Химическая связь Скачать
презентацию
<<  Валентность Химическая связь  >>
Молекулы в Космосе
Молекулы в Космосе
“Stars are among the most fundamental building blocks of the universe,
“Stars are among the most fundamental building blocks of the universe,
«Звезды представляют собой один из самых фундаментальных элементов
«Звезды представляют собой один из самых фундаментальных элементов
Почему звезды образуются так медленно
Почему звезды образуются так медленно
В чем проблема
В чем проблема
Молекулярный водород — основная, но не единственная молекула
Молекулярный водород — основная, но не единственная молекула
Реклама
Межзвездное пространство не пусто…
Межзвездное пространство не пусто…
Молекулы в Космосе есть
Молекулы в Космосе есть
Изобилие радикалов и ненасыщенных водородом молекул
Изобилие радикалов и ненасыщенных водородом молекул
Структура молекул
Структура молекул
Ученые нашли в космосе огромное облако спирта Звездочеты нашли в
Ученые нашли в космосе огромное облако спирта Звездочеты нашли в
Хранить в прохладном, защищенном от света месте
Хранить в прохладном, защищенном от света месте
Карта Млечного Пути в линии молекулы СО
Карта Млечного Пути в линии молекулы СО
Области звездообразования
Области звездообразования
Содержание некоторых молекул в TMC-1 (по отношению к H2)
Содержание некоторых молекул в TMC-1 (по отношению к H2)
Что творится на кухне
Что творится на кухне
Неравномерное содержание молекул
Неравномерное содержание молекул
Разобраться в событиях, происходящих в молекулярных облаках, по
Разобраться в событиях, происходящих в молекулярных облаках, по
«Широко простирает химия руки свои в дела человеческие
«Широко простирает химия руки свои в дела человеческие
Как работает межзвездный химический реактор
Как работает межзвездный химический реактор
Виды газофазных химических реакций
Виды газофазных химических реакций
Нейтраль-нейтральные реакции
Нейтраль-нейтральные реакции
Ион-молекулярные реакции
Ион-молекулярные реакции
Реакции с космическими лучами
Реакции с космическими лучами
Реакции диссоциативной рекомбинации
Реакции диссоциативной рекомбинации
Фотореакции
Фотореакции
Химические базы данных
Химические базы данных
Химия усложняется
Химия усложняется
Молекулярный водород в газовой фазе почти не образуется
Молекулярный водород в газовой фазе почти не образуется
Образование молекулярного водорода на пыли
Образование молекулярного водорода на пыли
Поверхностные химические реакции
Поверхностные химические реакции
Поверхностные реакции с участием СО
Поверхностные реакции с участием СО
Десорбция
Десорбция
Общая картина звездообразования
Общая картина звездообразования
Что и зачем моделировать
Что и зачем моделировать
Определение плотности и температуры
Определение плотности и температуры
Магнитные поля
Магнитные поля
Формирование линий в коллапсирующем облаке
Формирование линий в коллапсирующем облаке
Признаки коллапса в наблюдениях
Признаки коллапса в наблюдениях
Признаки коллапса в наблюдениях
Признаки коллапса в наблюдениях
Химические часы
Химические часы
Нагрев и охлаждение
Нагрев и охлаждение
Происхождение жизни
Происхождение жизни
Успехи
Успехи
Перспективы
Перспективы
Слайды из презентации «Молекулярные реакции» к уроку химии на тему «Химическая связь»

Автор: Dmitri Wiebe. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Молекулы.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 3585 КБ.

Скачать презентацию

Молекулярные реакции

содержание презентации «Молекулы.ppt»
СлайдТекст
1 Молекулы в Космосе

Молекулы в Космосе

Астрохимия

Д. З. Вибе Институт астрономии РАН

Астрофест — 2005

2 “Stars are among the most fundamental building blocks of the universe,

“Stars are among the most fundamental building blocks of the universe,

and yet the processes by which they are formed are not understood.”.

Derek Ward-Thompson Science, January 4, 2002

Астрофест — 2005

3 «Звезды представляют собой один из самых фундаментальных элементов

«Звезды представляют собой один из самых фундаментальных элементов

Вселенной, и тем не менее процессы, в результате которых они образуются, нам непонятны».

Дерек Вард-Томпсон Science, 4 января 2002 г.

Астрофест — 2005

4 Почему звезды образуются так медленно

Почему звезды образуются так медленно

Сопоставление динамического времени и массы гигантских молекулярных облаков дает оценку скорости звездообразования в Галактике — 500 масс Солнца в год. Реальное значение не превышает 15 масс Солнца в год. Почему звезды образуются так быстро? Приблизительно половина плотных ядер содержит точечные инфракрасные источники (протозвезды). Практически нет молекулярных облаков, в которых звездообразование еще не началось. Практически нет молекулярных облаков, в которых звездообразование уже закончилось.

Астрофест — 2005

5 В чем проблема

В чем проблема

Вещество, из которого образуются звезды, практически невидимо!

Все, что происходит в молекулярных облаках, в частности, в протозвездных объектах, — происходит с молекулярным водородом.

Но его линии в областях звездообразования слишком слабы.

Линии Н2 в ИК-области спектра

Астрофест — 2005

6 Молекулярный водород — основная, но не единственная молекула

Молекулярный водород — основная, но не единственная молекула

Астрофест — 2005

7 Межзвездное пространство не пусто…

Межзвездное пространство не пусто…

…но молекул в Космосе нет!

До сороковых годов XX века

Гершель (светлые туманности состоят из светящейся жидкости) Струве (Каптейн, Барнард — неравномерность поглощения) Трюмплер (пыль) Хартманн (1904, межзвездное поглощение Ca+) Юэн, Парселл (1951, HI 21 см)

Низкая температура Низкая плотность Диссоциирующие излучения

...Хотя они есть в кометах.

Астрофест — 2005

8 Молекулы в Космосе есть

Молекулы в Космосе есть

1930-е гг. — CH, CN, CH+ (линии поглощения) 1960-е гг. — OH, H2O, NH3 (радиолинии) Наше время — 137 молекул, не считая изотопомеров (с изотопомерами 205)

Первым на возможность наблюдения молекул в радиодиапазоне указал И.С. Шкловский

Электронные переходы (видимый свет) Колебательные переходы (ИК) Вращательные переходы (радио, субмм)

Астрофест — 2005

9 Изобилие радикалов и ненасыщенных водородом молекул

Изобилие радикалов и ненасыщенных водородом молекул

Список известных межзвездных и околозвездных молекул. http://www.cv.nrao.edu/~awootten/allmols.html Молекулы из двух атомов AlF AlCl C2 CH CH+ CN CO CO+ CP CS CSi HCl H2 KCl NH NO NS NaCl OH PN SO SO+ SiN SiO SiS HF SH Молекулы из трех атомов C3 C2H C2O C2S CH2 HCN HCO HCO+ HCS+ HOC+ H2O H2S HNC HNO MgCN MgNC N2H+ N2O NaCN OCS SO2 c-SiC2 CO2 NH2 H3+ SiCN Молекулы из четырех атомов c-C3H l-C3H C3N C3O C3S C2H2 CH2D+? HCCN HCNH+ HNCO HNCS HOCO+ H2CO H2CN H2CS H3O+ NH3 SiC3 Молекулы из пяти атомов C5 C4H C4Si l-C3H2 c-C3H2 CH2CN CH4 HC3N HC2NC HCOOH H2CHN H2C2O H2NCN HNC3 SiH4 H2COH+ Молекулы из шести атомов C5H C5O C2H4 CH3CN CH3NC CH3OH CH3SH HC3NH+ HC2CHO HCONH2 l-H2C4 C5N Молекулы из семи атомов C6H CH2CHCN CH3C2H HC5N HCOCH3 NH2CH3 c-C2H4O CH2CHOH C7–(?) Молекулы из восьми атомов CH3C3N HCOOCH3 CH3COOH C7H H2C6 CH2OHCHO Молекулы из девяти атомов CH3C4H CH3CH2CN (CH3)2O CH3CH2OH HC7N C8H Молекулы из десяти атомов CH3C5N? (CH3)2CO NH2CH2COOH? Молекулы из одиннадцати атомов HC9N Молекулы из тринадцати атомов HC11N

Астрофест — 2005

10 Структура молекул

Структура молекул

C2H5OH

C3H2

HC7N

H2CO

HCN

Пау

Астрофест — 2005

11 Ученые нашли в космосе огромное облако спирта Звездочеты нашли в

Ученые нашли в космосе огромное облако спирта Звездочеты нашли в

космосе рай для пьяниц — гигантскую массу чистого спирта. «Они наткнулись на таинственное облако, глазея в свои телескопы на далекое созвездие. Через несколько месяцев исследований они поняли, что таинственный объект содержит достаточно спирта, чтобы изготовить 400 триллионов триллионов пинт пива. Это составляет 300000 пинт ежедневно для каждого жителя Земли на следующий миллиард лет... Облако находится близ молодой звезды G34.3 в созвездии Орла... Тепло этой звезды производит больше спирта, чем все пивные и ликеро-водочные заводы Земли, вместе взятые.».

Астрофест — 2005

12 Хранить в прохладном, защищенном от света месте

Хранить в прохладном, защищенном от света месте

Кометы Околозвездные оболочки Молекулярные облака

Астрофест — 2005

13 Карта Млечного Пути в линии молекулы СО

Карта Млечного Пути в линии молекулы СО

Астрофест — 2005

14 Области звездообразования

Области звездообразования

Гигантские молекулярные облака (плотность ~ 102 см–3, размер ~ 100 пс) Молекулярные облака (плотность ~ 103 см–3 , размер ~ 1 пс) Плотные ядра (плотность ~ 104 см–3 , размер ~ 0.1 пс)

Астрофест — 2005

15 Содержание некоторых молекул в TMC-1 (по отношению к H2)

Содержание некоторых молекул в TMC-1 (по отношению к H2)

Молекул очень мало!

Астрофест — 2005

16 Что творится на кухне

Что творится на кухне

Астрофест — 2005

17 Неравномерное содержание молекул

Неравномерное содержание молекул

Беззвездное ядро L1544

Tafalla et al. (2002)

15 000 AU

0.1 pc

Астрофест — 2005

18 Разобраться в событиях, происходящих в молекулярных облаках, по

Разобраться в событиях, происходящих в молекулярных облаках, по

наблюдениям молекул невозможно без моделирования химических процессов!

Астрофест — 2005

19 «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие

«Широко простирает химия руки свои в дела человеческие

Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи ее прилежания.».

М. В. Ломоносов

Астрофест — 2005

20 Как работает межзвездный химический реактор

Как работает межзвездный химический реактор

Межзвездная химия сильно отличается от земной!

Астрофест — 2005

21 Виды газофазных химических реакций

Виды газофазных химических реакций

Нейтраль-нейтральные реакции Реакции с космическими лучами Ион-молекулярные реакции Реакции диссоциативной рекомбинации Фотореакции

Астрофест — 2005

22 Нейтраль-нейтральные реакции

Нейтраль-нейтральные реакции

Создание химических связей

Перераспределение химических связей

Астрофест — 2005

23 Ион-молекулярные реакции

Ион-молекулярные реакции

Перераспределение химических связей

Высокие скорости при низких температурах

Обмен зарядом

Астрофест — 2005

24 Реакции с космическими лучами

Реакции с космическими лучами

r = a z ni zCR = 1.3·10–17 s–1 zRN = 6.0·10–19 s–1 zX = ~ 10–12 s–1

Реакции ионизации

H + CRP = H+ + e– He + CRP = He+ + e– C + CRP = C+ + e– N + CRP = N+ + e– O + CRP = O+ + e– Cl + CRP = Cl+ + e– H2 + CRP = H2+ + e– H2 + CRP = H+ + e– + H

Астрофест — 2005

25 Реакции диссоциативной рекомбинации

Реакции диссоциативной рекомбинации

Разрыв химических связей

Астрофест — 2005

26 Фотореакции

Фотореакции

Разрыв химических связей

Астрофест — 2005

27 Химические базы данных

Химические базы данных

UMIST95 (University of Manchester) Около 400 компонентов и 3864 реакции, в том числе 10 реакций с космическими лучами 2803 ион-молекулярных реакции 69 фотореакций, индуцированных космическими лучами 394 нейтраль-нейтральных реакции 433 реакции диссоциативной рекомбинации 150 фотореакций New Standard Model (Ohio State University) Около 400 компонентов и 4203 реакции, в том числе 9 реакций с космическими лучами 2935 ион-молекулярных реакций 235 фотореакций, индуцированных космическими лучами 209 нейтраль-нейтральных реакций 504 реакции диссоциативной рекомбинации 272 фотореакции Herbst & Clemperer (1973) 37 компонентов и 100 реакций (5 наблюдаемых молекул) Bettens & Herbst (1995) Около 1000 компонентов и 10000 реакций

Астрофест — 2005

28 Химия усложняется

Химия усложняется

Астрофест — 2005

29 Молекулярный водород в газовой фазе почти не образуется

Молекулярный водород в газовой фазе почти не образуется

Трехчастичные столкновения: H + H + H ? H2 + H Очень-очень медленная реакция: H+ + H ? H2+ + h? H2+ + H ? H2 + H+ Очень медленная реакция: H + e– ? H– + h? H+ + H– ? H2 H2+ + H– ? H2 + H

Астрофест — 2005

30 Образование молекулярного водорода на пыли

Образование молекулярного водорода на пыли

Атомы водорода прилипают к пылинке. Перемещаясь по поверхности пылинки, атомы сталкиваются друг с другом и образуют молекулу H2. Энергия, выделившаяся при образовании молекулы H2, отрывает ее от пылинки.

Астрофест — 2005

31 Поверхностные химические реакции

Поверхностные химические реакции

Образование молекулярного водорода Образование молекул, насыщенных водородом Образование гомогенных молекул (C2, O2) Образование простейших органических молекул

Астрофест — 2005

32 Поверхностные реакции с участием СО

Поверхностные реакции с участием СО

Конечные продукты: Формальдегид Метанол Этанол Диметиловый эфир Муравьиная кислота

Астрофест — 2005

33 Десорбция

Десорбция

Тепловая десорбция (энергия связи) Десорбция космическими лучами (температура нагрева) Фотодесорбция (вероятность отрыва) Химическая десорбция

Астрофест — 2005

34 Общая картина звездообразования

Общая картина звездообразования

Молекулярное облако распадается на несколько гравитационно связанных ядер, в которых изначально силам притяжения противодействуют тепловое, магнитное и турбулентное давление. Эти ядра в течение некоторого времени пребывают в стационарном состоянии, а затем в результате амбиполярной диффузии, диссипации турбулентности или под воздействием внешнего импульса становятся гравитационно неустойчивыми и коллапсируют.

Астрофест — 2005

35 Что и зачем моделировать

Что и зачем моделировать

Определение плотности, температуры, магнитного поля Исследование поля скоростей Определение возраста («химические часы») Обратная связь с динамикой Происхождение жизни

Астрофест — 2005

36 Определение плотности и температуры

Определение плотности и температуры

Астрофест — 2005

37 Магнитные поля

Магнитные поля

Круговая поляризация (эффект Зеемана) Плоская поляризация (эффект Голдрайка -Килафиса)

Астрофест — 2005

38 Формирование линий в коллапсирующем облаке

Формирование линий в коллапсирующем облаке

Оптически толстые линии в коллапсирующем облаке имеют характерную двугорбую форму с неравной высотой пиков

Астрофест — 2005

39 Признаки коллапса в наблюдениях

Признаки коллапса в наблюдениях

Профили линий CS в B335 (Choi et al. 1995). Сплошные линии — наблюдения (Zhou et al. 1993), штриховые линии — модель с относительным содержанием CS 5.5·10–9 и максимальной скоростью коллапса на расстоянии 0.03 пс от центра облака.

Астрофест — 2005

40 Признаки коллапса в наблюдениях

Признаки коллапса в наблюдениях

Астрофест — 2005

41 Химические часы

Химические часы

Астрофест — 2005

42 Нагрев и охлаждение

Нагрев и охлаждение

Нагрев Фотодиссоциация молекулярного водорода Фотоионизация нейтрального углерода Фотоэлектрическая эмиссия с поверхности пылинок Образование молекулярного водорода на поверхности пылинок Нагрев в результате ионизации космическими лучами Охлаждение Охлаждение в молекулярных линиях

Астрофест — 2005

43 Происхождение жизни

Происхождение жизни

Органические молекулы в молекулярных облаках Органические молекулы в кометах и метеоритах

Астрофест — 2005

44 Успехи

Успехи

Корректно воспроизведены содержания основных молекул (CO) и большинства второстепенных молекул Объяснено наличие в молекулярных облаках радикалов, ионов и изомеров, а также ненасыщенных органических молекул (несмотря на изобилие водорода) Объяснено повышенное содержание молекул, содержащих дейтерий

Астрофест — 2005

45 Перспективы

Перспективы

Детальная информация о распределении молекул в областях звездообразования Внегалактическая астрохимия (в частности, на больших красных смещениях)

Астрофест — 2005

«Молекулярные реакции»
http://900igr.net/prezentatsii/khimija/Molekuly/Molekuljarnye-reaktsii.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Слайды
Презентация: Молекулярные реакции | Файл: Молекулы.ppt | Тема: Химическая связь | Урок: Химия | Вид: Слайды