Моделирование органических молекул
Путинцева М. - 11 класс, школа 70
Программа "Открытие"
Руководитель - Л.П.Ватлина, доцент ЯГПУ
Количество органических соединений, выделенных или синтезиро-
ванных, в настоящее время насчитывает уже более 10 млн. Некоторые
источники указывают цифру 13 млн органических веществ. Такое много-
образие органических веществ обусловлено различными причинами, в том
числе и благодаря явлению изомерии.
Изомерия органических соединений классифицируется на два вида:
структурную и пространственную. Структурная изомерия достаточно из-
вестна школьнику, а среди пространственных типов изомерий школьники
знакомятся с геометрической изомерией на примере этиленовых углево-
дородов, знакомятся с различными физическими свойствами на примере
полимеров, имеющих разное пространственное строение (натуральный ка-
учук, гутапперча). Однако уже для этана можно привести пример прост-
ранственной изомерии, конформационной, которая особенно важна для
циклических соединений типа циклогексана. Третий тип пространствен-
ной изомерии - оптическая, и вовсе не известен школьникам, хотя этот
ти пространственной изомерии особенно важен при изучении биополиме-
ров, например, а также при изучении химии углеводов и аминокислот.
Изучение пространственной изомерии всех типов становится более
понятным и наглядным при использовании моделй органических молекул.
Известны различные виды моделей: шаростержневые (имеются в наших
школах), Бриглеба-Стюарта и Дрейдинга (в школе неизвестны). Для вос-
полнения недостатка в наглядных средствах школьникам предлагаются
задания по изготовлению пластилиновых моделей простейших молекул.
Целью нашей работы явилось изучение пространственной изомерии
органических веществ путем моделирования с помощью простейших мате-
риалов, в том числе с помощью такого распространенного в настоящее
время бросового материала как пластиковые бутылки из-под напитков. В
некоторой степени можно считать изготовление таких моделей одним из
способов утилизации бытовых отходов.
Нами изготовлены модели следующих молекул: метана, этана, эти-
лена и ацетилена. На примере моделей замещенного метана легко можно
продемонстрировать идеи оптической активности, на примере замещенно-
го этилена - геометрическую изомерию, а на примере модели ацетилена
доказать невоэможность пространственной изомерии для несимметрично-
построенной молекулы производного ацетилена.
Кроме того нами изготовлена модель молекулы бензола, демонстри-
рующая плоскостное строение молекулы бензола, которое так важно для
понимания особенного электронного строения бензола и, как следствие,
для его особых ароматических свойств.
Выводы:
1. Разработана методика изготовления моделей некоторых органи-
ческих молекул с помощью подсобных материалов.
2. Изготовлены модели 5 органических молекул.
3. Приводится методика использования моделей для объяснения яв-
ления пространственной изомерии органических веществ.
4. Собраны материалы по физико-химическим свойствам некоторых
пространственных изомеров.
© ярославский областной Центр Дистанционного Обучения школьников, 1998