SlideShare a Scribd company logo
1www.helsinki.fi/yliopisto
Virittäytyminen 1:
Energia ja
molekyylien rakenne
Johannes Pernaa
2www.helsinki.fi/yliopisto
Tärkeä aihe
● LOPS:
● “tuntee aineen rakenteen ja ominaisuuksien välisiä
yhteyksiä
● osaa käyttää aineen ominaisuuksien päättelyssä
erilaisia kemian malleja, taulukoita ja järjestelmiä
● ymmärtää orgaanisten yhdisteiden rakenteita ja
tuntee rakenteen määrityksessä käytettäviä
menetelmiä
● osaa tutkia kokeellisesti ja erilaisia malleja käyttäen
aineiden rakenteeseen, ominaisuuksiin ja reaktioihin
liittyviä ilmiöitä.”
3www.helsinki.fi/yliopisto
Energia
● Kineettinen liike-energia
● Molekyylien sisäinen potentiaalienergia
● Tärkeää energian ja rakenteen välinen yhteys
● Mallinnuksessa kineettinen energia voidaan poistaa
● Lämpöliike pois
● 0 kelviniä
4www.helsinki.fi/yliopisto
Mallintaminen prosessina
● Tutkimusongelma ja suunnittelu
● Toteutus
● Analysointi ja raportointi
5www.helsinki.fi/yliopisto
Valitse oikea laskutaso
● Geometrian optimointi ja energian minimointi
● Molekyylimekaniikka (10 000 atomia)
● Newtonin mekaniikka → ei elektronista energiaa
● Semi-empiirinen (100 atomia)
● Osa tuloksista lasketaan koneella ja osa pohjautuu
valmiiseen empiiriseen dataan
● Nopeita laskuja
● Sisimmät elektronit jäävät pois laskuista
● Ab initio -menetelmät (30 atomia)
● Spartanissa Hartree fock
● Kaikki laskenta tehdään koneella
6www.helsinki.fi/yliopisto
Molekyylimallit
● Muovimallit, kirjan kuvat ja interaktiiviset
tietokoneavusteiset mallit
● Tutkimustiedon mukaan:
● Kehittää avaruudellista hahmotuskykyä
● Aina mukana opetuksessa
● Auttaa ymmärtämään rakenteen ja ominaisuuksien
välistä yhteyttä
● Antaa työkaluja keskustella submikroskooppisen
tason ilmiöistä.
7www.helsinki.fi/yliopisto
Erilaisia esitystapoja
● Pallotikku: Atomien paikat ja sidosten suhteelliset
pituudet
● Tietoa myös sidostyypistä
● Kalottimalli (CPK / space-filling model):
Atomisäteiden mukaisesti visualisoitu
avaruudellinen muoto ja koko
● Ei tietoa sidostyypeistä
8www.helsinki.fi/yliopisto
Harjoitus: Optinen isomeria
● Tutkitaan alaniinin optista isomeriaa
tietokoneavusteisesti
Lähde: http://fi.wikipedia.org/wiki/Optinen_isomeria
Rakenteiden ja ominaisuuksien
väliseen yhteyteen palataan ensi
viikolla

More Related Content

More from Johannes Pernaa

Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Johannes Pernaa
 
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaaInnostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Johannes Pernaa
 
Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017
Johannes Pernaa
 
Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017
Johannes Pernaa
 
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
Johannes Pernaa
 
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvuaSähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Johannes Pernaa
 
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluentoVerkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Johannes Pernaa
 
Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016
Johannes Pernaa
 
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissäMonialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Johannes Pernaa
 
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminenTyöpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
Johannes Pernaa
 
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Johannes Pernaa
 
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussaHypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
Johannes Pernaa
 
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Johannes Pernaa
 
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Johannes Pernaa
 
Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)
Johannes Pernaa
 
3d-webprojekti
3d-webprojekti3d-webprojekti
3d-webprojekti
Johannes Pernaa
 
Big data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudetBig data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudetJohannes Pernaa
 
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjatTVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
Johannes Pernaa
 
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluentoSähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluentoJohannes Pernaa
 

More from Johannes Pernaa (20)

Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
Modernia teknologiaa kemian opetukseen – 2020
 
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaaInnostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
Innostava kemian opettaja muuttaa maailmaa
 
Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017Kehittamistutkimus 2017
Kehittamistutkimus 2017
 
Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017Miksi opiskella kemiaa 2017
Miksi opiskella kemiaa 2017
 
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
ChemistryLab Gadolin - Esera 2017
 
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvuaSähköisistä oppimateriaaleista kasvua
Sähköisistä oppimateriaaleista kasvua
 
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluentoVerkkokurssin suunnittelu -koontiluento
Verkkokurssin suunnittelu -koontiluento
 
Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016Tämä on e-kirja 17.4.2016
Tämä on e-kirja 17.4.2016
 
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissäMonialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
Monialaiset oppimiskokonaisuudet Peda.netissä
 
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminenTyöpaja: Verkkokurssin laatiminen
Työpaja: Verkkokurssin laatiminen
 
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
Tämä on e-kirja ja näin se tehdään (2015)
 
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussaHypekäyrä TVT-suunnittelussa
Hypekäyrä TVT-suunnittelussa
 
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
Forssan Peda.net-koulutus 8.12.2014
 
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014Sähköiset arviointikäytänteet S2014
Sähköiset arviointikäytänteet S2014
 
Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)Edumol user guide (V 2.0)
Edumol user guide (V 2.0)
 
3d-webprojekti
3d-webprojekti3d-webprojekti
3d-webprojekti
 
Big data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudetBig data ja sen mahdollisuudet
Big data ja sen mahdollisuudet
 
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjatTVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
TVT-opetuksessa: Sähköiset oppikirjat
 
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluentoSähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
Sähköiset oppimisympäristöt LUMA-aineissa avausluento
 
Molekyylien rakenne
Molekyylien rakenneMolekyylien rakenne
Molekyylien rakenne
 

Johdatus1 energia-ja-rakenne