Nieuwe Scheikunde Het nieuwe programma moest  Uitgaan van een context-concept benadering  Laten zien dat bij wetenschappelijk onderzoek geen scheidslijnen.

Presentatie over: "Nieuwe Scheikunde Het nieuwe programma moest  Uitgaan van een context-concept benadering  Laten zien dat bij wetenschappelijk onderzoek geen scheidslijnen."— Transcript van de presentatie:

1 Nieuwe Scheikunde Het nieuwe programma moest  Uitgaan van een context-concept benadering  Laten zien dat bij wetenschappelijk onderzoek geen scheidslijnen tussen de betavakken bestaan.

2 Nieuwe Scheikunde Maar ook Nadruk leggen op leren begrijpen van de chemie, meer expliciet: de chemische denkwijze aanleren: heen en weer denken tussen macrowereld en deeltjesmodel. Leiden tot een meer logische ordening van de vakbegrippen

3 jiggling and wiggling Feynman doet in 1963 een veel geciteerde uitspraak: "Everything that living things do can be understood in terms of the jiggling and wiggling of atoms" Erg overmoedig.

4 Museumstukken Uit een cursus Molecular Dynamics Even though we know matter consists of interacting particles in motion at least since Boltzmann in the 19th century, many still think of molecules as rigid “museum models”.

5 Museumstukken? Voorbeeld Klas 3 verbrandingsreacties, vuur …. Bv hout verbrandt Daar valt veel over te vertellen. We leren onze leerlingen in ieder geval de reactievergelijking: C 6 H 10 O 5 + 6 O 2  6 CO 2 + 5 H 2 O

6 Feynmann over vuur Hij probeert die opvallende verschijnselen van vuur te begrijpen door zich voor te stellen wat er gebeurt met die atomen. Verder is hij niet bang om te simplificeren: koolstof en zuurstofatomen houden van elkaar. Feynman_Fun_to_Imagine_2_Fire.mp4 internetadres http://www.youtube.com/watch?v=ITpDrdtGAmo

7 Feynman focust op wat hij ziet en wat hij zich daarbij kan voorstellen Macro: brand, vuur, warmte, nieuwe stoffen Micro: warmtebeweging, botsen, nieuwe combinaties mogelijk, atomen met voorkeur

8 Vragen voor docenten bij verhaal Welk verhaal hoort in de derde klas: eerste, tweede, alle twee, of… ? Welk is “moeilijker”, welk is “chemischer”? Welk verhaal biedt mogelijkheden om te redeneren, te verklaren, argumenteren Welk verhaal biedt mogelijkheden om vragen te stellen

9 Lucifer Hoe krijg je hout aan het branden? Hoge Temperatuur Zijkant lucifersdoosje bevat fosfor: fosforatomen bij elkaar Luciferkop bevat kaliumchloraat: kalium-, chloor- en zuurstofatomen bij elkaar. Zuurstof- en fosfor-atomen “zitten verkeerd“, willen heel graag bij elkaar. Actie: kop met fosfor langs zijkant lucifersdoosje schuren. Wrijving geeft warmte, warmte zorgt voor meer beweging en botsingen. Fosfor en zuurstof kunnen bij elkaar komen, knallen op elkaar, veel warmte, heet.. Door de hitte reageren nu ook hout en zuurstof  Nog heter Vuur!

10 kettingreactie lucifers internetadres kettingreactie lucifers

11 Vragen voor leerlingen bij het verhaal: 1.Hoe kan de ene lucifer de andere aansteken? Als je een brandende lucifer met de kop omhoog houdt, gaat die uit. Hier branden ze allemaal helemaal af. 2.Waarom gaat een brandende lucifer die je met de kop omhoog houdt uit? 3.Waarom branden de lucifers hier wel helemaal af. Als het vuur dooft blijven zwarte stompjes over. 4.Uit wat voor materiaal bestaan die zwarte stompjes. 5.Er zit fosfor op de zijkant van het lucifersdoosje. Waarom geen koolstof? Ideeën? 6.Er zit gemalen glas in de luciferkop en op de rand van het luciferdoosje, waarom? 7... 8...

12 Is een kaars gewoon? Bekijk een brandende kaars goed of stel je hem voor Welke veranderingen neem je waar in en rond de pit? Beschrijf die veranderingen in termen van bewegende deeltjes. Wat zegt de vlam over het verbrandingsproces? (Zie volgende dia’s)

13

14

15 Feynmann pleit voor heen en weer denken Feynman Denken in deeltjes (Drie items) Internetadres http://www.youtube.com/watch?v=v3pYRn5j7oIhttp://www.youtube.com/watch?v=v3pYRn5j7oI

16 Jiggling en wiggling 50 Jaar later is Feynman’s jiggling and wiggling herontdekt door de biochemici: Molecular dynamics: met behulp van computers berekenen hoe een systeem van deeltjes verandert ten gevolge van het bewegen en botsen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de mechanica én chemische binding.

17 Eenvoudig model een koperatoom hecht zich aan een koper-rooster Let op de tijdschaal: 10 -12 seconde

18 Molecular dynamics Molecular dynamics probeert mbv van de bewegingswetten en bindingsmodellen te berekenen hoe atomen/moleculen bewegen en zich ordenen. Met name Hoe gaat het vouwen van eiwitten in zijn werk?

19 Vouwen eiwit Eiwit vouwen Protein_Folding-1.flvProtein_Folding-1.flv (lokaal) Watermoleculen niet weergegeven Internetadres: http://futuristicscitech.com/nanotechnology/protein- folding/simulation-of-millisecond-protein-folding-ntl9-from- foldinghome/

20 Zelforganisatie dubbellaag spontaneous self-assembly of dendrimeric surfactant molecules in water studied with coarse grain molecular dynamics. Bilayer_formation_through_molecular_self-assembly.mp4 De simulatie wordt circa vier miljard keer trager weergegeven dan het werkelijke proces volgens de berekening zou duren.