Изготовление моделей веществ с водородной связью

работы:
Куприянова Ольга Валерьевна
Александрова Ирина Викторовна
– учитель биологии
– учитель химии

Так легче понять каким образом атомы соединяются друг с другом

в молекулы сложных веществ.
ПРОБЛЕМА: Модели школьного конструктора громоздки, они позволяют увидеть строение одной молекулы или двух. А вот проследить за образованием, например, водородной связи в молекуле воды или спирта , практически невозможно.

бы отражали наличие водородной связи в веществах.
ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ:
Предметом нашего изучения

будут вещества, которые могут образовывать водородную связь.

модели веществ с водородной связью, используя бисер.

Эта работа будет иметь практическое значение и поможет в изучении

темы "Виды связи".

что и из бисера можно изготовить модели молекул. И картину

образования связей будет легче представить, разглядывая нашу работу, так как молекулы там будут многократно повторены, так же как и образование водородной связи между молекулами.

из бисера атомов с разной валентностью (учитывая, что в бисере

всего 2 отверстия);
изготовление моделей веществ с водородной связью.

ЭТАПЫ РАБОТЫ

своей поверхности такого большого количества воды, как наша Земля. Моря

и океаны, средняя глубина которых около 6 км, покрывают 71 % поверхности Земли. Огромное количество воды в виде снега и льда сосредоточено в приполярных районах.
Этот удивительный факт пока не нашел однозначного объяснения. Безусловно, вода играет огромную роль в возникновении и существовании жизни на нашей планете. Во многом это связано со свойствами, которых нет у ее ближайших соседей и аналогов (H2S). Прежде всего нужно разобраться, почему вода может находиться в жидком и даже в твердом состоянии (лед) в условиях, в которых похожие соединения водорода с более тяжелыми элементами (серой, селеном и т.д.) газообразные.

неподеленных пар электронов на атоме кислорода является способность гидроксисоединений к

образованию водородных связей .

Это объясняет, почему даже низшие спирты - жидкости с относительно высокой температурой кипения (т.кип. метанола +64,5°С). При переходе от одноатомных к многоатомным спиртам или фенолам температуры кипения и плавления резко возрастают.

Образование водородных связей с молекулами воды способствует растворимости гидроксисоединений в воде:

Способность растворяться в воде уменьшается с увеличением углеводородного радикала и от многоатомных гидроксисоединений к одноатомным. Метанол, этанол, пропанол, изопропанол, этиленгликоль и глицерин смешиваются с водой в любых соотношениях. Растворимость фенола в воде ограничена.

Ассоциация молекул ROH

Гидратация молекул ROH

были атомы водорода, связанные с небольшими, но электроотрицательными атомами, например:

O, N, F. Это создает заметный частичный положительный заряд на атомах водорода. С другой стороны, важно, чтобы у электроотрицательных атомов были неподеленные электронные пары. Когда обедненный электронами атом водорода одной молекулы (акцептор) взаимодействует с неподеленной электронной парой на атоме N, O или F другой молекулы (донор), то возникает связь, похожая на полярную ковалентную.

Водородные связи между молекулами обозначены пунктиром

О соседних молекул, дополнительную прочность этой межмолекулярной связи придает притяжение

разноименных зарядов. Водородные связи характерны для таких веществ, как вода H2O, аммиак NH3, фтороводород HF
В водных растворах аммиака или HF эти молекулы образуют водородные связи не только между собой, но и с молекулами воды. Благодаря водородным связям аммиак NH3 имеет фантастическую растворимость: в 1 л воды может растворяться 750 л газообразного аммиака! В органических веществах встречаются также внутримолекулярные водородные связи, сильно влияющие на пространственную форму этих молекул.

Энергия связи водородной связи Н---О в димере воды (H2O) составляет 21,5 кДж/моль, а ее длина 2,04 А. Таким образом, эти связи более длинные и примерно в 10-20 раз менее прочные, чем обычные ковалентные, но именно они заставляют воду быть жидкостью или льдом (а не газом) в обычных условиях. Водородные связи разрушаются только тогда, когда жидкая вода переходит в пар.

участвуют в образовании двух полярных ковалентных связей, а оставшиеся две

неподеленные пары электронов тоже играют важную роль в свойствах воды. Все заместители у атома кислорода, включая неподеленные пары, стремятся расположиться как можно дальше друг от друга. Это приводит к тому, что молекула приобретает форму искаженного тетраэдра с атомом кислорода в центре. В четырех вершинах этого "тетраэдра" находятся два атома водорода и две неподеленные пары электронов. Но если смотреть только по центрам атомов, то получается, что молекула воды имеет угловое строение, причем угол Н–О–Н составляет примерно 105 градусов.

цвет чистой воды в ее толще. Когда одна молекула воды

колеблется, она заставляет колебаться и связанные с ней водородными связями другие молекулы. На возбуждение этих колебаний расходуются красные лучи солнечного спектра, как наиболее подходящие по энергии. Таким образом, из солнечного спектра "отфильтровываются" красные лучи – их энергия поглощается и рассеивается колеблющимися молекулами воды в виде тепла.
В белом солнечном свете различные цвета как бы уравновешивают друг друга. Поэтому солнечный свет кажется глазу "белым" – лишенным цвета. Если "отфильтровать" лучи одного участка спектра, то начинает проступать другой – в данном случае голубой участок спектра. Он и окрашивает воду в красивый голубой цвет. Но для этого требуется, чтобы солнечный луч прошел не менее чем через 2-х метровую толщу чистой воды и "потерял" достаточно много красных лучей.