Przejdź do wszystkich komunikatów » uwaga: funkcja REPLAY jest teraz wyłączona
Przedstawiamy animacje 3D, których celem jest wprowadzenie pojęć chiralności cząsteczek i węgla asymetrycznego. Niniejszym reaktywujemy animacje 3D na naszej W3 i po dodatkowych korektach będziemy je sukcesywnie przywracać. Prezentowane animacje 3D stwarzają wygodną podstawę do przeprowadzenia odpowiednich doświadczeń z wykorzystaniem kulkowo-pręcikowych modeli M&C lab. Animacje 3D możesz wyświetlić z tej strony jak też możesz przejść do subwitryny modele chemiczne M&C Lab.
Animacje 1-2, .AVI, 2x (300x225 pikseli), 185KB + 107KB
Uwaga: opisy odnoszą się do animacji w formacie .AVI wyświetlanych w nowym oknie.
Animacja 1. Animacja przedstawia kulę centralną (C) otoczoną tetraedrycznie czterema ligandami (H). Tak zbudowany obiekt może reprezentować cząsteczkę metanu CH4. Uruchamiając animację możemy zobaczyć cząsteczkę z innej strony. Będziemy mówić "układ w stanie początkowym" jeżeli suwak znajduje się po lewej stronie ekranu, oraz "układ w stanie końcowym" jeżeli suwak znajduje się po stronie prawej ekranu Porównując stan początkowy i stan końcowy cząsteczki stwierdzamy, że są one identyczne w następującym sensie: gdyby obserwator nie wiedział, że cząsteczka została obrócona, gdyby widział tylko stany początkowy i końcowy, to nie potrafiłby stwierdzić, czy taki obrót miał miejsce czy nie.
Animacja 2. Stan początkowy cząsteczki jest identyczny jak stan końcowy cząsteczki przedstawionej w animacji 1. W dowolnie wybranej parze atomów wodoru dokonujemy wymiany atomów. Jak widać stan końcowy cząsteczki jest identyczny z jej stanem początkowym w takim samym znaczeniu jak powiedziano to dla animacji 1. Uwaga: nie jest przedmiotem naszych badań czy tego typu przejścia w istocie mają miejsce. Nie wykluczone, że do tego problemu jeszcze wrócimy.
Animacje 3-4, .AVI, 2x (300x225 pikseli), 195KB + 193KB
Animacja 3. Animacja przedstawia kulę centralną (C) otoczoną tetraedrycznie czterema ligandami, przy czym tylko trzy z nich są identyczne. Tak zbudowany obiekt może reprezentować cząsteczkę chlorometanu CH3Cl. Dokonując obrotu o kąt 3600 stwierdzamy, że stany początkowy i końcowy są tożsame. Wróć do animacji 1 i zobacz, o jaki kąt musieliśmy obrócić cząsteczkę metanu ?
Animacja 4. Stan początkowy cząsteczki jak w animacji 3. Faza I - zamieniamy położenia atomów H i Cl. Faza II - obracamy cząsteczkę o kąt 1800 Porównując stany końcowe cząsteczek przedstawionych w animacjach 3 i 4 stwierdzamy, że przedstawiona transpozycja ligandów nie tworzy różnych cząsteczek.
Animacje 5-6, .AVI, 2x (600x247 pikseli), 176KB + 422KB
Animacja 5. Na obrazkach przedstawiono dwie identyczne cząsteczki chlorometanu. Możesz się o tym przekanać, wykonując doświadczenia jak powyżej. Oczywiście, twierdzenie to usprawiedliwione jest tym, że badamy cząsteczki swobodne. Umieszczona pomiędzy nimi przegroda informuje nas o tym, że między sobą cząsteczki te też nie oddziaływują. W każdej z cząsteczek wymienimy teraz po jednym atomie wodoru i zastąpimy je atomem np. fluoru. Stan końcowy przedstawia zatem dwie cząsteczki fluorochlorometanu. Czy są one równoważne przekonamy się obserwując animację 6.
Animacja 6. Obracając nasze cząsteczki odpowiednio wokół osi Z,Y i X widzimy bez trudu, że możemy je nałożyć na siebie. Oznacza to, że są one identyczne. Przypomnij sobie, że w animacji 5 pozornie różne atomy wodoru zastąpiliśmy atomami fluoru.
Animacje 7-8, .AVI, 2x (600x247 pikseli), 200KB + 1308KB
Animacja 7. Na obrazku w stanie początkowym widzimy dwie cząsteczki fluorochlorometanu. Jak widać są one pod każdym względem identyczne. Także ich orientacja w przestrzeni jest zachowana. Podstawmy teraz atom z lewej strony cząsteczki znajdującej się polewej stronie ekranu innym atomem, np. atomem bromu. Jednocześnie atom wodoru z prawej cząsteczki znajdującej się w prawej klatce obrazka też zamienimy atomem bromu. Uruchom animację 7. Cały czas stawiamy ten sam problem: czy po takiej zamianie nasze nowe cząsteczki są identyczne ?
Animacja 8. Niestety ! nie potrafimy stworzyć animacji, która uwzględniłaby jakieś obroty czy przesunięcia w wyniku których, pokazalibyśmy, że cząsteczki dają się na siebie nałożyć. Spóbujmy zatem inaczej. Faza I: obracaj suwakiem cząsteczkę z prawej strony ekranu do momentu, gdy złota przegroda wysunie się do góry, ale nie będzie się jeszcze rozszerzać. Aby lepiej przyjrzeć się naszym cząsteczkom obróćmy cały układ wokół osi Z - przesuwaj suwak dalej w prawo. Faza II: pomiędzy cząsteczki wsuwana jest odbijająca folia (lustro). Czy widzisz , że odbicie w lustrze i znajdująca się za nim "prawa" cząsteczka pokrywają się ! Faza III: aby lepiej zobaczyć nakrywanie się cząsteczki "prawej" z lustrzanym odbiciem cząsteczki "lewej" w końcowej fazie animacji 8 zwiększamy do 100% transparentność naszego zwierciadła. Gdybyś nie wiedział, że zwiększyliśmy transparentność i gdybyś założył, że tylko zmieniliśmy barwę naszego lustra tak aby pokrywała się z kolorem tła, to nie potrafiłbyś odpowiedzieć na pytanie: czy cząsteczka widoczna z prawej strony ekranu to ta prawdziwa "prawa" cząsteczka czy też lustrzane odbicie cząsteczki "lewej"!.I to własnie jest istotą chiralności.