Manusta kood
VKontakte
Klassikaaslased
Telegramm
Arvustused
Lisage oma arvustus
Slaid 2
Aineklasside vahelist seost väljendavad geneetilised ahelad
- Geneetiline seeria on keemiliste transformatsioonide rakendamine, mille tulemusena saab ühe klassi aineid teise klassi ainetest.
- Geneetilise transformatsiooni läbiviimiseks peate teadma:
- ainete klassid;
- ainete nomenklatuur;
- ainete omadused;
- reaktsioonide tüübid;
- nominaalsed reaktsioonid, näiteks Wurtzi süntees:
Slaid 3
Slaid 4
- Milliseid reaktsioone tuleb läbi viia, et saada teist tüüpi süsivesinikust?
- Diagrammil olevad nooled näitavad süsivesinikke, mida saab ühe reaktsiooniga otse üksteiseks muundada.
Slaid 5
Viige läbi mitu teisendusahelat
Määrake iga reaktsiooni tüüp:
Slaid 6
Kontrollimine
Slaid 7
Jaotage ained klassidesse:
C3H6; CH3COOH; CH3OH; C2H4; ÜRO Julgeolekunõukogu; CH4; C2H6; C2H5OH; NSSON; C3H8; CH3COOC2H5; CH3SON; CH3COOCH3;
Slaid 8
Läbivaatus
- Alkaanid: CH4; C2H6; С3Н8
- Alkeenid: C3H6; С2Н4
- Alkoholid: CH3OH; C2H5OH
- Aldehüüdid: НСО; CH3SON
- Karboksüülhapped: CH3COOH; UNDC
- Estrid: CH3COOC2H5; CH3COOCH3
Slaid 9
- Kuidas seda süsivesinikest saada:
- a) alkoholid b) aldehüüdid c) happed?
Slaid 10
Süsiniku teekond
- C CaC2 C2H2 CH3CHO C2H5OH
- CH3COOH CH3COOCH2CH3
Slaid 11
- 2C + Ca CaC2
- CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
- C2H2 + H2O CH3CHO
- CH3CHO + H2 C2H5OH
- CH3CHO + O2 CH3COOH
- CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOC2H5
Slaid 12
Hapnikku sisaldavate ühendite jaoks
koostada reaktsioonivõrrandid, näidata reaktsioonide toimumise tingimused ja tüüp.
Slaid 13
Estri saamine süsivesinikust
C2H6 C2H5ClC2H5OH CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3
Slaid 14
Slaid 15
Slaid 16
Slaid 17
Slaid 18
Slaid 19
Järeldus: Täna tunnis – geneetilise seose näitel orgaaniline aine Nägime erinevaid homoloogilisi seeriaid ja tõestasime transformatsioonide abil materiaalse maailma ühtsust.
Slaid 20
- butaanbuteen-1 1,2-dibromobutaanbuteen-1
- penteen-1 pentaan 2-kloropentaan
- penten-2 CO2
- Tehke teisendusi.
Vaadake kõiki slaide
Abstraktne
Mis on nano?
.�
Slaid 3
Slaid 4
Slaid 5
Slaid 6
Slaid 7
Slaid 9
Slaid 10
Slaid 11
Slaid 12
Slaid 13
Slaid 14
Videoklipi demonstreerimine.
Slaid 15
Slaid 16
Slaid 17
Slaid 18
Slaid 19
Slaid 20
Slaid 21
Slaid 22
Slaid 23
Slaid 24
Slaid 25
Mis on nano?
Uued tehnoloogiad on need, mis viivad inimkonda edasi tema arenguteel.�
Selle töö eesmärk on laiendada ja täiendada õpilaste teadmisi ümbritsevast maailmast, uutest saavutustest ja avastustest. Võrdlemis- ja üldistusoskuse kujundamine. Oskus esile tõsta peamist, arengut loominguline huvi, soodustades iseseisvust materjali otsimisel.
21. sajandi algust tähistab nanotehnoloogia, mis ühendab bioloogia, keemia, IT ja füüsika.
IN viimastel aastatel teaduse ja tehnika progressi tempo hakkas sõltuma kunstlikult loodud nanomeetri suuruste objektide kasutamisest. Nende baasil loodud aineid ja objekte suurusega 1–100 nm nimetatakse nanomaterjalideks ning nende valmistamise ja kasutamise meetodeid nanotehnoloogiateks. Palja silmaga näeb inimene umbes 10 tuhande nanomeetrise läbimõõduga objekti.
Väga laiemas mõttes Nanotehnoloogia on teadus- ja arendustegevus aatomi-, molekulaar- ja makromolekulaarsel tasandil suurusskaalas ühest kuni saja nanomeetrini; tehisstruktuuride, seadmete ja süsteemide loomine ja kasutamine, millel on oma üliväikeste mõõtmete tõttu oluliselt uued omadused ja funktsioonid; mateeria manipuleerimine aatomikauguse skaalal.
Slaid 3
Tehnoloogiad määravad meist igaühe elukvaliteedi ja selle riigi jõu, kus me elame.
Tekstiilitööstuses alanud tööstusrevolutsioon andis tõuke raudteesidetehnoloogiate arengule.
IN edasine kasv erinevate kaupade transport on muutunud võimatuks ilma uute autotehnoloogiateta. Seega iga uus tehnoloogia põhjustab seotud tehnoloogiate sündi ja arengut.
Praegust ajaperioodi, milles me elame, nimetatakse teadus- ja tehnoloogiarevolutsiooniks või inforevolutsiooniks. Inforevolutsiooni algus langes kokku arvutitehnoloogiate arenguga, ilma milleta elu kaasaegne ühiskond enam ei paista.
Arvutitehnoloogia arengut on alati seostatud elektroonikalülituste elementide miniaturiseerimisega. Praegu on arvutiahela ühe loogilise elemendi (transistori) suurus umbes 10-7 m ja teadlased usuvad, et arvutielementide edasine miniaturiseerimine on võimalik ainult siis, kui töötatakse välja spetsiaalsed tehnoloogiad, mida nimetatakse "nanotehnoloogiaks".
Slaid 4
Tõlgitud keelest Kreeka sõna"nano" tähendab kääbust, päkapikku. Üks nanomeeter (nm) on üks miljardik meetrist (10-9 m). Nanomeeter on väga väike. Nanomeeter on sama palju kordi väiksem kui üks meeter, kui sõrme paksus on väiksem kui Maa läbimõõt. Enamiku aatomite läbimõõt on 0,1–0,2 nm ja DNA ahelate paksus on umbes 2 nm. Punaste vereliblede läbimõõt on 7000 nm ja inimese juuksekarva paksus on 80 000 nm.
Joonisel on kujutatud erinevaid objekte vasakult paremale suuruse suurenemise järjekorras – aatomist kuni päikesesüsteem. Inimene on juba õppinud erineva suurusega esemetest kasu saama. Aatomienergia tootmiseks saame aatomite tuumad poolitada. Keemiliste reaktsioonide läbiviimisel saame uusi molekule ja aineid, millel on ainulaadsed omadused. Spetsiaalsete tööriistade abil on inimene õppinud looma objekte – nõelapeast kuni hiiglaslike struktuurideni, mis on nähtavad isegi kosmosest.
Kui aga joonist tähelepanelikult vaadata, siis märkad, et seal on üsna suur vahemik (logaritmilisel skaalal), kuhu teadlased pole ammu jalga tõstnud – vahemikus sada nanomeetrit kuni 0,1 nm. Nanotehnoloogia peab töötama objektidega, mille suurus on vahemikus 0,1 nm kuni 100 nm. Ja on põhjust arvata, et suudame nanomaailma enda heaks tööle panna.
Nanotehnoloogia kasutab kõige rohkem viimased saavutused keemia, füüsika, bioloogia.
Slaid 5
Hiljutised uuringud on tõestanud, et aastal Vana-Egiptus Juuste mustaks värvimiseks kasutati nanotehnoloogiat. Selleks kasutati lubja Ca(OH)2, pliioksiidi ja vee pastat. Värvimisprotsessi käigus saadi keratiini osaks oleva väävliga interaktsiooni tulemusena pliisulfiidi (galeenia) nanoosakesed, mis tagas ühtlase ja stabiilse värvimise.
IN Briti muuseum Säilitatakse "Lycurgus Cup" (tassi seintel on stseenid selle suure Sparta seadusandja elust), valmistatud Vana-Rooma käsitööliste poolt - see sisaldab klaasile lisatud kulla ja hõbeda mikroskoopilisi osakesi. Erineva valgustuse korral muudab tass värvi – tumepunasest helekuldseks. Sarnaseid tehnoloogiaid kasutati keskaegsetes Euroopa katedraalides vitraažakende loomisel.
Praegu on teadlased tõestanud, et nende osakeste suurus on 50–100 nm.
Slaid 6
1661. aastal avaldas Iiri keemik Robert Boyle artikli, milles ta kritiseeris Aristotelese väidet, et kõik Maal koosneb neljast elemendist – veest, maast, tulest ja õhust ( filosoofiline alus tolleaegse alkeemia, keemia ja füüsika alused). Boyle väitis, et kõik koosneb "kehadest" - üliväikestest osadest erinevad kombinatsioonid moodustavad erinevaid aineid ja esemeid. Seejärel aktsepteerisid teadusringkonnad Demokritose ja Boyle'i ideed.
1704. aastal soovitas Isaac Newton uurida kehakeste müsteeriumi;
1959. aastal ütles Ameerika füüsik Richard Feynman: "Praegu oleme sunnitud kasutama aatomistruktuure, mida loodus meile pakub." "Kuid põhimõtteliselt võib füüsik sünteesida mis tahes ainet vastavalt antud keemilisele valemile."
1959. aastal kasutas Norio Taniguchi esmakordselt terminit "nanotehnoloogia";
1980. aastal kasutas seda terminit Eric Drexler.
Slaid 7
Richard Phillips Feyman (1918-1988) väljapaistev Ameerika füüsik. Üks kvantelektrodünaamika loojatest Nobeli preemia füüsikas 1965.
Feynmani kuulsat loengut, mida tuntakse kui "There's Still Plenty of Room There Down There" peetakse nüüd nanomaailma vallutamise võitluse alguspunktiks. Seda loeti esmakordselt California Tehnoloogiainstituudis 1959. aastal. Sõna "all" loengu pealkirjas tähendas "väga väikeste mõõtmetega maailma".
Nanotehnoloogiast sai iseseisev teadusvaldkond ja sellest sai hiljem pikaajaline tehniline projekt üksikasjalik analüüs 1980. aastate alguses läbi viidud Ameerika teadlase Eric Drexleri poolt ja tema raamatu "Loomise masinad: Nanotehnoloogia tulevane ajastu" avaldamine.
Slaid 9
Esimesed seadmed, mis võimaldasid nanoobjekte vaadelda ja neid liigutada, olid skaneerivad sondimikroskoobid - aatomjõumikroskoop ja sarnasel põhimõttel töötav skaneeriv tunnelmikroskoop. Aatomijõu mikroskoopia (AFM) töötasid välja Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer, kes said selle uurimistöö eest 1986. aastal Nobeli preemia.
Slaid 10
AFM-i aluseks on sond, mis on tavaliselt valmistatud ränist ja kujutab endast õhukest konsoolplaati (seda nimetatakse konsooliks, alates Ingliskeelne sõna"konsool" - konsool, tala). Konsooli otsas on väga terav nael, mis lõpeb ühest või mitmest aatomist koosneva rühmaga. Peamine materjal on räni ja räninitriid.
Kui mikrosond liigub piki proovi pinda, tõuseb ja langeb naela ots, tuues välja pinna mikroreljeefi, nagu grammofonipliiats libiseb mööda grammofoniplaati. Konsooli väljaulatuvas otsas on peegliala, millele laserkiir langeb ja peegeldub. Kui teravik langetatakse ja tõstetakse ebatasastel pindadel, siis peegeldunud kiir kaldub kõrvale ning see kõrvalekalle registreeritakse fotodetektori abil ning jõud, millega nael tõmbub lähedalasuvate aatomite poole, registreeritakse piesoelektrilise anduri abil.
Tagasisidesüsteemis kasutatakse fotodetektori ja piesoanduri andmeid. Selle tulemusena on võimalik reaalajas konstrueerida proovipinna mahuline reljeef.
Slaid 11
Teine skaneerivate sondimikroskoopide rühm kasutab pinnareljeefi konstrueerimiseks niinimetatud kvantmehaanilist "tunneliefekti". Tunneliefekti olemus seisneb selles, et sellest kaugusest hakkab sõltuma terava metallnõela ja umbes 1 nm kaugusel asuva pinna vaheline elektrivool – mida väiksem vahemaa, seda suurem on vool. Kui nõela ja pinna vahele rakendatakse pinget 10 V, võib see "tunneli" vool olla vahemikus 10 pA kuni 10 nA. Seda voolu mõõtes ja konstantsena hoides saab nõela ja pinna vahelist kaugust konstantsena hoida. See võimaldab teil ehitada pinna mahulise profiili. Erinevalt aatomjõumikroskoobist saab skaneeriva tunnelmikroskoobiga uurida ainult metallide või pooljuhtide pindu.
Skaneerivat tunnelmikroskoopi saab kasutada mis tahes aatomi liigutamiseks operaatori valitud punkti. Nii on võimalik aatomitega manipuleerida ja luua nanostruktuure, s.t. pinnal olevad struktuurid, mille mõõtmed on suurusjärgus nanomeeter. 1990. aastal näitasid IBMi töötajad, et see on võimalik, ühendades oma ettevõtte nime 35 ksenooni aatomist nikliplaadil.
Molecular Manufacturing Instituudi veebisaidi avalehte kaunistab kalddiferentsiaal. Koostanud E. Drexler vesiniku, süsiniku, räni, lämmastiku, fosfori, vesiniku ja väävli aatomitest koguarvuga 8298. Arvutiarvutused näitavad, et selle olemasolu ja toimimine ei ole vastuolus füüsikaseadustega.
Slaid 12
Tunnid lütseumi õpilastele A.I nimelise Venemaa Riikliku Pedagoogikaülikooli nanotehnoloogia klassis. Herzen.
Slaid 13
Nanostruktuure saab kokku panna mitte ainult üksikutest aatomitest või üksikutest molekulidest, vaid ka molekulaarplokkidest. Sellised plokid või elemendid nanostruktuuride loomiseks on grafeen, süsinik-nanotorud ja fullereenid.
Slaid 14
1985 Richard Smalley, Robert Curl ja Harold Kroteau avastasid fullereenid ja suutsid esimest korda mõõta objekti, mille suurus oli 1 nm.
Fullereenid on molekulid, mis koosnevad 60 aatomist, mis on paigutatud kerakujuliselt. 1996. aastal pälvis teadlaste rühm Nobeli preemia.
Videoklipi demonstreerimine.
Slaid 15
Väikese fullereeni lisandiga (mitte rohkem kui 1%) alumiinium omandab terase kõvaduse.
Slaid 16
Grafeen on üks tasane süsinikuaatomite leht, mis on omavahel seotud, moodustades võre, ja iga rakk meenutab kärgstruktuuri. Lähimate süsinikuaatomite vaheline kaugus grafeenis on umbes 0,14 nm.
Valguspallid on süsinikuaatomid ja nendevahelised vardad on sidemed, mis hoiavad aatomeid grafeenilehes.
Slaid 17
Grafiit, millest tavalised pliiatsijuhtmed on valmistatud, on grafeenilehtede virn. Grafiidis olevad grafeenid on väga halvasti seotud ja võivad üksteisest mööda libiseda. Seega, kui grafiidiga paberile üle lasta, eraldub sellega kokkupuutuv grafeenileht grafiidist ja jääb paberile. See selgitab, miks saab kirjutamiseks kasutada grafiiti.
Slaid 18
Dendrimeerid on üks teedest nanomaailma "alt-üles" suunas.
Puutaolised polümeerid on nanostruktuurid, mille suurus jääb vahemikku 1–10 nm ja mis tekivad hargneva struktuuriga molekulide kombineerimisel. Dendrimeeri süntees on üks nanotehnoloogiatest, mis on tihedalt seotud polümeeride keemiaga. Nagu kõik polümeerid, koosnevad dendrimeerid monomeeridest ja nende monomeeride molekulidel on hargnenud struktuur.
Dendrimeri sees võivad tekkida õõnsused, mis on täidetud ainega, mille juuresolekul dendrimeerid tekkisid. Kui dendrimer sünteesitakse mis tahes ravimit sisaldavas lahuses, muutub see dendrimer sellega nanokapsliks. ravim. Lisaks võivad dendrimeri sees olevad õõnsused sisaldada radioaktiivselt märgistatud aineid, mida kasutatakse erinevate haiguste diagnoosimiseks.
Slaid 19
13% juhtudest surevad inimesed vähki. See haigus tapab igal aastal maailmas umbes 8 miljonit inimest. Paljusid vähiliike peetakse endiselt ravimatuks. Teaduslikud uuringud näitavad, et nanotehnoloogia kasutamisest võib saada võimas vahend selle haiguse vastu võitlemisel. Dendrimeerid – vähirakkude mürgiga kapslid
Vähirakud peavad jagunema ja kasvama suured kogused foolhapet. Seetõttu kleepuvad foolhappemolekulid väga hästi vähirakkude pinnale ja kui dendrimeeride väliskest sisaldab foolhappemolekule, siis sellised dendrimeerid kleepuvad valikuliselt ainult vähirakkude külge. Selliste dendrimeeride abil saab vähirakud nähtavaks teha, kui dendrimeeride kesta külge on kinnitatud veel mõned molekulid, mis helendavad näiteks ultraviolettvalguses. Kinnitades dendrimeri väliskesta külge vähirakke hävitava ravimi, on võimalik neid mitte ainult tuvastada, vaid ka tappa.
Teadlaste sõnul on nanotehnoloogia abil võimalik inimese vererakkudesse kinnistada mikroskoopilisi andureid, mis hoiatavad haiguse arengu esimeste märkide ilmnemise eest.
Slaid 20
Kvantpunktid on bioloogidele juba mugav tööriist elusrakkude sees erinevate struktuuride nägemiseks. Erinevad rakustruktuurid on võrdselt läbipaistvad ja värvimata. Seega, kui vaatate rakku läbi mikroskoobi, ei näe te midagi peale selle servade. Teatud rakustruktuuride nähtavaks tegemiseks loodi erineva suurusega kvantpunktid, mis võivad kinnituda kindlate rakusiseste struktuuride külge.
Kõige väiksemad, roheliselt helendavad, liimiti molekulide külge, mis on võimelised kleepuma raku sisemise skeleti moodustavate mikrotuubulite külge. Keskmise suurusega kvantpunktid võivad kleepuda Golgi aparaadi membraanidele ja suurimad võivad kleepuda raku tuuma külge. Rakk kastetakse kõiki neid kvantpunkte sisaldavasse lahusesse ja hoitakse selles mõnda aega, need tungivad sisse ja kleepuvad sinna, kuhu vähegi saavad. Pärast seda loputatakse rakku mikroskoobi all lahuses, mis ei sisalda kvantpunkte. Rakustruktuurid muutusid selgelt nähtavaks.
Punane – südamik; roheline – mikrotuubulid; kollane – Golgi aparaat.
Slaid 21
Titaandioksiid, TiO2, on kõige levinum titaaniühend maa peal. Selle pulbril on pimestav valge ning seetõttu kasutatakse seda värvainena värvide, paberi, hambapastade ja plastide tootmisel. Põhjuseks väga kõrge murdumisnäitaja (n=2,7).
Titaanoksiidil TiO2 on väga tugev katalüütiline aktiivsus – see kiirendab voolu keemilised reaktsioonid. Ultraviolettkiirguse juuresolekul lõhustab see veemolekulid vabadeks radikaalideks – hüdroksüülrühmadeks OH- ja superoksiidi anioonideks O2- nii suure aktiivsusega, et orgaanilised ühendid lagunevad süsihappegaasiks ja veeks.
Katalüütiline aktiivsus suureneb koos osakeste suuruse vähenemisega. Seetõttu kasutatakse neid vee, õhu ja erinevate pindade puhastamiseks orgaanilised ühendid, mis on tavaliselt inimestele kahjulikud.
Betooni võib lisada fotokatalüsaatoreid kiirteed., mis parandab teede ümbrust. Lisaks tehakse ettepanek lisada nendest nanoosakestest saadud pulbrit autokütusele, mis peaks samuti vähendama kahjulike lisandite sisaldust heitgaasides.
Klaasile kantud titaandioksiidi nanoosakeste kile on läbipaistev ja silmale nähtamatu. Selline klaas on päikesevalguse käes aga võimeline isepuhastuma orgaanilistest saasteainetest, muutes igasuguse orgaanilise mustuse süsihappegaasiks ja veeks. Titaanoksiidi nanoosakestega töödeldud klaas ei sisalda rasvaseid plekke ja seetõttu niisutab see hästi vett. Selle tulemusena uduneb selline klaas vähem, kuna veepiisad levivad kohe mööda klaasi pinda ja moodustavad õhukese läbipaistva kile.
Titaandioksiid lakkab töötamast suletud ruumides, kuna... Kunstvalguses ultraviolettkiirgust praktiliselt pole. Teadlased usuvad aga, et selle struktuuri veidi muutes on võimalik muuta see tundlikuks päikesespektri nähtava osa suhtes. Selliste nanoosakeste põhjal on võimalik toota näiteks kattekihti tualettruumid, mille tulemusena võib bakterite ja muu orgaanilise aine sisaldus tualeti pindadel väheneda kordades.
Tänu ultraviolettkiirguse neelamisvõimele kasutatakse titaandioksiidi juba päikesekaitsekreemide, näiteks kreemide valmistamisel. Kreemitootjad on hakanud seda kasutama nanoosakeste kujul, mis on nii väikesed, et tagavad päikesekaitsekreemile peaaegu absoluutse läbipaistvuse.
Slaid 22
Isepuhastuv nanorohi ja "lootoseefekt"
Nanotehnoloogia võimaldab luua massaaži mikroharjaga sarnase pinna. Sellist pinda nimetatakse nanorohuks ja see koosneb paljudest sama pikkusega paralleelsetest nanojuhtmetest (nanorodidest), mis asuvad üksteisest võrdsel kaugusel.
Nanorohule langev veetilk ei saa nanorohu vahele tungida, kuna vedeliku suur pindpinevus takistab seda.
Nanorohu märguvuse veelgi väiksemaks muutmiseks kaetakse selle pind õhukese kihiga mingit hüdrofoobset polümeeri. Ja siis ei jää nanorohu külge kunagi mitte ainult vesi, vaid ka mingid osakesed, sest puudutage seda vaid mõnes kohas. Seetõttu nanovillidega kaetud pinnale sattunud mustuseosakesed kas pudenevad sellelt ise maha või kanduvad veepiiskade poolt minema.
Fleecy pinna isepuhastumist mustuseosakestest nimetatakse "lootoseefektiks", sest Lootoseõied ja -lehed on puhtad ka siis, kui vesi ümberringi on hägune ja määrdunud. See juhtub seetõttu, et lehed ja õied ei ole veega märjaks, mistõttu veepiisad veerevad neilt maha nagu elavhõbedapallid, jätmata jälgi ja pestes minema kogu mustuse. Isegi tilgad liimi ja mett ei saa jääda lootoselehtede pinnale.
Selgus, et lootoselehtede kogu pind on tihedalt kaetud umbes 10 mikroni kõrguste mikrovistrikega ning vistrikud ise omakorda veelgi väiksemate mikrovillidega. Uuringud on näidanud, et kõik need mikrovistrikud ja villid on valmistatud vahast, millel on teadaolevalt hüdrofoobsed omadused, mistõttu lootoselehtede pind näeb välja nagu nanohein. Lootoselehtede pinna vistrikuline struktuur vähendab oluliselt nende märguvust. Võrdluseks: magnoolialehe suhteliselt sile pind, millel puudub isepuhastumisvõime.
Seega võimaldab nanotehnoloogia luua isepuhastuvaid katteid ja materjale, millel on ka vetthülgavad omadused. Sellistest kangastest valmistatud materjalid jäävad alati puhtaks. Juba toodetakse isepuhastuvaid tuuleklaase, mille välispind on kaetud nanovillidega. Sellisel klaasil pole klaasipuhastitel midagi teha. Müügil on autorataste püsivalt puhtad veljed, mis isepuhastuvad “lootoseefekti” abil ning nüüd saab oma maja väljast värvida värviga, millele mustus külge ei kleepu.
Paljude pisikeste ränikiududega kaetud polüestrist on Šveitsi teadlased suutnud luua veekindla materjali.
Slaid 23
Nanojuhtmed on nanomeetri suurusjärgu läbimõõduga juhtmed, mis on valmistatud metallist, pooljuhist või dielektrikust. Nanojuhtmete pikkus võib sageli ületada nende läbimõõtu 1000 korda või rohkemgi. Seetõttu nimetatakse nanotraate sageli ühemõõtmelisteks struktuurideks ja nende üliväike läbimõõt (umbes 100 aatomi suurust) võimaldab avaldada erinevaid kvantmehaanilisi efekte. Nanojuhtmeid looduses ei eksisteeri.
Nanojuhtmete ainulaadsed elektrilised ja mehaanilised omadused loovad eeldused nende kasutamiseks tulevastes nanoelektroonilistes ja nanoelektromehaanilistes seadmetes ning uute komposiitmaterjalide ja biosensorite elementidena.
Slaid 24
Erinevalt transistoridest toimub akude miniaturiseerimine väga aeglaselt. Galvaaniakude võimsuse ühikuni vähendatud mõõtmed on viimase 50 aasta jooksul vähenenud vaid 15 korda ja transistori suurus on sama aja jooksul vähenenud enam kui 1000 korda ja on praegu umbes 100 nm. On teada, et autonoomse elektroonilise vooluringi suuruse määrab sageli mitte selle elektrooniline täitmine, vaid vooluallika suurus. Veelgi enam, mida nutikam on seadme elektroonika, seda suuremat akut see nõuab. Seetõttu on elektroonikaseadmete edasiseks miniatuurseks muutmiseks vaja välja töötada uut tüüpi patareid. Ja siin aitab taas nanotehnoloogia
2005. aastal lõi Toshiba liitiumioonaku prototüübi, mille negatiivne elektrood kaeti liitiumtitanaadi nanokristallidega, mille tulemusena suurenes elektroodi pindala mitukümmend korda. Uus aku on võimeline saavutama 80% oma mahust vaid ühe minuti laadimisega, samas kui tavalised liitiumioonakud laevad kiirusega 2–3% minutis ja täislaadimiseks kulub tund.
Lisaks suurele laadimiskiirusele on nanoosakeste elektroode sisaldavatel akudel pikem kasutusiga: pärast 1000 laadimis-/tühjenemistsüklit kaob vaid 1% oma mahust ning uute akude kogu kasutusiga on üle 5 tuhande tsükli. Veelgi enam, need akud võivad töötada temperatuuril kuni -40 °C, kaotades vaid 20% laadimisest, võrreldes 100% tüüpiliste kaasaegsete akudega, mis on juba -25 °C juures.
Alates 2007. aastast on müügil juhtivatest nanoosakestest valmistatud elektroodidega akud, mida saab paigaldada elektrisõidukitesse. Need liitiumioonakud on võimelised salvestama energiat kuni 35 kWh, laadides maksimaalse võimsuseni vaid 10 minutiga. Nüüd on selliste akudega elektriauto sõiduulatus 200 km, kuid juba on välja töötatud nende akude järgmine mudel, mis võimaldab suurendada elektriauto sõiduulatust 400 km-ni, mis on peaaegu võrreldav bensiiniautode maksimaalse sõiduulatusega. (tankimisest tankimiseni).
Slaid 25
Selleks, et üks aine saaks teisega keemiliselt reageerida, on vajalikud teatud tingimused ja väga sageli pole selliseid tingimusi võimalik luua. Seetõttu eksisteerib suur hulk keemilisi reaktsioone ainult paberil. Nende läbiviimiseks on vaja katalüsaatoreid - aineid, mis hõlbustavad reaktsiooni, kuid ei osale selles.
Teadlased on leidnud, et sisepind süsinik-nanotorud on ka suure katalüütilise aktiivsusega. Nad usuvad, et kui süsinikuaatomitest koosnev grafiidileht rullitakse torusse, väheneb elektronide kontsentratsioon selle sisepinnal. See seletab nanotorude sisepinna võimet nõrgendada näiteks sidet hapniku ja süsiniku aatomite vahel CO molekulis, muutudes katalüsaatoriks CO oksüdeerumisel CO2-ks.
Süsinik-nanotorude ja siirdemetallide katalüütilise võime ühendamiseks viidi nanotorude sisse neist nanoosakesed (selgus, et see katalüsaatorite nanokompleks on võimeline käivitama reaktsiooni, millest on vaid unistanud – etüülalkoholi otsene süntees sünteesist gaas (süsinikmonooksiidi ja vesiniku segu), mis saadakse maagaasist, kivisöest ja isegi biomassist.
Tegelikult on inimkond alati püüdnud nanotehnoloogiat katsetada, isegi teadmata. Saime sellest teada oma tutvuse alguses, kuulsime nanotehnoloogia mõistet, saime teada nende teadlaste ajaloo ja nimed, kes võimaldasid teha sellise kvalitatiivse hüppe tehnoloogia arengus, tutvusime tehnoloogiate endi ja isegi kuulis fullereenide avastamise ajalugu avastajalt, Nobeli preemia laureaadilt Richard Smalleylt.
Tehnoloogiad määravad meist igaühe elukvaliteedi ja selle riigi jõu, kus me elame.
Selle suuna edasine areng sõltub teist.
Laadige abstrakt alla1. VARIANT
2. Arvutage iga toote aine kogus (moolides) ja aine mass (grammides) järgmistel muundamistel: etaan → bromoetaan → etanool, kui etaani võeti massiga 90 g Saaduse saagis sünteesi igas etapis peetakse tavapäraselt 100%.
3. Koostage reaktsioonide diagramm ja võrrandid, mille abil saab metaanist karboksüülhapet saada.
2. VARIANT
1. Kirjutage reaktsioonivõrrandid, mida saab kasutada järgmiste teisenduste läbiviimiseks:
2. Arvutage iga toote aine kogus (moolides) ja aine mass (grammides) järgmistel muundustel: benseen → klorobenseen → fenool, kui benseeni võeti massiga 156 g. Toote saagis sünteesi igas etapis peetakse tavapäraselt 100%.
3. Koostage reaktsioonide diagramm ja võrrandid, mille abil saab etüleenist aminohapet saada.
3. VARIANT
1. Kirjutage reaktsioonivõrrandid, mida saab kasutada järgmiste teisenduste läbiviimiseks:
2. Arvutage iga toote aine kogus (moolides) ja aine mass (grammides) järgmistel muundamistel: benseen → nitrobenseen → aniliin, kui benseeni võeti massiga 39 g Toote saagis sünteesi igas etapis peetakse tavapäraselt 100%.
3. Koostage reaktsioonide diagramm ja võrrandid, mille abil saab kivisöest estrit saada.
4. VARIANT
1. Kirjutage reaktsioonivõrrandid, mida saab kasutada järgmiste teisenduste tegemiseks:
2. Arvutage iga toote aine kogus (moolides) ja aine mass (grammides) järgmiste muundamiste läbiviimisel: klorometaan → metanool → metüülatsetaat, kui klorometaani võeti massiga 101 g produkti kogus sünteesi igas etapis on tavaliselt 100%.
3. Koostage reaktsioonide diagramm ja võrrandid, mille abil saab metaanist aromaatset amiini.
Kokkuvõttev õppetund
Tunni eesmärgid:
Tagada, et õpilased omandaksid teadmised orgaaniliste ühendite klassidevahelise geneetilise seose kohta;
Iseseisva mõtlemise oskuse arendamine;
Luua tingimused iseseisva ja meeskonnatöö oskuste arendamiseks.
Tunni eesmärgid:
Jätkata õpilastes varem omandatud teadmiste rakendamise oskuse arendamist;
Areng loogiline mõtlemine;
Areng kõnekultuurõpilased;
Areng kognitiivne huvi teema juurde.
Tunni edenemine:
1. Sissejuhatus.
2. Soojenda.
3. Viktoriin: "Arva ära sisu."
4. Geneetilise ahela koostamine.
5. Kodutöö.
Sissejuhatus. Teades funktsionaalrühmade keemiat, nende asendamise võimalikke viise ja nende muundumise tingimusi, saab planeerida orgaanilist sünteesi, liikudes suhteliselt lihtsatelt ühenditelt keerulisemate juurde. IN kuulus raamat Carrolli "Alice imedemaal" Alice pöördub Cheshire'i kassi poole: "Palun öelge, kuhu ma peaksin minema?" Milleks? Cheshire'i kass märgib mõistlikult: "See sõltub suuresti sellest, kuhu soovite tulla." Kuidas saab seda dialoogi seostada geneetilise seosega? Püüame orgaaniliste ühendite keemiliste omaduste teadmisi kasutades läbi viia muundumisi alkaanide lihtsamatest esindajatest kõrgmolekulaarseteks ühenditeks.
I. Soojendus.
1. Vaadake üle orgaaniliste ühendite klassid.
2. Milline on teisendusridade struktuur?
3. Teisenduste seeria lahendamine:
1) CaC2 → C2H2 → C6H6 → C6H5Cl → C6H5OH → C6H2Br3OH
2) Al4C4 → CH4 → C2H2 → C6H6 → C6H5ONa → C6H5OCH3
3) heksaan → benseen → klorobenseen → tolueen → 2,4,6-tribromotolueen
II. Viktoriin: "Arva sisu ära."
Ülesanne õpilastele: tuvastage aine, mille kohta me räägime ja ütle paar sõna selle aine kohta. (Õpilane kirjutab tahvlile üles ainete valemid.)
1) Seda ainet nimetatakse rabagaasiks, see on maagaasi alus, väärtuslik ja kättesaadav tooraine paljude ainete sünteesiks. (metaan)
Õpetaja täiendus: üks huvitav teade selle kohta, kus metaan kasuks tuli. Ühe USA mereväe uurimislabori spetsialistidel õnnestus välja töötada meetod kunstlike teemantide valmistamiseks. Metaan juhiti 2500 C-ni kuumutatud volframplaadile, millele settisid tekkinud kristallid.
2) Seda ainet nimetatakse valgustavaks gaasiks. Seda gaasi kasutati algselt peamiselt valgustamiseks: tänavavalgustid, teatrijalavalgustid, matka- ja kaevurite laternad. Vanematel jalgratastel olid karbiidtuled. Vesi voolas kaltsiumkarbiidiga täidetud anumasse ja tekkinud gaas voolas spetsiaalse otsiku kaudu lampi, kus see põles. särav leek. (atsetüleen)
3) Selle aine struktuuri väljakujunemiseks kulus 40 aastat ja lahendus saabus siis, kui Kekule kujutlusse ilmus madu, kes hammustas endale saba. (benseen)
4) Spetsiaalsete katsetega on kindlaks tehtud, et kui selle aine sisaldus õhus on ligikaudu 0,1%, valmivad köögiviljad ja puuviljad kiiremini. Seda ainet nimetatakse taimede kasvuregulaatoriks. (etüleen)
Õpetaja täiendus: Selgub, et ananassid vajavad õitsemiseks etüleeni. Istandustes põletatakse kütteõli ja saagi saamiseks piisab väikestest kogustest toodetud etüleenist. Kodus saate kasutada küpset banaani, mis vabastab ka etüleeni. Muide, etüleen võib teavet edastada. Kudu antiloobid söövad peamise toiduna akaatsia lehti, mis toodavad tanniini. See aine annab lehtedele mõru maitse ja kõrged kontsentratsioonid- mürgine. Antiloobid teavad, kuidas valida madala tanniinisisaldusega lehti, kuid ekstreemsetes tingimustes söövad nad ära ja surevad. Selgub, et antiloopide söödud lehed eraldavad etüleeni, mis on signaaliks naabruses asuvatele akaatsiatele, ja poole tunni pärast toodavad nende lehed intensiivselt tanniini, mis põhjustab antiloopide surma.
5) Viinamarjasuhkur. (Glükoos.)
6) Veini alkohol. (etanool)
7) Õline vedelik. Mis saadi Tolu palsamist. (tolueen)
8) Kui on oht, vabastavad sipelgad selle konkreetse aine. (sipelghape)
9) Lõhkeaine, millel on mitu nimetust: tol, TNT. TNT. Tavaliselt tekitab 1 g lõhkeainet umbes 1 liiter gaase, mis vastab tuhandekordsele mahu suurenemisele. Mis tahes lõhkeaine toimemehhanism seisneb väikeses koguses vedelikus või tahkest aines suure gaasikoguse hetkeline moodustumine. Paisuvate gaaside rõhk on plahvatuse hävitav jõud. (trinitrotolueen)
III. Geneetilise ahela koostamine.
Töötage rühmades. Klass on jagatud 4-liikmelisteks rühmadeks.
Rühmadele määramine: looge teisenduste seeria, kasutades võimalikult palju viktoriinis äraarvatud aineid. Ülesannet pakutakse mõneks ajaks. Pärast täitmist kontrollitakse ülesannet tahvlil.
Tunni lõpus hinnake õpilaste vastuseid.
Vaatleme orgaaniliste ainete geneetilist seeriat, millesse me kaasame suurim arvühendusklassid:
Iga number noole kohal vastab konkreetsele reaktsioonivõrrandile (pöördreaktsiooni võrrandit tähistab number algarvuga):
IV. Kodutöö: looge geneetiline transformatsioonide seeria, mis sisaldab vähemalt viit orgaaniliste ühendite klassi.
Orgaaniliste ühendite molekulide struktuur võimaldab seda järeldada keemilised omadused ained ja nendevaheline lähedane seos. Ühe klassi ainetest saadakse järjestikuste teisenduste kaudu teiste klasside ühendeid. Lisaks võib kõiki orgaanilisi aineid kujutada kõige lihtsamate ühendite - süsivesinike - derivaatidena. Orgaaniliste ühendite geneetilist seost saab esitada diagrammina:
C 2 H 6 → C 2 H 5 Br → C 2 H 5 OH → CH 3 -SON → CH 3 COOH →
CH3SOOS 3H7; jne.
Skeemi järgi on vaja koostada võrrandid ühe aine keemiliseks muundumiseks teiseks. Need kinnitavad kõigi orgaaniliste ühendite omavahelist seost, aine koostise keerukust, ainete olemuse arengut lihtsast keeruliseks.
Orgaaniliste ainete koostis sisaldab enamasti väikest kogust keemilised elemendid: vesinik, süsinik, hapnik, lämmastik, väävel, kloor ja muud halogeenid. Orgaanilist ainet metaani saab sünteesida kahest lihtsast anorgaanilisest ainest – süsinikust ja vesinikust.
C + 2H2 = CH4 + Q
See on üks näide sellest, et kõigi loodusainete – anorgaaniliste ja orgaaniliste – vahel on ühtsus ja geneetiline seos, mis avaldub ainete vastastikustes muundumistes.
2. osa. Täida praktiline ülesanne.
Ülesanne on eksperimentaalne.
Tõesta, et kartul sisaldab tärklist.
Tärklise olemasolu tõendamiseks kartulis tuleb tükeldatud kartulile lisada tilk joodilahust. Kartulilõik muutub sinakasvioletseks. Reaktsioon joodilahusega on kvalitatiivne reaktsioon tärklisele.
E T A L O N
valikule 25
Valikute arvülesanded (paketid) eksaminandidele:
Variant nr 25 alates 25 valikuid
Töö valmimise aeg:
Variant nr 25 45 min.
Ülesannete täitmise tingimused
Tööohutusnõuded: ülesandeid juhendav õpetaja (ekspert).(ohutusjuhised reaktiividega töötamisel)
Varustus: paber, kuulpliiats, laboriseadmed
Kirjandus eksaminandidele viide, metoodika ja tabelid
1. Tutvuge testitavate ülesannete, oskuste, teadmiste ja hindamismõõdikutega, mida hinnatakse. .
Variant nr 25/25
Osa 1. Vastake teoreetilistele küsimustele:
1. Alumiinium. Alumiiniumi amfoteersus. Alumiiniumoksiidid ja -hüdroksiidid.
2. Valgud on looduslikud polümeerid. Valkude struktuur ja struktuur. Kvalitatiivsed reaktsioonid ja rakendused.
2. osa: täitke harjutusülesanne
3. Ülesanne on eksperimentaalne.
Kuidas laboris katseliselt hapnikku hankida, tõestada selle olemasolu.
Variant 25/25.