§25. Geneettinen suhde epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden luokkien välillä. Esitys aiheesta "geneettinen yhteys"

Katso samanlaisia

Upota koodi

VKontakte

Luokkatoverit

Arvostelut

Lisää arvostelusi

Dia 2

Aineluokkien välinen suhde ilmaistaan geneettisillä ketjuilla

Geneettinen sarja on kemiallisten muutosten toteuttaminen, jonka seurauksena yhden luokan aineita voidaan saada toisen luokan aineista.
Geneettisten muutosten suorittamiseksi sinun on tiedettävä:
aineluokat;
aineiden nimikkeistö;
aineiden ominaisuudet;
reaktioiden tyypit;
nimelliset reaktiot, esimerkiksi Wurtzin synteesi:

Dia 3

Dia 4

Mitä reaktioita on suoritettava toisen hiilivedytyypin saamiseksi?
Kaavion nuolet osoittavat hiilivetyjä, jotka voivat muuttua suoraan toisikseen yhdessä reaktiossa.

Dia 5

Suorita useita muunnosketjuja

Määritä kunkin reaktion tyyppi:

Dia 6

Tarkistetaan

Dia 7

Jaa aineet luokkiin:

C3H6; CH3COOH; CH3OH; C2H4; UNSC; CH4; C2H6; C2H5OH; NSSON; C3H8; CH3COOC2H5; CH3SON; CH3COOCH3;

Dia 8

Tutkimus

Alkaanit: CH4; C2H6; С3Н8
Alkeenit: C3H6; С2Н4
Alkoholit: CH3OH; C2H5OH
Aldehydit: НСО; CH3SON
Karboksyylihapot: CH3COOH; UNDC
Esterit: CH3COOC2H5; CH3COOCH3

Dia 9

Miten sitä saadaan hiilivedyistä:
a) alkoholit b) aldehydit c) hapot?

Dia 10

Hiilimatka

C CaC2 C2H2 CH3CHO C2H5OH
CH3COOH CH3COOCH2CH3

Dia 11

2C + Ca CaC2
CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
C2H2 + H2O CH3CHO
CH3CHO + H2 C2H5OH
CH3CHO + O2 CH3COOH
CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOC2H5

Dia 12

Happipitoisille yhdisteille

laatia reaktioyhtälöitä, osoittaa reaktioiden esiintymisolosuhteet ja -tyypit.

Dia 13

Esterin saaminen hiilivedystä

C2H6 C2H5ClC2H5OH CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3

Dia 14

Dia 15

Dia 16

Dia 17

Dia 18

Dia 19

Johtopäätös: Tänään luokassa - geneettisen yhteyden esimerkkiä käyttäen orgaanista ainesta Näimme erilaisia homologisia sarjoja ja todistimme transformaatioiden avulla aineellisen maailman yhtenäisyyden.

Dia 20

butaanibuteeni-1 1,2-dibromibutaanibuteeni-1
penteeni-1 pentaani 2-klooripentaani
penten-2 CO2
Tee muunnoksia.

Näytä kaikki diat

Abstrakti

Mikä on nano?

.�

Dia 3

Dia 4

Dia 5

Dia 6

Dia 7

Dia 9

Dia 10

Dia 11

Dia 12

Dia 13

Dia 14

Videoleikkeen esittely.

Dia 15

Dia 16

Dia 17

Dia 18

Dia 19

Dia 20

Dia 21

Dia 22

Dia 23

Dia 24

Dia 25

Mikä on nano?

Uudet teknologiat vievät ihmiskuntaa eteenpäin kehityksen tiellä.�

Tämän työn päämääränä on laajentaa ja parantaa opiskelijoiden tietoa ympäröivästä maailmasta, uusista saavutuksista ja löydöistä. Vertailu- ja yleistystaitojen muodostuminen. Kyky korostaa tärkeintä, kehitystä luova kiinnostus, edistää itsenäisyyttä materiaalin etsimisessä.

2000-luvun alkua leimaa nanoteknologia, joka yhdistää biologian, kemian, IT:n ja fysiikan.

IN viime vuosina tieteen ja teknologian kehityksen vauhti alkoi riippua keinotekoisesti luotujen nanometrin kokoisten esineiden käytöstä. Niiden pohjalta syntyneitä aineita ja esineitä, joiden koko on 1–100 nm, kutsutaan nanomateriaaleiksi ja niiden valmistus- ja käyttömenetelmiä nanoteknologioiksi. Paljaalla silmällä ihminen voi nähdä kohteen, jonka halkaisija on noin 10 tuhatta nanometriä.

Hyvin laajassa merkityksessä Nanoteknologia on tutkimusta ja kehitystä atomi-, molekyyli- ja makromolekyylitasolla kokoasteikolla yhdestä sataan nanometriin; sellaisten keinotekoisten rakenteiden, laitteiden ja järjestelmien luominen ja käyttö, joilla on erittäin pienten kokojensa vuoksi merkittävästi uusia ominaisuuksia ja toimintoja; aineen manipulointi atomietäisyysasteikolla.

Dia 3

Tekniikat määräävät meidän jokaisen elämänlaadun ja sen valtion voiman, jossa elämme.

Tekstiiliteollisuudesta alkanut teollinen vallankumous vauhditti rautatieviestintätekniikan kehitystä.

IN lisäkasvua erilaisten tavaroiden kuljettaminen on tullut mahdottomaksi ilman uutta autoteknologiaa. Näin ollen jokainen uutta tekniikkaa aiheuttaa siihen liittyvien teknologioiden syntyä ja kehitystä.

Nykyistä ajanjaksoa, jossa elämme, kutsutaan tieteelliseksi ja teknologiseksi vallankumoukseksi tai informaatiovallankumoukseksi. Tietovallankumouksen alku osui samaan aikaan tietotekniikan kehityksen kanssa, jota ilman elämä moderni yhteiskunta ei näytä enää.

Tietotekniikan kehitys on aina liittynyt elektronisten piirien elementtien pienentämiseen. Tällä hetkellä tietokonepiirin yhden loogisen elementin (transistorin) koko on noin 10-7 m, ja tutkijat uskovat, että tietokoneelementtien miniatyrisointi on mahdollista vain, kun kehitetään "nanoteknologiaksi" kutsuttuja erityistekniikoita.

Dia 4

Käännetty kielestä Kreikan sana"nano" tarkoittaa kääpiötä, tonttua. Yksi nanometri (nm) on metrin miljardisosa (10-9 m). Nanometri on hyvin pieni. Nanometri on yhtä monta kertaa pienempi kuin yksi metri kuin sormen paksuus on pienempi kuin maan halkaisija. Useimpien atomien halkaisija on 0,1-0,2 nm ja DNA-säikeiden paksuus on noin 2 nm. Punasolujen halkaisija on 7000 nm ja ihmisen hiuksen paksuus 80 000 nm.

Kuvassa näkyy erilaisia esineitä vasemmalta oikealle kasvavan koon mukaan - atomista aurinkokunta. Ihminen on jo oppinut hyötymään erikokoisista esineistä. Voimme jakaa atomien ytimet tuottaaksemme atomienergiaa. Suorittamalla kemiallisia reaktioita saamme uusia molekyylejä ja aineita, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia. Erikoistyökalujen avulla ihminen on oppinut luomaan esineitä - neulanpäästä valtaviin rakenteisiin, jotka näkyvät jopa avaruudesta.

Mutta jos katsot kuvaa huolellisesti, huomaat, että on olemassa melko suuri alue (logaritmisella asteikolla), jolle tiedemiehet eivät ole nousseet pitkään aikaan - sadan nanometrin ja 0,1 nm:n välillä. Nanoteknologian on toimittava 0,1 nm - 100 nm kokoisten esineiden kanssa. Ja on täysi syy uskoa, että voimme saada nanomaailman toimimaan hyväksemme.

Nanoteknologia käyttää eniten uusimmat saavutukset kemia, fysiikka, biologia.

Dia 5

Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että vuonna Muinainen Egypti Nanoteknologiaa käytettiin hiusten värjäämiseen mustiksi. Tätä tarkoitusta varten käytettiin kalkin Ca(OH)2, lyijyoksidin ja veden tahnaa. Värjäysprosessin aikana lyijysulfidin (galena) nanopartikkeleita saatiin vuorovaikutuksen seurauksena keratiiniin kuuluvan rikin kanssa, mikä varmisti tasaisen ja vakaan värjäytymisen.

IN British Museum Muinaisten roomalaisten käsityöläisten valmistama "Lycurgus Cup" säilytetään (kupin seinillä on kohtauksia tämän suuren spartalaisen lainsäätäjän elämästä - se sisältää mikroskooppisia kulta- ja hopeahiukkasia, jotka on lisätty lasiin. Eri valaistuksessa kupin väri muuttuu - tummanpunaisesta vaalean kultaiseksi. Samanlaisia tekniikoita käytettiin lasimaalausten luomiseen keskiaikaisissa eurooppalaisissa katedraaleissa.

Tällä hetkellä tutkijat ovat osoittaneet, että näiden hiukkasten koot ovat 50-100 nm.

Dia 6

Irlantilainen kemisti Robert Boyle julkaisi vuonna 1661 artikkelin, jossa hän kritisoi Aristoteleen väitettä, jonka mukaan kaikki maan päällä koostuu neljästä elementistä - vedestä, maasta, tulesta ja ilmasta. filosofinen perusta silloisen alkemian, kemian ja fysiikan perusteet). Boyle väitti, että kaikki koostuu "soluista" - erittäin pienistä osista erilaisia yhdistelmiä muodostavat erilaisia aineita ja esineitä. Myöhemmin tiedeyhteisö hyväksyi Demokrituksen ja Boylen ideat.

Vuonna 1704 Isaac Newton ehdotti verisolujen mysteerin tutkimista;

Vuonna 1959 amerikkalainen fyysikko Richard Feynman sanoi: "Tällä hetkellä meidän on pakko käyttää luonnon meille tarjoamia atomirakenteita." "Mutta periaatteessa fyysikko voisi syntetisoida minkä tahansa aineen tietyn kemiallisen kaavan mukaan."

Vuonna 1959 Norio Taniguchi käytti ensimmäisen kerran termiä "nanoteknologia";

Vuonna 1980 Eric Drexler käytti termiä.

Dia 7

Richard Phillips Feyman (1918-1988) oli erinomainen amerikkalainen fyysikko. Yksi kvanttielektrodynamiikan luojista Nobel-palkinto fysiikassa 1965.

Feynmanin kuuluisaa luentoa, joka tunnetaan nimellä "There's Plenty of Room Down There", pidetään nyt lähtökohtana taistelussa nanomaailman valloittamiseksi. Se luettiin ensimmäisen kerran California Institute of Technologyssa vuonna 1959. Sana "alla" luennon otsikossa tarkoitti "erittäin pienten mittojen maailmaa".

Nanoteknologiasta tuli itsenäinen tieteenala ja sen jälkeen pitkäaikainen tekninen projekti yksityiskohtainen analyysi 1980-luvun alussa amerikkalainen tiedemies Eric Drexler ja hänen kirjansa "Machines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology" julkaistiin.

Dia 9

Ensimmäiset laitteet, joilla nanoobjekteja voitiin tarkkailla ja siirtää, olivat pyyhkäisyanturimikroskoopit - atomivoimamikroskooppi ja samalla periaatteella toimiva skannaustunnelimikroskooppi. Atomivoimamikroskopian (AFM) kehittivät Gerd Binnig ja Heinrich Rohrer, joille myönnettiin Nobel-palkinto tästä tutkimuksesta vuonna 1986.

Dia 10

AFM:n perustana on yleensä piistä valmistettu anturi, joka edustaa ohutta ulokelevyä (se on nimeltään uloke, alkaen Englanninkielinen sana"uloke" - konsoli, palkki). Ulokkeen päässä on erittäin terävä piikki, joka päättyy yhden tai useamman atomin ryhmään. Päämateriaalina on pii ja piinitridi.

Kun mikrosondi liikkuu näytteen pintaa pitkin, piikin kärki nousee ja laskee hahmottaen pinnan mikroreljeefin, aivan kuten gramofonikynä liukuu gramofonilevyä pitkin. Ulokkeen ulkonevassa päässä on peilialue, jolle lasersäde putoaa ja heijastuu. Kun piikki laskee ja nousee pinnan epäsäännöllisyyksiin, heijastunut säde taittuu, ja tämä poikkeama tallennetaan valotunnistimella, ja voima, jolla piikki vetää lähellä olevia atomeja, tallennetaan pietsosähköisellä anturilla.

Valonilmaisimen ja pietsosensorin tietoja käytetään takaisinkytkentäjärjestelmässä. Tuloksena on mahdollista rakentaa näytteen pinnan tilavuusreliefiä reaaliajassa.

Dia 11

Toinen skannauskoettimikroskooppien ryhmä käyttää niin kutsuttua kvanttimekaanista "tunneliefektiä" pinnan kohokuvion rakentamiseen. Tunneliilmiön ydin on, että terävän metallineulan ja noin 1 nm:n etäisyydellä olevan pinnan välinen sähkövirta alkaa riippua tästä etäisyydestä - mitä pienempi etäisyys, sitä suurempi virta. Jos neulan ja pinnan väliin syötetään 10 V jännite, tämä "tunneli" virta voi vaihdella välillä 10 pA - 10 nA. Mittaamalla tämä virta ja pitämällä se vakiona, neulan ja pinnan välinen etäisyys voidaan pitää vakiona. Tämän avulla voit rakentaa pinnan tilavuusprofiilin. Toisin kuin atomivoimamikroskoopilla, pyyhkäisytunnelimikroskoopilla voidaan tutkia vain metallien tai puolijohteiden pintoja.

Pyyhkäisytunnelointimikroskoopilla voidaan siirtää mikä tahansa atomi käyttäjän valitsemaan kohtaan. Tällä tavalla on mahdollista manipuloida atomeja ja luoda nanorakenteita, ts. pinnalla olevia rakenteita, joiden mitat ovat nanometrin luokkaa. IBM:n työntekijät osoittivat jo vuonna 1990, että tämä oli mahdollista yhdistämällä heidän yrityksensä nimen 35 ksenonatomista nikkelilevyllä.

Viistedifferentiaali koristaa Institute of Molecular Manufacturing -verkkosivuston kotisivua. Kokosi E. Drexler vety-, hiili-, pii-, typpi-, fosfori-, vety- ja rikkiatomeista, joita on yhteensä 8298. Tietokonelaskelmat osoittavat, että sen olemassaolo ja toiminta eivät ole ristiriidassa fysiikan lakien kanssa.

Dia 12

Luokat lyseo-opiskelijoille Venäjän valtion pedagogisen yliopiston nanoteknologialuokassa, joka on nimetty A.I. Herzen.

Dia 13

Nanorakenteita voidaan koota paitsi yksittäisistä atomeista tai yksittäisistä molekyyleistä, myös molekyylilohkoista. Tällaisia lohkoja tai elementtejä nanorakenteiden luomiseksi ovat grafeeni, hiilinanoputket ja fullereenit.

Dia 14

1985 Richard Smalley, Robert Curl ja Harold Kroteau löysivät fullereenit ja pystyivät mittaamaan 1 nm:n kokoisen esineen ensimmäistä kertaa.

Fullereenit ovat molekyylejä, jotka koostuvat 60 atomista, jotka on järjestetty pallon muotoon. Vuonna 1996 ryhmä tutkijoita sai Nobel-palkinnon.

Videoleikkeen esittely.

Dia 15

Alumiini, jossa on pieni lisäaine (enintään 1 %) fullereenia, saa teräksen kovuuden.

Dia 16

Grafeeni on yksittäinen litteä hiiliatomien levy, joka on sitoutunut yhteen hilan muodostamiseksi, ja jokainen solu muistuttaa hunajakennoa. Lähimpien hiiliatomien välinen etäisyys grafeenissa on noin 0,14 nm.

Valopallot ovat hiiliatomeja, ja niiden välissä olevat sauvat ovat sidoksia, jotka pitävät atomit grafeenilevyssä.

Dia 17

Grafiitti, josta tavalliset kynän johdot on tehty, on pino grafeenilevyjä. Grafiitin grafeenit ovat erittäin huonosti sitoutuneita ja voivat liukua toistensa ohi. Siksi, jos vedät grafiittia paperin päälle, sen kanssa kosketuksissa oleva grafeeniarkki erottuu grafiitista ja jää paperille. Tämä selittää, miksi grafiittia voidaan käyttää kirjoittamiseen.

Dia 18

Dendrimeerit ovat yksi poluista nanomaailmaan "alhaalta ylös" -suunnassa.

Puun kaltaiset polymeerit ovat nanorakenteita, joiden koko vaihtelee 1-10 nm ja jotka muodostuvat yhdistämällä molekyylejä, joilla on haarautuva rakenne. Dendrimeerisynteesi on yksi nanoteknologioista, joka liittyy läheisesti polymeerikemiaan. Kuten kaikki polymeerit, dendrimeerit koostuvat monomeereistä, ja näiden monomeerien molekyyleillä on haarautunut rakenne.

Dendrimeerin sisään voi muodostua onteloita, jotka on täytetty aineella, jonka läsnä ollessa dendrimeerit muodostuivat. Jos dendrimeeriä syntetisoidaan liuoksessa, joka sisältää mitä tahansa lääkettä, tästä dendrimeeristä tulee nanokapseli tämän kanssa. lääke. Lisäksi dendrimeerin sisällä olevat ontelot voivat sisältää radioaktiivisesti leimattuja aineita, joita käytetään erilaisten sairauksien diagnosointiin.

Dia 19

13 prosentissa tapauksista ihmisiä kuolee syöpään. Tämä tauti tappaa vuosittain noin 8 miljoonaa ihmistä maailmanlaajuisesti. Monia syöpätyyppejä pidetään edelleen parantumattomina. Tieteellinen tutkimus osoittavat, että nanoteknologian käytöstä voi tulla tehokas väline tämän taudin torjunnassa. Dendrimeerit – myrkkyä sisältävät kapselit syöpäsoluille

Syöpäsolujen täytyy jakautua ja kasvaa suuria määriä foolihappo. Siksi foolihappomolekyylit kiinnittyvät erittäin hyvin syöpäsolujen pintaan, ja jos dendrimeerien ulkokuori sisältää foolihappomolekyylejä, niin tällaiset dendrimeerit kiinnittyvät valikoivasti vain syöpäsoluihin. Tällaisten dendrimeerien avulla syöpäsoluja voidaan tehdä näkyväksi, jos dendrimeerien kuoreen kiinnittyy joitain muita molekyylejä, jotka hehkuvat esimerkiksi ultraviolettivalossa. Kiinnittämällä dendrimeerin ulkokuoreen syöpäsoluja tappavaa lääkettä on mahdollista paitsi havaita ne myös tappaa ne.

Tutkijoiden mukaan nanoteknologian avulla on mahdollista upottaa ihmisen verisoluihin mikroskooppisia antureita, jotka varoittavat taudin kehittymisen ensimmäisten merkkien ilmaantumisesta.

Dia 20

Kvanttipisteet ovat jo nyt kätevä työkalu biologeille nähdäkseen erilaisia rakenteita elävien solujen sisällä. Eri solurakenteet ovat yhtä läpinäkyviä ja värittömiä. Siksi, jos katsot solua mikroskoopilla, et näe mitään muuta kuin sen reunat. Tiettyjen solurakenteiden saattamiseksi näkyviksi luotiin erikokoisia kvanttipisteitä, jotka voivat tarttua tiettyihin solunsisäisiin rakenteisiin.

Pienimmät, vihreänä hehkuvat, liimattiin molekyyleihin, jotka pystyivät tarttumaan mikrotubuluksiin, jotka muodostavat solun sisäisen luuston. Keskikokoiset kvanttipisteet voivat tarttua Golgi-laitteen kalvoihin ja suurimmat solun ytimeen. Solu upotetaan liuokseen, joka sisältää kaikki nämä kvanttipisteet, ja pidetään siinä jonkin aikaa, ne tunkeutuvat sisään ja tarttuvat mihin tahansa. Tämän jälkeen solu huuhdellaan mikroskoopilla liuoksessa, joka ei sisällä kvanttipisteitä. Solurakenteet tulivat selvästi näkyviin.

Punainen – ydin; vihreä - mikrotubulukset; keltainen – Golgi-laite.

Dia 21

Titaanidioksidi, TiO2, on yleisin titaaniyhdiste maan päällä. Sen jauheessa on häikäisevä valkoinen ja siksi sitä käytetään väriaineena maalien, paperin, hammastahnojen ja muovien valmistuksessa. Syynä on erittäin korkea taitekerroin (n=2,7).

Titaanioksidilla TiO2 on erittäin voimakas katalyyttinen aktiivisuus - se nopeuttaa virtausta kemiallisia reaktioita. Ultraviolettisäteilyn läsnä ollessa se jakaa vesimolekyylit vapaiksi radikaaleiksi - hydroksyyliryhmiksi OH- ja superoksidianioneiksi O2-, joilla on niin korkea aktiivisuus, että orgaaniset yhdisteet hajoavat hiilidioksidiksi ja vedeksi.

Katalyyttinen aktiivisuus kasvaa hiukkaskoon pienentyessä. Siksi niitä käytetään veden, ilman ja erilaisten pintojen puhdistamiseen orgaaniset yhdisteet, jotka ovat yleensä haitallisia ihmisille.

Betoniin voidaan sisällyttää fotokatalyyttejä moottoritiet., mikä parantaa ympäristöä teiden ympärillä. Lisäksi ehdotetaan näiden nanohiukkasten jauheen lisäämistä autojen polttoaineeseen, minkä pitäisi myös vähentää haitallisten epäpuhtauksien pitoisuutta pakokaasuissa.

Lasille levitetty titaanidioksidinanohiukkasten kalvo on läpinäkyvä ja silmälle näkymätön. Tällainen lasi pystyy kuitenkin auringonvalolle altistuessaan puhdistautumaan itse orgaanisista epäpuhtauksista ja muuttamaan orgaanisen lian hiilidioksidiksi ja vedeksi. Titaanioksidinanohiukkasilla käsitellyssä lasissa ei ole rasvatahroja ja siksi se kostutetaan hyvin vedellä. Tämän seurauksena tällainen lasi sumutuu vähemmän, koska vesipisarat leviävät välittömästi pitkin lasin pintaa ja muodostavat ohuen läpinäkyvän kalvon.

Titaanidioksidi lakkaa toimimasta suljetuissa tiloissa, koska... Keinotekoisessa valossa ei käytännössä ole ultraviolettia. Tiedemiehet uskovat kuitenkin, että muuttamalla sen rakennetta hieman, se on mahdollista tehdä herkäksi auringon spektrin näkyvälle osalle. Tällaisten nanohiukkasten pohjalta on mahdollista valmistaa pinnoite esim wc-tilat, minkä seurauksena bakteerien ja muun orgaanisen aineksen pitoisuus wc-pinnoilla voi laskea useita kertoja.

Ultraviolettisäteilyä absorboivan kykynsä ansiosta titaanidioksidia käytetään jo aurinkovoiteiden, kuten voiteiden, valmistuksessa. Voimanvalmistajat ovat alkaneet käyttää sitä nanohiukkasten muodossa, jotka ovat niin pieniä, että ne tarjoavat lähes täydellisen läpinäkyvyyden aurinkosuojalle.

Dia 22

Itsepuhdistuva nanoruoho ja "lootusefekti"

Nanoteknologian avulla on mahdollista luoda hierontamikroharjaa muistuttava pinta. Tällaista pintaa kutsutaan nanoruohoksi, ja se koostuu useista samanpituisista rinnakkaisista nanolangoista (nanorodeista), jotka sijaitsevat yhtä etäisyydellä toisistaan.

Nanoruohon päälle putoava vesipisara ei pääse tunkeutumaan nanoruohon väliin, koska nesteen korkea pintajännitys estää tämän.

Nanoruohon kostuvuuden vähentämiseksi vielä sen pinta peitetään ohuella kerroksella jotakin hydrofobista polymeeriä. Ja sitten ei vain vesi, vaan myös mitkään hiukkaset eivät koskaan tartu nanoruohoon, koska kosketa sitä vain muutamasta kohdasta. Siksi likahiukkaset, jotka joutuvat nanovillien peittämälle pinnalle, joko putoavat siitä itse tai ne kulkeutuvat vierivien vesipisaroiden mukana.

Pehmeän pinnan itsepuhdistumista likahiukkasista kutsutaan "lootusefektiksi", koska Lootuksen kukat ja lehdet ovat puhtaita, vaikka ympärillä oleva vesi on sameaa ja likaista. Tämä johtuu siitä, että lehdet ja kukat eivät kastu vedellä, joten vesipisarat valuvat pois niistä kuin elohopeapalloja jättämättä jälkiä ja pesemällä pois kaiken lian. Edes pisarat liimaa ja hunajaa eivät voi jäädä lootuksen lehtien pinnalle.

Kävi ilmi, että lootuksenlehtien koko pinta on peitetty tiheästi noin 10 mikronia korkeilla mikrofinnillä, ja itse näppylät puolestaan ovat vielä pienempien mikrovillien peitossa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kaikki nämä mikrofinnet ja villit on valmistettu vahasta, jolla tiedetään olevan hydrofobisia ominaisuuksia, jolloin lootuksenlehtien pinta näyttää nanoruoholta. Lootuksenlehtien pinnan näppyläinen rakenne vähentää merkittävästi niiden kostuvuutta. Vertailun vuoksi: Magnolian lehden suhteellisen sileä pinta, jolla ei ole kykyä itsepuhdistua.

Siten nanoteknologia mahdollistaa itsepuhdistuvien pinnoitteiden ja materiaalien luomisen, joilla on myös vettä hylkiviä ominaisuuksia. Tällaisista kankaista valmistetut materiaalit pysyvät aina puhtaina. Jo valmistetaan itsepuhdistuvia tuulilaseja, joiden ulkopinta on peitetty nanovilloilla. Pyyhkijillä ei ole mitään tekemistä sellaiselle lasille. Myynnissä on pysyvästi puhtaita vanteita auton vanteille, jotka puhdistuvat itse ”lootusefektillä”, ja nyt voit maalata talosi ulkopinnan maalilla, johon lika ei tartu.

Sveitsiläiset tutkijat ovat onnistuneet luomaan vedenpitävän materiaalin polyesteristä, joka on päällystetty monilla pienillä piikuiduilla.

Dia 23

Nanolangat ovat johtimia, joiden halkaisija on nanometrin luokkaa ja jotka on valmistettu metallista, puolijohteesta tai dielektristä. Nanolankojen pituus voi usein ylittää niiden halkaisijan 1000 kertaa tai enemmän. Siksi nanolankoja kutsutaan usein yksiulotteisiksi rakenteiksi, ja niiden erittäin pieni halkaisija (noin 100 atomikokoa) mahdollistaa erilaisten kvanttimekaanisten vaikutusten ilmentämisen. Nanolankoja ei ole luonnossa.

Nanolankojen ainutlaatuiset sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet luovat edellytykset niiden käytölle tulevissa nanoelektronisissa ja nanoelektromekaanisissa laitteissa sekä uusien komposiittimateriaalien ja biosensorien elementteinä.

Dia 24

Toisin kuin transistorit, akkujen miniatyyristyminen tapahtuu hyvin hitaasti. Galvaanisten paristojen koko tehoyksikköön pienennettynä on vähentynyt viimeisen 50 vuoden aikana vain 15 kertaa ja transistorin koko samana aikana on pienentynyt yli 1000 kertaa ja on nyt noin 100 nm. Tiedetään, että autonomisen elektroniikkapiirin koko määräytyy usein ei sen elektronisen täytön, vaan virtalähteen koon mukaan. Lisäksi mitä älykkäämpi laitteen elektroniikka on, sitä suuremman akun se vaatii. Siksi elektronisten laitteiden pienentämiseksi edelleen on tarpeen kehittää uudentyyppisiä paristoja. Ja tässä taas nanoteknologia auttaa

Vuonna 2005 Toshiba loi prototyypin litiumioniakusta, jonka negatiivinen elektrodi päällystettiin litiumtitanaattinanokiteillä, minkä seurauksena elektrodin pinta-ala kasvoi useita kymmeniä kertoja. Uusi akku pystyy nostamaan 80 % kapasiteetistaan vain minuutissa, kun taas perinteiset litiumioniakut latautuvat 2-3 % minuutissa ja kestää tunnin latautua täyteen.

Suuren latausnopeuden lisäksi nanopartikkelielektrodeja sisältävillä akuilla on pidempi käyttöikä: 1000 lataus/purkausjakson jälkeen kapasiteetista häviää vain 1 % ja uusien akkujen kokonaiskäyttöikä on yli 5 tuhatta jaksoa. Lisäksi nämä akut voivat toimia jopa -40 °C:n lämpötiloissa ja menettävät vain 20 % latauksestaan verrattuna 100 prosenttiin tyypillisissä nykyaikaisissa akuissa jo -25 °C:ssa.

Vuodesta 2007 lähtien on ollut myynnissä johtavista nanohiukkasista valmistettuja elektrodeja varusteltuja akkuja, jotka voidaan asentaa sähköajoneuvoihin. Nämä litiumioniakut pystyvät varastoimaan energiaa jopa 35 kWh:iin ja latautuvat maksimikapasiteettiin vain 10 minuutissa. Nyt tällaisilla akuilla varustetun sähköauton toimintasäde on 200 km, mutta näistä akuista on jo kehitetty seuraava malli, joka mahdollistaa sähköauton toimintasäteen kasvattamisen 400 km:iin, mikä on melkein verrattavissa bensiiniautojen maksimimatkaan. (tankkauksesta tankkaukseen).

Dia 25

Jotta yksi aine pääsee kemialliseen reaktioon toisen kanssa, tietyt olosuhteet ovat välttämättömiä, ja hyvin usein ei ole mahdollista luoda tällaisia olosuhteita. Siksi valtava määrä kemiallisia reaktioita on olemassa vain paperilla. Niiden suorittamiseen tarvitaan katalyyttejä - aineita, jotka helpottavat reaktiota, mutta eivät osallistu siihen.

Tutkijat ovat havainneet, että sisäpinta hiilinanoputkia sillä on myös suuri katalyyttinen aktiivisuus. He uskovat, että kun hiiliatomien "grafiittilevy" rullataan putkeen, elektronien pitoisuus sen sisäpinnalla pienenee. Tämä selittää nanoputkien sisäpinnan kyvyn heikentää esimerkiksi CO-molekyylin happi- ja hiiliatomien välistä sidosta, jolloin siitä tulee katalysaattori CO:n hapettumiselle CO2:ksi.

Hiilinanoputkien ja siirtymämetallien katalyyttisen kyvyn yhdistämiseksi nanoputkien sisään vietiin niistä nanohiukkasia (kävi ilmi, että tämä katalyyttien nanokompleksi pystyy käynnistämään reaktion, josta on vain haaveiltu - etyylialkoholin suora synteesi synteesistä kaasu (hiilimonoksidin ja vedyn seos), joka saadaan maakaasusta, hiilestä ja jopa biomassasta.

Itse asiassa ihmiskunta on aina yrittänyt kokeilla nanoteknologiaa tietämättään sitä. Opimme tästä tutustumisemme alussa, kuulimme nanoteknologian käsitteen, opimme niiden tiedemiesten historian ja nimet, jotka mahdollistivat tällaisen laadullisen harppauksen tekniikan kehityksessä, tutustuimme itse teknologioihin ja jopa kuuli fullereenien löytämisen historian löytäjältä, Nobel-palkinnon voittajalta Richard Smalleyltä.

Tekniikat määräävät meidän jokaisen elämänlaadun ja sen valtion voiman, jossa elämme.

Tämän suunnan jatkokehitys riippuu sinusta.

Lataa abstrakti

VAIHTOEHTO 1

2. Laske kunkin tuotteen aineen määrä (mooleina) ja aineen massa (grammoina) seuraavien muunnosten aikana: etaani → bromietaani → etanoli, jos etaanin massa on 90 g Tuotteen saanto synteesin kussakin vaiheessa otetaan tavanomaisesti 100 %.

3. Piirrä kaavio ja yhtälöt reaktioista, joiden avulla voidaan saada karboksyylihappoa metaanista.

VAIHTOEHTO 2

1. Kirjoita reaktioyhtälöt, joita voidaan käyttää seuraavien muunnosten suorittamiseen:

2. Laske kunkin tuotteen aineen määrä (mooleina) ja aineen massa (grammoina) seuraavien muunnosten aikana: bentseeni → klooribentseeni → fenoli, jos bentseenin massa on 156 g Tuotteen saanto synteesin kussakin vaiheessa otetaan tavanomaisesti 100 %.

3. Piirrä kaavio ja yhtälöt reaktioista, joita voidaan käyttää aminohapon saamiseksi eteenistä.

VAIHTOEHTO 3

1. Kirjoita reaktioyhtälöt, joita voidaan käyttää seuraavien muunnosten suorittamiseen:

2. Laske kunkin tuotteen aineen määrä (mooleina) ja aineen massa (grammoina) seuraavien muunnosten aikana: bentseeni → nitrobentseeni → aniliini, jos bentseenin massa on 39 g Tuotteen saanto synteesin kussakin vaiheessa otetaan tavanomaisesti 100 %.

3. Piirrä kaavio ja yhtälöt reaktioista, joiden avulla voidaan saada esteriä kivihiilestä.

VAIHTOEHTO 4

1. Kirjoita reaktioyhtälöt, joita voidaan käyttää seuraavien muunnosten suorittamiseen:

2. Laske kunkin tuotteen aineen määrä (mooleina) ja aineen massa (grammoina) suoritettaessa seuraavat muunnokset: kloorimetaani → metanoli → metyyliasetaatti, jos kloorimetaanin massa on 101 g Saanto tuotteen kussakin synteesin vaiheessa otetaan tavanomaisesti 100 %.

3. Piirrä kaavio ja yhtälöt reaktioista, joita voidaan käyttää aromaattisen amiinin saamiseksi metaanista.

Yhteenveto oppitunti

Oppitunnin tavoitteet:

Varmista, että opiskelijat hankkivat tietoa orgaanisten yhdisteiden luokkien välisestä geneettisestä suhteesta;

Itsenäisen ajattelun kehittäminen;

Luo edellytykset itsenäisen ja tiimityöskentelyn taitojen kehittymiselle.

Oppitunnin tavoitteet:

Kehittää edelleen opiskelijoiden kykyä soveltaa aiemmin hankittua tietoa;

Kehitys loogista ajattelua;

Kehitys puhekulttuuria opiskelijat;

Kehitys kognitiivinen kiinnostus aiheeseen.

Oppitunnin edistyminen:

1. Johdanto.

2. Lämmitä.

3. Tietovisa: "Arvaa asia."

4. Geneettisen ketjun laatiminen.

5. Kotitehtävä.

Johdanto. Funktionaalisten ryhmien kemian, mahdollisten korvauskeinojen ja muutosten olosuhteiden tuntemisen avulla voidaan suunnitella orgaanista synteesiä siirtymällä suhteellisen yksinkertaisista yhdisteistä monimutkaisempiin. IN kuuluisa kirja Carrollin "Liisa ihmemaassa" Alice kääntyy Cheshiren kissan puoleen: "Kerro minulle, minne minun pitäisi mennä?" Mitä varten? Cheshiren kissa toteaa kohtuudella: "Se riippuu pitkälti siitä, minne haluat tulla." Miten tämä dialogi voi liittyä geneettiseen yhteyteen? Yritämme orgaanisten yhdisteiden kemiallisten ominaisuuksien tietämyksen avulla suorittaa muunnoksia alkaanien yksinkertaisimmista edustajista suurimolekyylisiksi yhdisteiksi.

I. Lämmittely.

1. Tarkista orgaanisten yhdisteiden luokat.

2. Mikä on muunnossarjan rakenne?

3. Muunnossarjojen ratkaiseminen:

1) CaC2 → C2H2 → C6H6 → C6H5Cl → C6H5OH → C6H2Br3OH

2) Al4C4 → CH4 → C2H2 → C6H6 → C6H5ONa → C6H5OCH3

3) heksaani → bentseeni → klooribentseeni → tolueeni → 2.4.6-tribromitolueeni

II. Tietovisa: "Arvaa asia."

Tehtävä opiskelijoille: tunnista aine, josta me puhumme ja sano muutama sana tästä aineesta. (Oppilas kirjoittaa aineiden kaavat taululle.)

1) Tätä ainetta kutsutaan suokaasuksi, se on maakaasun perusta, arvokas ja saatavilla oleva raaka-aine monien aineiden synteesiin. (Metaani)

Opettajan lisäys: yksi mielenkiintoinen viesti siitä, missä metaani tuli tarpeeseen. Erään Yhdysvaltain laivaston tutkimuslaboratorion asiantuntijat onnistuivat kehittämään menetelmän keinotekoisten timanttien valmistamiseksi. Metaani syötettiin 2500 C:een kuumennetulle volframilevylle, jolle muodostuneet kiteet laskeutuivat.

2) Tätä ainetta kutsutaan valaisevaksi kaasuksi. Tätä kaasua käytettiin alun perin pääasiassa valaistukseen: katuvalaisimiin, teatterien jalkavaloihin, retkeily- ja kaivoslyhtyihin. Vanhemmissa pyörissä oli kovametallivalot. Vesi virtasi kalsiumkarbidilla täytettyyn astiaan ja syntynyt kaasu virtasi erityisen suuttimen kautta lamppuun, jossa se palaa kirkas liekki. (Asetyleeni)

3) Tämän aineen rakenteen vakiinnuttaminen kesti 40 vuotta, ja ratkaisu syntyi, kun Kekulen mielikuvitukseen ilmestyi käärme, joka puri omaa häntäänsä. (Bentseeni)

4) Erikoiskokeet ovat osoittaneet, että kun tämän aineen pitoisuus ilmassa on noin 0,1 %, vihannekset ja hedelmät kypsyvät nopeammin. Tätä ainetta kutsutaan kasvien kasvun säätelijäksi. (Eteeni)

Opettajan lisäys: Osoittautuu, että ananas tarvitsee eteeniä kukintaakseen. Viljelmillä poltetaan polttoöljyä ja pienet määrät syntyvää eteeniä riittää sadon tuottamiseen. Kotona voit käyttää kypsää banaania, joka myös vapauttaa eteeniä. Muuten, eteeni voi välittää tietoa. Kudu-antiloopit syövät akaasialehtiä, jotka tuottavat tanniinia. Tämä aine antaa lehdille katkeran maun ja korkeat pitoisuudet- Varo myrkyllistä. Antiloopit osaavat valita vähän tanniinipitoisia lehtiä, mutta äärimmäisissä olosuhteissa ne syövät mitä tahansa ja kuolevat. Osoittautuu, että antilooppien syömät lehdet erittävät eteeniä, joka toimii signaalina viereisille akaasiaille, ja puolen tunnin kuluttua niiden lehdet tuottavat intensiivisesti tanniinia, mikä johtaa antilooppien kuolemaan.

5) Rypäleen sokeri. (Glukoosi.)

6) Viinialkoholi. (etanoli)

7) Öljyinen neste. Joka saatiin Tolu balsamista. (tolueeni)

8) Kun on olemassa vaara, muurahaiset vapauttavat tämän aineen. (Muurahaishappo)

9) Räjähtävä aine, jolla on useita nimiä: tol, TNT. TNT. Tyypillisesti 1 g räjähdeainetta tuottaa noin 1 litran kaasuja, mikä vastaa tuhatkertaista tilavuuden kasvua. Minkä tahansa räjähteen vaikutusmekanismi on suuren kaasumäärän välitön muodostuminen pienestä tilavuudesta nestettä tai kiinteää ainetta. Laajentuvien kaasujen paine on räjähdyksen tuhoava voima. (Trinitrotolueeni)

III. Geneettisen ketjun laatiminen.

Työskentele ryhmissä. Luokka on jaettu 4 hengen ryhmiin.

Tehtävä ryhmille: luo sarja muunnoksia käyttämällä mahdollisimman montaa tietokilpailussa arvattua ainetta. Tehtävää tarjotaan hetkeksi. Tehtävän suorittamisen jälkeen tehtävä tarkistetaan taululta.

Arvioi oppitunnin lopussa oppilaiden vastauksia.

Tarkastellaan orgaanisten aineiden geneettistä sarjaa, johon sisällytämme suurin luku yhteysluokat:

Jokainen nuolen yläpuolella oleva numero vastaa tiettyä reaktioyhtälöä (käänteinen reaktioyhtälö on osoitettu numerolla, jossa on alkuluku):

IV. Kotitehtävä: Luo geneettinen muutossarja, joka sisältää vähintään viisi orgaanisten yhdisteiden luokkaa.

Orgaanisten yhdisteiden molekyylien rakenne mahdollistaa sen päättelemisen kemialliset ominaisuudet aineet ja niiden välinen läheinen suhde. Yhden luokan aineista saadaan muiden luokkien yhdisteitä peräkkäisillä muunnoksilla. Lisäksi kaikki orgaaniset aineet voidaan esittää yksinkertaisimpien yhdisteiden - hiilivetyjen - johdannaisina. Orgaanisten yhdisteiden geneettinen suhde voidaan esittää kaaviona:

C 2 H 6 → C 2 H 5 Br → C 2 H 5 OH → CH 3 -SON → CH 3 COOH →

CH3SOOS3H7; jne.

Kaavan mukaan on tarpeen laatia yhtälöt aineen kemiallisille muutoksille toiseksi. Ne vahvistavat kaikkien orgaanisten yhdisteiden keskinäisen suhteen, aineen koostumuksen monimutkaisuuden, aineiden luonteen kehittymisen yksinkertaisesta monimutkaiseen.

Orgaanisten aineiden koostumus sisältää useimmiten pienen määrän kemiallisia alkuaineita: vety, hiili, happi, typpi, rikki, kloori ja muut halogeenit. Orgaaninen aine metaani voidaan syntetisoida kahdesta yksinkertaisesta epäorgaanisesta aineesta - hiilestä ja vedystä.

C + 2H2 = CH4 + Q

Tämä on yksi esimerkki siitä, että kaikkien luonnon aineiden - epäorgaanisten ja orgaanisten - välillä on yhtenäisyys ja geneettinen yhteys, jotka ilmenevät aineiden keskinäisissä muunnoksissa.

Osa 2. Suorita käytännön tehtävä.

Tehtävä on kokeellinen.

Todista, että perunat sisältävät tärkkelystä.

Tärkkelyksen esiintymisen todistamiseksi perunoissa sinun on levitettävä pisara jodiliuosta leikattuihin perunoihin. Leikkaus peruna muuttuu siniviolettiksi. Reaktio jodiliuoksen kanssa on kvalitatiivinen reaktio tärkkelyksen kanssa.

E T A L O N

vaihtoehtoon 25

Vaihtoehtojen määrä(paketit) kokeiden tehtävistä:

Vaihtoehto nro 25 alkaen 25 vaihtoehtoja

Työn valmistumisaika:

Vaihtoehto nro 25 45 min.

Edellytykset tehtävien suorittamiselle

Työturvallisuusvaatimukset: opettaja (asiantuntija) ohjaa tehtäviä(turvallisuusohjeet työskenneltäessä reagenssien kanssa)

Laitteet: paperi, kuulakärkikynä, laboratoriolaitteet

Kirjallisuutta tutkijoille viite, menetelmä ja taulukot

1. Tutustu arvioitaviin kokeen suorittajien tehtäviin, taitoihin, tietoihin ja arviointimittauksiin. .

Vaihtoehto nro 25/25

Osa 1. Vastaa teoreettisiin kysymyksiin:

1. Alumiini. Alumiinin amfoteerisuus. Alumiinioksidit ja -hydroksidit.

2. Proteiinit ovat luonnollisia polymeerejä. Proteiinien rakenne ja rakenne. Laadulliset reaktiot ja sovellukset.

Osa 2: Suorita harjoitustehtävä

3. Tehtävä on kokeellinen.

Kuinka saada kokeellisesti happea laboratoriossa, todista sen läsnäolo.

Vaihtoehto 25/25.