Изготовление моделей молекулы воды и кристаллической структуры льда

Изготовление моделей молекулы воды и кристаллической структуры льда
Вы можете представить свою работу в одном или
нескольких наиболее удобных для Вас электронных
форматов:
 документ Word
 презентация Power Point
 небольшой сайт
 публикация Publisher
 таблицы Excel
Выполненное задание надо отправить по адресу
[email protected]
План описания выполненного задания
Тема задания «Изготовление моделей молекулы воды и кристаллической структуры льда»
Авторы работы:
 имена и фамилии всех участников (фото, если есть),
 фамилия, имя и отчество учителя,
 название и адрес учебного заведения,
 адрес школьного сайта (если есть),
 адрес электронной почты для контактов
Описание хода выполнения работы.
Каждый пункт описания может содержать не только текст, но и фотографии, видеофрагменты,
рисунки, схемы, таблицы и т.д.:
 Как выполнялось задание. Опишите последовательно весь ход вашей работы при
выполнении этого задания.
 Что у Вас получилось в результате выполнения этого задания.
 Какие сложности и проблемы возникали в ходе выполнения.
 Какое оборудование использовалось.
Использованные источники:
 Книги и другие печатные издания
 Компакт-диски
 Ресурсы Интернет
Вода – одно из самых распространённых веществ на Земле и во Вселенной. Многие ее свойства
уникальны – говорят, что вода обладает целым рядом аномалий свойств. В частности, у льда воды в кристаллическом состоянии - плотность меньше, чем плотность жидкой воды (у
подавляющего большинства других веществ – наоборот).
Попробуем разобраться, какими особенностями строения веществ (жидкой и кристаллической
воды) могут быть вызваны эти аномалии.
Что для этого надо:


набор моделей атомов со
стержнями (НМЛ) для изготовления
моделей молекул (при отсутствии
готового набора можно
использовать пластмассовые
шарики от детских игрушек,
самодельные шарики из
пластилина, стержни из вязальных
спиц (осторожно! острое!),
проволоки, спичек и другие
подручные средства, линейка и
Рисунок 1. Молекула воды
транспортир;
картонные коробки для хранения

готовых моделей, полиэтилен или
целлофан
для
изготовления
«витринок»;
дополнительные
материалы:
цветная
бумага,
фольга,
изоляционная
лента,
краски
(например маникюрный лак) двух
цветов
(например
красная
и
белая).
Рисунок 2. Структура льда
Цель работы
Ход работы
Изготовить
модели
молекул
воды
и
кристаллического льда для демонстрации на
уроках
1. Изготовьте шаро-стержневую модель
молекулы воды, используя шарики разного
цвета и размера для обозначения атомов
кислорода и водорода (предварительно
найдите в справочных материалах значения
атомных радиусов кислорода и водорода).
Молекула должна иметь угловую форму
(рис. 1), валентный угол между связями
водород – кислород составляет 105.
2. Изготовьте комбинированную
(тетраэдрическую) модель молекулы воды.
Атомы водорода и кислорода обозначьте
шариками, так же, как в предыдущем
случае (п.1.), дополнительно с помощью
воздушных шариков покажите электронные
облака, отвечающие неподеленным парам
электронов на sp3-гибридизованных
орбиталях.
3. Изготовьте модель ажурной
кристаллической структуры льда (рис. 2).
Для обычных (ковалентных) связей в
молекулах воды используйте стержни
одного цвета (например красного), а для
водородных связей между молекулами воды
– стержни другого (например белого) цвета.
Обратите внимание на то, что эта структура
содержит в себе довольно большие пустоты
(полости).
4. Попробуйте частично (удалить
последовательно четверть, третью часть,
половину стержней, обозначающих
водородные связи) разобрать модель
структуры льда. Обратите внимание на то,
что в частично разобранном состоянии
модель занимает меньший объем, чем в
собранном.
5. Найдите в доступных вам источниках
(компакт-диски, ресурсы Интернет)
различные модели молекулы воды и
кристаллической структуры льда. Составьте
«электронную коллекцию» таких моделей с
описаниями.
Описание результатов эксперимента
При описании результатов эксперимента допишите
каждую строчку в первых трёх пунктах отчёта и
дайте ответы на вопросы 4 и 5.
1. Мне удалось изготовить модели ...
2. Для этого использовались материалы: ...
3. Наибольший объем занимает модель
структуры льда, в которой удалено …
водородных связей, наименьший объем получился там, где удалено … водородных
связей.
4. Почему в жидкой и кристаллической воде
возникают водородные связи?
5. Почему плотность льда меньше плотности
жидкой воды
Такое важное для человека вещество, как вода, изучают и биологи, и астрономы, и физики, и
химики, и географы.
После выполнения этого задания попробуйте найти ответы на следующие вопросы:
1. Какие особые физические свойства воды и льда проявляются при изучении построенных
вами моделей? Каково значение этих свойств для живых организмов?
2. Какие «аномалии» свойств воды вам известны? Чем они могут объясняться?
3. Что такое водородная связь? Приведите примеры веществ, для которых характерно
образование водородной связи.
Желаем удачи!