CN2148367Y

CN2148367Y - 化学分子式学习尺

Info

Publication number: CN2148367Y
Application number: CN 92223255
Authority: CN
Inventors: 高世雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-30
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 1993-12-01
Anticipated expiration: 2001-09-01

Abstract

化学分子式学习尺分离子型和有机型。离子型有中文、中外文等种，有机型有三把尺、五把尺、七把尺等种。离子型是把离子式、式量及其中外文名称和分子式类型符号分别刻于有关尺上，组装后各尺可任意平行推拉使用。能组成众多化合物分子式和结构简式，计算分子量；离子型还可用中外文命名化合物和表示其电离和离子方程式。既是教具学具，又是学习化学外文词汇的工具。

Description

本学习尺系列属于学习基础化学知识的教具和学具。

近年来不少化学教育工作者对旋转园盘式化学学习盘有研究，如专利号88301164.6的《化学反应盘》。但在已有的技术中，尚未发现推拉式的化学学习尺。

本发明的目的是创造一种各尺能任意相对平行推拉和随意取出颠倒或翻转插装使用的教具和学具，能使未学和初学化学者认识有关阴、阳离子式和有机原子团，学习化学分子式（或化学式）的结构、组成、书写方法，计算化合物的分子量（或化学式量），用中外文命名离子化合物，表示所组成的离子化合物的电离方程式和其生成的离子方程式等基础知识，从而为更好地学习化学这门基础课打好基础。

根据无机物和有机物分子式的结构、组成、书写、命名不同的特点，本学习尺又分为离子型和有机型两种类型。在离子型中又有中文、中英文和中日文等种类；在有机型中又有三把尺及三把以上尺的组合尺等不同种类。

本发明的具体结构由以下实施事例及附图给出：

图（1）是本发明的中英文离子型化学分子式学习尺的外观正面图。

图（3）是本发明的中日文离子型化学分子式学习尺的外观正面图。

图（4）是本发明的中文离子型化学分子式学习尺的外观正面图。

图（5）是本发明的五把尺有机型化学分子式学习尺的外观正面图。

图（7）、（9）、（11）分别是本发明离子型化学分子式学习尺的中心尺（阴离子尺E）、中间尺（分子式类型符号尺CD）和外尺（阳离子尺AB）的组合结构及其连接方式图。

图（13）、（15）、（17）分别是本发明五把尺有机型化学分子式学习尺的中心尺E、中间尺CD和外尺AB的组合结构及其连接方式图。

图（13）、（15）、（19）、（21）分别是本发明七把尺有机型化学分子式学习尺的中心尺E、中间尺CD、中间尺AB和外尺FG的组合结构及其连接方式图。

图（26）为中英文离子型化学分子式学习尺中心尺E一个面上的有关阴离子，将其刻印于图（7）的一个面上，图（7）的背面同样刻印有其它阴离子，因此又为阴离子尺；阴离子尺只有一把E尺，位于本学习尺的中心位置，故又称中心尺。阴离子尺两面使用，如图（7）、（8）所示，其两侧边缘有滑动凸棱，使其插装入中间尺两内侧边缘的滑动凹槽内。图（24）为离子型化学分子式学习尺中间尺CD面上的分子式类型符号，将其刻印于图（9）的正、反两面上，即为分子式类型符号尺；位于学习尺的中间位置故又称为中间尺，它是由C、D两把尺组成的，如图（9）、（10）所示，C、D尺平行且两端各用两块夹片固定，C、D尺内缘间的距离等于E尺的宽度；C、D尺的外缘有滑动凸棱，内缘有滑动凹槽。为使组成分子式的阴、阳离子式的间隔距离适当，C、D两尺狭窄，如C尺以2个字的宽度为宜，C、D尺可选用硬质材料以增加其强度。图（28）为中英文离子型化学分子式学习尺外尺AB一个面上的有关阳离子，同一个面上的A和B尺上的阳离子式及有关文字互相颠倒书写，将其刻印于图（11）的一个面上，即为阳离子尺，外尺AB的两个面上都刻印有阳离子。它位于学习尺的外侧，故又称为外尺。它由A、B两把尺组成，如图（11）、（12）所示，A、B尺亦平行且两端各由两块夹片固定，A、B尺内缘间距等于C、D尺外缘间距，A、B尺两内缘有凹槽。在组装时，将阴离子尺E两外缘的凸棱部分插装入分子式类型符号尺CD内缘的凹槽中，再将它们一同插装入阳离子尺AB的凹槽中，通过这些内、外边缘上的滑动凹槽和凸棱彼此紧密衔接固定起来，就组装成离子型分子式学习尺（1）、（3）、（4），其横向剖面如图（2）。在同一学习尺上，各组成尺都具有相同间距的横格线，使组成分子式时便于横线对齐。这样，阴、阳离子尺和分子式类型符号尺可任意互相平行推拉，且各尺亦能随意取出颠倒或翻转插入使用。离子型化学分子式学习尺能组成、书写、中外文命名1000余种化合物分子式并计算其分子量，表示1000多种电离方程式和其生成的离子方程式。

图（30）为有机型化学分子式学习尺中心尺E上的含有一个半共价键（半单键如“－CH₃”，半双键如“＝CH₂”，半叁键如“≡CH”）的原子团，且半键均指向尺的外侧，将其刻于图（13）上，即组成有机型化学分子式学习尺的中心尺E，中心尺的两个面都刻有半键指向尺外侧的原子或原子团，如图（14）、（31）所示，其两侧边缘有凸棱。图（32）为有机型中间尺CD上含有两个半键的原子团（如“－CH₂－”、“＝CH－CH＝”），且两半键指向左右两侧，此外还具有“－”“＝”“≡”三种共价键的键型符号，同一个面上C尺和D尺上面的原子团及有关文字互相颠倒书写，将其刻于图（15）上即为中间尺。中间尺亦两面使用，C、D两尺平行放置，其间距等于中心尺E的宽度，CD尺两端各用两块夹片固定，两尺的外缘有凸棱，内缘有凹槽（16）、（33）。图（34）为有机型的外尺AB，其面上的原子或原子团的半键一律指向尺内侧（如“H－”、“OH－”），同一面上A尺和B尺上的原子团及有关文字互相颠倒书写，将其刻于图（17）上即为外尺，外尺AB亦两面使用，A、B两尺平行放置，其间距等于中间尺C、D外缘的宽度，A、B尺两端仍用夹片固定，两内缘有滑动凹槽（35）。组装时如图6中的（13）、（15）、（17）所示，把中心尺E插入中间尺CD的滑动凹槽内，然后再将中间尺插入外尺AB的滑动凹槽内，通过这些内、外边缘上的滑动凹槽和凸棱彼此紧密衔接固定而成，即构成五把尺（AB，CD、E）有机型分子式学习尺（5），其横向剖面图如（6）a、（6）b。同一学习尺中的各组合尺都具有相同间距的横格线。这样，中心尺、中间尺和外尺可任意平行推拉，各尺亦可随意取出颠倒或翻转插入使用。

同理，由中心尺E和外尺AB可直接组成三把尺（AB、E，而无中间尺）的有机型化学分子式学习尺，外尺A和B的内距等于中心尺E的宽度。由图（13）、（15）、（19）、（21）可组成七把尺（AB、CD、E、FG）有机型化学分子式学习尺，图（39）为其正面图中的一部分，图（23）a、（23）b为其横向剖面图。剖面图表示本学习尺从外观看为一个中间薄、两外侧逐渐增厚的阶梯形组合尺。

由此可知，除中心尺为单独一把尺外，其余各中间尺和外尺均由两把尺平行放置并在两端用夹片固定而成，若不用夹片固定，也可用塑料直接注塑而成。中心尺两外缘有凸棱，各中间尺两内缘有凹槽而两外缘有凸棱，外尺两内缘有凹槽。各尺的两外缘间距与其靠外相邻尺的内缘间距相等。除中心尺和外尺上的原子或原子团具有一个分别指向尺的外侧和尺的内侧的半共价键外，其余各中间尺上的原子或原子团都具有两个分别指向左、右两侧的半共价键及共价单键、双键、叁键的键型符号。这样，有机型化学分子式学习尺在构思上是无级的。根据排列组合理论，有机型化学分子式学习尺能组成、书写数以万计、十万计的有机化合物结构简式，或许目前尚未发现的有机物亦可能组成出来。把由原子或原子团排列组合成化合物结构简式的方法编制于计算机程序中，用以研究分子结构，再由结构分析性质和用途，进而发现和设计新物质，将具有深刻的科学意义。

在离子型分子式学习尺中，选用常见的带有1、2、3个单位电荷的阴、阳离子，为使不同电荷的阴、阳离子亦能组成化合物分子式，本发明专门设计出分子式类型符号尺，根据分子式的不同组成类型，归纳出：“1－1型”（如NaCl、BaSO₄、FePO₄等）、“1－2型”（如CuCl₂），“1－3型”（如AlCl₃），“2－1型”（如K₂CO₃），“3－1型”（如Na₃PO₄），“2－3型”（如Fe₂O₃），“3－2型”（如Zn₃P₂），“1－（）₂型”［如Ca（OH）₂］，“1－（）₃型”［如Fe（OH）₃］，“2－（）₃型”［如Al₂（SO₄）₃］”，“3－（）₂型”［如Ca₃（PO₄）₂］共11种。如图（24）所示，把同种分子式类型符号分成两部分，分别刻于分子式类型符号尺C和D尺相应位置上。在所选的阳离子中，只有“NH^＋ ₄”是由多种化学元素原子组成的原子团，为简化学习尺的结构，本发明采用了“NH^＋ ₄”、“（NH^＋ ₄）”两种形式列出，若阴离子带有一个单位负电荷，则应选择“NH^＋ ₄”形式，若阴离子带有多个单位负电荷，则应选择“（NH^＋ ₄）”形式，这样还省去了“（）₂－1型”和“（）₃－1型”两种分子式类型符号。

在离子型分子式学习尺中，为了对所组成的化合物分子式能迅速命名和正确书写，各离子式的中、外文名称分别用两种不同颜色或字体标出，各离子式中的原子或原子团以及原子或原子团右上角的电荷符号亦分别用两种颜色标出。例如：“钠离子”中的“钠”字用黑色，“离子”二字用红色；其英日名称中的“sodium”和“ナトリウム”用黑色，“ion”和“イオン”用红色；其离子式“Na^＋”中的“Na”用黑色，右上角的电荷符号“＋”用红色。为符合化合物命名习惯，少数几个阴离子的中文名称中应加上一个带有红括号的“化”字，如把“氯离子”写作“氯（化）离子”，其中“氯”和“化”字用黑色，“（）”和“离子”用红色，表示当单独命名离子时“（化）”不读出，当命名其组成的分子式时应去掉红括号读出“化”字来。其英、日文名称中的“chloride”和“えんか”用黑色，“ion”和“イオン”用红色。有些阴离子与“H^＋”组成化合物分子式的名称与习惯稍有不同，本发明还专门在该阴离子的外文名称下面将化合物正确的外文名称用另一种颜色（如兰色）字符标出。如在“O^2－”和“OH^－”的外文名称下面标有兰色的英文“Water”和日文“みず”，如图（1）、（3），表示“O^2－”和“OH^－”分别与“H^＋”组成的化合物都是水（“Water”或“みず”），分子式为“H₂O”。

在使用离子型分子式学习尺时，把与组成化合物有关的阴、阳离子和分子式类型符号正向放置，并使其各边线对齐，即出现所组成的化合物来。以“Na₂CO₃”为例说明如下：如图（36），把A、CD、E尺正向插装好后，在A、E两尺上找出“Na^＋”和“CO^2－ ₃”，由其电荷数可知，“Na^＋”需要2个，“CO^2－ ₃”需要1个，故应选择“2－1型”分子式类型符号，把标有“2－1型”的CD尺先与E尺上的“CO^2－ ₃”的边线对齐，然后一同与A尺上印有“Na^＋”的边线对齐，在ACED尺上出现黑体字符“Na₂CO₃”即为由“Na^＋”和“CO^2－ ₃”组成化合物的分子式；“CO^2－ ₃”中文名称“碳酸根离子”中的黑体字“碳酸”与“Na^＋”中文名称“钠离子”中的黑体字“钠”组成“碳酸钠”即为化合物的名称；“Na^＋”英文名称中的黑体字符“sodium”和“CO^2－ ₃”英文名称中的黑体字符“carbonate”组成“sodium carbonate”即为“Na₂CO₃”的英文名称；其分子量为各离子式量之总和：23×2＋60＝106；其电离方程式为：Na₂CO₃＝2Na^＋＋CO^2－ ₃。图（37）是中、日文离子型化学分子式学习尺组成“Cu（NO₃）₂”的例子，其中“NO^－ ₃”日文名称中的黑体字符部分“しよろさん”与“Cu^2＋”日文名称中的黑体字符部分“どぅ”组成“しよろさんどろ”即为“Cu（NO₃）₂”的日文名称；其电离方程式为“Cu（NO₃）₂”＝Cu^2＋＋2NO^－ ₃。许多组成的分子式除能表示其电离方程式外，还能表示其形成的离子方程式，如由“Fe^3＋”和“OH^－”组成“Fe（OH）₃”后，其电离方程式为： Fe（OH）₃→Fe^3＋＋3OH^－其生成的离子方程式为：Fe^3＋＋3OH^－＝Fe（OH）₃↓。

在使用有机型化学分子式学习尺时，把中心尺及其左侧各尺上的原子团正向插装好后，把各尺上具有相同键型半键的原子团依次连接起来（即单线与单线、双线与双线、三线与三线分别连接），使之形成该键型完整的共价键，就组成了某有机物的结构简式。由于不同共价键的结构不同，因而不同类型的半键不能连接成完整共价键。图（38）表示五把尺有机型分子式学习尺C尺上的甲撑基“－CH₂－”两侧的两个半单键分别与A尺上的乙基“CH₃CH₂－”和E尺上的羟基“－OH”连接成1－丙醇的结构简式“CH₃CH₂－CH₂－OH”，其分子量为各组成原子团式量之和：29＋14＋17＝60。图（39）为七把尺有机型化学分子式学习尺组成化合物的例子：外尺F、两中间尺A和C与中心尺E上的原子团分别为“H－”、“－CH₂－”、“－O－”、和“－CH₃”依次连接成甲醚的结构简式 “H－CH₂－O－CH₃”即“CH₃－O－CH₃”，其分子量为：1＋14＋16＋15＝46。

由此可见，化学分子式学习尺系列型号各异，种类较多，可开发出多种产品。每种产品既是基础化学教育的教具，又是初学者学习化学的学具，还是人们学习化学外文词汇的工具，具有多种功能。

Claims

1、一种化学分子式学习尺，其特征在于外观是由具有相同间距横格的外尺、中间尺和中心尺组成，除中心尺为单独一把尺外，外尺和中间尺都是由平行放置的两把尺于两端的两个面上用夹片固定而成，各内侧相邻尺的厚度不大于其外侧相邻尺同端两夹片内表面的距离，外尺、中间尺和中心尺依次插装好的学习尺两个面为中间低两侧逐渐增高，如阶梯形，各尺都可任意相对平行推拉和随意取出颠倒或翻转插装使用，化学分子式学习尺分为离子型和有机型。

2、根据权利要求1，其特征在于中心尺两外缘上有滑动凸棱，外尺两内缘上有滑动凹槽，各中间尺两外缘上有滑动凸棱而两内缘上有滑动凹槽，各尺两外缘间距与其外侧相邻尺的内缘间距相等，各尺通过这些内、外边缘上的滑动凹槽和凸棱彼此紧密衔接固定而成。

3、根据权利要求1，其特征在于其中的离子型化学分子式学习尺是由1块外尺——阳离子尺、一块中间尺——分子式类型符号尺和1块中心尺——阴离子尺依次插装而成的。

4、根据权利要求1，其特征在于其中的有机型化学分子式学习尺有1块外尺和1块内尺，中间尺因块数不同而使其结构各异，无中间尺的为三把尺化学分子式学习尺，只有1块中间尺的为五把尺化学分子式学习盘，具有2块中间尺的为七把尺化学分子式学习尺。

5、根据权利要求1，其特征在于离子型化学分子式学习尺是把各阳离子刻于外尺两个面上的横格中，把各阴离子刻于内尺两个面上的横格中，把分子式类型符号分成两部分分别刻于同一面中间尺的两把尺相应的横格中。

6、根据权利要求1，其特征在于有机型化学分子式学习尺是把各具有一个指向尺内侧的半共价键的原子团刻于外尺两个面的横格中，把各具有一个指向尺外侧的半共价键的原子团刻于中心尺两个面的横格中，把各具有两个分别指向左、右侧的半价键的原子团以及三种共价键的键型符号刻于各中间尺两个面的横格中。