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C60纸质结构模型的快速制作*本文为贵州省2013年教育科学规划立项课题“低成本化学实验的开发和利用研究”[课题编号:2013B039]阶段性研究成果。

2015-02-17王发应金沙县金沙中学贵州金沙551800

化学教与学 2015年4期
关键词:结构模型制作

王发应(金沙县金沙中学 贵州金沙 551800)

C60纸质结构模型的快速制作*本文为贵州省2013年教育科学规划立项课题“低成本化学实验的开发和利用研究”[课题编号:2013B039]阶段性研究成果。

王发应
(金沙县金沙中学贵州金沙551800)

摘要:文章介绍了利用电脑绘图技术,快速制作C60结构模型的方法。

关键词:C60;结构模型;制作

中图分类号:

文章编号:1008-0546(2015)04-0094-02G633.8

文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.04.038

笔者曾利用饮料瓶和泡沫塑料等材料制作了包括C20、C40、C50、C60、C70等一系列球碳分子的结构模型,而据此撰写的《C60结构模型的制作》一文发表在《中学化学教学参考》2008年第6期上,当时感觉我的制作方法已经是最简单的了。这段时间在进行自己主持的贵州省2013年教育科学规划立项课题“低成本化学实验的开发和利用研究[项目编号:2013B039]”资料收集时,收集到共四篇关于C60结构模型的制作方法的文章。通过对发表在化学教学2003年第7期95页和96页上的云廷先、孔令建两位老师的两篇文章认真研读后,深深被两位老师的聪明才智所折服。感叹之余,也想证实一下这两种方法是不是真像两位老师所说那样简单、快捷,更想比较一下自己和两位老师的制作方法谁的更简单、快捷,于是笔者根据两位老师文中所述方法进行了仿制。

在仿制的过程中,也许是本人的动手能力差的缘故,感到并不像两位老师所说的那样简单、快捷。经反复的仿制和认真分析发现,作图是两位老师所述制作方法中最关键、难度最大,也是花费时间最多的环节。因为,如果作图不精确,最后制作出来的C60结构模型就不规范、也不美观。所以,如果解决了作图难的问题,两位老师的制作方法就真正的简单、快捷了。

作图难的原因有如下几个方面:

1.如用铅笔作图,由于铅笔芯在作图过程中会逐渐磨损,结果画出的线条越来越粗,在进行剪裁时,剪裁出来的正六边形大小就不一致,导致最终得到的C60结构模型就不规范。

2.如用圆珠笔作图,又不便于修改。

3.手工作图时,无法保证画出来的所有正六边形大小一样,也会导致最终得到的C60结构模型就不规范。

4.孔老师的制作方法中,作图时要先画等边三角形,然后将各边三等分,再连线,整个过程虽不难但却繁琐。

为解决两位老师的制作方法中作图难的问题,笔者根据两位老师的方法反复进行了多次仿制。经过多次的尝试后,可谓工夫不负有心人,笔者发现,如将两位老师的制作方法中手工作图改为电脑绘图,并用针式打印机进行打印,不但能在几分钟内制作完成,而且由于电脑绘图、打印出来的图形的线条粗细一致,画出来的正六边形的大小也一样,所以最终制作出来的C60结构模型非常规范、美观。现将这种制作方法介绍如下,供同行参考,希望对提高各位同仁的教学工作能有所帮助。

一、C60结构展开图的获取及其特点

根据孔令建老师绘制的图形(如图1所示),去掉图中的所有三角形部分,即可得到一张由20个正六边形组成的C60结构展开图(如图2所示)。认真观察后你就会发现该图形的特点是:以两个竖向并排的正六边形为基本单位,所有正六边形之间均以间位方式连接,总共是20个正六边形。

图1 

图2 

二、C60结构展开图的绘制

1.打开Excel或Woed空白文档,鼠标指针移到

文档的工具栏,单击右键,在下拉菜单中点击“绘图”按钮,在空白文档的底部就会出现绘图工具栏。

图3 

图4 

图5 

2.单击“自选图形→基本形状→六边形”,左手按住Shift鍵不放,右手食指按住鼠标左键不放进行拖动,即可在空白表格中画出一个适当大小的正六边形(如图3所示)。注意,画图时一定要按住Shift鍵不放,否则画出的图形就不是正六边形,而是一个不规则的六边形。

3.左手按住Ctrl鍵不放,鼠标指针移到画出的正六边形上,右手食指按住鼠标左键不放进行拖动,即可复制出一个同样大小的正六边形(如图4所示)。或鼠标指针移到画出的正六边形上,单击右键,在下拉菜单中点击“复制”,再单击右键,在下拉菜单中点击“粘贴”,或选中所画出的正六边形后,单击文档上边工具栏中的“复制”和“粘贴”按钮,也能复制出一个同样大小的正六边形(以后的复制方法与此操作相同)。然后右手食指仍按住鼠标左键不放,将其拖动放到另一个正六边形的上方或下方,按住Ctrl鍵不放,利用键盘上的方向鍵进行调整,使两个正六边形的相邻边重叠在一起(如图5所示)。

4.左手按住Shift鍵不放,依次点击两个正六边形,将其选中,鼠标指针放在图形上单击右键,在下拉菜单中点击“组合→组合”按钮,将两个图形组合成一个图形。

5.鼠标指针移到组合后的图形上,左手按住Ctrl鍵不放,右手食指按住鼠标左键不放进行拖动,即可复制出一个一模一样的图形(如图6所示);然后右手食指仍按住鼠标左键不放,将其拖动放到另一个图形的右上方,再按住Ctrl鍵不放,利用键盘上的方向鍵进行调整,使两个图形按图7所示的组合方式组合在一起,再按步骤4的操作将两个图形组合成一个图形。

图6 

图7 

图8 

6.然后又将这个图形进行复制,平移到原图的右边,也同样使两个图形的相邻边重叠在一起(如图8所示)。再重复操作三次,最终即得到图2所示的C60结构展开图。

三、C60结构模型的制作

1.在针式打印机中放入一张制作文件封面用的200克铜版纸,点击打印,很快就得到一张标准的C60结构展开图(如图9所示)。

2.用剪刀或美工刀和直尺将六边形组成的图形以外的部分剪裁掉,即得到如图10所示的C60结构模板。

3.用直尺靠在每两个正六边形的连接处(公共边),稍微扳折一下,使其形成一条折痕,然后将模板左右两端圈拢,用透明胶布先将图10中标有黑点标记的两边粘接起来,再用透明胶布将其余各挨近的两边依次粘接起来,即得到一个由20个正六边形和12个正五边形(空缺)组成的C60结构纸质模型(如图11所示)。

图9 

图10 

图11 

四、几点说明

1.绘图过程用文字叙述出来有几百字,但电脑操作熟悉的人,实际操作最多两分钟即可绘制完成。

2.包括作图、剪裁、粘接,整个制作过程描述出来1000多字,但实际制作过程一般在30分钟左右即可完成,真正实现了快速制作的目的。

3.如前所述,由于用电脑绘制的图形,所有线条粗细一致,所画出的正六边形大小一样,因此最终得到的C60结构模型既规范又美观。

4.利用网络可以搜索到C20、C40、C50、C60、C70等物质的结构示意图,通过分析它们的结构特点,先找出各自的基本结构单位,用同样的方法,

也能制作出一系列球碳分子的结构模型。

参考文献

[1]王发应.C60结构模型的制作[J].中学化学教学参考,2008,(6):60

[2]孔令建.C60分子模型快捷制作[J].化学教学,2003,(7):96

[3]云廷先.也谈C60分子模型的制作[J].化学教学,2003,(7):95

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