Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Проект "Моделирование молекул органических и неорганических соединений"

Проект "Моделирование молекул органических и неорганических соединений"


Напоминаем, что в соответствии с профстандартом педагога (утверждён Приказом Минтруда России), если у Вас нет соответствующего преподаваемому предмету образования, то Вам необходимо пройти профессиональную переподготовку по профилю педагогической деятельности. Сделать это Вы можете дистанционно на сайте проекта "Инфоурок" и получить диплом с присвоением квалификации уже через 2 месяца!

Только сейчас действует СКИДКА 50% для всех педагогов на все 184 курса профессиональной переподготовки! Доступна рассрочка с первым взносом всего 10%, при этом цена курса не увеличивается из-за использования рассрочки!

ВЫБРАТЬ КУРС И ПОДАТЬ ЗАЯВКУ
библиотека
материалов

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,

учитель химии

МБОУ БГО «Борисоглебская гимназия №1»



2015г.

Оглавление









Введение:

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.









Методика исследования

  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.

Что такое моделирование?

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.







Моделирование

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 наборовG:\Моделирование проект\modelirovanie-molekul.jpg

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.



  1. 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).







Органические и неорганические вещества, которые получились в ходе моделирования.

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, G:\Моделирование проект\IMG_2613.JPGG:\Моделирование проект\IMG_2608.JPG

G:\Моделирование проект\IMG_2612.JPG

G:\Моделирование проект\IMG_2611.JPG



















G:\Моделирование проект\IMG_2628.JPG













IMG_2614.JPGIMG_2616.JPGIMG_2617.JPGIMG_2615.JPG

























IMG_2621.JPGIMG_2618.JPG











IMG_2620.JPGIMG_2630.JPG







IMG_2644.JPG

IMG_2632.JPG











IMG_2729.JPGIMG_2631.JPG













IMG_2646.JPGIMG_2641.JPG







WsJNwgMStUQ.jpgQzO43U5j2xM.jpgnmkiel__dH8.jpgV5qQn_L9bKY.jpg































Вывод:

В ходе работы мы сделали такие вывод:

  1. Стержневые и шаростержневые модели молекул неорганических веществ, построенные в данной работе, формируют пространственное воображение учащихся и помогают лучшему усвоению программного материала по химии. Учащиеся легче усваивают процесс образования сложных веществ при протекании химических реакций.







Заключение:

На сегодняшний день моделирование все чаще применяется в жизни. Совершенно очевидна актуальность исследований в этой области. Роль молекулярного моделирования, как для фундаментальных, так и для прикладных исследований в области молекулярной биологии, химии и биохимии неуклонно растёт. Это связано и с совершенствованием математического аппарата, и с ростом производительности вычислительной техники, и накоплением огромного количества фактического материала, требующего анализа. Предвидеть все возможные химические превращения и смоделировать их – задача будущего.







































Список литературы:

  1. О. С. Габриелян «Химия: Учебник для 8 классов общеобразовательных учереждений.» - М.: Дрофа, 2001.

  2. О. С. Габриелян «Химия: Учебник для 9 классов общеобразовательных учереждений.» - М.: Дрофа, 2001.

  3. Х.Д.Хёльтье, В. Зиппль, Д. Роньян, Г. Фолькерс 
    «Молекулярное моделирование.» - М.: Бином, 2010.

  4. URL:http://greenfuture.ru/profile/Homa/Молекулярное%20моделирование%20и%20конструирование/++tool++%20%20tool%20%20type3/

  5. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%EE%EB%E5%EA%F3%EB%FF%F0%ED%EE%E5_%EC%EE%E4%E5%EB%E8%F0%EE%E2%E0%ED%E8%E5



Общая информация

Номер материала: ДВ-268391


Очень низкие цены на курсы переподготовки от Московского учебного центра для педагогов

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 60% скидки (только до конца зимы) при обучении на курсах профессиональной переподготовки (124 курса на выбор).

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: KURSY.ORG

Похожие материалы

Только до конца зимы! Скидка 60% для педагогов на ДИПЛОМЫ от Столичного учебного центра!

Курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации от 1 400 руб.
Для выбора курса воспользуйтесь удобным поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВЫ).

Московские документы для аттестации: KURSY.ORG


Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Химия окружающей среды»
Курс профессиональной переподготовки «Химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс «Администратор гостиницы»
Курс повышения квалификации «Методика написания учебной и научно-исследовательской работы в школе (доклад, реферат, эссе, статья) в процессе реализации метапредметных задач ФГОС ОО»
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
Курс повышения квалификации «Экономика предприятия: оценка эффективности деятельности»
Курс повышения квалификации «Применение MS Word, Excel в финансовых расчетах»
Курс повышения квалификации «Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по химии в условиях реализации ФГОС ООО»
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Психодинамический подход в консультировании»
Курс повышения квалификации «Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Методика организации, руководства и координации музейной деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Организация процесса страхования (перестрахования)»
Курс профессиональной переподготовки «Техническое сопровождение технологических процессов переработки нефти и газа»
Курс профессиональной переподготовки «Организация системы учета и мониторинга обращения с отходами производства и потребления»