Электроотрицательность

Molecule Polarity by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Название проекта: Электроотрицательность

Эта виртуальная лаборатория предназначена для использования на уроках химии по следующим темам:

• 10 класс. Глава III. “Электроотрицательность и полярность связи”.

Цели:

• Изучить и понять концепцию электроотрицательности.
• Наблюдать за тем, как изменения электроотрицательности влияют на полярность (дипольный момент) связи между двумя атомами.
• Исследовать, как полярность молекулы влияет на ее ориентацию в электрическом поле.

Практическая часть

В данном руководстве мы рассмотрим использование моделирования PhET «Полярность молекул» для изучения электроотрицательности в химии.

1. Запустите симуляцию. Обратите внимание на три вкладки: «Two atoms», «Three atoms» и «Real molecules» (требуется версия Java). Пока мы сосредоточимся на модели «Двух атомов».

2. Регулируйте электроотрицательность каждого атома с помощью ползунков. При установке флажка «Bond Dipole» появится стрелка, обозначающая полярность связи (дипольный момент). Размер и направление стрелки указывают на силу и направление полярности. Перемещайте ползунки «Electronegativity» взад и вперед, чтобы увидеть, как электроотрицательность каждого атома влияет на молекулу.

3. Вы также можете выбрать просмотр «Partial Charges» и «Bond Character», установив соответствующие флажки.  Частичные заряды показывают небольшой положительный или отрицательный заряд на каждом атоме из-за различий в электроотрицательности. Характер связи указывает на тип образующейся связи (ионная, ковалентная и т.д.), основанный на электроотрицательности.

4. Исследуйте, нажав на кнопку «Electron Density». Здесь показаны области с высокой и низкой электронной плотностью.  Нажмите «Electrostatic Potential», чтобы увидеть области положительного и отрицательного заряда внутри молекулы.

5. Щелкните и перетащите молекулу, чтобы повернуть ее в любом направлении.  Затем нажмите на кнопку «Electric Field»  . Наблюдайте, как молекула ориентируется в электрическом поле: положительный конец притягивается к отрицательной стороне поля, и наоборот.

6. Обсудите, как изменение электроотрицательности каждого атома влияет на полярность связи (дипольный момент), размер и направление. 

7.Теперь переключитесь на модель «Трех атомов» . Здесь можно регулировать электроотрицательность, углы связи и просматривать «Диполи связи», а также общий «Молекулярный диполь».

Объясните, как расположение атомов может влиять на общую полярность молекулы с более чем двумя центральными атомами.

Заключение

Данная виртуальная лаборатория предоставляет динамичную и интерактивную среду для изучения концепции электроотрицательности. Манипулируя электроотрицательностью и наблюдая за ее влиянием на полярность связей, электронную плотность и взаимодействие с электрическими полями, учащиеся могут получить более глубокое понимание этой фундаментальной химической концепции. Моделирование предлагает различные функциональные возможности как для простых двухатомных молекул, так и для более сложных трехатомных структур, обеспечивая постепенный прогресс в обучении.

Словарь терминов

• electronegativity — электроотрицательность
• bond dipole — диполь связи
• partial charges — заряд частиц
• bond character — тип(характер) химической связи
• electrostatic potential — электростатический потенциал
• electron density — плотность электрона
• electric field — электрическое поле
• molecular dipole — молекулярный диполь