XÂY DỰNG TƯ LIỆU HƯỚNG DẪN CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN” CHƯƠNG TRÌNH PHỔ THÔNG MỚI

XÂY DỰNG TƯ LIỆU HƯỚNG DẪN CHUYÊN ĐỀ

vectorstock.com/28062440

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

XÂY DỰNG TƯ LIỆU HƯỚNG DẪN CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN” TRONG CHƯƠNG TRÌNH PHỔ THÔNG MỚI WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC --------

VŨ THỊ KIM NGÂN

XÂY DỰNG TƯ LIỆU HƯỚNG DẪN CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN” TRONG CHƯƠNG TRÌNH PHỔ THÔNG MỚI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

HÀ NỘI, 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC --------

VŨ THỊ KIM NGÂN

XÂY DỰNG TƯ LIỆU HƯỚNG DẪN CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN” TRONG CHƯƠNG TRÌNH PHỔ THÔNG MỚI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Người hướng dẫn khoa học: TS. Chu Anh Vân

HÀ NỘI, 2019

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được khóa luận này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên đã giao đề tài, hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này. Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo thuộc bộ môn hóa Hữu cơ thuộc trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận.

Trong khuôn khổ của một bài khóa luận, do điều kiện về thời gian, năng lực và cũng lần đầu nghiên cứu khoa học nên không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Vì vậy, tôi kính mong nhận được sự góp ý của thầy giáo, cô giáo và toàn thể bạn đọc để khóa luận được hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2019 Sinh viên

Vũ Thị Kim Ngân

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ

Viết tắt HS

Học sinh

GV

Giáo viên

CTGD

Chương trình giáo dục

PMDH

Phần mềm dạy học

PMHH

Phần mềm hóa học

CNTT

Công nghệ thông tin

CTCT

Công thức cấu tạo

CTHH

Công thức hóa học

CTPT

Công thức phân tử

THCS

Trung học cơ sở

THPT

Trung học phổ thông

STEM

Thuật ngữ dùng để chỉ các ngành khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học (Science, Technology, Engineering, Mathematic)

PGS.TS

Phó giáo sư. Tiến sĩ

IUPAC

Liên minh Quốc tế về Hóa học thuần túy và Hóa học ứng dụng (International Union of Pure and Applied Chemistry)

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

PPDH

Phương pháp dạy học

BMP

Màng protein cơ bản

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared Sectroscopy)

UV

Phổ tử ngoại (UltraViolet)

MM+

Trường lực “toàn bộ nguyên tử”

Ab Inito

Phương pháp tính toán thuàn túy lí thuyết

AM1

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán thuộc tính điện tử (Austin model 1)

PM3

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán thuộc tính điện tử được tham số hóa từ AM1 (Parametric Method 3)

CNDO

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán thuộc tính điện tử bỏ qua hoàn toàn xen phủ vi phân (Complete Neglect of Differential Overlap)

INDO

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán thuộc tính điện tử gián tiếp bỏ qua xen phủ vi phân (Intermediate Neglect of Differential Overlap)

MNDO

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán thuộc tính điện tử bằng cách sử dụng các tham số (Modified Neglect of Diatomic Overlap)

RM1

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán mô hình quỹ đạo phân tử (Recife Model 1)

TNDO

Phương pháp bán kinh nghiệm tính toán thuộc tính điện tử bỏ qua xen phủ vi phân bao gồm các tham số không chỉ cho số thứ tự nguyên tử mà còn cho kiểu nguyên tử

RMS Gadient

Vectơ mô tả trường lực trên một nguyên tử

1

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

H-NMR

13

C-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG Hình 1.1. Chân dung người HS mới ................................................................. 4 Hình 1.2. Hệ thống các môn học trong chương trình phổ thông mới ............... 5 Bảng 1.3. Năng lực hóa học .............................................................................. 9 Hình 1.4. Giao diện làm việc của Chemwin ................................................... 13 Hình 1.5. Giao diện làm việc của ADC Lab ................................................... 14 Hình 1.6. Giao diện làm việc của Materials Studio ........................................ 14 Hình 1. 7. Giao diện làm việc của FullProf .................................................... 15 Hình 1. 8. Giao diện làm việc của Gaussian98 ............................................... 15 Hình 1.9. Giao diện làm việc của ObitanViewer ............................................ 16 Hình 1.10. Giao diện làm việc của Titration ................................................ 16 Hình 2.1. Quy trình xây dựng nội dung chuyên đề ......................................... 18

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU ........................................................

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1 2. Nội dung chính của đề tài, các vấn đề cần giải quyết ................................... 2 Chương 1. TỔNG QUAN ................................................................................. 3 1.1. Giới thiệu về chương trình phổ thông tổng thể .......................................... 3 1.1.1. Mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể ........................ 3 1.1.2. Yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực của học sinh phổ thông ...... 3 1.1.3. Kế hoạch giáo dục ................................................................................... 4 1.2. Giới thiệu vài nét về chương trình môn Hóa học....................................... 5 1.2.1. Đặc điểm của môn Hóa học .................................................................... 5 1.2.2. Mục tiêu của chương trình môn Hóa học ............................................... 7 1.2.3. Yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực ............................................. 7 1.2.4. Môn Hóa học sẽ dạy như thế nào trong chương trình phổ thông mới? ................................................................................................................... 9 1.3. Công nghệ thông tin trong dạy học hóa học ............................................ 12 1.3.1. Vai trò của CNTT trong dạy học hóa học ............................................. 12 1.3.2. Một số phần mềm sử dụng trong dạy học Hóa học .............................. 13 Chương 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................... 17 2.1. Xây dựng nội dung và yêu cầu cần đạt .................................................... 17 2.2. Quy trình xây dựng nội dung chuyên đề .................................................. 18 Chương 3. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ........................................................... 19 3.1. Vẽ CTCT của một số chất bằng phần mềm Chemoffice ......................... 19 3.1.1. Giới thiệu chung về Chemoffice ............................................................ 19 3.1.2. Vẽ CTCT, công thức Lewis, công thức phối cảnh................................. 21 3.2. Thực hành thí nghiệm ảo với Crocodile Chemistry................................. 25 3.2.1. Giới thiệu về Crocodile Chemistry ....................................................... 25 3.2.2. Các thao tác cơ bản của Crocodile Chemistry ..................................... 26

3.3. Thực hành thí nghiệm ảo bằng ChemLab ................................................ 30 3.3.1. Giới thiệu chung về Chemlab ................................................................ 30 3.3.2. Thực hành chuẩn độ acid -base ............................................................ 31 3.4. Tính toán một số thông số lượng tử bằng Hyperchem ............................ 35 3.4.1. Giới thiệu chung về Hyperchem............................................................ 35 3.4.2. Xây dựng phân tử .................................................................................. 36 3.5. Xây dựng video hướng dẫn sử dụng phần mềm Hóa học trong chuyên đề......................................................................................................... 41 3.5.1. Thiết kế video hướng dẫn sử dụng phần mềm hóa học bằng phần mềm quay video Camtasia 9 ........................................................................... 41 3.5.2. Sử dụng Notepad bổ sung hướng dẫn thao tác .................................... 43 3.5.3. Sản phẩm video hướng dẫn ................................................................... 43 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 47 PHỤ LỤC ........................................................................................................ 48

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay CNTT ngày càng phát triển, nó có mặt trong hầu hết các ngành nghề. Dạy học cũng không phải là ngoại lệ. Những năm gần đây, ngành giáo dục không ngừng đổi mới PPDH và nâng cao chất lượng giáo dục ở tất cả các cấp học. Trong đó, việc ứng dụng CNTT đã góp phần giúp HS chủ động tiếp nhận kiến thức, hoàn thiện đầy đủ các kỹ năng.

Với sự phát triển của khoa học - kỹ thuật, nhiều phương tiện hỗ trợ dạy học ra đời đã mang lại hiệu quả giúp GV có thể định hướng HS tiếp cận với nguồn tri thức phong phú, dễ hiểu nhất. Từ việc lên lớp bằng giáo án điện tử, dạy học bằng trình chiếu trên màn hình (Powerpoint), những năm gần đây còn xuất hiện thêm những thiết bị công nghệ dạy học hiện đại như: Bảng điện tử thông minh, sách giáo khoa điện tử, phần mềm thiết kế bài giảng E learning,... Các bậc học từ mầm non đến THPT đều đã đưa các phần mềm thiết kế bài giảng trên thiết bị công nghệ vào giảng dạy tại tất cả các tiết học.

Chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam 2010 – 2020 là đưa giáo dục nước ta trở thành một nên giáo dục tiên tiến, khoa học, dân tộc, đại chúng và thích ứng với nền kinh tế thị trường theo định hướng xã hội chủ nghĩa, hướng tới một xã hội học tập, có khả năng hội nhập quốc tế. Việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy giúp GV linh hoạt hơn trong việc soạn giáo án và thiết kế bài giảng sinh động hơn từ đó sẽ gây được hứng thú cho HS. Hơn nữa, sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian.

Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy giảng dạy lí thuyết trên lớp gặp nhiều khó khăn. Cụ thể như kiến thức khô khan, hàn lâm, ví dụ không được sát thực, quá nhiều CTHH khiến cho HS khó hiểu, khó tiếp thu, chóng chán và mang tâm lí sợ học bộ môn này.

Việc ứng dụng CNTT hỗ trợ nhiều trong quá trình dạy học hóa học như vẽ CTCT các chất, viết phương trình phản ứng, mô tả CTCT là công việc thường xuyên và không thể thiếu, đặc biệt là việc mô phỏng các quá trình, các thí nghiệm mà trong điều kiện thường không thể thực hiện được. Để HS tiếp cận gần hơn với hóa học thì không chỉ dừng lại ở các công thức, phương trình, … trong sách vở mà hiện nay người ta đang mong muốn

1

để HS tự tay thiết kế các phân tử, tự tay thiết kế các thí nghiệm với các hiện tượng xảy ra như lý thuyết. Hướng tới mục tiêu đó chúng tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng tư liệu hướng dẫn chuyên đề Hóa học và công nghệ thông tin trong chương trình phổ thông mới”.

2. Nội dung chính của đề tài, các vấn đề cần giải quyết - Từ Chemoffice nêu được cách vẽ CTCT, công thức Lewis và chèn vào office.

- Từ Crocodile Chemistry, Chemlab nêu được cách tiến hành một số thí nghiệm ảo.

- Từ Hyperchem thiết lập được quy trình tính toán bán kinh nghiệm và khai thác được một số thông số lượng tử của chất.

- Xây dựng video hướng dẫn sử dụng những phần mềm nêu trên.

2

Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về chương trình phổ thông tổng thể 1.1.1. Mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể CTGD phổ thông cụ thể hóa mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp người học làm chủ kiến thức phổ thông; biết vận dụng hiệu quả kiến thức vào đời sống và tự học suốt đời; có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp; biết xây dựng và phát triển hài hòa các mối quan hệ xã hội; có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn phong phú; nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển của đất nước và nhân loại.

CTGD tiểu học giúp HS hình thành và phát triển những yếu tố căn bản đặt nền móng cho sự phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần, phẩm chất và năng lực; định hướng chính vào giáo dục về giá trị bản thân, gia đình, cộng đồng và những thói quen, nề nếp cần thiết trong học tập và sinh hoạt.

CTGD THCS giúp HS phát triển các phẩm chất, năng lực đã được hình thành và phát triển ở cấp tiểu học; tự điều chỉnh bản thân theo các chuẩn mực chung của xã hội; biết vận dụng các phương pháp học tập tích cực để hoàn chỉnh tri thức và kỹ năng nền tảng; có những hiểu biết ban đầu về các ngành nghề và có ý thức hướng nghiệp để tiếp tục học lên THPT, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động.

CTGD THPT giúp HS tiếp tục phát triển những phẩm chất, năng lực cần thiết đối với người lao động, ý thức và nhân cách công dân; khả năng tự học và ý thức học tập suốt đời; khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân để tiếp tục học lên, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động; khả năng thích ứng với những đổi thay trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới. [1] 1.1.2. Yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực của học sinh phổ thông CTGD phổ thông hình thành và phát triển cho HS những phẩm chất chủ yếu sau: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm. Đồng thời, CTGD phổ thông hình thành và phát triển cho HS những năng lực cốt lõi sau:

3

+ Những năng lực chung được tất cả các môn học và hoạt động giáo dục góp phần hình thành, phát triển: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. + Những năng lực chuyên môn được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất. Bên cạnh việc hình thành, phát triển các năng lực cốt lõi, CTGD phổ thông còn góp phần phát hiện, bồi dưỡng năng lực đặc biệt (năng khiếu) của HS. [1]

Hình 1.1. Chân dung người HS mới 1.1.3. Kế hoạch giáo dục CTGD phổ thông được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn giáo dục cơ bản (từ lớp 1 đến lớp 9) và giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp (từ lớp 10 đến lớp 12).

Hệ thống môn học và hoạt động giáo dục của CTGD phổ thông gồm các môn học và hoạt động giáo dục bắt buộc, các môn học tự chọn.

Thời gian thực học trong một năm học tương đương 35 tuần. Các cơ sở giáo dục có thể tổ chức dạy học 1 buổi/ngày hoặc 2 buổi/ngày. Cơ sở giáo dục tổ chức dạy học 1 buổi/ngày và 2 buổi/ngày đều phải thực hiện nội dung giáo dục bắt buộc chung thống nhất đối với tất cả cơ sở giáo dục trong cả nước. [1] 4

Hình 1.2. Hệ thống các môn học trong chương trình phổ thông mới 1.2. Giới thiệu vài nét về chương trình môn Hóa học 1.2.1. Đặc điểm của môn Hóa học Hoá học là ngành khoa học thuộc lĩnh vực KHTN, nghiên cứu về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của chất.

Hoá học kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, là cầu nối các ngành KHTN khác như Vật lí, Sinh học, Y dược và Địa chất học. Những tiến bộ trong lĩnh vực hoá học gắn liền với sự phát triển của những phát hiện mới trong các lĩnh vực của các ngành Sinh học, Y học và Vật lí. Hoá học đóng 5

một vai trò quan trọng trong cuộc sống, sản xuất, góp phần vào sự phát triển kinh tế – xã hội. Những thành tựu của hoá học được ứng dụng vào các ngành vật liệu, năng lượng, dược phẩm, công nghệ sinh học, nông – lâm – ngư nghiệp và khoa học và vũ trụ.

Trong nhà trường phổ thông, môn Hoá học giúp HS có được những tri thức cốt lõi về Hoá học và ứng dụng những tri thức này vào cuộc sống. Môn Hoá học ở trường phổ thông có mối quan hệ với nhiều lĩnh vực giáo dục khác.

Cùng với Toán học, Tin học và Công nghệ, môn Hoá học góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.

Nội dung Chương trình môn Hoá học được phân chia theo 2 giai đoạn: – Giai đoạn giáo dục cơ bản: Ở cấp tiểu học, các nội dung liên quan đến Hoá học được trình bày ở mức độ đơn giản (vật liệu, nước, không khí,...) trong môn Khoa học (lớp 4, lớp 5), góp phần giúp HS có nhận thức bước đầu về thế giới tự nhiên. Ở cấp THCS, nội dung giáo dục hoá học được tích hợp ở mức độ cao hơn trong môn KHTN. – Giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp: Ở cấp THPT, Hoá học là môn học lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề nghiệp thuộc nhóm môn KHTN (bao gồm ba môn: Vật lí, Hoá học, Sinh học). Nội dung môn Hoá học được thiết kế thành các chủ đề vừa bảo đảm củng cố các mạch nội dung, phát triển kiến thức và kĩ năng thực hành trên nền tảng những năng lực chung và năng lực tìm hiểu tự nhiên đã được hình thành ở giai đoạn giáo dục cơ bản, vừa giúp HS có hiểu biết sâu sắc hơn về các kiến thức cơ sở chung của Hoá học, làm cơ sở nghiên cứu về hoá học vô cơ và hoá học hữu cơ.

Ngoài ra, trong mỗi năm học, những HS có định hướng nghề nghiệp cần sử dụng nhiều kiến thức hoá học được chọn ba chuyên đề học tập phù hợp với nguyện vọng của bản thân và điều kiện tổ chức của nhà trường. Các chuyên đề này nhằm thực hiện yêu cầu phân hoá sâu, giúp HS tăng cường kiến thức và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức giải quyết những vấn đề của thực tiễn, đáp ứng yêu cầu định hướng nghề nghiệp. [2]

6

1.2.2. Mục tiêu của chương trình môn Hóa học Môn Hoá học góp phần hình thành và phát triển ở HS các phẩm chất chủ yếu, năng lực chung cốt lõi và năng lực chuyên môn. Năng lực tìm hiểu tự nhiên thể hiện ở các năng lực thành phần mà môn Hoá học có ưu thế hình thành, phát triển ở HS như: năng lực nhận thức kiến thức hoá học, năng lực tìm tòi, khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học và năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào thực tiễn, từ đó biết ứng xử với tự nhiên một cách đúng đắn, khoa học và có khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân. [2] 1.2.3. Yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực Ngoài các phẩm chất và năng lực chung, môn Hoá học góp phần hình thành và phát triển ở HS năng lực tìm hiểu tự nhiên, cụ thể là năng lực hoá học, bao gồm các thành phần sau: Thành phần năng lực

Nhận thức hoá học

Biểu hiện Nhận thức được các kiến thức cơ sở về cấu tạo chất; các quá trình hoá học; các dạng năng lượng và bảo toàn năng lượng; một số chất hoá học cơ bản và chuyển hoá hoá học; một số ứng dụng của hoá học trong đời sống và sản xuất. Các biểu hiện cụ thể: – Nhận biết và nêu được tên của các đối tượng, sự kiện, khái niệm hoặc quá trình hoá học.

– Trình bày được các sự kiện, đặc điểm, vai trò của các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình hoá học.

– Mô tả được đối tượng bằng các hình thức nói, viết, công thức, sơ đồ, biểu đồ, bảng.

– So sánh, phân loại, lựa chọn được các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình hoá học theo các tiêu chí khác nhau.

– Phân tích được các khía cạnh của các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình hoá học theo logic nhất định.

– Giải thích và lập luận được về mối quan hệ giữa các các đối tượng, khái niệm hoặc quá trình hoá học (cấu tạo - tính chất,

7

nguyên nhân - kết quả,...).

– Tìm được từ khoá, sử dụng được thuật ngữ khoa học, kết nối được thông tin theo logic có ý nghĩa, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học.

– Thảo luận, đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề.

Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học

Quan sát, thu thập thông tin; phân tích, xử lí số liệu; giải thích; dự đoán được kết quả nghiên cứu một số sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và đời sống. Các biểu hiện cụ thể: – Đề xuất vấn đề: nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề; phân tích được bối cảnh để đề xuất vấn đề; biểu đạt được vấn đề.

– Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết: phân tích được vấn đề để nêu được phán đoán; xây dựng và phát biểu được giả thuyết nghiên cứu.

– Lập kế hoạch thực hiện: xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; lựa chọn được phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn,...); lập được kế hoạch triển khai tìm hiểu.

– Thực hiện kế hoạch: thu thập được sự kiện và chứng cứ (quan sát, ghi chép, thu thập dữ liệu, thực nghiệm); phân tích được dữ liệu nhằm chứng minh hay bác bỏ giả thuyết; rút ra được kết luận và và điều chỉnh được kết luận khi cần thiết.

– Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả tìm hiểu; viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; hợp tác với đối tác bằng thái độ lắng nghe tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giải trình, phản biện, bảo vệ kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục.

Vận dụng kiến thức, kĩ

Vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết một số vấn đề trong học tập, nghiên cứu khoa học và một số tình

8

năng đã học

huống cụ thể trong thực tiễn. Các biểu hiện cụ thể: – Vận dụng được kiến thức hoá học để phát hiện, giải thích được một số hiện tượng tự nhiên, ứng dụng của hoá học trong cuộc sống.

–Vận dụng được kiến thức hoá học để phản biện, đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn.

– Vận dụng được kiến thức tổng hợp để đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn và đề xuất một số phương pháp, biện pháp, mô hình, kế hoạch giải quyết vấn đề.

– Định hướng được ngành, nghề sẽ lựa chọn sau khi tốt nghiệp THPT. – Ứng xử thích hợp trong các tình huống có liên quan đến bản thân, gia đình và cộng đồng phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường.

Bảng 1.3. Năng lực hóa học [2] 1.2.4. Môn Hóa học sẽ dạy như thế nào trong chương trình phổ thông mới?

PGS.TS. Đặng Thị Oanh – chủ biên xây dựng chương trình môn Hóa học đã khẳng định trên vnexpress.net ngày 13/01/2018: “Điểm mới quan trọng nhất trong Chương trình môn Hóa học là định hướng tăng cường bản chất hóa học của đối tượng; giảm bớt và hạn chế các nội dung phải ghi nhớ máy móc cũng như phải tính toán theo kiểu “toán học hóa”, ít đi vào bản chất hoá học và thực tiễn”.

Hạn chế các nội dung phải ghi nhớ máy móc Chương trình môn Hóa học cấp THPT đảm bảo tính khoa học (cơ bản, hiện đại), kế thừa và phát triển các nội dung giáo dục của môn KHTN ở THCS theo cấu trúc đồng tâm kết hợp cấu trúc tuyến tính nhằm mở rộng và nâng cao kiến thức, kỹ năng cho HS. Điểm mới quan trọng nhất trong Chương trình môn Hóa học là định hướng tăng cường bản chất hoá học của đối tượng; giảm bớt và hạn chế các nội dung phải ghi nhớ máy móc cũng như phải tính toán theo kiểu “toán học hoá”, ít đi vào bản chất hoá học và thực tiễn.

9

Để phát triển phẩm chất và năng lực của người học, Chương trình môn Hóa học chú trọng trang bị các khái niệm công cụ và phương pháp sử dụng công cụ, đặc biệt là giúp HS có kỹ năng thực hành thí nghiệm, kỹ năng vận dụng các tri thức hoá học vào việc tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn, đáp ứng được yêu cầu của cuộc sống.

Chương trình môn Hóa học vận dụng các phương pháp giáo dục tích cực hóa hoạt động của người học, nhằm khơi gợi hứng thú, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS, tăng cường các hoạt động trải nghiệm, rèn luyện kỹ năng cho HS. Cách đánh giá kết quả giáo dục cũng được đổi mới để hỗ trợ việc phát triển phẩm chất và năng lực cho HS. Ba mạch nội dung cốt lõi Chương trình môn Hóa học gồm 3 mạch nội dung cốt lõi: kiến thức cơ sở hóa học chung, kiến thức hóa học vô cơ và kiến thức hóa học hữu cơ.

Trục phát triển chính của Chương trình môn Hóa học là hệ thống các chủ đề và chuyên đề về kiến thức cơ sở hóa học chung về cấu tạo chất và quá trình biến đổi hoá học.

Các kiến thức về cấu tạo của nguyên tử, liên kết hóa học, năng lượng hóa học, tốc độ phản ứng hóa học, cân bằng hóa học, phản ứng oxi – hóa khử và dòng điện, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là cơ sở lý thuyết chủ đạo để HS giải thích được bản chất, nghiên cứu được quy luật hoá học ở các nội dung hoá học vô cơ và hoá học hữu cơ.

Bên cạnh nội dung giáo dục cốt lõi (70 tiết/lớp/năm), trong mỗi năm học, những HS có thiên hướng KHTN và công nghệ được chọn học một số chuyên đề (35 tiết/lớp/năm). Mục tiêu của các chuyên đề này là nhằm thực hiện yêu cầu phân hoá sâu, mở rộng nâng cao kiến thức, tăng cường kỹ năng thực hành, luyện tập và vận dụng kiến thức giải quyết những vấn đề của thực tiễn, đáp ứng yêu cầu định hướng nghề nghiệp cho HS. Đổi mới phương pháp dạy Hóa theo hướng tiếp cận năng lực Việc đổi mới PPDH Hóa học theo hướng tiếp cận năng lực là trọng tâm của Chương trình. CTGD môn Hóa học đặc biệt chú trọng định hướng phát triển năng lực thông qua thiết kế hoạt động dạy học cho mỗi nội dung, mỗi chủ đề học tập.

10

Dùng câu hỏi hoặc bài kiểm tra để đánh giá Chương trình môn Hóa học đặc biệt quan tâm đến đánh giá năng lực nhận thức kiến thức hoá học thông qua các câu hỏi (nói, viết), bài tập,... thông qua việc trình bày, so sánh, hệ thống hoá kiến thức hay vận dụng kiến thức hoá học để giải thích, chứng minh, giải quyết vấn đề.

Việc đánh giá năng lực tìm tòi, khám phá kiến thức hoá học áp dụng các phương pháp đánh giá như: Quan sát (sử dụng các công cụ hỗ trợ như bảng kiểm quan sát theo các tiêu chí đã xác định, quan sát quá trình thực hiện tiến trình tìm tòi, khám phá, quá trình thực hành thí nghiệm của HS,...).

Sử dụng các câu hỏi, bài kiểm tra nhằm đánh giá hiểu biết của người học về kỹ năng thí nghiệm, khả năng suy luận để rút ra hệ quả, đưa ra phương án kiểm nghiệm, xử lý các dữ liệu đã cho để rút ra kết luận, khả năng thiết kế thí nghiệm hoặc nghiên cứu để thực hiện một nhiệm vụ học tập được giao và có thể đề xuất các thiết bị, kỹ thuật thích hợp; Sử dụng báo cáo thực hành để đánh giá toàn diện quá trình thực hành (ví dụ quá trình thực nghiệm để kiểm tra một giả thuyết) của HS. Việc đánh giá năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào thực tiễn được thực hiện thông qua yêu cầu người học trình bày vấn đề thực tiễn cần giải quyết, trong đó HS phải sử dụng được ngôn ngữ hoá học, các bảng biểu, mô hình,... để mô tả, giải thích hiện tượng hoá học trong vấn đề đang xem xét; sử dụng các câu hỏi đòi hỏi người học vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề, đặc biệt các vấn đề thực tiễn.

Không thiết kế theo bài/tiết như chương trình cũ Khác với chương trình hiện hành, nội dung Chương trình môn Hóa học cấp THPT lần này không thiết kế theo bài/tiết, sắp xếp xen kẽ giữa các mạch nội dung mà theo hệ thống chủ đề, nghiên cứu các kiến thức cơ sở hóa học chung làm nền tảng, làm cơ sở lý thuyết chủ đạo để nghiên cứu kiến thức hóa học vô cơ và hóa học hữu cơ.

Tuy nhiên, hệ thống kiến thức về cơ bản không thay đổi. Do đó, GV chỉ cần nghiên cứu kỹ chương trình là có thể thực hiện được. Điểm mới về sử dụng thuật ngữ trong chương trình môn Hóa học lần này là sử dụng thuật ngữ theo khuyến nghị của IUPAC có tham khảo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5529:2010 và 5530: 2010 của Tổng cục Tiêu chuẩn 11

Đo lường Chất lượng), phù hợp với thực tiễn Việt Nam, từng bước đáp ứng yêu cầu thống nhất và hội nhập. [8] 1.3. Công nghệ thông tin trong dạy học hóa học 1.3.1. Vai trò của CNTT trong dạy học hóa học Cùng với sự phát triển của xã hội trong thời đại kỹ thuật số, CNTT được ứng dụng trong các lĩnh vực của đời sống xã hội, góp phần to lớn trong việc cải tạo cuộc sống và nâng cao chất lượng cuộc sống của con người.

- CNTT hỗ trợ đắc lực trong công tác quản lý và giảng dạy trong nhà trường, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả các hoạt động giáo dục và đào tạo.

- CNTT góp phần cho việc đổi mới PPDH, là công cụ hỗ trợ giúp GV trong việc thiết kế bài giảng Powerpoint; giáo án điện tử e-Learning (sử dụng các phần mềm trình chiếu; tìm kiếm thông tin phục vụ nội dung tiết dạy trên mạng; trao đổi và chia sẻ về những vấn đề cần thảo luận trong các nhóm GV hay trên mạng của trường học kết nối; tham khảo sách điện tử, giáo trình điện tử,...).

- CNTT là thiết bị phục vụ dạy học: Giúp GV Hóa học dùng các phần mềm mô phỏng các thí nghiệm để dạy, thiết kế các clip hình ảnh động hay tiến trình của các hoạt động sản xuất, điều chế trong phòng thí nghiệm hoặc trong công nghiệp.

- Đối với HS: CNTT giúp các em có thêm phương pháp tiếp cận với môn hóa học và các kiến thức thông qua các bài giảng của GV được thể hiện qua các kênh hình, kênh chữ, âm thanh; giúp các em cùng chia sẻ bài học thông qua các bài học trên trang mạng trường học kết nối; đối với những em đam mê khoa học thì CNTT là công cụ hữu hiệu để các em tiếp cận và đến với khoa học; CNTT cũng giúp nhiều cho các em trong môn học ngoại ngữ,...

Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm với nhiều phản ứng thú vị nhưng cũng không kém phần nguy hiểm. Việc đưa các PMHH vào dạy học sẽ hỗ trợ nhiều cho quá trình dạy học, đặc biệt là việc mô phỏng các quá trình, thí nghiệm mà điều kiện thường không thực hiện được.

PMHH góp phần cho việc đổi mới PPDH, là công cụ hỗ trợ giúp GV trong việc thiết kế giáo án, bài giảng Powerpoint, xây dựng mô hình phân tử, mô phỏng thí nghiệm một cách dễ dàng, chính xác. Đối với những kiến thức

12

khó hiểu mang tính hàn lâm, PMHH giúp HS tiếp cận một cách dễ dàng, tự nhiên, chính xác hơn.

Chúng ta có thể sử dụng phần mền để mô phỏng cấu trúc phân tử, làm thí nghiệm ảo, nghiên cứu một số tính chất như quang phổ, góc liên kết,...

1.3.2. Một số phần mềm sử dụng trong dạy học Hóa học 1.3.2.1. Chemwin Chemwin là phần mềm vẽ công thức hoá học, các phản ứng hoá học và các dụng cụ thí nghiêm trong hoá học khá thông dụng của Bio-Rad Laboratories.

ChemWindow v6.0 có thư viện hình vẽ khoảng 4500 chất hữu cơ, dược phẩm với tên thông thường và tên thương mại, thư viện hình vẽ các dụng cụ thuỷ tinh, các ký hiệu trong công nghệ hóa học.

Hạn chế: Chemwin còn thiếu nhiều tính năng so với phần mềm vẽ công thức khác như ChemOffice. Chương trình này đòi hỏi phải có máy in mới chạy được. Nếu máy tính của bạn chưa cài máy in thì bạn phải cài một máy in ảo mặc định trong máy tính.

Hình 1.4. Giao diện làm việc của Chemwin 1.3.2.2. ADC Lab Phần mềm miễn phí ACD Lab 10 của hãng Advanced Chemistry Development Inc sử dụng để vẽ công thức hóa hữu cơ. Như mọi chương trình

13

chạy trong môi trường Windows mà chúng ta thường gặp, ACD Lab cũng trình bày dòng tiêu đề, các menu lệnh, các nút công cụ và cửa sổ làm việc.

Hình 1.5. Giao diện làm việc của ADC Lab 1.3.2.3. Materials Studio Là phần mềm mô phỏng và mô hình hóa toàn diện được thiết kế cho các nhà hóa học và nghiên cứu vật liệu, tính toán trong hóa học, vật liệu, y dược và các lĩnh vực khác. Là phần mềm tương đối toàn diện trong việc tính toán các quá trình hấp phụ, tính năng lượng tương tác.

Hình 1.6. Giao diện làm việc của Materials Studio 14

1.3.2.4. FullProf Suite Là phần mềm dùng tính toán cấu trúc tinh thể, là phần mềm được sử dụng để xử lý kết quả sau khi đo X-ray, nhiễu xạ neutron.

Hình 1.7. Giao diện làm việc của FullProf 1.3.2.5. Gaussian98 Chương trình hỗ trợ việc tính toán môn hóa học lượng tử và mô phỏng cấu trúc hóa học.

Hình 1. 8. Giao diện làm việc của Gaussian98

15

1.3.2.6. ObitanViewer Chương trình xem hình dạng các orbital ở nhiều góc độ các dạng orbital s, p, d, f và có nhiều tùy chọn xuất ra rất sinh động dành cho giảng dạy bài học trừu tượng về orbital ở các chương trình giảng dạy.

Hình 1.9. Giao diện làm việc của ObitanViewer 1.3.2.7. Titration Titration là một chương trình rất nhỏ dùng xem biểu đồ biểu diễn quá trình chuẩn độ acid – base, chuẩn độ một số chất khác có thể xuất ảnh của đồ thị sang dạng BMP rồi chép vào Word.

Hình 1.10. Giao diện làm việc của Titration [9]

16

Chương 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Xây dựng nội dung và yêu cầu cần đạt Tên chương/ Chủ đề/Bài (1)

Vẽ cấu trúc phân tử

Thực hành thí nghiệm hoá học ảo

Tính tham số cấu trúc và năng

Số tiết

Nội dung

Yêu cầu cần đạt về chuyên môn

(2)

(3)

(4)

3

- Giới thiệu một số phần mềm sử dụng để vẽ cấu trúc phân tử.

- Hướng dẫn sử dụng phần mềm Chemoffice để vẽ cấu trúc phân tử.

- Thực hành vẽ CTCT, công thức Lewis của một số hợp chất vô cơ, hữu cơ.

- Vẽ được CTCT, công thức Lewis của một số chất vô cơ và hữu cơ.

- Lưu được các file, chèn được hình ảnh vào file Word, PowerPoint.

Thực hiện được các thí nghiệm ảo theo nội dung được cho trước từ GV. Phân tích và lí giải được kết quả thí nghiệm ảo.

8

- Giới thiệu một số phần mềm tiến hành thí hoá học nghiệm ảo.

- Hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry, Chemlab để tiến hành thí nghiệm hoá học ảo.

- Thực hành sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry, Chemlab để tiến hành thí nghiệm ảo.

4

- Tính tham số cẩu trúc và năng lượng có ý nghĩa gì trong nghiên cứu hoá học.

- Giới thiệu một số phần

- Nêu được quy trình tính toán bằng phương pháp bán kinh nghiệm (nhập file đầu vào, chọn

17

lượng

mềm để tính cấu trúc và năng lượng.

- Hướng dẫn sử dụng phần mềm HyperChem để tính năng lượng và các thông số lượng tử.

- Thực hành sử dụng phần mềm HyperChem để tính năng lượng và các thông số lượng tử.

phương pháp tính, thực hiện tính toán, lưu kết quả).

- Sử dụng được kết quả tính toán để thấy được hình học phân tử, xu hướng thay đổi độ dài, góc liên kết và năng lượng phân tử trong dãy các chất (cùng nhóm, chu kì, dãy đồng đẳng,...).

2.2. Quy trình xây dựng nội dung chuyên đề

Yêu cầu cần đạt

Chuẩn bị tài liệu tham khảo

Xây dựng nội dung cốt lõi, khai thác tính năng của phần mềm

Chuyển hóa thành video hướng dẫn

Hình 2.1. Quy trình xây dựng nội dung chuyên đề

18

Chương 3. KẾT QUẢ- THẢO LUẬN 3.1. Vẽ CTCT của một số chất bằng phần mềm Chemoffice 3.1.1. Giới thiệu chung về Chemoffice - Khởi động ChemOffice Click đúp chuột trái vào biểu tượng của chương trình trên màn hình

Hoặc chọn: Star/Program/ChemOffice 2016/ChemDraw Professional click đúp chuột trái.

Màn hình làm việc của chương trình xuất hiện

- Màn hình làm việc chia làm 3 phần chính: Phần thứ nhất: Các công cụ trên thanh menu.

Phần thứ hai: bên trái gồm 3 mục: Contents: là phần chứa các thí nghiệm được chuẩn bị sẵn cùng với hướng dẫn rất cụ thể.

Parts Library: là phần chứa tất cả các hóa chất và dụng cụ cần cho việc làm thí nghiệm hiệu chỉnh tính năng của các công cụ mà chúng ta đang chọn.

Properties: là phần chứa tất cả các công cụ phục vụ cho chúng ta làm thí nghiệm bao gồm các hóa chất dụng cụ và các phần hỗ trợ khác.

19

Phần thứ 3: là phần chiếm gần hết giao diện của chương trình, phòng thí nghiệm của chúng ta mọi thao tác chúng ta đều thực hiện ở đây.

- Cách sử dụng các thanh công cụ

- Để thoát chương trình, chọn menu (menu File ➙ Exit).

20

3.1.2. Vẽ CTCT, công thức Lewis, công thức phối cảnh Trước hết cần vẽ công thức ra giấy làm căn cứ để xây dựng bằng ChemOffice. Dùng các công cụ thích hợp trong thanh công cụ để vẽ liên kết, kí hiệu Hóa học. Hoặc sử dụng lệnh Structure/Convert name to Structure, xuất hiện cửa sổ Insert Structure gõ danh pháp IUPAC của chất cần vẽ.

3.1.2.1. Vẽ CTCT của chất Hóa học Ví dụ minh họa vẽ phân tử H2SO4. − Chọn text tâm.

để viết các kí hiệu nguyên tử. Đầu tiên vẽ nguyên tố trung

− Chọn liên kết thích hợp . Click chuột trái vào kí hiệu nguyên tử khi thấy có ô vuông màu xanh thì giữ chuột và kéo từ nguyên tố ra ngoài (hoặc kéo đến 1 kí hiệu nguyên tử khác) để hình thành liên kết.

− Click chuột trái vào đầu còn lại của liên kết đến khi xuất hiện ô vuông xanh chọn text điền các nguyên tử còn lại vào.

− Hoàn thành công thức.

3.1.2.2. Xây dựng công thức Lewis Bước 1: Vẽ CTCT của phân tử Bước 2: Click chuột trái vào chemical symbols chọn các biểu diễn electron thích hợp với từng nguyên tử trong công thức sau đó click chuột trái vào nguyên tử cần điền electron.

21

Chú ý: Nếu điền thừa e thì sẽ hiển thị viền đỏ.

Ví dụ:

Ví dụ minh họa: Công thức Lewis của phân tử H2O. Bước 1: Vẽ CTCT của phân tử H2O

Bước 2: Click chuột trái vào chemical symbols chọn click chuột vào O click chuột 2 lần ta được công thức Lewis của phân tử H2O

22

3.1.2.3. Xây dựng công thức phối cảnh Bước 1: Biểu diễn các nguyên tử và các liên kết mạch chính.

Bước 2: Chọn liên kết thích hợp click chuột vào nguyên tử trung tâm rồi kéo ra các hướng xác định để hình thành liên kết.

Ví dụ minh họa vẽ công thức phối cảnh của phân tử C2H6.

Bước 1: Vẽ liên kết C-C của mạch chính.

Bước 2: Chọn các liên kết thích hợp để biểu diễn các liên kết C-H - Chọn công cụ Hashed Wedged Bond, click chuột vào nguyên tử C rồi kéo ra để hình thành liên kết che khuất.

- Chọn công cụ Bold Wedged Bond click chuột vào nguyên tử C rồi kéo ra để vẽ liên kết hướng về phía trước.

23

- Chọn công cụ Solid Bond click chuột vào nguyên tử C rồi kéo ra để vẽ liên kết C-H còn lại.

Bước 3: Điền H vào các đầu còn lại của liên kết để hoàn thành công thức - Click chuột vào text di chuyển chuột đến đầu còn lại của liên kết khi xuất hiện ô vuông xanh thì click chuột rồi điền kí hiệu H vào.

24

- Hoàn thành công thức.

3.2. Thực hành thí nghiệm ảo với Crocodile Chemistry 3.2.1. Giới thiệu về Crocodile Chemistry - Khởi chạy Crocodile Chemistry Click đúp chuột vào biểu tượng của chương trình trên màn hình

Hoặc vào Star/Crocodile Clip/Crocodile Chemistry 6.05 Màn hình làm việc của chương trình xuất hiện

25

1

2

3

- Màn hình làm việc chia làm 3 phần chính: Phần thứ nhất: các công cụ trên thanh menu.

Phần thứ hai: nằm bên tay trái gồm ba mục: Contents là phần chứa các thí nghiệm được chuẩn bị sẵn cùng với hướng dẫn rất cụ thể.

Parts Library là phần chứa tất cả các hóa chất và dụng cụ cần cho việc làm thí nghiệm hiệu chỉnh tính năng của các công cụ mà chúng ta đang chọn.

Properties là phần chứa tất cả các công cụ phục vụ cho chúng ta làm thí nghiệm bao gồm các hóa chất dụng cụ và các phần hỗ trợ khác.

Phần thứ ba: là phần chiếm gần hết giao diện của chương trình, là phòng thí nghiệm của chúng ta mọi thao tác chúng ta đều thực hiện ở đây.

3.2.2. Các thao tác cơ bản của Crocodile Chemistry 3.2.2.1. Tạo thí nghiệm mới Bước 1: Click vào biểu tượng trên thanh công cụ hoặc chọn lệnh File/New. Bước 2: Click đúp lần vào thẻ “scene 1” ở phía dưới cửa sổ và đổi tên theo ý muốn.

26

Bước 3: Click vào

trên thanh công cụ chọn Generral ➙xuất hiện hộp

thoại Properties ở cửa sổ bên trái.

Bước 4: Chọn thẻ Details, điều chỉnh kích thước vùng thí nghiệm bằng cách gõ số thích hợp vào ô Wide (chiều rộng), Height (chiều cao) (mặc định 1400 x1600).

Bước 5: Chọn thể background để điều chỉnh màu nền, hình nền bạn thích.

3.2.2.2 Lấy dụng cụ thí nghiệm − Click chuột vào mục Glassware chọn các dụng cụ thủy tinh hoặc Equipment để chọn các dụng cụ khác. − Kéo vào vùng làm thí nghiệm.

3.2.2.3. Lấy hóa chất − Click chuột vào mục Chemicals chọn hóa chất dùng rồi kéo vào vùng làm thí nghiệm. − Rót hóa chất vào dụng cụ thủy tinh: kéo lọ hóa chất đến dụng cụ thủy tinh, hoá chất từ trong lọ sẽ tự vào dụng cụ thủy tinh.

27

− Điều chỉnh thông số thể tích và nồng độ của dung dịch: chọn dung dịch (vào Parts Library/Halides/Solutions) ➙ Click vào thông số nồng độ và thể tích để điều chỉnh thích hợp về giá trị và đơn vị.

− Điều chỉnh thông số khối lượng và độ mịn của chất rắn dạng bột: chọn chất rắn (vào Parts Library/Halides/Powders) ➙ Click vào thông số khối lượng và độ mịn để điều chỉnh thích hợp về giá trị và đơn vị. Độ mịn có ba chế độ: Fine: mịn, Medium: hơi mịn, Coarse: thô.

− Lấy hóa chất vào cốc bằng pipet + Đưa pipet vào lọ đựng dung dịch, dung dịch tự động hút vào pipet. + Đưa pipet vào cốc, khi đó xuất hiện mũi tên màu đen, hướng xuống, dung dịch từ pipet tự động chảy vào cốc.

3.2.2.4. Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm - Chọn các dụng cụ thí nghiệm cần dùng để lắp ráp.

- Lắp ráp các dụng cụ đó chính xác theo mô tả các bươc lắp ráp thực nghiệm.

28

Ví dụ minh họa: Lắp dụng cụ thí nghiệm sự dẫn điện của dung dịch.

Lấy dụng cụ - Chậu thủy tinh: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Bath click giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Nguồn điện: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Equipment chọn Battery click giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Bóng đèn: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/Equipment chọn Light bulb click giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Điện cực cacbon: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Electrodes chọn Carbon click giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Cách tiến hành Lắp dụng cụ như sau:

3.2.2.5. Quan sát thí nghiệm Chọn đối tượng quan sát, khi đưa con trỏ vào thì sẽ xuất hiện các thanh công cụ sau:

29

3.3. Thực hành thí nghiệm ảo bằng ChemLab 3.3.1. Giới thiệu chung về Chemlab ChemLab là chương trình làm thí nghiệm ảo trên máy tính với các phần chuẩn độ, định lượng, chất chỉ thị màu và các hình ảnh bộ dụng cụ làm thí nghiệm như: burret, becher, erlen, đèn cồn,… và bạn có thể Copy vào các trang Word làm tư liệu dạy học.

- Khởi chạy ứng dụng ChemLab

Click đúp chuột trái vào biểu tượng Hoặc chọn Star/Program/ChemLab Eval v2.5.1 click đúp chuột trái.

Màn hình làm việc của chương trình xuất hiện

- Trong cửa sổ làm việc, chúng ta thực hành ở phần bên trái. Còn phần bên phải là lý thuyết gồm các thẻ: Introduction: Giới thiệu khái quát Procedure: Các bước trong trình tự thực hành Observation: Quan sát và báo cáo lại kết quả thực hiện.

Click chuột trái vào menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn thí nghiệm, chọn OK để vào môi trường làm việc.

- Bản dùng thử Phần mềm ChemLab của Model Science cho phép chúng ta làm 7 thí nghiệm khác nhau đó là:

30

Acid - Base Titration: Chuẩn độ Acid - Bazo thông qua phản ứng trung hòa và đo độ pH. Fractional Crystallization Lab: Hòa tan và kết tinh một vài loại muối.

Gas Compression: Nén khí để minh họa cho mối quan hệ giữa thể tích và áp suất của chất khí trong môi trường nhiệt độ không đổi.

Generic Lab: Thử một vài thiết bị trong phòng thí nghiệm.

Gravimetric Analysis of Chloride Introduction: thực nghiệm hóa phân tích để xác định thành phần của một hóa chất có gốc muối clorua (Cl-).

Reaction kinetics in redox reaction (Iodine & hydrogen peroxide): Nghiên cứu tốc độ phản ứng hóa học qua phản ứng giữa Iot và nước oxy già.

Specific head lab Introduction: Thử nghiệm về nhiệt dung.

3.3.2. Thực hành chuẩn độ acid - base Click chuột trái vào menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Acid - Base Titration, chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

Bước 1: Thêm 35 ml dung dịch HCl 2M vào một bình Erlenmeyer 100 ml Bên cửa sổ phải, click chuột phải vào khoảng trống, trong menu, chọn Erlenmayer flask>> 100ml flask (Bình nón có dung tích 100ml).

Thêm vào bình nón này 35ml dung dịch HCl 0.2M: Click chuột phải vào bình nón, chọn Chemicals để có hộp Chemicals trong khung Chemicals chọn (0.2M) HCl, khung Volume chọn 35ml, chọn OK sẽ thấy một lượng dung dịch không màu xuất hiện trong bình.

31

Bước 2: Thêm chỉ thị (phenolphtalein) vào acid Click chuột phải vào bình nón chọn Indicators. Trong hộp Indicators chọn chất chỉ thị là Phenolphthalein, khung Drops to Add chọn 2, chọn OK.

Bước 3: Hiển thị thước đo pH Hiển thị thước đo độ pH bằng cách click chuột phải vào bình nón chọn pH Meter. Dưới đáy bình xuất hiện khung nhỏ màu xanh ghi pH: 0.7.

Bước 4: Bật thu thập dữ liệu chuẩn độ Click chuột phải vào bình, đánh dấu chọn Collect Titration Data.

32

Bước 5: Mở cửa sổ dữ liệu chuẩn độ Click chuột phải lần nữa, đánh dấu chọn View Titration Data để hộp Titration Data hiển thị.

Bước 6: Đổ đầy buret bằng NaOH 2M Click chuột phải lên khoảng trống, trong menu chọn Buret 50ml.

Click chuột phải vào Buret, chọn Chemicals. Trong hộp Chemicals chọn (0.2M) NaOH quy định Volume là 50ml. chọn OK, Buret lúc này đã chứa đầy dung dịch NaOH 0.2M do đó nó từ màu xám chuyển qua màu trắng. Di chuyển cho Buret lên phía trên và bình nón hứng phía dưới.

33

Bước 7: Chuẩn độ HCl bằng NaOH Trong hộp Titration - Unlab xuất hiện cùng lúc với Buret, gõ vào Start Vol 50 (ml) và End Vol 50 (ml). Kế tiếp ở thanh trượt phía trên cùng, click chuột kéo từ trái qua phải, đầu tiên là chậm sau đó nhanh dần, thả chuột ra, quan sát dung dịch NaOH nhỏ từ buret xuống bình nón và ghi nhận điểm chuyển từ không màu sang màu hồng (do chỉ thị màu Phenolphthalein). Khi chảy đến giọt cuối cùng, ghi nhận pH lúc này là 12,55. Cùng trong tiến trình đó, hộp Titration Data cũng hiển thị đồ thị theo diễn biến của quá trình phản ứng.

34

3.4. Tính toán một số thông số lượng tử bằng Hyperchem 3.4.1. Giới thiệu chung về Hyperchem Phần mềm HyperChem là phần mềm chuyên dụng trong bộ môn Hóa Tính Toán (Ứng dụng tin học trong Hóa học) hiện nay. Mô phỏng cấu trúc 3D của hợp chất, tối ưu hóa cấu trúc, tính toán mọi thông số liên quan đến hợp chất như: năng lượng bề mặt, phổ IR, UV,... các dao động nhiệt, độ dài và năng lượng liên kết,...

- Khởi động chương trình làm việc Click đúp chuột trái vào biểu tượng

của chương trình trên màn

hình.

Hoặc chọn: Star/Heperchem Release 8.0/HeperChem Professional click đúp chuột trái.

Màn hình làm việc của chương trình xuất hiện

35

- Thanh công cụ

Chọn nguyên tố O để vẽ CTCT Chọn nguyên tố nitơ để vẽ CTCT Chọn nguyên tố Cacbon để vẽ CTCT Công cụ vẽ hình vuông

3.4.2.1. Vẽ phân tử Bước 1: Chọn nguyên tố - Click chuột trái vào menu: Build/Default element

Vẽ đường tròn Vẽ đường thẳng

36

Viết ghi chú Công cụ cắt lát theo trục z Công cụ zoom Công cụ di chuyển phân tử dọc theo trục z Công cụ di truyền phân tử dọc theo trục x và y Công cụ xoay phân tử xung quanh trục z Công cụ xoay phân tử xung quanh trục x và y Công cụ lựa chọn Công cụ vẽ CTCT

3.4.2. Xây dựng phân tử Bật chế độ làm việc: Chọn File/Start log.

Allow Arbitrary: vẽ số liên kết lớn hơn hóa trị của nguyên tố của nó.

Explicit Hydrogens: tự động thêm H liên kết vào nguyên tử cho đến bão hòa hóa trị.

Properties: cho biết thuộc tính nguyên tố.

- Chọn nguyên tố, muốn thay đổi nguyên tố: Select →Atom.

Chú thích: Để sử dụng nguyên tố có nhiều liên kết hơn hoá trị của nó, đánh dấu hộp Allow Arbitrary. Để ngầm định nguyên tố ngoài cùng là Hyđro, đánh dấu hộp Explicit Hydrogens.

Bước 2: Vẽ cấu trúc phân tử - Click đúp chuột vào biểu tượng trên màn hình tạo nguyên tử ban đầu.

- Giữ chuột trái và kéo chuột tới một vị trí hoặc 1 nguyên tử nào đó để vẽ liên kết đơn.

- Tạo liên kết bội bằng cách nhắp đúp chuột vào liên kết.

- Xoá liên kết hoặc nguyên tử bằng cách nhắp đúp chuột phải vào liên kết hoặc nguyên tử đó.

- Bổ sung Hidro bổ sung H và tối ưu cấu trúc gần đúng của phân tử bằng cách vào Menu Build/Add Hidrogens.

Bước 3: Chỉnh sửa phân tử ➢ Thay thế nguyên tố Click đúp lần chuột trái vào công cụ vẽ trên thanh công cụ. Bảng nguyên tố sẽ hiện ra. Chọn nguyên tố muốn thay thế.

Click chuột trái vào nguyên tử muốn thay thế trong phân tử đã vẽ.

37

➢ Quay phân tử Click nút

để quay phân tử trong mặt phẳng màn hình.

Click nút để quay phân tử trong không gian ba chiều.

Cách quay:Click trái chuột lên màn hình dịch chuyển chuột để quay phân tử tới một góc độ cần thiết. ➢ Phóng to, thu nhỏ phân tử Click vào nút sau đó giữ và rê chuột trái để phóng to, thu nhỏ phân tử trên màn hình. ➢ Dịch chuyển phân tử Click vào nút sau đó giữ và rê chuột trái để dịch chuyển phân tử trên màn hình.

Lặp lại các bước cho đến khi hoàn thiện được khung phân tử.

3.4.2.2. Tối ưu hoá cấu trúc - Click chuột trái vào Select sau đó chọn tất cả nguyên tử.

- Click chuột trái vào menu: Setup/Molecular Mechanich chọn trường lực MM+/Options/Atomic charges.

- Click chuột trái vào menu: Compute/Geometry optimization/Polak Riviere RMS gradient = 0,1 →OK. Khi máy báo Conv= Yes là được.

3.4.2.3. Hóa học tính toán Các phương pháp lượng tử gần đúng bao gồm các phương pháp không kinh nghiệm (phương pháp Ab – initio) và các phương pháp bán kinh nghiệm (CNDO, INDO, MNDO, AM1, PM3, TNDO,...)

Bước 1: Chọn phương pháp tính - Setup/Semi-empirical/AM1/Options Đặt Convergence limit (độ tụ): 0,01 Iteration limit (giới hạn độ tụ): 50 UHF →OK. 38

- Compute/Geometry Optimization/Polak - Ribiere: Chọn thủ thuật giải lập: Algorihm – Polak – Ribiere Điều kiện biên số: Temination Condition RMS: 0,01 Số vòng lặp tối đa: 200 Chọn OK để thực hiện quá trình tối ưu Khi máy báo Conv = Yes là được Bước 2: Tính điểm đơn Chọn Menu Compute/Single point.

- Xem kết quả: + Năng lượng nguyên tử: Giá trị năng lượng nguyên tử nào thì click chuột vào nút

rồi sau đó chỉ hoặc click chuột trái vào nguyên tử cần xem.

+ Độ dài liên kết trên phân tử: click chuột trái vào biểu tượng sau đó nhấn chuột trái vào 2 nguyên tử ở liên kết cần xem. + Góc liên kết: click biểu tượng nguyên tử tạo góc cần xem.

rồi

, rồi sau đó nhấn chuột trái vào 3

+ Đo góc vặn: Click chuột trái vào công cụ trên thanh công cụ.

Click chuột trái vào nguyên từ đầu rê đến nguyên tử thứ tư trong 4 phân tử tạo nên góc vặn rồi giải phóng chuột. + Hiển thị thuộc tính trên nguyên tử:Vào Menu Display/Labels.

Hộp thoại Labels hiện ra với các lựa chọn khác nhau:

39

Atoms

Nguyên tử

None

Bỏ tất cả các nhãn

Symbol

Biểu tượng nguyên tử C,H,O,N,...

Name

Tên của nguyên tử theo ngân hàng dữ liệu

Number

Số thứ tự tạo nguyên tử

Type

Kiểu nguyên tử theo các tác kiểu nguyên tử theo tác động của trường lực

Charge

Điện tích thực của nguyên tử

Spin Population

Tổng spin thực (alpha-beta) của một nguyên tử

Mass

Khối lượng nguyên tử

Basis set

Tập hợp hàm cơ bản áp dụng cho nguyên tử

Chirality

R hoặc S

RMS Gradient

Giá trị vô hướng của Vectơ biến thiên mô tả trường lực của một nguyên tử

Custom

Đặt tùy chọn

Residues

Hợp phần

None

Bỏ tất cả các nhãn

Name

Tên hợp phần

Sequence

Thứ tự hợp phần từ hợp phần đuôi N

Name +Seq

Cả tên và thứ tự

PDB Seq

Cấu trúc phân tử sinh học

Sec. Structure

Trình tự tín hiệu

Bond

Liên kết

None

Bỏ tất cả các nhãn

Bond length

Độ dài liên kết

Bond Order

Bậc liên kết

Giá trị góc bạn hiển thị cho trong dòng trạng thái ở dưới.

Bước 3: Xác định thông số QSAR Vào Menu Compute/QSAR properties

40

Pratical charger: điện tích riêng phần Surface area: điện tích bề mặt Volume: thể tích Hydration Energy: năng lượng hyđrat hoá LogP Refractivity: hệ số khúc xạ Mass: khối lượng Polarizability: hệ số phân cực Copy QSAR: Option/Output to/Resultf window/OK. Bước 4: Tín hiệu quang phổ - Compute/Vibration, Rotation analysis - Xem kết quả: Compute/Vibration Spectum/Frequency: tần số, Intensity: cường độ.

- Xem dao động phân tử: Compute/Vibratinal Spectrum chọn tích vào Animate Vibration sau đó chọn dao động cần xem rồi Apply/OK. Bước 5: Lưu phân tử: Vào File/Save.

Bước 6: Thoát và xem kết quả: Mở file.log 3.5. Xây dựng video hướng dẫn sử dụng phần mềm Hóa học trong chuyên đề Kết hợp phần mềm quay video Camtasia 9 và công cụ Notepad để quay video hướng dẫn sử dụng phần mềm Hóa học trong chuyên đề.

3.5.1. Thiết kế video hướng dẫn sử dụng phần mềm hóa học bằng phần mềm quay video Camtasia 9 Mở phần mềm quay video Camtasia 9 chọn Record the screen.

Lúc này sẽ xuất hiện một bảng công cụ chứa các tùy chọn như sau: 41

(1). Full Screen: Chế độ quay toàn màn hình.

(2). Custom: Lựa chọn nhiều kích thước màn hình khác nhau với các tỷ lệ như 16:9 và 4:3. Sau khi chọn xong tỷ lệ, một khung ghi sẽ xuất hiện trên màn hình Desktop, lúc này bạn chỉ cần nhấp lên tâm của khung ghi và kéo đến vị trí cần ghi.

(3). Webcam off: Chế độ tắt, mở webcam.

(4). Audio on: Tắt, mở Audio để thu âm.

Microphone (Realtek Hight…): cho phép ghi âm từ micro.

Do not record microphone: không ghi được tiếng từ micro.

Record system audio: ghi âm thanh được phát từ máy tính.

Option: Thiết lập thêm các lựa chọn khác.

(5). Điều chỉnh âm lượng video trong quá trình ghi.

(6). Rec: Nhấn vào lựa chọn này để bắt đầu ghi.

Bắt đầu quá trình ghi Để bắt đầu quá trình quay phim màn hình desktop nhấn vào nút Rec. Một bảng thời gian đếm ngược 3, 2, 1 để chuẩn bị trước khi bắt đầu.

Có thể sử dụng phím tắt nhanh để thao tác cho nhanh F9: Bắt đầu ghi hoặc tạm dừng ghi.

F10: Ngưng ghi.

Kết thúc quá trình ghi Nhấn phím F10 hoặc nhấn vào STOP trên bảng công cụ. Xuất hiện một khung hình để xem lại đoạn video mà bạn vừa ghi với 3 lựa chọn: - Save and Edit: Lưu lại file *.trec và tiến hành chỉnh sửa, thêm hiệu ứng video.

- Produce: Tiến hành chỉnh sửa sau đó lưu lại file *.trec.

- Delete: Xóa file vừa ghi nếu bạn muốn ghi lại video khác.

42

Xuất ra Video (Render Video) Có thể chia sẻ trực tiếp lên Youtube, Google Driver,… hoặc nhấn vào Produce and Share.

Chọn chất lượng video xuất ra (480p, 720p,...) và nhấn Next để lưu lại trên máy tính. [10] 3.5.2. Sử dụng Notepad bổ sung hướng dẫn thao tác Notepad dùng để gõ text hướng dẫn sử dụng phần mềm.

Mở Notepad vào Star chọn NotePad (ứng dụng có sẵn trong Microsoft)

3.5.3. Sản phẩm video hướng dẫn 3.5.3.1. Video hướng dẫn sử dụng phần mềm Chemoffice

Truy cập theo link: https://youtu.be/sQm27TO51vg 43

3.5.3.2. Video hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Chemistry

Truy cập theo link: https://youtu.be/_ZXo0ue0AJw 3.5.3.3. Video hướng dẫn sử dụng phần mềm Chemlab

Truy cập theo link: https://youtu.be/MS5cukqBMhU 44

3.5.3.4. Video hướng dẫn sử dụng phần mềm HyperChem

Truy cập theo link: https://youtu.be/tciwbvUVFnU

45

KẾT LUẬN Từ mục đích và nhiệm vụ mà đề tài đã đề ra, trong quá trình thực hiện khóa luận, tôi đã giải quyết được những vấn đề sau: - Xây dựng được tài liệu khai thác tính năng của ChemOffice trong việc biểu diễn CTPT, công thức Lewis của một số chất vô cơ, hữu cơ.

- Xây dựng được tài liệu hướng dẫn thực hiện 06 thí nghiệm ảo khai thác tính năng của Crocodile Chemistry 605.

- Xây dựng được tài liệu hướng dẫn thực hiện 07 thí nghiệm ảo khai thác tính năng của ChemLab để thực hành thí nghiệm ảo.

- Xây dựng được tài liệu tài liệu hướng dẫn thiết kế phân tử và tính toán một số thông số trong Hyperchem.

- Xây dựng 04 video hướng dẫn trực tiếp các thao tác sử dụng mỗi phần mềm.

Việc xây dựng dựng tư liệu hướng dẫn chuyên đề Hóa học và công nghệ thông tin trong chương trình phổ thông mới giúp GV, HS tiếp cận và sử dụng các phần mềm đó một cách dễ dàng, linh hoạt. Từ đó khơi gợi hứng thú, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, mở rộng nâng cao kiến thức, tăng cường kỹ năng thực hành, luyện tập cho HS.

46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình môn Hóa học.

3. TS Nguyễn Xuân Dũng, ĐH Vinh, Bài giảng tin học ứng dụng trong hóa học, 2015.

4. Trần Hữu Hải, Khoa công nghệ Hóa, Bài thực hành ứng dụng tin trong hóa học, 2009.

5. Nguyễn Đình Thành, Thiết kế phân tử, NXB ĐHQG HN, 2007.

6. Nguyễn Trọng Thọ, Ứng dụng tin học trong giảng dạy Hóa học, NXB ĐHQG Hà Nội, 2009.

7. Cao Cự Giác - Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học hóa học – NXB Đại học Vinh, 2016.

8. <https://vnexpress.net/giao-duc/chuong-trinh-mon-hoa-se-giam-noi-dungghi-nho-may-moc-3698324.html>, xem 13/01/2018.

9. Ngô Xuân Quỳnh (2017). Một số phần mềm hóa học hữu ích. < https://hoahoc.org/mot-phan-mem-huu-ich-dung-trong-hoaho%CC%A3c.html>, xem 05/01/2017.

10. Cách quay video màn hình máy tính từ A đến Z < https://blogchiasekienthuc.com/thu-thuat-hay/huong-dan-quay-videobang-camtasia-studio.html>, xem 18/09/2018.

47

PHỤ LỤC 1. Khai thác một số ứng dụng khác của Chemoffice 1.1. Công thức phối cách dạng đơn giản, Fishler, Newmen Bước 1: Vào thanh công cụ chọn View/Templates/Conformers hiển thị ra bảng sau và chọn các hình biểu diễn thích hợp

Bước 2: Click vào di con trỏ chuột đến các đầu liên kết đến khi xuất hiện ô vuông xanh, click chuột vào ô vuông xanh và điền các nguyên tử nhóm nguyên tử vào để hoàn thành công thức.

Ví dụ minh họa: Vẽ công thức của 2,3- diclo – butan

48

Nếu muốn copy sang Word hoặc Powerpoint thì Click chuột vào khoanh vùng toàn bộ phân tử rồi click chuột phải chọn Copy(hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl + C).

Mở file Word hoặc Powerpoint, đặt con trỏ chuột vào vị trí cần dán click chuột phải chọn Paste (hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl +V).

1.2. Vẽ mô hình lai hóa Bước 1: Vẽ mô hình ra giấy trước.

Bước 2: Sử dụng ChemOffice để vẽ - Click chuột vào biểu tượng orbitan orbitan thích hợp.

trên thanh công cụ chọn các

- Sử dụng công cụ chọn toàn phần để di chuyển sắp xếp các orbitan hoàn chỉnh.

- Sử dụng thao tác Group (Ctrl + G) để nhóm mô hình lại.

Ví dụ minh họa: Vẽ mô hình biểu diễn sự hình thành lai hóa sp

49

Vẽ mô hình biểu diễn sự hình thành lai hóa sp2

Vẽ mô hình biểu diễn sự hình thành lai hóa sp3

1.3. Chuyển 2D sang 3D Bước 1: Vẽ cấu trúc dạng 2D Sử dụng lệnh Structure/Convert name to Structure, xuất hiện cửa sổ Insert Structure gõ tên công thức cần vẽ (chú ý tên viết theo danh pháp IUPAC).

Click vào nút OK, công thức cần vẽ sẽ xuất hiện trên màn hình làm việc.

Bước 2: Chuyển cấu trúc hóa học từ 2D sang 3D Chọn nút lệnh Edit/Get 3D Model.

50

Bước 3: Chuyển đổi các kiểu cấu trúc 3D (dạng que, dạng cầu, dạng que và dạng cầu) Click đúp vào cấu trúc 3D, cửa sổ ứng dụng Chem 3D xuất hiện, chọn các dạng biểu diễn công thức trong View/Model Display/Display mode.

Ví dụ minh họa: Vẽ cấu trúc của phenol và chuyển từ 2D sang 3D Bước 1: Vẽ cấu trúc dạng 2D như hướng dẫn ở phần 2.1.1 Hoặc sử dụng lệnh Structure/Convert name to Structure, xuất hiện cửa sổ Insert Structure gõ tên phenol

Chọn OK, ta được CTCT của phenol.

Bước 2: Chuyển cấu trúc hóa học từ 2D sang 3D Chọn nút lệnh Edit/Get 3D Model.

Bước 3: Chuyển đổi các kiểu cấu trúc 3D (dạng que, dạng cầu, dạng que và dạng cầu) Click đúp chuột trái vào cấu trúc 3D, cửa sổ ứng dụng Chem 3D xuất hiện, chọn các dạng biểu diễn công thức trong View/Model Display/Display mode.

51

Ví dụ đổi từ dạng Ball and Stick sang dạng Space Filling.

1.4. Lấy hình ảnh dụng cụ thí nghiệm Bước 1: Chọn lệnh View/Templates/Clip Ware, part 1 hoặc Clip Ware, part 2 để lấy hình ảnh các dụng cụ thí nghiệm.

Bước 2: Chỉnh sửa (xóa những chi tiết không cần thiết trên dụng cụ) Sử dụng công cụ để chọn đối tượng sau đó kích chuột phải để “Ungroup”, rồi chọn chi tiết không cần thiết nhấn phím delete để xóa.

1.5. Viết cơ chế phản ứng Bước 1: Vẽ các cấu trúc hóa học cơ bản.

Bước 2: Vẽ thêm các CTHH Dùng lệnh Copy và Paste để thêm một cấu trúc hóa học giống Bước 1.

Sau đó dùng công cụ vẽ thay đổi một số yếu tố theo công thức vừa mới Paste. Thêm hoặc xóa các liên kết, kí hiệu hóa học nhằm biến đổi công thức theo cơ chế cho trước.

Bước 3: Vẽ mũi tên thẳng, cong để biểu thị cơ chế phản ứng.

52

Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cơ chế phản ứng SN1

Bước 1: Vẽ các cấu trúc hóa học cơ bản

Bước 2: Vẽ thêm các CTHH Dùng lệnh Copy và Paste để thêm một cấu trúc hóa học giống bước 1.

Sau đó dùng có công cụ vẽ thay đổi một số yếu tố theo công thức vừa mới Paste. Thêm hoặc xóa các liên kết, kí hiệu hóa học nhằm biến đổi công thức theo cơ chế cho trước.

Bước 3: Vẽ mũi tên thẳng, cong để hoàn thành cơ chế

53

Ví dụ 2: Vẽ cơ chế phản ứng cộng AE

Bước 1: Vẽ cấu trúc C=C

Bước 2: Vẽ thêm các CTHH Dùng lệnh Copy và Paste để thêm 2 cấu trúc hóa học giống bước 1.

Sau đó dùng có công cụ vẽ thay đổi một số yếu tố theo công thức vừa mới Paste. Thêm hoặc xóa các liên kết, kí hiệu hóa học nhằm biến đổi công thức theo cơ chế cho trước.

Bước 3: Vẽ mũi tên thẳng, cong, kí hiệu hóa học,... để biểu thị cơ chế phản ứng.

Bước 4: Cơ chế cộng HX Sao chép cơ chế cộng X2 sau đó chỉnh sửa lại để được cơ chế cộng HX.

54

1.6. Dự đoán phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phân tử Bước 1: Vẽ CTCT của phân tử.

Bước 2: Dùng công cụ Lasso hoặc marqee chọn lấy phân tử.

Bước 3: Vào menu Structure chọn Predict 1H-NMR Shifts hoặc 13C-NMR Shifts.

Ví dụ minh họa: Dự đoán phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phân tử anilin.

Bước 1: vẽ CTPT Anilin Sử dụng lệnh Structure/Convert name to Structure, xuất hiện cửa sổ Insert Structure gõ Anilin.

Bước 2: Dùng công cụ Lasso hoặc marqee chọn lấy phân tử.

Bước 3: Vào menu Structure chọn Predict 1H-NMR Shifts hoặc NMR Shifts.

55

13

C-

56

57

2. Khai thác một số ứng dụng khác của Crocodile Chemistry 2.1. Phản ứng của Zn phản ứng với HCl - Chuẩn bị dụng cụ Ống nghiệm: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Test tube, giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Chuẩn bị hóa chất Kẽm: Vào Parts Library/Chemicals/Metals/Lump chọn Zinc giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Axit clohidric: Vào Parts Library/Chemicals/Acid chọn Chloric acid giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm. Điều chỉnh thể tích về 20 ml. Để các hóa chất vào khay bằng cách vào Parts Library/Presentation chọn Part Tray giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Tiến hành thí nghiệm Kéo lọ axit vào ống nghiệm, sau đó kéo viên kẽm vào miệng ống nghiệm. Quan sát hiện tượng.

2.2. Phản ứng của sắt và dung dịch CuSO4 - Chuẩn bị dụng cụ: Cốc thủy tinh: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Beaker, giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Chuẩn bị hóa chất Sắt: Vào Parts Library/Chemicals/Metals/Lump chọn Iron giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

58

CuSO4: Vào Parts Library/Chemicals/Sulfates chọn Copper sulfate giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm. Điều chỉnh thể tích về 20 ml (hoặc thể tích tùy ý).

Để các hóa chất vào khay bằng cách vào Parts Library/Presentation chọn Part Tray giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Tiến hành thí nghiệm Kéo lọ axit vào ống nghiệm, sau đó kéo viên sắt vào cốc thủy tinh.

Quan sát hiện tượng.

2.3. Na tác dụng với nước (Trường hợp cho lượng Na quá nhiều) - Chuẩn bị dụng cụ: Cốc thủy tinh: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Beaker, giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Vòi nước: Vào Parts Library/Equipment/Apparatus chọn Tap, giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

59

- Chuẩn bị hóa chất Natri: Vào Parts Library/Chemicals/Metals/Lump chọn Sodium giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Tiến hành thí nghiệm Đặt cốc thủy tinh dưới vòi nước. Kéo thanh điều chỉnh bên cạnh vòi nước lên để nước chảy đến 1/5 cốc thì kéo xuống. Sau đó kéo mẩu Natri vào cốc thủy tinh. Quan sát hiện tượng.

2.4. Thí nghiệm về tính dẫn điện của một số chất (Sự điện li) - Chuẩn bị hóa chất Nước cất: Vào Parts Library/Chemicals/Miscellaneous Salts/Liquids & Solutions chọn Water giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.. Đường saccarozo: Vào Parts Library/Chemicals/Miscellaneous Salts/ Lumps chọn Sugar giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Muối ăn (NaCl): Vào Parts Library/Chemicals/Halides/Solutions chọn Sodium Chloride giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Chuẩn bị dụng cụ Chậu thủy tinh: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Bath giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Nguồn điện: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Equipment chọn Battery giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Bóng đèn: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/Equipment chọn Light bulb giữ chuột và kéo vào giao diện làm thí nghiệm. Điện cực cacbon: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Electrodes chọn Carbon giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Cách tiến hành Lắp dụng cụ như sau:

60

Đổ nước vào chậu thủy tinh: kéo lọ nước cất vào chậu thủy tinh.

Sao chép thêm 2 bộ: Giữ chuột trái bao quanh bộ dụng cụ, dùng tổ hợp phím Ctrl + C để sao chép.

Chậu 1: giữ nguyên.

Chậu 2: thả viên đường vào.

Chậu 3: cho thêm dung dịch muối vào.

Quan sát hiện tượng.

2.5. Điện phân dung dịch CuSO4 - Chuẩn bị hóa chất Dung dịch CuSO4: Vào Parts Library/Chemicals/Sulfates/Solutions chọn Copper sulfate giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

61

- Chuẩn bị dụng cụ Chậu thủy tinh: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Bath giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Dung dịch CuSO4: Vào Parts Library/Chemicals/Sulfates/Solutions chọn Copper sulfate giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm. Điện cực cacbon: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Electrodes chọn Carbon giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Khóa: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/Equipment chọn Switch giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Nguồn điện: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Equipment chọn Battery giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Cách tiến hành Lắp dụng cụ như hình sau:

Đổ dung dịch vào chậu thủy tinh: kéo lọ dung dịch vào chậu thủy tinh.

Đóng khóa vào và quan sát hiện tượng.

62

2.6. Ăn mòn điện hóa – Đo suất điện động Cu - Zn - Chuẩn bị hóa chất Dung dịch CuSO4: Vào Parts Library/Chemicals/Sulfates/Solutions chọn Copper sulfate giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Dung dịch ZnSO4: Vào Parts Library/Chemicals/Sulfates/Solutions chọn Zinc sulfate giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Chuẩn bị dụng cụ Cốc thủy tinh: Vào Parts Library/Glassware/Standard chọn Beaker giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm. Điện cực đồng: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Electrodes chọn Copper giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm. Điện cực kẽm: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/ Electrodes chọn Zinc giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

Vôn kế: Vào Parts Library/Equipment/Electrochemistry/Equipment chọn Voltmeter giữ chuột và kéo vào phần giao diện làm thí nghiệm.

- Cách tiến hành Lắp dụng cụ như sau:

Đổ dung dịch vào cốc thủy tinh: kéo lọ dung dịch vào cốc thủy tinh.

Quan sát hiện tượng.

63

3. Một vài ứng dụng của Chemlab 3.1. Fractional Crystallization Lab: Hòa tan và kết tinh một vài muối Click vào menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Fractional Crystallization Lab, chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

Bước 1: Lấy cốc có dung tích 100 ml sau đó thêm 60 ml nước cất ở nhiệt độ phòng. Tiếp theo, thêm một mẫu Natri Clorua (NaCl) 12 gam và mẫu Kali đicromat 15 gam (K2Cr2O7), trộn đều và nếu cần đun nóng dung dịch bằng đầu đốt bunsen cho đến khi tất cả chất rắn hòa tan.

Click chuột phải lên khoảng trống, chọn Beaker >> 100 ml Beaker.

Click chuột phải vào cốc thủy tinh, trong menu chọn Water... hiển thị hộp Distilled Water trong khung Fill to Volume level chọn 60ml, khung Temperature tích vào Room Temperature (20oC).

64

Thêm Natri Clorua (NaCl) 12 gam: Click chuột phải vào cốc thủy tinh, trong menu chọn Chemicals Click khung Chemicals chọn Sodium chloride - NaCl. Khung Mass chọn 12 g, chọn OK sẽ thấy một lượng chất rắn ở đáy cốc.

Thêm Kali đicromat 15 gam (K2Cr2O7): Click chuột phải vào cốc thủy tinh, trong menu chọn Chemicals trong khung Chemicals chọn Potassium dichromate K2Cr2O7. Khung Mass chọn 15 g, chọn OK sẽ thấy một lượng chất rắn ở đáy cốc.

Trộn đều dung dịch: Bấm nút chuột phải lên cốc thủy tinh, trog menu chọn Stirring Rod hoặc vào thanh công cụ chọn biểu tượng

65

Đun nóng dung dịch bằng đầu đốt bunsen cho đến khi tất cả chất rắn hòa tan: Vào thanh công cụ chọn biểu tượng

Bước 2: Để nguội dung dịch - Lấy cốc có dung tích 600 ml, sau đó đổ đầy 300 ml nước đá.

Click chuột phải vào khoảng trống, chọn Beaker >> 600 ml Beaker.

Click chuột phải vào cốc thủy tinh, trong menu chọn Water... hiển thị hộp Distilled Water trong khung Fill to Volume level chọn 300ml, khung Temperature tích vào Ice Temperature (- 20oC).

- Đặt cốc 100ml vào cốc 600ml: Kéo cốc 100ml vào cốc 600 ml, kéo chuột bao quanh 2 cốc click chuột phải chọn Combine (Có thể đặt nhiệt kế vào cốc 100ml để quan sát (Click chuột vào cốc 100 ml vào thanh công cụ chọn biểu tượng

).

Sau khi làm nguội lấy cốc 100 ml ra bằng cách click chuột phải vào cốc trong menu chọn Remove.

66

Bước 3: Loại bỏ kali dicromat rắn ra khỏi dung dịch - Đầu tiên lọc bằng phễu Buchner: Click chuột phải vào khoảng trống, trong menu chọn Erlenmeyer 100 ml và click chuột phải vào bình click chọn Buchner Funnel để thêm phễu buchner.

- Sau đó đổ dung dịch từ cốc vào cốc lọc bằng phễu buchner, cho đến khi cốc rỗng: di chuyển cốc lên trên phễu, bấm chuột phải vào cốc chọn Pour/Decant.

Bước 4: Lấy chất rắn từ phễu lọc Bấm chuột phải vào bình trong menu chọn Buchner Funnel. Lần này, một hộp thoại sẽ xuất hiện cho biết sự có mặt của chất rắn trong bộ lọc. Vào khung Place Solid into new Container để chọn dụng cụ bạn muốn chuyển chất rắn vào và nhấn OK.

67

Bước 5: Tách natri clorua ra khỏi dung dịch Tách natri clorua khỏi dung dịch bằng cách đun sôi nước còn lại. Đun nóng dung dịch Vào thanh công cụ chọn biểu tượng .

Kiểm tra sản phẩm cuối cùng để đảm bảo rằng đã thu được tất cả các muối: Click chuột phải vào dụng cụ đựng muối chọn Show Weight.

3.2. Gas Compression: Nén khí Click menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Gas Compression, chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

Bước 1: Lấy ống tiêm 60ml. Ghi lại kết quả áp suất.

Click chuột phải trên khoảng trống ở cửa sổ bên phải, menu xuất hiện, chọn Gas Syringe >> 60ml syringer with Gauge. Hộp thoại Initial Gas Syringer Volume, khung Syringer volume (ml) chọn 50, chọn OK. Một chiếc bơm có vạch định chuẩn ở đầu gắn thiết bị đo áp suất xuất hiện.

68

Bước 2: Click chuột phải vào ống tiêm trong menu chọn Set Gas Syringer Volume, khung Syringer volume (ml) chọn 40, chọn OK. Thủ tục này làm giảm pít tông. Ghi lại kết quả áp suất.

Bước 3: Lặp lại "Bước 2" hai lần nữa Click chuột phải vào syringer, trong hộp thoại, giảm thể tích từ 50 xuống còn 40. Tương tự lần sau giảm còn 30, rồi còn 20, cuối cùng là 10. Mỗi lần như vậy chọn OK và quan sát sự thay đổi áp suất trong thiết bị đo ở đầu syringer. Cuối cùng click thẻ Observations để đọc kết quả hiển thị.

3.3. Generic Lab: Thử một vài thiết bị trong phòng thí nghiệm.

Click chuột trái vào menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Generic Lab, chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

ChemLab hỗ trợ một số quy trình hóa học cơ bản như Rót/Gạn, đun nóng, chuẩn độ, pha hóa chất vào nước, sử dụng các chất chỉ thị, khuấy, cân và lọc.

69

Pouring/decanting: Rót/Gạn Click chuột phải vào dụng cụ trong menu chọn Pour/Decant.

Lưu ý: chất lỏng trước tiên phải được chuyển đến vị trí mong muốn rồi mới dụng cụ trong menu chọn Pour/Decant để rót/gạn.

Heating: Đun nóng.

Tương tự để làm nóng một vật thể bằng đầu đốt bunsen, đặt đầu đốt dưới vật thể đó.

Titration: Chuẩn độ.

Hộp thoại Titration được mở ra khi thêm một buret mới. Hộp thoại Titration được sử dụng để kiểm soát tốc độ dòng chảy ra khỏi buret thanh trượt trong hộp thoại có nhãn stopcock được sử dụng cho mục đích này.

Khi cần sử dụng nhiều buret thì hộp thoại Titration sẽ tham chiếu buret đã chọn trước đó. Vì vậy để xác định buret nào thì ta phải đánh số buret bằng cách click chuột phải trong menu chọn Label.

Lưu ý hộp thoại Titration chỉ có thể hoạt động 1 lần.

Hộp thoại Titration ghi kết quả thể tích hiện tại của buret (độ chia nhỏ nhất là 0,2 ml) và có thể ghi lại thể tích điểm bắt đầu và điểm kết thúc của phép chuẩn độ.

Adding Chemicals: Thêm hóa chất Để thêm hóa chất vào dụng cụ, trước tiên hãy chọn dụng cụ và sau đó click chuột phải vào dụng cụ trong menu chọn chemicals hoặc click chuột vào Chemicals trên thanh công cụ chính. Hộp thoại Chemical mở ra cho phép người dùng thêm hóa chất vào dụng cụ đã chọn (Place in Picked) hoặc thêm hóa chất vào dụng cụ mới (Add New).

70

Ngoài ra còn cho phép người dùng thay đổi kích thước và loại dụng cụ đã chọn.

Chọn hóa chất mong muốn từ khung Chemicals nhấn vào dấu “v”.

Khung Volume nhập khối lượng hoặc thể tích hóa chất cần thiết và nhấn OK. Adding Water: Thêm nước Thêm nước vào dụng cụ đã chọn bằng cách click chuột phải vào dụng cụ trong menu chọn Water hoặc nhấn vào biểu tượng trên thanh công cụ, nước cũng có thể được thêm vào trong hộp thoại Chemicals. Trên thanh công cụ chỉ thêm nước ở nhiệt độ phòng vào một dụng cụ đã chọn. Hộp thoại Water ngoài thêm nước ở nhiệt độ phòng (Room Temperature) còn cho phép người dùng thêm nước đá (Ice Water). Hộp thoại Water cũng chỉ thêm nước theo gia số.

Stirring with a stirring rod: Khuấy bằng đũa thủy tinh (thanh khuấy).

ChemLab bổ sung một thanh khuấy để trộn hỗn hợp. Có thể thêm thanh khuấy vào một mục được chọn bằng cách nhấn biểu tượng trên thanh công cụ hoặc click chuột phải vào mục được chọn chọn Stirring Rod. Bỏ thanh khuấy hiện có khỏi vật chứa bằng quy trình tương tự. Để tiếp tục khuấy người ta phải chọn lại thanh khuấy.

71

Weighing: Cân Trong ChemLab có 3 loại cân:

Centigram Balance

Cân độ chính xác 2 chữ số sau dấu phẩy.

Electronic Balance

Cân điện tử/cân kĩ thuật: độ chính xác 3 chữ số sau dấu phẩy.

Cân phân tích: độ High Sensitivity chính xác 4 chữ số Balance sau dáu phẩy.

Nhấn biểu tượng trên thanh công cụ hoặc chọn thang đo từ menu chọn Balances tùy chọn 1 trong 3 loại cân.

72

Đặt mẫu lên bàn cân và ghi lại kết quả.

Filtering: lọc Bình Erlenmeyer có gắn phễu buchner từ thanh công cụ bằng cách click chuột vào biểu tượng , hoặc click chuột phải lên khoảng trống, trong menu chọn Erlenmeyer Flask sau đó click chuột phải lên bình, trong menu chọn Buchner Funnel.

Lấy chất rắn từ phễu lọc Click chuột phải vào bình trong menu chọn Buchner Funnel. Lần này, một hộp thoại sẽ xuất hiện cho biết sự có mặt của chất rắn trong bộ lọc. Vào khung Place Solid into new Container để chọn dụng cụ bạn muốn chuyển chất rắn vào và nhấn OK.

3.4. Gravimetric Analysis of Chloride Introduction: Một vài thực nghiệm hóa phân tích để xác định thành phần của một hóa chất có gốc muối chlorid (Cl-).

Click menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Gravimetric Analysis of Chloride Introduction, chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

Bước 1: Thêm 5 g clorua XCI chưa biết vào trong cốc 250 ml Click chuột phải lên khoảng trống, chọn Beaker >> 250ml Beaker.

Click chuột phải vào cốc trong menu chọn Chemicals, chọn Unknown Chloride Salt – XCl ở khung Chemicals, điền 5g vào khung Mass chọn OK.

73

Bước 2: Thêm 100ml nước vào cốc khuấy dung dịch cho đến khi XCl tan hoàn toàn.

Click chuột phải vào cốc, trong menu chọn Water trong khung Fill to Volume level chọn 100ml chọn OK. Dùng thanh khuấy để hòa tan chất rắn.

Bước 3: Thêm 1 ml axit nitric đậm đặc vào dung dịch XCI Click chuột phải vào cốc trong menu chọn Chemicals, chọn Nitric Acid – HNO3 ở khung Chemicals, điền 1 ml vào khung Volume chọn OK.

74

Bước 4: Thêm AgNO3 1M: Thêm 5 đến 25 ml AgNO3 vào ống đong 100ml sau đó đổ vào cốc. Lượng kết tủa AgCl sẽ hình thành và dần dần ổn định.

Tiếp tục thêm AgNO3 cho đến khi kết tủa hoàn toàn. Để xác minh rằng phản ứng đã hoàn tất kiểm tra tính chất hóa học của cốc (click đúp vào nó) và xác nhận rằng tất cả XCI (trong dung dịch) đã được chuyển thành XNO3.

Bước 5: Lọc và cân AgCl Lấy bình Erlenmeyer 250ml và thêm bộ lọc (phễu Buchner) đổ lượng chứa trong cốc vào phễu.

Lấy chất rắn từ phễu lọc.

Bấm chuột phải vào bình trong menu chọn Buchner Funnel. Lần này, một hộp thoại sẽ xuất hiện cho biết sự có mặt của chất rắn trong bộ lọc. Vào khung Place Solid into new Container để chọn mặt kính đồng hồ (Watch glass).

75

Cân mẫu và ghi lại kết quả. (Lưu ý rằng trong phòng thí nghiệm thực tế, kết tủa được lọc AgCl sẽ cần được sấy khô để loại bỏ lượng nước dư thừa, tuy nhiên trong mô phỏng này, kết tủa được lọc không có nước.)

Cân mặt kính đồng hồ ghi kết quả (1)

Cân mặt kính đồng hồ chứa mẫu. Ghi kết quả (2)

Lấy kết quả (2) – (1) ta được khối lượng kết tủa AgCl. Cuối cùng click thẻ Observations để tính toán kết quả tìm ra X. 3.5. Reaction kinetics in redox reaction (Iodine & hydrogen peroxide): Nghiên cứu tốc độ phản ứng oxy hóa -khử thông qua phản ứng giữ Iod và nước oxy già.

Click vào menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Reaction kinetics in redox reaction (Iodine & hydrogen peroxide), chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

Bước 1: Chuẩn bị dung dịch natri thiosunfat Cho 0.25gm (250 mg) Na2S2O3 vào cốc 100ml: Bấm chuột phải vào khoảng trống trong menu chọn Beaker >>100ml Beaker.

Bấm chuột phải vào cốc trong menu chọn Chemicals, khung Chemicals chọn Sodium thiosulfate, khung Mass điền 0.25. Chọn OK. Thêm 20 ml nước và trộn cho đến khi hòa tan: Bấm chuột phải vào cốc trong menu chọn Water. Khung Volume level chọn 20 ml. Chọn OK. Click chuột vào biểu tượng

để khuấy đều dung dịch.

76

Bước 2: Chuẩn bị dung dịch kali iotua. Tương tự bước 1 thêm 10 gm KI vào cốc 100 ml và thêm 20 ml nước và trộn cho đến khi hòa tan.

Bước 3: Lấy cốc có dung tích 600 ml, thêm dung dịch KI và Na2S2O3, sau đó thêm 60ml HCl 1M

Bước 4: Cuối cùng thêm 50ml H2O2 1M, ngay sau khi H2O2 được thêm vào bắt đầu thời gian phản ứng. Dừng thời gian khi iot xuất hiện (do đó thay đổi màu sắc) và ghi lại thời gian phản ứng của thí nghiệm 1 với thể tích dung dịch là 150ml.

Cài thêm đồng hồ tính thời gian phản ứng bằng cách click chuột phải vào cốc trong menu chọn Timer>> Star timer. Đến khi dung dịch đổi màu thì click chuột phải vào cốc trong menu chọn Timer >> Pause timer để dừng thời gian phản ứng.

Ghi lại kết quả vào thẻ Observations.

77

Bước 5: Thay đổi [H2O2] trong khi giữ [I-] không đổi (thí nghiệm 2).

Lặp lại bước 1 Lặp lại bước 2 với 20 gm KI Lặp lại bước 3 Thêm 150 ml nước vào cốc 600 ml Lặp lại bước 4, ghi lại thời gian phản ứng của thí nghiệm 2 với thể tích dung dịch là 300 ml.

Ghi lại kết quả vào thẻ Observations.

Bước 6: Thay đổi [H2O2] trong khi giữ [I-] không đổi (thí nghiệm 3) Lặp lại bước 1 Lặp lại bước 2 với 40 gm KI Lặp lại bước 3 Thêm 450 ml nước vào cốc 600 ml Lặp lại bước 4, ghi lại thời gian của thí nghiệm 3 với thể tích là 600 ml Ghi lại kết quả vào thẻ Observations.

Bước 7: Thay đổi [I-] trong khi giữ [H2O2] không đổi (thí nghiệm 4).

Lặp lại bước 1 Lặp lại bước 2 Lặp lại bước 3 Lặp lại bước 4, ghi lại thời gian chạy thí nghiệm 4 với thể tích là 150 ml.

Ghi lại kết quả vào thẻ Observations.

Bước 8: Thay đổi [I-] trong khi giữ [H2O2] không đổi (thí nghiệm 5).

Lặp lại bước 1 Lặp lại bước 2 Lặp lại bước 3 Thêm 100 ml nước vào cốc Lặp lại bước 4 với 100 ml H2O21M. Ghi lại thời gian thí nghiệm 5 với thể tích dung dịch là 300 ml.

Ghi lại kết quả vào thẻ Observations.

Bước 9: Thay đổi [I-] trong khi giữ [H2O2] không đổi (thí nghiệm 6).

Lặp lại bước 1.

Lặp lại bước 2 Lặp lại bước 3.

Thêm 300 ml nước vào cốc

78

Lặp lại bước 4 với 200 ml H2O2 1M. Ghi lại thời gian phản ứng của thí nghiệm 6 với thể tích dung dịch 600 ml.

Ghi lại kết quả vào thẻ Observations và xử lí số liệu.

3.6. Specific heat lab: Thí nghiệm về nhiệt dung Click vào menu File/New trong hộp Chemlab simulation Modules chọn Specfic heat lab, chọn OK để vào môi trường làm việc.

Click chọn thẻ Procedure và thực hành theo hướng dẫn trong thẻ này.

Bước 1: Lấy mẫu kim loại trong ống nghiệm. Đầu tiên thêm một ống nghiệm vào phòng thí nghiệm.

Chọn ống nghiệm và thêm 100 g sắt hạt (Iron Shot - (Fe)). Thêm nhiệt kế vào ống nghiệm để bạn có thể ghi lại nhiệt độ ban đầu của Fe.

Bước 2: Chuẩn bị chậu nước nóng và thêm ống nghiệm chứa kim loại vào.

Lấy cốc có dung tích 250 ml. Thêm 150ml nước ở nhiệt độ phòng vào cốc thủy tinh. Đặt ống nghiệm vào cốc thủy tinh (chọn cả ống nghiệm và cốc thủy tinh, click chuột phải trong Menu chọn Combine). Bây giờ làm nóng cốc ống nghiệm bằng cách đun nóng bằng đầu đốt bunsen cho đến khi hạt Fe đạt đến điểm sôi của nước 100 ° C.

Bước 3: Đặt kim loại được đun nóng trong nhiệt lượng kế với nước ở nhiệt độ phòng.

Thêm nhiệt lượng kế vào phòng thí nghiệm (trong Equipment menu chọn Calorimeter).

Thêm 100 ml nước ở nhiệt độ phòng 20°C vào nhiệt lượng kế.

79

Bỏ ống nghiệm ra khỏi cốc thủy tinh (bằng cách click chuột phải vào cốc trong menu chọn Remove). Đổ Sắt đã đun nóng vào nhiệt lượng kế và đóng nhiệt lượng kế (đóng nhiệt lượng kế bằng cách chọn nhiệt lượng kế và nhấn vào biểu tượng nhiệt kế thanh công cụ thao tác này sẽ thêm cả nhiệt kế và nắp nhiệt kế lượng kế).

Ghi lại nhiệt độ bên trong của nước.

Bước 4: Lặp lại các Bước 1 - 3 với các kim loại khác, ghi lại nhiệt độ bên trong và so sánh.

4. Một vài ứng dụng khác của Hyperchem 4.1. Chuyển cấu trúc 3 chiều Click chuột vào menu: Build/AddH & Model Build.

CHUYỂN CÁC DẠNG ĐỒNG PHÂN * Chuyển dạng ghế - thuyền.

- Xây dựng phân tử.

- Chọn 2 liên kết C-C song song: Select/Name Selection/Plane (of selection).

- Bẻ liên kết: Edit/Reflect, sau đó chọn 8 liên kết cần bẻ. * Chuyển cis - trans - Xây dựng phân tử.

- Chọn cạnh bẻ: Click chuột vào Select sau đó chọn các nguyên tử có liên kết cần bẻ bằng cách click chuột trái chọn nguyên tử.

- Chọn góc bẻ: Edit/Setbond torsion/0/OK.

80

Ví dụ phân tử 1, 2 - diclo but - 2 – en.

Bước 1: Vẽ phân tử 1, 2 - diclo but – 2 – en - Click đúp chuột trái vào công cụ vẽ. Hội thoại lựa chọn nguyên tố sẽ hiện ra.

Hoặc vào Menu Build/Default Element. Chọn nguyên tố muốn vẽ (Cacbon, clo).

- Click chuột trái giữ và rê để vẽ các liên kết đến các điểm theo CTPT muốn vẽ.

- Để vẽ liên kết đôi ta click chuột trái vào liên kết đơn một lần.

- Xoá liên kết hoặc nguyên tử bằng cách click đúp chuột phải vào liên kết hoặc nguyên tử đó.

- Bổ sung Hidro bổ sung H và tối ưu cấu trúc gần đúng của phân tử bằng cách vào Menu Build/Add Hidrogens.

Bước 2: Chuyển cấu trúc 3 chiều Click chuột vào menu: Build/AddH & Model Build.

Cấu trúc dạng trans – 1,2 – diclo but – 2 – en: cấu trúc bền do năng lượng cực tiểu.

81

Chuyển sang cấu trúc dạng cis – 1,2 – diclo but – 2 – en.

- Chọn cạnh bẻ: Cl1 - C1 = C2 - Cl2

- Chọn góc bẻ: Edit/Setbond torsion/0/OK.

4.2. Hiển thị phân tử Chọn Display/Rendering Options hiện ra bảng dưới: Sticks: Kiểu que Ball: Kiểu hình cầu Ball and Cylinders: Kiểu hình cầu và hình que Overlapping spheres: Kiểu hình cầu chồng lên nhau.

Tubes: Kiểu ống No change: Giữ nguyên Add Dots: Bổ sung chấm

82

VD: phân tử C2H4

Có thể điều chỉnh chiều rộng của thanh, bán kính của que, của ống, của hình cầu sao cho phù hợp.

4.3. Thiết lập màu cho phân tử Chọn menu display ➙ Element color, hộp thoại chọn màu cho các nguyên tố hiện ra

Để chọn màu click chuột vào nguyên tố ở hộp liệt kê bên trái sau đó click chuột vào một màu ở hộp liệt kê bên phải.

Chọn OK để đổi màu, cancel để không đổi màu và Rivert để đảm bảo màu cho nguyên tử.

Ví dụ:

Phân tử C2H4: C màu đen, H: màu trắng ➙ C: màu trắng, H màu đen 4.4. Ví dụ tính các thông số hoá lý cho phân tử benzen Bước 1: Xây dựng phân tử Vẽ phân tử - Chọn nguyên tử C: click vào nút

83

- Vẽ cấu trúc phân tử

- Cấu trúc 3 chiều Click chuột vào menu: Build/AddH & Model Build

Bước 2: Tối ưu hoá cấu trúc và phương pháp tính Chọn phương pháp tính - Setup/Semi - empirical/AM1/Options đặt Convergence limit (độ tụ): 0,01 Iteration limit (giới hạn độ tụ): 50 Spin Pairing: UHF/OK. - Compute/Geometry Optimization/Polak-Ribiere: Chọn thủ thuật giải lập: Algorihm – Polak – Ribiere Điều kiện biên số: Temination Condition - RMS: 0,1 - Số vòng lặp tối đa: 200 Chọn OK để thực hiện quá trình tối ưu.

84

Kết quả tối ưu hóa

Tính điểm đơn Compute/Single point Xem kết quả: + Năng lượng nguyên tử: Giá trị năng lượng nguyên tử nào thì click chuột vào nút

rồi sau đó chỉ hoặc click chuột trái vào nguyên tử cần xem

+ Độ dài liên kết trên phân tử: click chuột trái vào biểu tượng sau đó nhấn chuột trái vào 2 nguyên tử ở liên kết cần xem.

85

rồi

Độ dài liên kết giữa C3 và C4 là 1,45999𝐴̇ + Góc liên kết: click biểu tượng nguyên tử tạo góc cần xem.

, rồi sau đó nhấn chuột trái vào 3

Góc liên kết tạo bởi C3 - C4 - C5 là 120o + Đo góc vặn: Click chuột trái vào công cụ trên thanh công cụ.

Click chuột trái vào nguyên từ đầu rê đến nguyên tử thứ tư trong 4 phân tử tạo nên góc vặn rồi giải phóng chuột.

86

Góc vặn tạo bởi C5 – C4 – C3 – C2 là 0O Giá trị hiển thị cho trong dòng trạng thái ở dưới.

QSAR Chọn Compute/QSAR properties

Surface area: điện tích bề mặt = 212,89 𝐴̇ Tương tự tính các giá trị Pratical charger: điện tích riêng phần Volume: thể tích Hydration Energy: năng lượng hyđrat hoá LogP Refractivity: hệ số khúc xạ Mass: khối lượng Polarizability: hệ số phân cực Cop QSAR: Option/output to/Resultf window/OK. 87

Chụp phổ và xem dao động phân tử - Compute/Vibration, Rotation analysis - Xem kết quả: Compute/Vibration Spectum/Frequency: tần số, Intensity: cường độ

- Xem dao động phân tử: Compute/Vibratinal Spectrum chọn tích vào Animate Vibration sau đó chọn dao động cần xem rồi Apply/OK.

Bước 3: Lưu phân tử Vào File/Save Bước 4: Thoát, xem kết quả, in bằng chương trình win: Mở file.log.

88