Независимый бостонский альманах

К ВОПРОСУ О ЛОГИКЕ ХИМИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ

16-10-2015

 

“Только если тренировать свой интеллект, нагружать его

задачами, поисками решений, только тогда он не ослабеет

и будет развиваться и крепнуть»

(Гурий Марчук, 1925-2013, математик)

image002

Одна из задач учителя химии — формирование у учащихся, которых он обучает, химического мышления на основе реализации межпредметных связей, с активной опорой на математические знания учащихся. М.В.Ломоносов, между прочим, считал математику глазами химии. К слову, великие учёные считали математику с её символами языком науки в целом.

Рассмотрим данную методологическую установку на примере вывода общих формул углеводородов.

Обратимся к рисунку (позиция 1). Смоделируем строение насыщенного углеводорода (парафина) линейного строения. Видно, что метиленовая группа атомов многократно повторяется. В принципе, индекс n принадлежит натуральному ряду чисчел. Так получаем общую формулу гомологического ряда алканов.

Переходим к позиции 2.  В случае, если n = 4, молекула, называемая бутаном, имеет указанное строение. Если от молекулы отщепить два атома водорода (как это можно сделать — это другой вопрос, для нашего исследования не имеет значения), то можно получить структуры, изображённые на рисунке. Двойная связь может быть как между атомами углерода 1 и 2 (здесь — счёт слева направо), так и между атомами 2 и 3. Этот углеводород относится к классу ненасыщенных углеводородов — олефинов или алкенов.

Если отщепление атомов водорода произойдёт у атомов углерода 1 и 4, то образуется четырёхчленный цикл — циклобутан (циклопарафин, циклан). Рассуждая чисто арифметически, получаем общую формулу углеводородов двух классов. Поэтому очевидна мысль: без знания химического строения молекулы, невозможно абсолютно точно утверждать, к какому гомологическому ряду относится данное вещество.

Далее осуществим отщепление четырёх атомов водорода.. Возможны следующие варианты химического строения: между первым и вторым атомом углерода возникнет тройная свяь, то есть образуется алкин, причём тройная связь может быть и в положении 2-3; другой вариант — образование двух двойных связей, то есть образуется диеновый углеводород Таким образом, ещё два класса углеводородов имеют одну и ту же общую формулу  Сказанное отражено на позиции 3 рисунка.

Переходим к позиции 4. В качестве исходной молекулы возьмём циклогексан Реально эта молекула не плоская, а пространственная, но это сейчас не суть важно. Отщепим атомы водорода, как показано на рисунке. Таких атомов — шесть. Получаем плоскую молекулу бензола — первого представителя ароматических углеводородов. Ниже описанное показано на уровне общих формул. Так получена общая формула ароматических углеводородов. При n = 6 получаем молекулярную формулу бензола.

Химики привыкли мыслить лаконично, поэтому молекулу бензола записывают в форме шестичленного кольца с тремя двойными связями. Однако, учитывая, что молекула бензола ведёт себя и как насыщенный кглеводород, ароматичность изображают при помощи окружности.

 

Сформулируем задачу: Формула некоторого гомолога - СкНр . Исходя из этого факта, вывести (доказать, обосновать) общую формулу абстрактного гомологмческого ряда углеводородов.

(см. позицию 5, где суть задания уточнена, подсказана, более прозрачна).

Такого рода задание сформулировано впервые как в научной, так и учебной литературе. В этом смысле оно представляет интерес для химиков всех уровней.

 

Task (the problem).  Formula of some hydrocarbon – CkHp . Based on this get a general formula abstract  homologous series of hydrocarbons.

 

Автор изложенного и этого задания просит читателей предложить метод решения  данной задачи. Конечным результатом станет ответ: общая формула, из которой будет вытекать химический состав конкретного углеводорода.

 

Контакт возможен по адресу: Yefim Shmukler

1925 Commonwealth Ave, Apt. № W302

Brighton, MA 02135-5959   U S A

Результативные предложения будут обнародованы (они могут быть обнародованы и независимо), то есть включены в какой-то авторский текст, который будет предложен для публикации. Отсутствие предложений будет означать, что задача не решена и по-прежнему остаётся актуальной — с научно-теоретической точки зрения. О двух попытках автору изложенного известно. То есть сама идея пришла в голову не одному человеку. Значит, её нельзя назвать бредом. Пока что это — проблема, для тех, кто намерен решить эту чётко сформулированную задачу.

Срок подачи «заявок» — месяц-два со дня обнародования текста задания.

Комментарии
  • Boris Kollender - 17.10.2015 в 17:52:
    Всего комментариев: 242
    "Из пункта А и из пункта Б вышли навстречу по одноколейной дороге два поезда. Каждый поезд благополучно дошёл до противоположного пункта. Ворпос! Почему они не Показать продолжение
    Рейтинг комментария: Thumb up 3 Thumb down 0

Добавить изображение



Добавить статью
в гостевую книгу

Будем рады, если вы добавите запись в нашу гостевую книгу. Будьте добры, заполните эту форму. Необходимой является информация о вашем имени и комментарии, все остальное – по желанию… Спасибо!

Если у вас проблемы с кириллическими фонтами, вы можете воспользоваться автоматическим декодером AUTOMATIC CYRILLIC CONVERTER.

Для ввода специальных символов вы можете воспользоваться вот этой таблицей. (Латинские буквы с диакритическими знаками вводить нельзя!)

Ваше имя:

URL:

Штат:

E-mail:

Город:

Страна:

Комментарии:

Сколько бдет 5+25=?