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【Ai赋能】《自由水的溶剂功能》互动模拟工具及使用说明

【Ai赋能】《自由水的溶剂功能》互动模拟工具及使用说明

相关演示:

1.《自由水的原理》全景展示器及使用说明

2.《结合水的原理》全景展示器及使用说明

《自由水的溶剂功能》互动模拟工具

使用说明

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一、工具简介

本工具是为高中生物教学设计的3D互动模拟软件,以NaCl溶于水为例,直观呈现自由水作为良好溶剂的核心功能:展示水分子如何通过极性结构与离子结合,实现电解质的溶解与运输,帮助理解 “水是细胞内良好溶剂” 的原理。

附:核心科学原理

NaCl 在水中电离为Na⁺和Cl⁻:Na⁺带正电,吸引水分子的负电氧端;Cl⁻带负电,吸引水分子的正电氢端。离子被水分子包裹形成水合离子,稳定分散在水中,随水分子流动实现运输,这就是自由水作为良好溶剂的微观机制。

二、界面说明

电脑端界面:

手机端界面:

1. 图例说明

颜色/图标

代表物质

说明

🔵蓝色球体

Na⁺(钠离子)

带正电,平均结合5个水分子,吸引水分子的负电氧端

🟢绿色球体

Cl⁻(氯离子)

带负电,平均结合6个水分子,吸引水分子的正电氢端

🔴红色球体

O原子(氧原子)

每个水分子含1个,带部分负电荷,是水分子的 “负极”

⚪白色球体

H原子(氢原子)

每个水分子含2个,带部分正电荷,是水分子的 “正极”

红+白组合

水分子(H₂O)

极性分子,一端带正电、一端带负电,是溶解离子的关键

2. 右侧(下侧)功能面板

(1)参数调节区:可自定义模拟场景,控制离子与水分子的动态行为;

(2)重置按钮:一键恢复所有参数与视角,方便重复演示;

(3)科学原理区:简明标注NaCl溶解的核心逻辑,辅助课堂讲解。

(4)版权说明区

三、操作步骤

1. 3D视角控制

电脑端:

(1)旋转视角:按住鼠标左键拖动,从不同角度观察离子与水分子的结合状态;

(2)缩放模型:滚动鼠标滚轮,放大/缩小场景,清晰查看水合离子的结构细节;

(3)平移场景:按住鼠标右键拖动,调整模型在画面中的位置。

手机端:

(1)单指滑动/拖拽:按住鼠标左键拖动,从不同角度观察离子与水分子的结合状态;

(2)双指捏合/张开:滚动鼠标滚轮,放大/缩小场景,清晰查看水合离子的结构细节;

(3)双指平移拖动:按住鼠标右键拖动,调整模型在画面中的位置。

2. 参数调节

通过滑块调整以下参数,观察不同条件下的溶解现象:

参数

调节效果

Na⁺/Cl⁻数量

控制溶液中离子的数量,范围 1~5

自由水数量

控制水分子总数,范围 10~100

离子迁移速率

控制离子在水中的移动速度,范围 0~0.1

水分子运动速度

控制水分子的热运动速率,范围 0~0.2

离子旋转速度

控制水合离子的旋转动态,范围 0~0.1

3. 重置与恢复

点击【重置全部参数&视角】按钮,所有滑块恢复初始值,相机视角回归默认状态,方便重新开始演示或切换教学环节。

四、教学使用指南

1. 课堂演示流程

(1)调低自由水数量,引导学生观察水分子如何包围Na⁺和Cl⁻,形成水合离子;

(2)暂停离子运动,放大观察:Na⁺周围的水分子以氧端(红)朝向离子,Cl⁻周围的水分子以氢端(白)朝向离子,理解 “极性水分子吸引带电离子” 的原理;

(3)调高自由水数量、离子迁移速率,展示水合离子随水分子流动的动态过程,说明 “自由水帮助溶解和运输营养物质” 的功能。

2. 重点讲解要点

(1)强调水分子的极性是溶解的核心:正电氢端吸引阴离子,负电氧端吸引阳离子,将离子包裹形成水合离子;

(2)区分 “自由水” 与 “结合水”:本模型中参与离子结合的水分子属于结合水,其余为自由水,帮助学生理解二者的动态平衡;

(3)联系生活实例:如血液中的电解质溶解在血浆中,就是自由水溶剂功能的体现。

五、演示地址

电脑端:课堂教学中可把下面的链接地址拷贝粘贴到电脑浏览器中使用。

https://lpn6cmfa.html2web.com

手机端:课后复习时可把下面的链接地址拷贝粘贴到手机浏览器中使用。

https://8wluqu6y.html2web.com

六、软件获取

需要源文件的

可复制下面的链接粘贴到浏览器

 https://weidian.com/item.html?itemID=7755073671

或点击下面的“阅读原文”获取

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