Правильные многогранники и их химизм Геометрия и химия Подготовила: Калинина Татьяна Викторовна Ученица 11α МБОУ СОШ «Эврика-развитие» Томская область, г. Томск Педагог по алгебре и геометрии: Сафонова Алла Ивановна; Педагог по химии: Фатеев Александр Владимирович МБОУ СОШ «Эврика-развитие» Томская область , г. Томск 1 Содержание: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Многогранник (3 слайд) Тетраэдр (4,5,6, слайды) Куб или гексаэдр (7,8 слайды) Октаэдр (9,10 слайды) Додекаэдр (11,12 слайды) Икосаэдр (13,14 слайды) Заключение (15 слайд) Список литературы (16 слайд) 2 Многогранник Многогранник, точнее трёхмерный многогранник — совокупность конечного числа плоских многоугольников в трёхмерном евклидовом пространстве. Существует несколько видов многогранников : правильные, полуправильные, звездчатые. Но я расскажу вам, про правильные многогранники и их химизм. • Тетраэдр • Гексаэдр или Куб • Октаэдр • Додекаэдр • Икосаэдр 3 Тетраэдр Тетраэдр Грань Треугольник Вершин 4 Ребер 6 Граней 4 Граней при вершине 3 Длина ребра а S п. п. √3а² Объем √2/12а³ Высота √6/3а Оси симметрии 3 Плоскости симметрии 6 Точка симметрии нет Тетраэдр (греч. — четырёхгранник) — простейший многогранник, гранями которого являются четыре треугольника. Кристаллическая решётка метана имеет форму тетраэдра. Метан горит бесцветным пламенем. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Используется как топливо. 4 Тетраэдр Более трехсот лет отделяют нас от того момента, когда гамбургский алхимик Геннинг Бранд открыл новый элемент – фосфор. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать эликсир жизни или философский камень, с помощью которых старики молодеют, больные выздоравливают, а неблагородные металлы превращаются в золото. В ходе одного из опытов он выпарил мочу, смешал остаток с углем, песком и продолжил выпаривание. Вскоре в реторте образовалось вещество, светившееся в темноте. Кристаллы белого фосфора образованы молекулами Р4. Такая молекула имеет вид тетраэдра. Фосфорноватистая кислота (Н3РО2) молекулы, которой имеют форму тетраэдра с атомом фосфора в центре, в вершинах тетраэдра находятся два атома водорода, атом кислорода и гидроксогруппа. 5 Тетраэдр Молекулы зеркальных изомеров молочной кислоты также являются тетраэдрами. Элементарная ячейка кристалла алмаза представляет собой тетраэдр, в центре и четырех вершинах которого расположены атомы углерода. Атомы, расположенные в вершинах тетраэдра, образуют центр нового тетраэдра и, таким образом, также окружены каждый еще четырьмя атомами и т.д. Все атомы углерода в кристаллической решетке расположены на одинаковом расстоянии (154 пм) друг от друга. 6 Куб или гексаэдр Куб или правильный гексаэдр — правильный многогранник, каждая грань которого представляет собой квадрат. Частный случай параллелепипеда и призмы. В форме куба в природе можно встретить кристаллизованную поваренную соль, флюорит и другие вещества. Куб или гексаэдр Грань квадрат Вершин 8 Ребер 12 Граней 6 Граней при вершине 3 Площадь поверхности 6а² Длинна ребра а Объем а³ Оси симметрии 9 Плоскости симметрии 9 Точка симметрии Есть, центр куба 7 Куб или гексаэдр Кристаллическая решетка поваренной соли. Маленькие шарики – ионы натрия, большие – ионы хлора. Все кристаллы поваренной соли имеют одинаковую кубическую форму. Форму куба имеют кристаллические решётки многих металлов (Li, Na, Cr, Pb, Al, Au, и другие) 8 Октаэдр Октаэдр (греч. «восемь» или «основание») — один из пяти выпуклых правильных многогранников, так называемых Платоновых тел. Октаэдр Грань треугольник Граней 8 Ребер 12 Вершин 6 Граней при вершине 4 Длина ребра а Объем 1/3√2а³ S поверхности 2а²√3 Оси симметрии 9 Плоскости симметрии 9 Точка симметрии Есть, центр октаэдра 9 Октаэдр Шестой элемент периодической системы С (углерод) характеризуется структурой октаэдра. Кристаллы алмаза обычно имеют форму октаэдра. Алмаз (от греческого adamas – несокрушимый) – бесцветный или окрашенный кристалл с сильным блеском в виде октаэдра. Кристаллы алмаза представляют собой гигантские полимерные молекулы и обычно имеют форму октаэдров, ромбододекаэдров, реже — кубов или тетраэдров. 10 Додекаэдр Додекаэдр (от греч. двенадцать и грань) - двенадцатигранник, составленный из двенадцати правильных пятиугольников. Додекаэдр Грань Правильный пятиугольник Граней 12 Ребер 30 вершин 20 Граней при вершина 3 Оси симметрии нет Плоскости симметрии 15 Точка симметрии Нет 11 Додекаэдр Вирус полиомиелита имеет форму додекаэдра. Он может жить и размножаться только в клетках человека и приматов. Фуллерены – одна из форм углерода. Они были открыты при попытке моделировать процессы, происходящие в космосе. Ученым в земных лабораториях удалось синтезировать и исследовать многочисленные производные этих шарообразных молекул. Возникла химия фуллеренов. Ведутся попытки создать на основе фуллеренов материалы для зарождающейся молекулярной электроники. 12 Икосаэдр Икосаэдр(от греч. двадцать; г рань, лицо, основание) — это правильный выпуклый многогранник, двадцатигран ник, одно из Платоновых тел. Икосаэдр Грань Правильный треугольник Граней 20 Ребер 30 Вершин 12 Граней при вершине 5 Оси симметрии 15 Плоскости симметрии 15 Точка симметрии нет 13 Икосаэдр Диборан — химическое соединение водорода и бора с формулой B2H6 . А форма его молекулы это икосаэдр. Был впервые синтезирован в XIX веке. Представляет собой бесцветный газ с отвратительным запахом. Очень ядовит. При соприкосновении с воздухом может самопроизвольно воспламеняться. Применяется в качестве антиоксидантов, катализаторов окисления предельных и ароматических углеводородов в спирты и фенолы, добавки к смазочным маслам. 14 Заключение: Подводя итог, хочу сказать, что всякие науки соприкасаются. И мой доклад - презентация тому доказательство. Как близко могут стоять химия и геометрия, на стыке геометрических фигур – правильных многогранников. Я думаю, что если проводить некие параллели с другим разделом геометрии или дугой науки. Можно найти пересечение наук там, где это кажется совсем невозможным, к примеру, физика и мифология - невозможно? А как же строительство Великих египетских пирамид? И когда кажется, что наука «пустая» и тебя совершенно не нужно ее изучать, стоит задуматься тогда, зачем она существует? И ответ будет прост: «Дом складывается по кирпичикам». Одна наука зависит от другой. Искать истину нужно там, где это кажется невозможным и тогда все станет намного интересней, даже школьные предметы. 15 Список литературы: •http://ru.wikipedia.org/wiki/ •http://polyhedron2008.narod.ru/pages/dode.htm •http://www.ngpedia.ru/id656390p1.html •http://physics.ru/courses/op25part1/content/chapter3/section/paragraph6/theory.html •http://polyhedron2008.narod.ru/pages/tetra.htm •http://www.ngpedia.ru/id161420p1.html •http://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/neorg/uchpos/text/g3_7_10.html •http://tvsh2004.narod.ru/gm04.html 16 Спасибо за внимание! 17