Исследовательский проект «Создание модели молекулы ДНК из конструктора и изучение ее свойств»

Молекулы из пластилина. Пошаговый урок лепки.

Сегодня мы проведем урок не только лепки, но и химии, и слепим модели молекул из пластилина. Пластилиновые шарики можно представить, как атомы, а показать структурные связи помогут обычные спички или зубочистки. Таким методом могут пользоваться учителя при объяснении нового материала по химии, родители – при проверке и изучении домашнего задания и сами дети, интересующиеся предметом. Более легкого и доступного способа создать наглядный материал для мысленной визуализации микрообъектов, пожалуй, не найти.
Здесь представлены представители мира органической и неорганической химии в качестве примера. По аналогии с ними могут быть выполнены и другие структуры, главное – разбираться во всем этом многообразии.

Материалы для работы:

1. Подготовьте пластилин для лепки шарообразных атомов, из которых будут складываться молекулы, а также спички – для представления связей между ними. Естественно, лучше показывать атомы разного сорта другим цветом, чтобы было понятнее представить себе конкретный объект микромира.

2. Чтобы сделать шарики, отщипните необходимое количество порций пластилина, разомните в руках и скатайте фигурки в ладонях. Для лепки органических молекул углеводородов можно использовать красные шарики большего размера – это будет углерод, и синие меньшего – водород.

3. Чтобы слепить молекулу метана, вставьте в красный шарик четыре спички так, чтобы они были устремлены к вершинам тетраэдра.

4. Наденьте на свободные концы спичек синие шарики. Молекула природного газа готова.

5. Подготовьте две одинаковых молекулы, чтобы объяснить ребенку, как можно получить молекулу следующего представителя углеводородов – этана.

6. Соедините две модели, убрав одну спичку и два синих шарика. Этан готов.

7. Далее продолжите увлекательное занятие и объясните, как происходит образование кратной связи. Уберите два синих шарика, а связь между углеродами сделайте двойной. Подобным образом можно слепить все необходимые для занятия молекулы углеводородов.

8. Такой же способ подойдет и для лепки молекул неорганического мира. Осуществить задуманное помогут те же пластилиновые шарики.

9. Возьмите центральный атом углерода – красный шарик. Вставьте в него по две спички, задавая линейную форму молекулы, на свободные концы спичек прикрепите два синих шарика, которые в данном случае олицетворяют атомы кислорода. Таким образом, мы имеем молекулу углекислого газа линейного строения.

10. Вода – это полярная жидкость, а ее молекулы представляют собой угловые образования. Они состоят из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Угловое строение задает неподеленная пара электронов на центральном атоме. Ее тоже можно изобразить в виде двух зеленых точек.

Вот такие увлекательные творческие уроки обязательно нужно практиковать с детьми. Ученики любого возраста заинтересуются химией, будут лучше понимать предмет, если в процессе изучения им предоставить наглядное пособие, выполненное своими руками.

Источник

Принцип действия

Прежде чем приступать к созданию эффекта Бифельда-Брауна своими руками, важно понять, почему возникает данное явление.

В сильных электрических полях появляется коронный разряд. Это приводит к тому, что рядом с острыми гранями возникает ионизация атомов воздуха. На практике чаще всего используют 2 электрода. Первый имеет тонкую и острую грань, вокруг которой напряжение электрического поля достигает максимальных значений. Этого достаточно, чтобы началась ионизация воздуха. Второй электрод, напротив, обладает широкими и плавными гранями. Чтобы эффект сработал, напряжение между электродами должно составлять несколько десятков киловольт (или даже мегавольт). Эффект исчезнет, если между электродами произойдет пробой. Схема эффекта Бифельда-Брауна представлена на картинках.

Рядом с острым электродом происходит ионизация воздуха. Образующиеся ионы начинают двигаться к широкому электроду. В результате движения они сталкиваются с молекулами воздуха, что приводит к передаче энергии от ионов к молекулам. Последние либо начинают быстрее двигаться, либо сами превращаются в ионы. Это приводит к тому, что от острого электрода к широкому возникает поток воздуха. Силы этого потока достаточно, чтобы поднять в воздух небольшую модель. Данное устройство обычно называют ионолетом или лифтером.

Проведенные эксперименты показывают, что эффект Бифельда-Брауна в вакууме не работает. Наличие газовой среды является обязательным условием для создания явления.

Модель Томсона

Первую модель строения атома придумал английский физик Джозеф Джон Томсон (удостоенный Нобелевской премии за открытие электрона). В конечном счёте она оказалась неверной, но сыграла важную роль, будучи стимулом последующих экспериментальных исследований Резерфорда. Физики называли модель Томсона «пудинг с изюмом».

Согласно Томсону атом представляет собой шар размером порядка см. По этому шару некоторым образом распределён положительный заряд, а внутри шара, подобно изюминкам, находятся электроны (рис. 1).

Рис. 1. Модель атома Томсона

Суммарный заряд электронов в точности равен положительному заряду шара, поэтому атом в целом электрически нейтрален.

Излучение атомов объясняется колебаниями электронов около положений равновесия (как вы помните, любой ускоренно движущийся заряд излучает электромагнитные волны). Однако вся совокупность экспериментальных данных по атомным спектрам не укладывалась в модель Томсона. Например, для некоторых химических элементов были подобраны формулы, хорошо описывающие их спектры, но эти формулы из модели Томсона никак не следовали.

Подготовительный этап

Перед тем как в домашних условиях сделать химическую завивку, нужно к ней подготовиться. За двадцать дней до мероприятия нельзя локоны красить. Не лишним перед химической завивкой будет провести тест на чувствительность к препаратам. Для этого за ухо следует нанести немного средства и подождать сутки. Если аллергической реакции не последует, то продукт можно использовать и, наоборот, при раздражении и сыпи лучше отказаться от применения препарата.

Перед данным мероприятием следует посмотреть, как будет действовать химический реагент на волосы. Для этого небольшой локон обрабатывают составом для завивки. Если через пару минут прядь будет рваться, то концентрацию раствора снижают вдвое. Процедуру повторяют на другой пряди. Если волосы все равно рвутся, то необходимо отказаться от химической завивки и уделить внимание восстановлению, укреплению шевелюры.

Все средства для данного мероприятия должны соответствовать типу волос. Для длинных коклюшки выбирают большего диаметра, для коротких — меньшего. Обязательно перед завивкой следует оценить состояние волос. Слабые пряди не следует подвергать подобному мероприятию.

Инструменты для работы

Перед тем как сделать химическую завивку в домашних условиях «Локоном», нужно подготовить инструменты. Для процедуры понадобятся:

• расческа, имеющая редкие зубцы и заостренный конец;
• бигуди с фиксатором или коклюшки нужного диаметра, около 50-80 штук;
• неметаллические емкости;
• поролоновые губки;
• зажимы из пластика;
• мерный стакан;
• перчатки, а также повязка для головы;
• целлофановый колпак;
• два полотенца.

Для создания кудряшек можно воспользоваться не только «Локоном», но и уже готовыми наборами для химической завивки.

Кроме инструментов, понадобится лимонная кислота или уксус в концентрации 6 % или 9 %, шампунь, восстанавливающий бальзам, который наносят на волосы после «химии», питательный крем или вазелин.

А что есть вокруг атома?

Чтобы понять, как нарисовать атом, следует определить, каков его внешний вид. Электроны, то есть мелкие шары, которые были нарисованы в предыдущем пункте, движутся вокруг протонов, то есть более крупных кругов. Поэтому у них есть своя траектория или путь. Он изображается в виде эллипсов, которые проходят через электроны. Эллипсы — это маршрут мелких частиц.

Эти вытянутые овалы располагают через основной круг, перекрещивая между собой. В среднем могут получиться около трех таких кругов. Если нарисовать окружности так, чтобы они пересекали электроны, сложно, то можно сначала нарисовать эти пути, а уже на них расположить электроны.

Теперь можно подтереть все карандашные наброски, выделить четкой линией то, что должно остаться, а сам атом раскрасить.

В общем смысле рисунок атома – это сборище маленьких кругов, кружащих вокруг центра из более крупных шаров. Это и есть наш атом, и теперь все знают, как нарисовать его. Раскрасить его можно так, как душе угодно!

Рассмотрим структуру воды

1. Для создания структурных единиц подготовьте пластилин, для имитации связей между атомами – обычные спички.

2. Любое вещество состоит из молекул, а те, в свою очередь, из атомов. Если в состав входят атомы только одного элемента, то такое вещество называется простым, если в состав входят атомы двух или более элементов, то вещество сложное. Молекула воды состоит из 1 атома кислорода и 2 атомов водорода, то есть она сложная. Но это еще не все.

Самое главное достоинство этой жидкости – ее полярность. Достигается она за счет наличия неподеленной пары электронов, которые удерживает около себя кислород. Чтобы изобразить структуру одной молекулы понадобится 1 большой шарик для имитации кислорода (в приведенном случае – синий), 2 маленьких шарика для водородов (розовые), 2 мелкие бусинки для электронов (желтые).

3. Чтобы соединить кислород с водородами, вставьте в синий шарик спички. Возникает вопрос, как именно расположить химические связи. Форма молекулы воды угловая, поэтому нужно вставить спички под некоторым углом, а не напротив друг друга. Это происходит за счет того, что водороды, которые находятся на концах связей, отталкиваются от электронов, которые удерживает кислород.

4. Соберите молекулу. Приклейте желтые бусинки к синему шарику, а розовые детали – к концам спичек. Рассмотрите внимательно то, что у вас получилось – это и есть модель структуры воды. Электроны у кислорода появляются потому, что он больше и жаднее, чем водороды. Он оттягивает на себя эти мелкие частички. Нам следует считать обиженные водороды положительными героями (они несут на себе заряд + после того, как у них отобрал электроны кислород), второй атом пусть он будет отрицательным.

5. Чтобы рассмотреть разные агрегатные состояния воды, следует создать не одну, а несколько молекул. Сделайте много синих и розовых шариков, а спички уже не понадобятся.

6. К синим шарикам приклейте розовые, чтобы получить имитацию структуры воды.

7. Если вода – пар, ее молекулы находятся очень далеко друг от друга, они не связаны между собой, а перемещаются с большой скоростью по пространству, в котором находятся.

8. В жидком состоянии молекулы соединены, но отдельными группами, которые, будто водят хоровод, передвигаются одна относительно другой.

9. Твердую воду мы знаем в виде льда или снега. В такой структуре все молекулы связаны между собой, не перемещаются, а только колеблются, пытаясь вырваться. А соединяются структурные единицы в виде шестиугольников.

Источник

Розочки из апельсина — декор и ароматизатор

Из кожуры апельсина получаются отличные розочки которые можно использовать для декора и натурального ароматизатора для дома.

Готовые розы, а также сушеные дольки апельсина, лимона можно сложить вот в такую вазочку (нашлась в кладовке у бабушки — чуть не выбросили)))

Для того чтобы аромат был ярче, берем эфирное масло лимона — и капаем несколько капель на розочки в вазе. И красота — запах держится около 3 недель, когда выветрится — повторяем процедуру.

Для того чтобы сделать розы из апельсина своими руками необходимо:

Литература

1. Пирамидальный хаос. (2007). «Компьютерра». 692;
2. На заре молекулярной графики;
3. Новый рубеж: получена пространственная структура β2-адренорецептора;
4. Бёрд К. (2007). «4исла» со смыслом. «Компьютерра». 684;
5. Edgar E Meyer. (1997). The first years of the Protein Data Bank. Protein Sci.
   .
   6, 1591-1597;
6. Зоркий П.М. (2001). Лайнус Полинг — величайший химик XX столетия. МГУ;
7. Джеймс Уотсон лишился лаборатории из-за своих недавних заявлений;
8. Чугунов А.О. (2007). Изваяние невидимого. «Компьютерра». 712, 24–26.

Базовая покраска

Существует два основных способа покраски моделей, это покраска кистью и покраска аэрографом. Покраска аэрографом дает более качественный результат, однако требует приобретения достаточно дорогого оборудования, а это не всегда это доступно, особенно для юных моделистов. Кисть требует гораздо меньших расходов, но добиться приемлемого результата, на мой взгляд, сложнее.

Но в своей работе моделисты используют оба способа, поэтому освоить кисть крайне важно и необходимо. Краску для покраски кистью, как уже говорилось выше, лучше всего покупать ту которая указана производителем. Если в Вашем регионе данная марка отсутствует, можно подобрать аналог. Консультанты в любом магазине с удовольствием окажут Вам помощь.

Для начинающих советую использовать акриловые краски на водной основе (Tamiya, Gunze Sangyo и др.). Они не имеют резкого запаха и проще отмываются. Необходимо обратить внимание, что есть краски которые производителем сразу подготовлены для использования в аэрографе, например Vallejo серии Model Air. Я такие краски под кисть не рекомендую (слишком жидкие). В базовую покраску также можно включить выкраску камуфляжа, прешейдинг (затемнение углублений и впадин на модели), высветление (выделение более светлым тоном базового цвета выступающих частей модели).

После покраски необходимо дать модели просохнуть 24 часа.

водорода:

Заметим, что масса получившихся «атомов» по сравнению с настоящими увеличена в 1000 000 000 000 000 000 000 000 (10 в 24 степени) раз.

По размеру получилось примерно, что атом кислорода «похож» со сливу, а атом водорода – на горошину.

В молекуле воды два атома водорода и один атом кислорода располагаются достаточно близко друг к другу, но под определенным углом. Если обозначить «центр» атома кислорода точкой, приложить к нему центральную метку транспортира, то атомы водорода будут находиться по отношению друг к другу под углом 104 градуса.

В итоге у нас получилась вот такая модель молекулы воды:

Источник