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高校化学の教材；分子と結晶模型の「ベンゼン屋」

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2017年07月の記事

全26件 (26件中 1-26件目)

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「岩塩かち割り」と塩化ナトリウム型結晶

塩化ナトリウム型結晶模型を使った実験を紹介します。写真は岩塩です。結晶構造が原因で直方体にカットできます。カッターを元々割れている面に平行に当て、上から金槌で軽くコンコンしてやるとさらに、切断面から直角にカッターを当て、コンコン。繰り返して直方体の岩塩を取り出すことができます。（写真は長辺約１cm）結晶構造を考えた劈開を理解できるのですが、取り出された直方体の岩塩はとても綺麗で、生徒は気に入って持って帰ります。さらに、これ使って、結晶構造と体積から質量を計算して（＝予想）実際に測って確かめる実験に発展できます。誤差は０〜５％でした。かなりうまくいく実験です。この実験ではもちろん塩化ナトリウム型結晶模型を４人に１つ配布し、Na+とClーの格子内の数を数えてもらいます。

2017.07.29

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夏期講習で分子模型

テーマは「溶ける？か溶けないか？」水に溶ける分子やイオン＝「水類」…と勝手に命名油（灯油）に溶ける分子＝「油（脂）類」…と勝手に命名知識や資料を調べて、班で手元の作業用紙に模型を置いてもらい最後に白板に貼り付けて（模型には磁石付き）発表してもらいます使う分子模型は全て二億倍。油に溶ける分子はみんな白黒。つまり水素と炭素からできた炭化水素。写真の右側。水に溶ける分子はイオンからなる物質か水素と他の原子からなる分子。写真の左側。この後、アルコールメタノールCH3OHから炭素を一つずつ増やしていってヘキサノールC6H13OHまでの分子が登場し、炭化水素基と水酸基のバランスから水ー油の溶けやすさが違うことを実験でみます。白板にはアルコールの分子模型がありませんが、模型は写真右下の机にあり白板で並べて実験結果を考察します。なお、白板左下にあるのはセルロースの模型で水類ですが、もちろん溶けませんが濡れることで水との親和性が高いと話しします。

2017.07.28

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「電源アダプターをテスト」３００円と端切れで作るアクリル板曲げ器

サイド欄の「３００円と端切れで作るアクリル板曲げ器の作り方」で使える電源アダプター(12V安定化電源)を購入してテストしました。購入した、電源アダプターですが12V,2Aのものです。黒いのがアダプターの裏面表示をご覧ください。左は自作のデジタル電圧DC0-100V、電流DC0-10A計です。この程度の電源アダプターで十分だと思います。右に表示されている数値は赤12.1V,青1.34Aです。さらに右の端子には電源アダプターをつないであります。ちょうど良い電圧と電流値を出しており、ニクロム線がほんのり赤く発熱しました。下のような安価な電源アダプターで十分かと思います。もちろん、間に電流電圧計を入れず、直接ワニ口クリップを半田付けして利用しても同じです。ACアダプター 12V 2000mA 安定化電源防犯カメラ用 5.5*2.1mm

2017.07.27

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発泡スチロール球はどこで手に入れる？

発泡スチロール球はホシノプレンで購入していましたが、店が閉じてしまいましたので、今は以下で購入しています。発泡スチロール球どこで買う→2023/5/30ブログ発泡スチロール球は金属結晶模型を作るにも、分子模型を作るにも必要です。＜一億倍分子模型用発泡スチロール球＞水素原子H＝直径2.5cm（白＝無塗装）酸素原子O=直径3.0cm（赤く塗装）窒素原子N=直径3.0cm（青）炭素原子C=直径3.5cm（黒）＜二億倍分子模型用発泡スチロール球＞水素原子H＝直径5.0cm（白）酸素原子O=直径6.0cm（赤）窒素原子N=直径6.0cm（青）炭素原子C=直径7.0cm（黒）＜入手は？＞私は台東区蔵前にある「ホシノプレン」TEL03-3865-1723で入手しています。注）すでに閉店しましたただし、各サイズ共50個単位で、送料がかかります。使用量が多いので、ここでお願いしています。楽天やアマゾンでも手に入りますが、日本製が品質が明らかに良いです。密度・質感やツヤが良く、真球に近いので、実験で生徒にたくさん作らせる以外は日本製を勧めます。以下のお店、商品は発泡スチロール球を扱うお店です。最下欄分子模型セット（一億倍・二億倍用）は「海猫屋」さんが売ってます。は分子模型用発泡スチロールを昔から扱っているお店です。発泡スチロール球直径70mm (5個入) 【お取り寄せ商品】【素材】【工作】【建築模型】価格：486円（税込、送料別) (2017/7/26時点)発泡スチロール球セット

2017.07.26

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置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第4回)

7/24置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第3回)の続きです。今日は硝酸HO-NO2を作って、２億倍ベンゼンに置換反応させ、ニトロベンゼンやニトロトルエン、トリニトロトルエン(TNT)=爆薬を作ります。ベンゼンのニトロ化反応式を書けば、C6H6+HO-NO2→C6H5NO2+H2O(濃硫酸の存在下)となるのですが、ちっともわかりません。では、分子模型でこんな風に硝酸の-OHとベンゼンの１つの水素原子H(白玉半球)取れて水になり青はN、赤は０を表しています。ニトロベンゼンは自前で酸素を持っているのでよく燃えます。燃料に使われています。さて、今日の製作は硝酸でしたね。左のベンゼンは置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第１回)から（第２回）に作った磁石付きベンゼンです。右下の酸素原子（赤）は置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第3回)で作った磁石付きです。今回は右上のミッキーマウスの帽子のようなNO2を作ります。＜硝酸HO-NO2の製作＞6cm発泡スチロール球を３つ用意します。２つは分子模型定規4.9mmにはめて１箇所ずつカットします。赤く塗って酸素原子Oにします。最後の一つは分子模型定規4.9mmにはめて３箇所正三角形になるようにカットします。これを青（窒素原子の意味）に塗装します。そこに、さっき切って赤く塗った酸素原子をグルーガンで貼り付けます。残りの面にはベンゼンの磁石に着くようにS極を上にしてネオジム磁石を貼り付けます。これで、NO2の出来上がり。ベンゼン環の水素を１つ取り除いて、磁石の力でくっつけることができます。硝酸HO-NO2にするには写真右下の酸素原子O、さらに、画鋲付き水素原子を磁石の力で貼り付けます。あとは、初めの反応のように「NO2がベンゼンに着く」と「水H2Oが取れる」と演示できます。このほか、（左、o-ニトロトルエン）　　　　　　　（右、246-トリニトロトルエン　TNT火薬）などと、次々に主要な芳香族化合物ができてきます。

2017.07.25

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置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第3回)

7/21のブログ置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第2回)の続きです。水酸基-OH、メチル基CH3-を作ります。この二つとベンゼンを組み合わせるだけで数種類の芳香族有機化合物を作ることができます。＜水酸基を作る＞7/21のブログ「簡単な２奥倍分子を作る」の②水分子H2Oを参考に6cmスチロール球を使って49mm径で２箇所カットします。赤く塗装して、酸素原子を作ります。これにネオジム磁石5mm径を埋め込みます。付け方は（第２回）を見てくださいただし、写真のように一方がN極なら、もう一方はS極になるようにつけてください。写真を参考に磁石の極性を考えて貼ってください。これに画鋲のついた水素原子Hをくっつけると水分子H2Oになります。＜メチル基を作る＞メチル基CH３-は7/21「簡単な２奥倍分子を作る」の④メタン分子CH4を参考に作りますが、水素原子は３つだけグルーガンで貼り付け、一つは開けておく。これにネオジム磁石を貼り付けます。これに画鋲付き水素原子をくっつければメタンCH4になります。磁石の極性は写真を参考にして貼り付けてください。＜パーツをつけかえて化合物たくさん＞このパーツを繋ぎかえてどんどん化合物を作りましょう。ネオジム磁石なのでしっかりとはりつきます。　　　　　　ベンゼン　　　　→　　　トルエン　　　→　　　フェノールメチルフェニルエーテル　→　o-メチルフェノール　　→　p-メチルフェノール

2017.07.24

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2次元では誤解が生じる「錯視立体」を見てきました

御茶ノ水の明治大学博物館特別展示室で錯視立体の展示があり見てきました。ある方向から写真を撮るとこんな感じ。しかし、中央にボールを置くと、転がり出てしまいます。写真や片目で見るから、2次元で捉えて脳は誤解します両目で見たり別の方向から写真を撮ると、中央が高いのです。こういうのを「錯視立体」といいます。では、こんなのはいかが？鏡の前に立体が置いてあります。ハート型の筒ですが、鏡に映ったのは、、、視点を変えると違う。これが、模型を手にとっていじり回してみることの意義に繋がりませんか？教科書の図（2次元）では分からなかった、多くの発見をすることでしょう。

2017.07.23

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置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第2回)

第１回では２億倍ベンゼン環まで作りました。これを黒く塗装します。さらに、先の尖ったもの、例えばボールペンの先でベンゼン環のカット面にちょっと穴を開け、小さなネオジム磁石をグルーガンで貼り付けます。このとき、磁石上面の極性をそろえて貼ってください。あとで、置換基にもネオジム磁石を貼りますが、このときどのベンゼン上の位置にもくっつくようにするためです。上に透明梱包用テープを貼り補強するといいでしょう。小さなネオジム磁石はダイソーなどの百均で８個１００円で売ってました。さて、次は水素原子H。３つの50mm発泡スチロール球を用意して、「２億倍分子模型定規」の49mmの穴にはめ、ちょうど半分にカットします。カットしたらカット面中央に画鋲をグルーガンでつけます。塗装はしません。白いままです。さあ、これをベンゼン環に貼り付けます。かなり強く張り付き安定します。これで、出来上がり。第３回では、ニトロ基、メチル基、水酸基など置換基を作ってベンゼン環に置換しようと思います。ネオジム磁石【ネオジウム磁石】 1個バラ売り 5mm×2mm マグネット強力磁石磁力ボタン型ボタン電池型丸型小型薄型車バイク燃費プラモデル DIY 手品自由研究アルニコ磁石フェライト磁石よりも強力【あす楽対応】価格：32円（税込、送料別) (2017/7/21時点)

2017.07.21

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置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作る(第１回)

芳香族化合物はベンゼンの置換基交換によって様々に変化します。分子模型を使い芳香族化合物の授業を進めるとき（例えば、置換反応、エステル化、クメン法、等）ベンゼンC6H6をかわきりに水素をとってH代わりにーOHやーNO2を取り替えられる分子模型が欲しい。そこで、置換基をいろいろ取り替えられる２億倍ベンゼンを作って見ます。まずは、芳香族環から。炭素原子は70mmの発泡スチロール球を使います。２億倍分子模型定規の60mmの穴に入れて、電熱カッターで切ります。さらに、回転させて、先ほど切った面ギリギリのところで２面目を切ります。（下図左、これで角度が大体60°の角度になります）このパーツAを４つ、１面のみ切った70mm球(パーツB)を２つ作ります。2つのパーツAと1つのパーツBを（下図右）のように貼り合わせます。貼り合わせは、グルーガンを使っています。これでベンゼン環半分が２つできます。これを、また60mmの穴に入れて、切った面が全て水平になるように、さらにカット。このようになります。切断面が真っ平らなのでこの２つを貼り合わせます。大きな（直径14cm）梅の花ができました。あまりに綺麗なので、黒く塗るのをやめたくなります。これに水素原子＝50mmスチロール球をつけるので、「２億倍分子模型定規」の49mmの穴に入れて、６箇所カットです。垂直にベンゼン環を立て、横から見て左右等しくなるようにバランスよく、６箇所カットします。写真奥にあるのがカットしたベンゼン環です。これをアクリルスプレー黒で平面も全て塗装します。これに磁石をつけるのですが、続きはまた後日《BE》ホットボンド　(グルーガン)　B-30　(B30)　高温タイプ160℃　7w【宅配便】価格：864円（税込、送料別) (2017/7/12時点)即日★高温グルースティッククリア　10cm　12本　GS−3412A/90-5035-0【00】《花資材グルーグルーガン・スティック》価格：265円（税込、送料別) (2017/7/12時点)

2017.07.20

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H29全国理科教育大会埼玉大会に出展します

8月9日(水)から10日(木)にH29全国理科教育大会埼玉大会がウエスタ川越と川越市立川越高等学校(埼玉県川越市旭町2-3-7)で行われます。科学の広場というポスターセッションがあり、両日とも出展して、製作の実演と模型やキットの販売を行います。実際に模型を見たり、意見を交わすことを楽しみにしています。参加申し込みは終わってますが、この大会に来られる方はどうぞブースにお寄りください。H29全国理科教育大会埼玉大会「科学の広場」8月9日(水)10:00-17:00川越市立川越高等学校8月10日(木)9:00-14:00川越市立川越高等学校

2017.07.19

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画面左端の「フリーページ」も充実させてます

左端のフリーページに模型の作り方を中心に載せておきました。どうぞ活用ください。今後もこちらを充実させていきます。

2017.07.18

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レーザー刻印機を買いました

夏の三連休いかが過ごしていますか？毎日暑いですねー。今日は猛暑なので、どこへも出かけず家で過ごしています。で、レーザー刻印機を買いました。これで遊んでいます。レーザー彫刻機 1500mW 卓上小型 USB対応 DIY 刻印機軽量高精度安定広範囲対応スマートプリンタ windows対応 USBメモリー付ブラック blu7ive20,999円送料無料で買いました。ソフトウエアはついてます。ただし、Windowsでしか動きません。開始時エラーが出ますがwindowXPで動かしています。木やプラスチックを切断できません。木や皮の表面を熱で焦がして刻印できます。レーザー強度とあてる時間をソフトでコントロールしながら刻印しますが、このパラメータの設定は何度かやって経験的に決めます。レーザー強度100％、印字深さ80%で皮に刻印しました。５X５cmの大きさで１時間ほどかかります。印字深さを小さくすると時間は短縮されますが印字が薄くなります。これをミシンでトートバックに止め付ける予定です。色々なものに印字できて面白いです。財布の皮にも似たものを刻印しています。手でこすっても焦げは手にうつりません。そもそもレーザー出力が弱いので切断や金属アクリル板への刻印はできません。将来の夢は、分子模型定規を自分でカットしたいのです。しかし、これには40WほどのCO2レーザーが必要なので初めは勉強の目的でこれを買いました。評判コメントから選びましたが、気になるところもあります。１.「長時間の印字をするとレーザーが壊れる」というコメントがあり、私は１回動作させたら放熱のためしばらく動作させないでおきます。２.ステッピングモーターがかなり加熱する。心配なので、１回（１時間くらい）使ったら冷えるまで待ちます。3.木や皮の焦げる匂いがある。時々換気する程度で十分かなと思っています。今の所、不具合は起きていません。刻印時は何か他の作業しならがのんびりとやってます。

2017.07.17

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シクロヘキサン、作り方のちょっとしたヒント

シクロヘキサンC6H12。六角形の分子で、６つの炭素原子が話になった構造を持っています。これを作るのですが、メタンCH4を作るつもりで７cm球＝炭素原子Cを4箇所カットして２箇所には水素原子（5cm球半分）を貼り付けておきます。あとは・・・・・、順に貼り付けてはいけません。３つ組みで平面に並べて貼り角度を調整してから貼り合わせてください。こうしてできた３つ組の接着面は平面となり最後の貼りわせでぴったりとなるのです。最後の貼り方ですが、シクロヘキサンは熱運動でペコンペコンと形を変えており、高校ではボートフォーム（ボートの形）とチェアフォーム（椅子の形）に変化しています。上の図でボートフォームに接着するととなり、チェアフォームに接着するととなります。この形の間をねじれながら熱運動で変化しているということです。

2017.07.16

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２億倍アルコールを作る

メタノールCH3OHを作る写真はメタノール(メチルアルコール)です。7/12のブログで紹介した水とメタンの作り方を応用して作りました。。これからは少し複雑な有機化合物を作って行きます。水分子H2Oの水素原子を１つとり、メタン分子CH4の水素原子を１つとって、それぞれをグルーガンで貼り合わせます。エタンC2H6とエタノールC2H5OHを作るメタン分子CH4の水素原子を１つとって、それぞれをグルーガンで貼り合わせます。エタンができます。下の写真がエタンです。エタンから水素原子を１つ取り、水から水素原子を１つとったものを貼り付けるとエタノールC2H5OHができます。これを応用すると、もっと炭素数の多いアルコールを作ることができます。発泡スチロール球の切り方や貼り付けかたは７月１２日のブログを参考にしてください。

2017.07.15

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コメントありがとうございました

写真はメタノール(メチルアルコール)です。7/12のブログで紹介した水とメタンの作り方を応用して作りました。。これからは少し複雑な有機化合物を作って行きます。６月14日にこのブログ始めました。アクセスが1100を超えて、ご覧いただいているメンバーが増えてきて嬉しいです。今朝、初コメントいただきました。コメント(2017.07.14 07:08:53)「やっとたどり着きました。まさか、こことは気付かず、通り過ぎていましたよ。だって、販売もしているのだから、趣味っぽい会社？　と思ってました。面白い事やってますね。期待してみてます。」「趣味っぽい会社…」みたいですよねーこのブログの目的(姿勢)をもう一度伝えさせてください。ベンゼン屋のしたいことたくさんの学校の化学の授業に分子模型を持ち込みたくてブログを始めました。本来ならば、先生方がこういう手作りモデル、しかもできがいい美しいものを授業で使うと先生の授業にかける想いが伝わり、生徒の取り組みが変わって来ると思います。また、生徒は２次元のモデル図（例えコンピューターでぐるぐる回しても）ではイメージが頭の中に作られず、手元の模型を回しながら見ると効果的に伝わります。しかし、次のような問題があります。1.どう作ればいいか、わからない2.授業以外の校務が忙しくて、模型を作る時間が取れない3.教材屋さんの模型が高くて、手軽に利用できないそこで1.これまでつちかってきた工作のノウハウを詳しく公開して　たくさんの先生方に自分で作ってもらいたい2.原価に近い値段で販売　市販されている模型はとても高価です。大きいものだと１つ１万円します。　材料費と少しの手間賃（何人かの方にお手伝い願ってますのでお礼）　で基本的な金属格子モデルは500円で提供します。これなら、４人に１つ　くらいは見て、議論・意見交換してもらえます。以上がこのブログの目的です。どうぞ、活用くださいませ。

2017.07.14

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２億倍塩素分子と塩化水素分子

分子模型定規を使って、２億倍塩素分子Cl2と塩化水素分子HClを作ります。まず塩素分子Cl２から、塩素の共有結合半径は約100pm。２億倍にすると２cmです。球の中心から２cmのところでカットします。7.5cmの発泡スチロール球を使います。ダイソーで１つ100円です。分子模型定規の穴にはめて中心から２cmのところに来る穴は60mmの穴。ここで、２つカットします。緑に塗って接着すると塩素分子Cl2です。１つの塩素原子の中心からもう一つの塩素原子の中心まで4cmです。やはり、ハロゲンの分子、かなり大きいです。続いて、塩化水素分子HClです。２億倍の塩素原子の共有結合半径は２cmでしたね。２億倍水素原子Hの共有結合半径は0.6cmです。つまり、水素の中心から塩素の中心まで2.6cmです。水素原子の５cm発泡スチロール球は真っ二つに切ります。49mmの穴にはめて切りましょう。水素原子の中心は切断面上にあります。続いて、塩素原子の7.5cm発泡スチロール球は49mmの穴にはめてカットします。塩素原子を緑に塗り、水素原子は塗らずに白いまま。２つを張り合わせると塩化水素分子HClが出来上がりです。※カットの仕方、貼り付けかたについては7/12のブログを見てください。※発泡スチロール球は大きいほど価格がぐんぐん上がります。ダイソーなどで100円で買えたら、利用した方が安上がりかもしれません。　7.5cm球は頻繁に使いませんので。

2017.07.13

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簡単な２億倍分子を作る

今回は、２億倍分子模型の製作です。簡単な分子を作ります。サイズは１０cmくらいです。上左からアンモニアNH3、二酸化炭素CO2、水H2O、メタンCH4分子です。どんな、複雑な有機化合物でも、これらの分子の応用で作ることができます。炭素原子は7cm球、酸素原子は6cm球、水素原子は5cm発泡スチロール球を使います。２億倍分子模型定規の使い方もこの製作を通して理解してください。①二酸化炭素７cm球(炭素原子C)を分子模型定規56mmの穴にはめてスチロールカッターで切断します。さらに、ひっくり返して先のカット面と平行にカットします。さらに、6cm球(酸素原子O)を56mmの穴にはめて、２つカットします。※私は6cm球をちょうど半分にカット(60mmの穴を使います)し、１球から２つ酸素原子を得ています。この時炭素7cm球は60mmの穴を使います。この方法は、結合半径が小さくなり正確さに欠けますますが、スチロール球の節約になり、カッコ良いのです完成写真はこの方法で作りました。上左写真が二酸化炭素分子のパーツです。あとは、スプレーで色を塗ってグルーガンで接着します。②水酸素原子Oは６cm球を使います。これを分子模型定規の49mmの穴に入れてカットします。さらに、カットした球を回して、49mmの穴にはめ、先ほどの切断面ギリギリでカットします。これで結合角がだいたい108°になります。水素原子Hは5cm球を49mmの穴にはめ込みます。スッとはいりませんがスチロール球に薄くついている線を目安にちょうど半分になるところまで入れて、切ります。これで、水素原子２つができました。あとは酸素原子を赤く塗装して、水素原子(白いまま塗装なし)をグルーガンで貼り付けます。③アンモニア窒素原子Nは６cm球をカットします。定規の49mmの穴で水分子と同じように２箇所カットしたのち、二つのカット面に接するように第３面をカットします。これを青く塗装します。あとは、半球5cmの水素を３つ貼り付けて出来上がり。④メタン炭素原子Cは7cm球をカットして作ります。定規の49mm穴にはめて、１面目カット。さらに、回転させて２面目をカットしますが、この時、第１面と２面の距離は10mmとってください。同じように３面も１、２面から10mmずつ間隔を開けるます。第４面も３つの面から10mmあけてカットします。こうすると、正四面体型の配置になります。水素原子は5cm球の半分です。※グルーガン・２億倍分子模型定規についてポリエチレンの棒を差し込んで熱で溶かしだして接着します。ダイソーやホームセンターで本体、ポリエチレン棒が手に入ります。接着は発泡スチロール用接着剤や両面テープでもいいのですが、耐久性や工作のしやすさから考えるとこれが一番いいと思います。分子模型定規はベンゼン屋オリジナルです。穴と刻印はレーザーカッティングで作っています。これは業者に作ってもらいました。１枚１４００円かかりました。この値段１４００円でお分けします。以上です。わからないことがあれば、コメント欄やメールで問い合わせてください。《BE》ホットボンド　(グルーガン)　B-30　(B30)　高温タイプ160℃　7w【宅配便】価格：864円（税込、送料別) (2017/7/12時点)即日★高温グルースティッククリア　10cm　12本　GS−3412A/90-5035-0【00】《花資材グルーグルーガン・スティック》価格：265円（税込、送料別) (2017/7/12時点)

2017.07.12

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模型の価格を全面改定しおやすくしました

これまで、日記で紹介してきた模型の価格を全面的に見直し改訂しました。ブログトップの一覧表で確認してください。大きな模型で500円、小さな模型で100円値下げしました。もうほとんど材料費と手間賃です。「教室に分子模型と結晶模型を持ち込みたい」願いを叶えるために持ち出しでやってます。どうぞご支援ください。学校によっては、領収書元にうるさいところもあるようですが、分子模型研究会「ベンゼン屋」代表○○○○（個人名）という領収書元で発行しますので立て替えで消耗品として買えるか事務と相談してください。

2017.07.11

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販売価格を調査しました→価格改定へ

販売価格を９高校の実習教諭の皆さんに調査しました。全ての模型について調査しました。下の表は、一例です。上の表は、A高校からi高校までの実習教諭さんに上限から下限の価格帯を選んでもらい、「価格」欄には買うならこの価格という値段を選んでもらいました。例えば、左表では４人の方が２５００円と答えたことを表してます。この結果を生かして、価格設定を変更します。塩化セシウム斜め切り2500円にミニ面心立方と体心立方は500円に値下げします。とりあえずお知らせまで

2017.07.10

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2億倍分子模型定規できて来ました

2億倍分子模型定規できてきました。発泡スチロール球をはめこんでニクロム線カッターをあて、定規上をずらして切ると共有結合半径を考慮した断面を切り取ることができます。これで、メタンから複雑な芳香族分子を作ることができます。かつて、DNA20塩基対を部活動で作った(1m越え)ことがあります。厚さ6mmMDF木材に38mmから60mmの円をレーザーカッティングし、さらに対象分子の化学式をレーザー刻印しました。教室に分子模型を持ち込むとき、1億倍では小さくて後方の生徒は見えないし、印象的ではありません。有機化学や分子間力の授業では磁石を付けて、黒板に並べると圧倒的に効果的です。この定規を使った分子模型の作り方や授業への利用例は今後アップしていきます。2億倍分子模型を作るためには、この定規とニクロム線発泡スチロールカッターがとりあえず必要です。あまり、作っている方がいないのですが以前1500円で買いました。材料は安いのですが、カットと刻印代が高くつきました。利潤なしで、1400円です。

2017.07.08

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３００円と端切れで作るアクリル板曲げ器

３００円と端切れで作るアクリル板曲げ器の作り方　「模型の作り方③アクリル板を曲げる」で使用したアクリル板曲げ器の作り方を紹介します。アクリル板加工では曲げの精度が必要です。しかし、市販のアクリル板曲げ器は６千円から３万円もして、簡単に入手できません。そこで、精度高く曲げることができて、とても安価で簡単に組み立てられるキットを用意しました。丁寧に作らなくても高精度の「曲げ」を実現できます。細目のニクロム線を使っていますので、過電流が流れてもニクロム線がヒューズの代わりに切れます。【材料】①キットの内容　ステンレステープ台所用20cm、ニクロム線Φ0.2mm 50cm(25cm使用、予備1本分)　ばね1本②用意するもの　木ネジ２本(１本はマイナス)、ビス2cm長1本、ナット3個、ワッシャー3個　木片(35cmX15cmX1cm、1枚、18cmX7cmX1cm（1X1cm角材でも可）、２枚)　　電源装置(15V,2A以上の出力可変）、ワニグチクリップ付きコード２本【作り方】台の製作①木片（台となります）を長さ約35cmに切り右図のA・Bの位置に印をつけます。②印Aはビスが入る穴をドリルで開けます。この穴の裏から少し大きめのドリルで穴を彫り込み、ビスの頭が飛び出して台がぐらつかないように加工します。③Bにはマイナス木ネジをねじ込んでおきます。④ステンレステープを幅5mmのコの字型にけがいた後、雨樋のように曲げておきます。⑤④で加工したステンレステープの裏紙を剥がし、接着面を出して、台のニクロム線の通るAB間に貼り付けます。⑥ステンレステープを挟み込むように18X7の木片を接着剤で貼り付けます。接着剤は木工用ボンドか瞬間接着剤（私は瞬間接着剤を１枚あたり６点落として圧着しました。すぐついてのちの作業にかかれます)。⑦はみ出したステンレステープは18X7の木片の上部におり倒し貼り付けます。（写真参照）ニクロム線張り①ニクロム線を25cmに切り、両端を輪にして捩り合わせます。この時、全長を22cmくらいにしてください。②Aの穴にビスを裏から通し、ワッシャーを１枚はめてナットでしっかり固定します。台裏にビスの頭が出ないように（台がぐらつかないように）しっかり止めて下さい。③18X7木片上面から約1mm下にニクロム線が張れるように②のビスにナットを入れてワッシャー２枚で挟み込んでニクロム線を挟み込み固定します。この時、下からナット・ワッシャー・ニクロム線の輪・ワッシャー・ナットとなります。(右写真)④ニクロム線の別の端をバネに引っ掛けます。バネの他端は５mmほど伸ばして、図のCの位置に木ネジで引っ張るように止めます。ニクロム線は加熱すると伸びるのでテンションをかけて常にまっすぐにするためです。⑤Bに付けた木ネジ（マイナス）はニクロム線をかけます。この木ネジの高さは18X7木片上面からニクロム線が約1mm下になるようにねじ込んでください。この木ネジのマイナス凹みにニクロム線を乗っけるように引っ掛けます。【使い方】ニクロム線の加熱①ワニ口クリップ（写真はミノムシクリップですが耐熱を考えてワニ口クリップを勧めます）で電源と繋いでください。くれぐれも直接、電灯線につながないでください。ニクロム線が焼き切れます。②写真のように印A端はビスをくわえて。もう一端は木ネジ（マイナス）とバネの間のニクロム線をくわえてください。印B,Cどちらのの木ネジもくわえさせてはいけません。接触点が小さく一点が加熱してニクロム線が焼き切れてしまいます。③ニクロム線が少し赤熱するまで、電源の電圧を徐々に上げいきます。私の場合12V-1.4Aでした。【安全性について】①とても高温になりますので、火傷や火災に注意してください。②一枚アクリル板を曲げるごとに通電を止めてください。長時間の通電はニクロム線の寿命を短くするばかりでなく、火災の恐れがあります。②過電流が流れたり、長時間加熱するとニクロム線がヒューズの役割をして切れます。(電源装置にも保護装置があります）防犯カメラ用 AC/DCアダプター安定化電源 12V 2A/2000mA 5.5*2.1mm価格：660円（税込、送料別) (2017/7/7時点)間に電流計・スイッチを入れて、電流をモニターしながら使えば、これでもいいかもしれない【参考】以下の動画がアクリル板の曲げ方やさらに高機能な曲げ器製作の参考になります。市販ヒーター棒（アクリサンデーヒーターキット）https://www.youtube.com/watch?v=q75ufSEGgTo&index=3&list=PLD1D6F0E99572F5F2ニクロム線直線型自作の参考https://www.youtube.com/watch?v=XveHMbzbyYQ&t=219s

2017.07.07

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模型を作る⑥塗装、完成へ

塩化セシウム型の結晶模型・斜め切りを作っています。今回は６回目、切断した発泡スチロール球に色を塗り、アクリルケースに収めます。教科書や図説では、セシウムイオン＝青、塩化物イオン＝緑で表現されていますのでこれに従って塗装します。塗料は、アサヒペン多用途水性スプレーを使いました。「水性」でないと、発泡スチロールが溶けてしまいます。このスプレーは、スチロール球へのなじみがよく、早く乾く（２〜３時間）ので模型作りに欠かせません。100円均一「ダイソー」のアクリル水性塗料（刷毛塗り）を試してみましたが、表面へののりが悪く、乾きも遅いので使い勝手が悪いと感じました。乾いたら、アクリルケースに収めます。微妙な寸法違いは気にしないでグイグイ入れてください。上蓋を接着前、接着面に触れそうな塩化物イオンにメンディングテープを貼って保護します。接着液が少量でも発泡スチロールに触れると、醜く溶けていきます。後は、蓋をして、「模型を作る④貼り合わせてケースを作る」を参考に貼り付ければ出来上がりです。蓋は発泡スチロールに触れないところを何箇所か接着すれば十分です。製作は以上です。やっとできたぁ〜アサヒペン水性多用途スプレー420mL　色選択35種価格：702円（税込、送料別) (2017/7/6時点)

2017.07.06

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模型を作る⑤中に入れる発泡スチロール球を切る

塩化セシウム型の結晶模型・斜め切りを作っています。今回は５回目、発泡スチロール球を切断します。この方法を身につけると、体心立方格子・面心立方格子は簡単にできるようになります。セシウムイオンは7.5cmの半球を購入しました。難しいのは、塩化物イオン、直径７cm球を45°の角度で切断すること。では、見ていきましょう。まず半分にします（上左）。ちょうど7cm球は200mLビーカーが切り型になります。球には半分のところにうすいついているのでそれに合う、ビーカーを探し、切り型にするといいでしょう。スチロールカッターで切ります（上右）。一回カットしたら、合わせて90°回してビーカにはめ直す。（上左）②の線がビーカー面に垂直になるようにしてセットして、ビーカーの縁をガイドに切ります。さらに、２本の切り線をそれぞれビーカー面に垂直にして切ると、1/8球ができます。1/8球を45°の角度で切って1/16球を４つ作ります。この時も、1/8球をまとめてビーカーにはめ、三角定規で45°を確認し、縁をガイドに切ります。カットした材料は（上右）です。私は、上の写真のような治具を作って使ってます。④で作ったは緒来の中に詰め込んでみましょう。ピタリと合わなくても、気にしない。特に、1/16球はまずあいません。あふれると思いますが、押し込んでください。確認したら、取り出して色ぬりと蓋の接着です。今日終えるつもりでしたが、この後は次回で。

2017.07.05

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模型を作る④貼り合わせてケースを作る

塩化セシウム型の結晶模型・斜め切りを作っています。今回は４回目、切断して、曲げたパーツを貼り合わせてケースを作ります。底面の直角三角形に曲げたアクリル板を接着します。準備として、セロテープで2箇所仮止めしておきます。接着剤のジクロロメタンがセロテープにしみあがるとアクリル面を溶かして、汚れになるので、接着剤を少し流して一部を接着してからテープを剥がし、全体を接着すると綺麗に仕上がります。ジクロロメタンは蒸発しやすいので、容器本体を持つを体温でピュッと駅が飛び出し、アクリル面を汚します。写真のように容器の首を持って、手の内側の体温で、流出量を調整するようにしてください。下の写真は正面のアクリル板を接着し、三角柱の容器を作ったところです。底面をぴったり机に合わせると、上面の長辺が1mmほど三角のアクリル板から、下がってしまいますが、重なってますので、ここも接着剤を流して接着。下の写真が完成したケース。まだ、スチロール球を納めていないので、上の三角形のふたは接着してません。初めて作ると多少のずれや汚れが気になるところですがスチロール球を納めると目立たなくなります。安心して、続けましょう。これにカットしたスチロール球入れれば完成です。次回は最終回。スチロール球の切り方と、色ぬりです。あす楽　アクリサンデー　30ml　注射器付　アクリル樹脂用接着剤　アクリル専用接着剤　アクリル接着剤　アクリル板　不燃性価格：570円（税込、送料別) (2017/7/4時点)【解説】アクリル用接着剤です。似た商品で「塩ビ用」がありますので注意してください。液体のジクロロメタンが入っています。接着容器の使い勝手がよいので、一つ買って溶剤がなくなったら実験室のジクロロメタンを足してやればいいと思います。

2017.07.04

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模型の作り方③アクリル板を曲げる

塩化セシウム型の結晶模型・斜め切りを作っています。今回は３回目、アクリル板を曲げます。アクリル板は80℃で軟化します。この性質を使って綺麗に曲げることができます。ニクロム線ヒーターを用意します。写真は自作のもの。電源（実験室にあります）に繋いで、12Vで1.4Aくらい。すぐに赤熱し、使用可能になります。⑴アクリル板を加熱し、曲げます。曲げる位置に直線で印の罫書き線を入れておき、ヒーターの真上におきます。ニクロム線が赤熱し、乗せてから80秒弱で、指で押すと（ちょっと熱い）クニャと曲がる感じがします。すぐ取り出して、木片の90°の角に当てて、しばらく保持します。これで、直角三角柱（斜め切り）のパーツが出来上がりました。あとは、これを貼り付け、箱にします。アクリル板曲げヒーターは市販しています。「模型の作り方①」に載せてあります。市販のものを使うときも、罫書き線を合わせてヒーターに乗せ、指で触って軟化して来たら上の説明と同じように曲げます。箱の接着方法は、また次回に。

2017.07.03

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今、２億倍分子模型定規を企画・製作中です

今日、2億倍分子模型定規をレーザーカッティングで注文してきました例えば、ベンゼン分子C６H６を作る場合、7cmの発泡スチロール球を56mmの枠にはめ込んでニクロム線の発泡スチロールカッターで60°角に２箇所切り込んで、６つ貼り合わせるとベンゼンの炭素骨格ができます。水素原子は5cm球を49mmの枠にはめ込んで真っ二つにカットします。これを、先の炭素骨格に張り合わせればいいのですこうして、２億倍ベンゼンができます。２億倍ベンゼンの作り方は後日詳しく紹介します。分子模型作りで必須な道具は、この定規とニクロム線カッターです。

2017.07.01

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