Microsoft Office PowerPoint 2010;
3. для эстетического восприятия— Microsoft Office PowerPoint 2010.
Модели́рование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.
В силу многозначности понятия «модель» в науке и технике не существует единой классификации видов моделирования: классификацию можно проводить по характеру моделей, по характеру моделируемых объектов, по сферам приложения моделирования (в технике, физических науках, кибернетике и т. д.).
В настоящее время по технологии моделирования и области применения выделяют такие основные виды моделирования:
1. Информационное моделирование
2. Компьютерное моделирование
3. Математическое моделирование
4. Математико-картографическое моделирование
5. Молекулярное моделирование
6. Цифровое моделирование
7. Логическое моделирование
8. Психологическое моделирование
9. Статистическое моделирование
10. Структурное моделирование
11. Физическое моделирование
12. Имитационное моделирование
13. Эволюционное моделирование
14. Графическое и геометрическое моделирование и др.
В данной работе мы будем использовать такой вид моделирования, как молекулярное моделирование.
Процесс моделирования включает три элемента:
1. субъект (исследователь),
2. объект исследования,
3. модель, определяющую (отражающую) отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.
Материальное (экспериментальное) моделирование широко используется в химии для познания и изучения строения веществ и особенностей протекания химических реакций, для выявления оптимальных условий химико-технологических процессов и др.
Методы молекулярного моделирования используются в компьютерной химии, вычислительной биологии и науке о материалах для изучения как индивидуальных молекул, так и взаимодействия в молекулярных системах.
Расчеты простейших систем при молекулярном моделировании могут быть выполнены вручную, но из-за большого объема вычислений при моделировании систем, представляющих практический интерес, особенно при исследовании молекулярной динамики, используются компьютерные методы расчета и визуализации, эта техника получила название компьютерного молекулярного моделирования.
Общей чертой методов молекулярного моделирования является атомистический уровень описания молекулярных систем — наименьшими частицами являются атомы или небольшие группы атомов. В этом состоит отличие молекулярного моделирования от квантовой химии, где в явном виде учитываются и электроны. Таким образом, преимуществом молекулярного моделирования является меньшая сложность в описании систем, позволяющая рассмотрение большего числа частиц при расчётах.
Используя школьный набор для моделирования органических и неорганических веществ, мы сконструировали модели различных молекул, например таких как, фуллерен, вода, соляная кислота, оксид фосфора….
1. Состав наборов
Наборы предназначены для индивидуальной работы учащихся или работы в малых группах. В комплект для класса входят по 10 наборов 3053 и 3054.
В состав наборов входят модели атомов и соединительные элементы – 124 для 3053 и 116 для 3054. На каждой модели атома проставлен соответствующий химический символ. Цветные маркировки атомов соответствуют принятым международным соглашениям.
2. Правила построения моделей молекул
С помощью отдельных элементов данных конструкторов можно создать модели различных молекул. При сборке модели штырьки, выступающие из шариков, следует до упора вставлять в соединительные элементы. Гибкие соединительные элементы позволяют моделировать двойные и тройные связи. По окончании работы детали конструктора следует сложить в коробки в соответствии со схемой их расположения. Тогда будет легко проверить, все ли детали на месте.
Молекулярные модели, построенные с помощью наборов 3053 и 3054, наглядно продемонстрируют стехиометрическую валентность и пространственное расположение атомов, входящих в молекулы.
Так как модели отражают далеко не все реальные аспекты в строении молекул, следует иметь в виду следующее:
1. С помощью моделей можно представлять только молекулы с ковалентными связями.
2. Модели не дают представления об относительных размерах отдельных атомов и значения углов между ними.
3. В правильно собранной молекуле все муфты должны быть заняты соединительными элементами; свободная муфта означает неспаренный электрон (например, при построении аллотропных модификаций углерода и органических радикалов)
4. С помощью конструктора может быть продемонстрировано строение ионов. В этом случае каждая свободная муфта означает отсутствующий электрон, а молекула со свободной муфтой означает, соответственно, катион – положительно заряженный ион.
Каждый соединительный элемент означает связующую электронную пару, а молекула со свободным с одного конца соединительным элементом означает, соответственно, анион (отрицательно заряженный ион).
1. Для построения моделей ароматических соединений следует использовать особые бензольные модели (набор 3054), наиболее адекватно передающие пространственные соотношения атомов в молекуле бензола.
2. С помощью данного конструктора нельзя проиллюстрировать:
3. Структуру ионных соединений (например, кристаллов NaCl );
4. Соединения с водородными связями (например, полипептидную цепь).
В ходе процесса моделирования молекул мы получили множество веществ. Их мы разделили на 2 группы: органические и неорганические вещества.
Органические вещества: пенициллановая кислота, циклогексан, метан, метилоранж, этилен, ацителен, гидразин, фруктоза, уксусная кислота, глицерин, метан, фуллерен,.
Неорганические вещества: хлорид натрия, углекислый газ, оксид фосфора ( V ), нитрат калия, фосфат натрия, вода, оксид азота ( V ), азот, озон, хлор, перекись водорода, фосфорная кислота, хлорид натрия, аммиак, оксид серы ( VI ), соляная кислота, гидроксид калия,
Необычная форма деталей конструктора, яркие цвета и простота креплений привлекут любого малыша.Конструктор имеет крупные прочные детали, ребенок не сможет их проглотить. К тому же они легко скрепляются и разъединяются между собой, поэтому с таким конструктором малыш мож.
С электронным конструктором торговой марки «Эврики» ребёнок соберёт собственный подъёмный механизм и научится переносить грузы подвижным краном. Обучение на практике Набор продемонстрирует малышу, как электричество превращается в механическое движение. Для начала юному.
Тип конструктора: магнитный, возраст: от 3 лет, пол: унисекс, для мальчиков, для девочек, число деталей: 16 - 30, материал: металл, пластик, особенности: светящийся
Необычная форма деталей конструктора, яркие цвета и простота креплений привлекут любого малыша. Конструктор имеет крупные прочные детали, ребенок не сможет их проглотить. К тому же они легко скрепляются и разъединяются между собой, поэтому с данным конструктором малыш м.
Наука: химия, количество экспериментов: 1 шт., питание: отсутствует
Необычная форма деталей конструктора, яркие цвета и простота креплений привлекут любого малыша. Конструктор имеет крупные прочные детали, ребенок не сможет их проглотить. К тому же они легко скрепляются и разъединяются между собой, поэтому с таким конструктором малыш мо.
Для девочки, для мальчика от 3 лет навыки: логика и мышление, моторика и ловкость, творческое мышление пластик число деталей: 100 шт. вес: 540 г
Необычная форма деталей конструктора, яркие цвета и простота креплений привлекут любого малыша. Конструктор имеет крупные прочные детали, ребенок не сможет их проглотить. К тому же они легко скрепляются и разъединяются между собой, поэтому с таким конструктором малыш мо.
Конструктор Молекулы 70 деталей марки Тимошка. Необычная форма деталей конструктора, яркие цвета и простота креплений привлекут любого малыша. Конструктор имеет крупные прочные детали, ребенок не сможет их проглотить. К тому же они легко скрепляются и разъединяются межд.
Тип конструктора: винтовой, серия: Изобретатель, возраст: от 3 лет, пол: для мальчиков, число деталей: 51 - 150, материал: пластик
Конструктор YIJIANG - качественный конструктор интересного формата. Детали имеют форму молекул и легко соединяются между собой, образуя самые разнообразные конструкции. Кроме того, у деталей отсутствуют острые углы, что делает их безопасными для ребёнка. Игры с конструк.
Конструктор является одной из самых полезных игрушек для развития мелкой моторики, аккуратности, усидчивости, объемного мышления — самого сложного вида мыслительного процесса. Каждый раз, создавая интересные и замысловатые конструкции, ребенок будет в восторге. Количест.
Тип конструктора: винтовой, серия: Изобретатель, возраст: от 3 лет, пол: для мальчиков, число деталей: 51 - 150, материал: пластик
Тип конструктора: конструктор из трубочек, возраст: от 3 лет, пол: для мальчиков, для девочек, число деталей: 51 - 150, материал: EVA
наука: химия, сборная модель, состав набора: 12 палочек, коробка, 20 белых атомов, 6 черных атомов, 6 красных атомов, 2 желтых атома, 2 зеленых атома, 2 синих атома, инструкция
Методы воспитания и образования будут меняться бесконечно, но во все времена постоянным остаётся одно ― радость ребёнка от подаренной ему игрушки. Как известно, счастливая улыбка крохи ― самая большая награда для родителей. Конструктор «Молекулы» — отличный вашему малыш.
Тип конструктора: классический, возраст: от 3 лет, пол: для мальчиков, для девочек, число деталей: 251 - 500, материал: пластик
Трансформируемый игровой конструктор детский для обучения ("ТИКО") предназначен для сборки и моделирования абсолютно любых плоских и объемных конструкций: машин, кораблей, космической и подводной техники, старинных замков и современных домов, мебели, предметов д.
Тип конструктора: классический, возраст: от 3 лет, пол: унисекс, для мальчиков, для девочек, число деталей: 51 - 150, материал: пластик
Набор для опытов Bondibon "Волшебная молекула" из серии Японские опыты Науки с Буки позволит сделать юным ученым первые веселые открытия. С этим набором можно сделать гигантскую молекулу-бусинку, молекулу-змейку, прозрачную молекулу-медузу. Работа с этим набором.
Конструктор разработан для детей старшего дошкольного и младшего школьного возрастов. Идеально подходят для занятий на уроках труда. Предназначены для комплексного развития детей: способствуют формированию сосредоточенности и внимательности, развивают логику, пространст.
Geomag Color – это яркий и красочный конструктор, выполненный в красно-желтой гамме. В набор входят металлические шарики, стержни с магнитами на концах и пластиковые панели, которые могут служить перегородками для объемных конструкций или оболочкой для фигур различной ф.
Конструктор является одной из самых полезных игрушек для развития мелкой моторики, аккуратности, усидчивости, объемного мышления — самого сложного вида мыслительного процесса. Каждый раз, создавая интересные и замысловатые конструкции, ребенок будет в восторге
Из восьми деталей конструктора Blocks Intelligence малыш сможет собрать симпатичную композицию, представляющую собой импровизированный прилавок с фруктами и цветком. Элементы набора изготовлены из прочного пластика, окрашенного в привлекательные цвета. Составляющие конс.
С детьми часто происходит так: им что-то интересно, но вроде бы рановато. Как объяснить, как рассказать? Подрастет, успеет узнать! А подросшего чадушку уже за это знание силком не затащишь. Поэтому я стараюсь откликаться на интересы детей сразу же. Авось и потом интерес не угаснет.
Вот так и с химией. Сын лет в 7-8 увидел в каком-то взрослом справочнике красивые картинки-схемы строения молекул. И очень они ему понравились. А у меня с химией, мягко говоря, не очень. Это мама моя кандидат химических наук, а мои познания в этом предмете остались где-то на уровне фразы, которую говорила каждый урок наша учительница-химичка (по совместительству классный руководитель): «А теперь, непосредственно, к химии.» Каждый урок мы обсуждали какие-то важные классные дела, а предмет уходил куда-то мимо… Собственно, и я к нему не очень тянулась, иначе даже такие досадные обстоятельства не сказались бы на моих знаниях.
Ну так вот, я и химия (хи-хи-хи). А сын просит нарисовать схему… Вода, водород, СО2, даже что-то еще я вспомнила. Дальше мы пытались собирать модели молекул из китайского конструктора. Получалось довольно похоже, но как-то далеко от красивых картинок-схем…
Поэтому, когда я увидела, что существует вот такой Molecular Model Kit, то очень обрадовалась.
Вот что находится внутри коробки.
Шарики гладкие и очень аккуратные. Белый-водород, красный-кислород, зеленый-фтор (или хлор) и так далее. Металлы, прошу заметить, представлены шариками с металлическим блеском! Связи-палочки есть жесткие, есть гибкие (для иллюстрации всего многообразия соединений, не всё в нашем мире плоско и ровно).
Состав набора списком (так сказать техническая спецификация).
Все детали довольно компактные, на фото они с коробком спичек для сравнения.
Начинаем собирать. Это вода. То есть H2O. Всё очень наглядно.
Это углекислый газ CO2.
Это ацетилен C2H2. Собирал ребенок, а я идентифицировала по справочнику «Словарь химических формул в Википедии».
Это этан, C2H6. Да здравствует справочник.
Это SF6. Гексафлюорид серы.
По формулам лично мне собирать неинтересно, да и дочке тоже. А конструктор опробовать хочется (ведь конструктор же он в конце концов). Поэтому у нас получились молекулярные человечек и лошадка (ну или собачка).
Существуют ли реальные химические соединения с такими формулами мне выяснить не удалось. Если кто-то знает — пишите!
Моделируем молекулы или не очень серьёзная химия.: 2 комментария
Прекрасный способ объяснить ребёнку химию — сделать это в виде игры. Может, человек заинтересуется и сделает какое-нибудь открытие.
Кстати, ваши молекулярные человечек и собачка могли бы существовать в природе, если бы вы их доделали — установили все палочки-связи в свободные гнёзда, дополнив их атомами. Это называется валентность — способность атомов образовывать строго определённое количество связей в молекуле.
Шикарный молекулярный редактор с кучей настроек. Да, англоязычный, но это не проблема.
Можно не только нарисовать сложную молекулу в 2D, но и увидеть ее пространственную структуру в 3D (можно повертеть и так и сяк).
Можно отобразить дипольные моменты, Ван-дер-Ваальсовы сферы, заряды, распределение электронных облаков (визуально как прозрачных, так и непрозрачных), сменить стили прорисовки в 3D и так далее.
Лига Химиков
1.3K постов 11.1K подписчиков
Правила сообщества
Старайтесь выбирать качественный контент и не ставьте теги моё на копипасты
Посты с просьбой решения домашнего задания переносятся в общую ленту
1. Оскорблять пользователей.
2. Постить материал далеко не по теме и непотребный контент (в остальном грамотно используйте теги)
3. Рекламировать сомнительные сайты и услуги коммерческого характера
А там есть функция, типа рисуешь желаемую молекулу, и оно показывает реакцию как её получить? Желательно в домашних условиях без всяких заумных реагентов.
Есть ещё такая рисовалка как ChemDraw 3D. На английском, рисовашка схожа с указанной программой, но функционал больше-название и информация о нарисованном соединении (молярная масса, длины связей). Также можно на ней поставить сферический фактор, ЯМР посмотреть, и по названию соединение нарисовать.
Я хоть и не химик и вообще в химии нихера не понимаю, но подтверждаю, прикольный инструмент. Может химики и знающие люди подскажут, может нечто созданное мной существовать в природе?
Сильно неплоские молекулы в ней невозможно нарисовать, увы.
А электронные оболочки эта штука может рисовать? Они так то вообще не круглые. В случае сложнее водорода.
Скинул бы кто еще ссыль на работающий с Windows 8 ADVASP.
А для документов ChemDraw само оно
Я нисколько не химик, но я очень надеюсь, что эта программка не врет. Очень. Надеюсь.
зы. я программист :-)
Формула зеленоградской воды
В городе Зеленоградск (Калининградская область) мне на глаза попался питьевой фонтанчик с вот такой очаровательной табличкой:
Данная «формула химического состава» у меня просто взорвала мозг. Интересно, что же всё-таки этим хотели сказать авторы? Так много вопросов.
UPD: благодаря пикабушникам сей ребус был разгадан. Подразумевалось следующее:
Общая минерализация 2,4 г/л
Из них хлориды 75%, гидрокарбонаты 24%
Содержание натрия и калия 92% от всех катионов
Ну а опечатку в символе «Cl» авторы таблички как-то не заметили
Самая ненавистная греческая буква
Когда прогуливал химию
Таблица цветовых обозначений элементов в 3D моделях молекул
Пособие для химиков-дизайнеров:
P.S. примеры моделей:
Диоксид углерода, иодоводород, трифторид алюминия и серная кислота.
Модели структур различных веществ
Диоксид кремния, SiO2 (кварц)
Фиолетовый - кремний, белый - кислород.
Оксид алюминия, Al2O3 (корунд)
Красный - алюминий, белый - кислород.
Диоксид углерода, CO2 (сухой лёд)
Черный - углерод, белый - кислород.
Хлорид натрия, NaCl (поваренная соль)
Голубой - натрий, белый - хлор.
Вода (жидкая), H2O
Белый - водород, серый - кислород.
Nd2Fe14B (неодимовый магнит)
Оранжевый - неодим, голубой - железо, белый - бор.
Углерод, C (алмаз).
Источник BeautifulChemistry
Формула борща
Формула латиноамериканского оргазма
Чем горжусь и первый печальный опыт )) Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых)
Крутая идея с запада, мое исполнение ))
Почему крутая? Потому что помним:
Как-то попросила меня знакомая сделать кулончик-серотонинчик ее подруге ))
Я сделала нечто, очень похожее на тушканчика и очень этому радовалась. Выглядело это так:
Потом я сделала еще дофаминчик, и выглядел он немногим лучше:
Не, по правде говоря, на деле они были блестящие и симпатичные, но сейчас смотреть на них смешно, потому что теперь я делаю их так:
Если вкратце о молекулах (химики эту инфу, конечно, покритикуют, но надо же как-то объяснить):
Серотонин называют «гормоном счастья», он ответственен за наше хорошее настроение. Благодаря выработке серотонина в организме, мы чувствуем себя в хорошем расположении духа, чувствуем прилив сил и настроения, жизнь ощущается ярче и интереснее, повышается сопротивляемость стрессам. Таким образом, ощущение счастья связано с выработкой серотонина. Причем зависимость эта обоюдная, т.е. не только наше настроение повышается при увеличении серотонина, но и при правильном позитивном настрое увеличивается синтез серотонина.
Гормон дофамин относится к группе так называемых гормонов радости, удовольствия, веселья и эйфории. Кроме того, именно гормон дофамин толкает нас на подвиги, безумства, открытия и свершения. Когда мы испытываем недостаток дофамина в организме — мы становимся унылыми ипохондриками, тогда как высокий уровень этого гормона превращает нас в донкихотов и оптимистов.
Всем добра и профессионального роста!!
А когда у меня будет выше рейтинг, выложу еще и видео интересное))
Zometool – это конструктор, из которого можно собрать все что угодно. Ведь, если не вдаваться в подробности ядерной физики, вся материя во Вселенной состоит из атомов. И именно атомы и связи между ними символизируют детали Zometool.
Название Zome происходит от слова Dome (англ. — купол). Создатель конструктора Стив Байер был вдохновлен знаменитой «Биосферой» архитектора Фуллера — огромным куполом, представляющим собой причудливое хитросплетение прямых металлических труб. Байер захотел создать систему деталей, из которых можно было бы с легкостью конструировать самые сложные геометрические формы.
Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.
Читайте также: