Uued õppematerjalid

esitlus
Svetlana Astahhova12. Aprill 2018
mäng
Ragnar Vutt12. Aprill 2018
kodulehekülg
TiiuLe05. Jaanuar 2018
tunnikava
TiiuLe05. Jaanuar 2018

Nädala äpp: 3D-molekulide loomine keemias WebMO-ga


Avaldaja:Kristi Semidor21. Jaanuar 2016

„Orgaanilise keemia õpetamisel tunnen sageli, et molekulide struktuuri paremaks tajumiseks on hea lasta õpilastel luua ruumilisi molekule ka digividinatega,“ kirjutab Koolielu keemia ainemoderaator Katrin Soika.

2D-verisoon molekulist tavalises vihikus võib tekitada arusaama, et kõik molekulid ongi lamedad ja lapikud. Arvutite taga tööd tehes on orgaanilise keemia õpingutes õpilaste heaks kaaslaseks kindlasti vabavaraline programm ACDChemSketch, milles on lisaväärtusena võimalik nimetada molekule, arvutada kiiresti molaarmasse, muuta graafiline struktuur 3D-struktuuriks või vastupidi jne. Kuna aga alati ei ole võimalik kasutada tunnitöös arvutit, olen otsinud ka erinevaid äppe, mis võimaldaksid tunni raames luua molekulide mudeleid. Tutvustan neist ühte tasuta äppi WebMO, mida leidub nii Google Plays kui ka App Store’s (samuti on võimalus see laadida programmina arvutisse). 

WebMO puhul võlus mind võimalus luua ruumilisi molekule suhteliselt lihtsalt. Äpi eeliseks teiste omasuguste ees on see, et õpilane peab ise lisama kõik aatomid, kuid on olemas võimalus ka automaatseks vesinike lisamiseks. Sageli on molekulide loomise äppides või programmides sisend, et vastavalt valentsile lisatakse automaatselt sobiv arv vesinikke – õpilastel on vähem võimalusi molekuli loomisel eksida ning seeläbi ka õppida. Äpp WebMO ei tõsta hädakisa ka siis, kui nelja sidet moodustavale süsinikule on lisatud viis või rohkem vesinikku. Eeltoodut loen positiivseks just seetõttu, et õpilane peab olema teadlik, kui palju sidemeid erinevad aatomid võivad moodustada.

Samuti meeldib mulle, et 3D-molekulis on aatomite vahele võimalik luua kordseid sidemeid (vt joonised 4 ja 7 – seda ei ole võimalik näha programmi ACDChemSketch ruumilistes molekulides). Positiivsena võib tuua välja ka selle, et aatomite raadiused on erinevad. Eeltoodust lähtudes võib kasutada äppi ka näiteks  perioodilisussüsteemi õppimisel ning aatomiraadiuste võrdlemisel (vt joonis 9). Molekulide loomine ja nendest piltide tegemine on lihtne.

Puudusteks võib lugeda seda, et molekuli ei saa muuta graafiliseks või tasapinnaliseks (eksisteerib ainult 3D-versioon); samuti ei saa suurematel molekulidel (aatomeid rohkem kui 9) vabavaralise äpi korral määrata elektrontihedust, sidemete vahelisi nurki vmt. Eeltoodu on võimalik tasulise äpi ostmisel.

Äpi avamise järel näeme ekraanil pilti:
Joonis 2. WebMO funktsioonid
Joonis 2. WebMO funktsioonid 

Toon mõned ekraanipildid ka molekuli loomisest ning uurimisest (joonised 3-7).
 
Joonis 3. Molekuli loomise etapp
Joonis 3. Molekuli loomise etapp
 
Joonis 4. Valmis molekul
Joonis 4. Valmis molekul, millel on ühtlustatud osakeste vahelised sidemed – molekuli vaadeldakse teiste funktsioonidega. 

Joonis 5. Molekuli tasapinna vaatlemine ja määramine
Joonis 5. Molekuli tasapinna vaatlemine ja määramine
 
​Joonis 6. Molekuli uurimine
Joonis 6. Molekuli uurimine - elektrostaatilise potsentsiaali pind molekulis

Joonis 7. Kustuta molekul või teda moodustavad aatomid
Joonis 7. Kustuta molekul või teda moodustavad aatomid 
 
Joonis 8. Perioodilisussüsteem
Joonis 8. Perioodilisussüsteem - kõiki elemente on võimalik valida ning lisada molekuli.
 
​Joonis 9. Perioodilisussüsteemi I A ja II A rühma ning 2. perioodi osakeste raadiused
Joonis 9. Perioodilisussüsteemi I A ja II A rühma ning 2. perioodi osakeste raadiused

Soovin kõikidele palju toredaid 3D-molekule ning nende loomise rõõmu!

Katrin Soika, 
Koolielu keemia ainemoderaator, 
Gustav Adolfi Gümnaasiumi õpetaja 

Illustreeriv pilt Google Playst