Головна » Хімія

Кристалічні ґратки. Атомні, молекулярні та йонні кристали. Залежність фізичних властивостей речовин від типів кристалічних ґраток

Мета:
Освітня: дати поняття про кристалічні ґратки, ознайомити з різними типами кристалічних ґраток (атомні, молекулярні, йонні), розкрити зв'язок між типом хімічного зв’язку, типом кристалічних ґраток і фізичними властивостями речовин, визначити особливості будови твердих речовин та встановити залежність властивостей речовин від їхньої будови, розширити й поглибити уявлення про зумовленість фізичних властивостей речовин, типом хімічного зв’язку та кристалічних ґраток
Розвивальна: розвивати вміння прогнозувати хімічні властивості сполук на підставі аналізу їх кристалічної решітки, вміння проводити аналіз, узагальнювати, робити висновки; вміння працювати з опорною таблицею, карткою-інструкцією.

Виховна: виховання самостійності, наполегливості в досягненні своєї мети, культури праці.

Тип уроку: комбінований.
Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, опорна таблиця видів кристалічних граток, картка з інструкцією, моделі кристалічних граток, таблиця « Кристалічні гратки», презентація «Кристалічні гратки»
      
Девіз уроку:

 «Все пізнається в порівнянні.

Від аналізу до структури,

а від неї – до властивостей і застосування».

 
  Структура уроку.
  1. Організаційний момент

  2.Актуалізація опорних знань.

  3. Повідомлення теми уроку та мотивація учбової діяльності.
  4. Вивчення нового матеріалу:
        4.1  Будова твердих речовин
        4.2 Класифікація кристалічних граток
   4.3  Залежність між хімічним зв’язком, типом кристалічної  решітки і фізичними властивостями

   5.Закріплення матеріалу.

   6. Домашнє завдання.

 7. Підведення підсумків уроку.
 
                                        Хід уроку.

 1. Організаційний момент

Організація класу;
налаштування на роботу;
перевірка наявності підручників, зошитів, щоденників, канцелярського обладнання.

  2.Актуалізація опорних знань

На попередніх уроках ми вивчали типи хімічних зв’язків. Цей матеріал буде потрібний нам для засвоєння наступної теми. Тож повторимо саме головне. Пригадайте, які типи зв’язку існують в природі?

Повторення проведемо у формі гри «Вірю –не вірю».

Увага! На екрані мультимедійної дошки ви бачите твердження. Зачитайте це твердження, дайте відповідь, прокоментуйте.

 

Твердження:

1. Йонний зв’язок виникає між йонами (так).

2. Йони – це нейтральні частинки (ні).

3. Йони – це заряджені частинки (так ).

4. Ковалентний зв’язок буває двох типів – полярний і неполярний (так).

5. Ковалентний полярний зв’язок утворюється між атомами з однаковою електронегативністю (ні).

6. Ковалентний неполярний зв’язок утворюється між атомами одного і того ж неметалу (так).

7. Ковалентний неполярний зв’язок утворюється між атомами з різною електронегативністю (ні).

8. NaCl – сполука з йонним зв’язком (так).

9. О2 – сполука з ковалентним полярним зв’язком (ні).

10. HCl –сполука з йонним зв’язком (ні).

3. Повідомлення теми уроку та мотивація учбової діяльності

Отже, існують різні типи зв’язку. Чи впливає тип хімічного зв’язку на будову речовини та її властивості? Саме цю проблему ми повинні з вами розв’язати на уроці.

Тема нашого уроку: Кристалічни гратки. Атомні, молекулярні та йонні кристали. Залежність фізичних властивостей від типів кристалічних граток.(записуємо в зошитах,на дошці )

Я хочу прочитати вам уривок із твору Льюіса Керролла  «Аліса в Країні чудес»:

«За кілька кроків від неї сидів на гілці Чеширський кіт. «Скажіть, будь ласка, куди мені звідси йти?» - «А куди ти хочеш потрапити?» - спитав у відповідь кіт. – «Мені все одно…» - сказала Аліса. «Тоді все одно куди йти: - зауважив кіт».

Що хоче сказати кіт Алісі та навіщо я прочитала ці слова на початку уроку? Ваша думка?

Так, правильно, потрібно знати мету своєї роботи.

Про що б ви хотіли дізнатись? ( бесіда з учнями )
Визначимо мету  пошуку знань?( учні ставлять мету, учитель допомагає, записуємо в зошиті  і на дошці)
Тобі треба
Знати: поняття кристалічні гратки,типи кристалічних ґраток
Уміти: визначати типи кристалічних краток, прогнозувати властивості речовин залежно від виду хімічного зв'язку і типу кристалічних ґраток.
Розуміти: залежність фізичних властивостей речовин від їх кристалічної будови;

У кристаллической решётки свой секрет:

Она строга, математически стройна и поэтична.

На все вопросы у неё всегда готов ответ:

Строенье – главное, а свойства вещества – вторичны.

(останній рядок несе дуже важливу інформацію: «Будова речовини – головне, а властивості речовини виходять із будови»

 

4. Вивчення нового матеріалу:
  4.1. Будова твердих речовин. Бесіда. Складання схеми.
Запитання:
1.      Які частинки утворюють речовини?
(Тобі вже відомі такі частинки, як атоми, молекули, йони. Це відносно проста форма організації речовини. У стандартних умовах ці частинки, як правило, індивідуально не існують.)
2.      Які речовини утворюють частинки? (За допомогою різних типів хімічних зв'язків вони
об'єднуються й утворюють вищу форму організації речовини — хімічні сполуки.)
3.      Як поділяються хімічні сполуки? (прості і складні речовини. Залежно від фізичних умов
речовини можуть існувати в різних агрегатних станах.)
4.       Які ви знаєти агрегатни стани хімічних сполук? (  з уроків природознавства та фізики: твердий, рідкий та газуватий стан)
 
 
 
(Якщо гази характеризуються повною невпорядкованістю розташування молекул одна відносно одної, то в рідинах деяка впорядкованість частинок спостерігається. Адже для рідин характерна наявність певного об'єму, хоча й відсутня певна форма. Рідини займають проміжне місце між газами і твердими тілами, яким властивий суворий порядок розташування частинок, що утворюють речовину.У твердих речовинах частинки розташовані у просторі суворо закономірно для кожної речовини.)

Скажіть, в якому агрегатному стані можуть бути речовини? (газоподібному, рідкому та твердому). Твердих речовин найбільше. При певних умовах будь-яка речовина може стати твердою. Як ми говоримо – перетворитися на камінь. Хочу прочитати вам вірш.

Видите камень вон тот, придорожный?

Камень как камень…Обычный…

Возможно.

Как бы о нем поточнее узнать?

Надо науку на помощь призвать.

 

Как пишется «камень», научит Грамматика.

Размеры и форму найдет Математика.

Физика массу отыщет и вес.

Минералогия взглянет на срез.

«Это кремень», – она скажет ребятам, –

И называют его силикатом.

 

Археология скажет: «Находка!

Справа на камне видна обработка!»

«Жил в этой местности древний народ…» –

Дальше История слово берет.

 

Камень в овраге лежит придорожном…

Камень простой? Или, может быть, сложный?

О камне ты все ли узнал, Человек?

Наука поможет! Не каменный век!

Ось так. Камінь – об'єкт оточуючого світу. І, оскільки, у нас урок хімії, ми розглянемо цей об’єкт з хімічної точки зору. Які запитання ми можемо поставити?

–Які частинки утворюють тверді речовини?

–Як вони сполучаються між собою?

–Як це впливає на властивості?

–Як ці властивості можна використати людству?

Девіз уроку: «Все пізнається в порівнянні. Від аналізу до структури, а від неї – до властивостей і застосування».

 

Відомо, що у твердих речовинах частинки, що їх утворюють, розташовані у просторі суворо закономірно для кожної речовини.

Кожна тверда речовина має свою кристалічну гратку. Прочитаємо, що таке кристалічна гратка (С. 178).

Кристалічна гратка – це розміщення в просторі йонів, атомів або молекул у певному систематичному порядку. (У кристалічних речовинах атоми, молекули та йони розташовані упорядковано, на певних відстанях. Таке закономірне розташування частинок у кристалах називають кристалічною ґраткою. Щоб якось уявити цю закономірність, у тривимірному просторі об’єднаємо центри молекул прямими лініями, які перетинаються. При цьому утвориться просторовий каркас, який називають кристалічними ґратками.. Місця, в яких лінії перетинаються, називають вузлами кристалічних ґраток  ( демонстрація моделей кристалічних ґраток)

Кристалічні ґратки – модель, за допомогою якої описують внутрішню будову кристалів)

4.2 Класифікація кристалічних ґраток.
Залежно від природи частинок, що містяться у вузлах кристалічних ґраток, та сили взаємодії між частинками визначають тип ґраток: йонні, атомні, молекулярні.

Відомі ще й. металічні кристалічні ґратки, їх вивчатимеш пізніше

Класифікація кристалічних граток.


Кілька уроків тому я вам дала завдання скласти проект на тему «Кристалічна гратка». Кожна група отримала завдання описати один певний вид гратки. В своїх проектах ви обов’язково мали дати відповіді на чотири запитання:

1. Які частинки лежать у вузлах кристалічної гратки.

2 Які сили між ними діють.

3. Які властивості виявляють речовини.

4. Навести приклади речовин.

Надаємо слово першій групі.

(Учень: ми досліджували будову кристалічних ґраток і простежували причинно-наслідкові зв’язки між типом ґратки і властивостями речовин за планом. Результати оформили у вигляді таблиці.)

Йонна кристалічна гратка

Ви вже знаєте, що переважна більшість твердих речовин мають кристалічну будову. Залежно від того, які частинки утворюють кристал, розрізняють різні види кристалічних граток. Ми розкажемо про йонну кристалічну гратку.

У вузлах йонних кристалічних граток лежать йони, тому гратки і отримали таку назву – йонні.

Йони, як ви знаєте, бувають позитивні і негативні. У вузлах граток вони розташовані так, що навколо позитивного йона розташовані негативні, а навколо негативного – позитивні.

Наприклад, у кристалічній гратці натрій хлориду, тобто кухонної солі, кожен йон натрію оточений шістьма йонами хлору, а кожен йон хлору оточений шістьма йонами натрію.

Йонні кристалічні гратки характерні для речовин з йонним зв’язком.

2. Я розповім про те, які сили діють в йонних гратках і як це впливає на властивості речовин.

Оскільки йони заряджені протилежно, між ними виникають значні сили притягання. Зруйнувати таку гратку нелегко. Для того, щоб зруйнувати кристал, необхідно затратити велику кількість енергії, саме тому всі речовини з йонною граткою є твердими. Температура плавлення їх досить висока. Наприклад, кухонну сіль можна розплавити при температурі 801˚С. Рекордсмен по тугоплавкості серед йонних сполук – магній оксид. Його можна розплавити при температурі 2800˚С.

Це нелеткі речовини, тому не мають запаху. Вони крихкі. Більшість добре розчиняється у воді, розчини таких речовин проводять струм.

3. Речовини з йонною кристалічною граткою можна зустріти в природі, в побуті. Ви вже чули, що до речовин з йонною граткою відноситься всім відома кухонна сіль – натрій хлорид. Інші солі також мають таку решітку. Луги, наприклад, натрій гідроксид, кальцій гідроксид. Оксиди металів, наприклад, алюміній оксид – Аl2O3.

 

Надаємо слово другій групі.

Атомна кристалічна гратка

1. Наша група готовила матеріал про атомну кристалічну гратку. Я думаю, що ви вже здогадалися, що раз гратка називається атомною, то у вузлах гратки лежать атоми. Перед вами схема будови кристала алмаза. Кожна кулька – це атом Карбону. Всі атоми розташовані один від одного на однаковій відстані. А це схема будови кристала графіту. Тут у вузлах лежать ті ж самі атоми Карбону, але розташування атомів інше – шарувате. Тут немає окремих йонів або молекул. Весь кристал являє собою неначе одну велетенську молекулу.

2. Ви тільки що чули, що в йонних гратках діють значні сили притягання між йонами. Між атомами діють ще більші сили притягання, утворюються дуже міцні  ковалентні зв'язки. Зруйнувати їх ще важче, ніж зв'язки між йонами. Тому всі речовини з атомними кристалічними гратками дуже тверді, дуже тугоплавкі, нелеткі. Наприклад, температура плавлення алмаза становить 3500˚С. Крім того, алмаз є самою твердою речовиною в природі.

Ці речовини не розчиняються у воді. Вони не проводять струм, або бувають напівпровідниками.

3. Атомні гратки має невелика кількість речовин. Це алмаз, з якого роблять діаманти, алмазом ріжуть скло, бурять гірські породи. Зараз у кожного з вас теж є речовина з атомною кристалічною граткою. Це графіт, який знаходиться в олівцях. Нам добре знайомий пісок – SO2. Це також речовина з атомною граткою. Цей предмет, я думаю, вам також знайомий. Ним точимо ножі, сапи завдяки його великій твердості. Називається речовина – силіцій карбід. У його кристалічній гратці чергуються атоми Карбону і Силіцію. Саме ці атоми утворюють атомну кристалічну гратку.

Надаємо слово третій групі.

Молекулярна кристалічна гратка

1. Ще один тип граток, що існує в природі, – молекулярні кристалічні гратки. Речовини з такими гратками дуже відрізняються від речовин з йонними та атомними гратками. Причина полягає в тому, що у вузлах лежать молекули. На цьому малюнку зображена кристалічна гратка йоду. У вузлах гратки розташовані молекули йоду – І2. А на цьому малюнку зображена гратка вуглекислого газу. За певних умов він може ставати твердим, тоді його називають сухим льодом. У вузлах лежать молекули СО2. А ось це модель кристалу звичайного льоду. У його вузлах лежать молекули води – Н2О. Молекулярні кристалічні гратки можуть утворювати речови, що мають ковалентні зв’язки.

2. Між молекулами діють дуже слабкі сили міжмолекулярного тяжіння. Їх називають силами Ван-дер-Ваальса. Якщо сили притягання слабкі, то й зруйнувати їх дуже легко. Тому всі речовини із молекулярною кристалічною граткою мають невелику твердість, вони легкоплавкі. Наприклад, кристали йоду можна розплавити про 30˚С, а лід плавиться вже при 0˚С. Це леткі речовини, тому майже всі мають запах. Пригадайте нафталін, яким відлякують міль від одягу, що зберігається в шафах. Речовини з молекулярною граткою не проводять струм. Вони мають різну розчинність у воді.

3. Речовини з молекулярною граткою дуже поширені. Я вам покажу деякі з них. Ось кристали йоду. Спиртовий розчин йоду використовують в медицині, він є у кожного із нас вдома. А це цукор. Звичайний цукор, з яким ми п’ємо чай. Молекулярну гратку має лід. Досить його дістати із холодильника, як він починає танути, що доводить наявність молекулярної гратки.

Демонстрація таблиці на дошці

Користуючись опорним конспектом заповнимо таблицю «Тип кристалічних ґраток і властивості речовин.»

 

Є такий афоризм: Практика без теорії сліпа, теорія без практики мертва. Кожна гіпотеза тільки тоді стає теорією, коли вона перевірена практикою.

Пропоную вам встановити причиново-наслідкові зв’язки між будовою та властивостями речовин. Перед вами картки із певними термінами. Розташуйте їх в такій послідовності, щоб простежувався причиново-наслідковий зв’язок.

 

Як же можна визначити тип кристалічних граток?  У кожного на парті є інструкція визначення типу кристалічних ґраток.
 

Інструкція з визначення типу кристалічної гратки

Визначити до якої групи відноситься дана речовина:

Проста речовина – визначити метал чи неметал:

Ме – мають металічну кристалічну гратку;
неМе – мають молекулярну кристалічну гратку;
винятки – деякі  неМе мають атомну кристалічну гратку.

Складна речовина – визначити клас речовини:

МехОу – йонну кристалічну гратку;
неМехОу – молекулярну кристалічну гратку;
Ме(ОН)х – йонну кристалічну гратку;
НхAn – йонну кристалічну гратку;
MeхAnу – йонну кристалічну гратку.

  Використаємо Ії на практиці.

Визначити тип кристалічних граток хімічних сполук: Са, О2, SO3, HCl,

4.3 Залежність між хімічним зв’язком, типом кристалічної решітки і фізичними властивостями.

                                                   

Який висновок можна зробити про залежність властивостей речовин від типу хімічного зв’язку та будови кристалічної гратки?

Bисновки

У кристалічних речовинах атоми, молекули, йони розміщуються в певному порядку, утворюючи кристалічні ґратки Кристалічні ґратки – модель, за допомогою якої описують внутрішню будову кристалів.. Розрізняють атомні, молекулярні, йонні та металічні кристалічні ґратки.

 Між будовою речовини, яка визначається типом хімічного зв'язку і типом кристалічних ґраток, та її властивостями існує певна залежність: чим міцніший хімічний зв'язок, що утримує частинки у вузлах кристалічних ґраток, тим міцніші кристали, тим твердіша речовина, тим вищі її температури плавлення і кипіння. А тому, якщо відома будова речовини, можна прогнозувати її властивості, і навпаки – якщо відомі властивості речовини, можна зробити висновок про її можливу будову.

5.Закріплення матеріалу.

 Азот переходить у твердий стан за низької температури (-210˚С). Який тип гратки має азот? (молекулярна)

1.Яка з речовин характеризується більшою твердістю – лід чи пісок? Як ви це можете пояснити? (лід має молекулярну, а пісок атомну гратку)

2. Елементи С і і утворюють схожі за складом оксиди СО2 і іО2, але СО2 плавиться при -78.5˚С, а іО2  при +1700˚С. Як ви це можете пояснити? (різні кристалічні гратки)

3.Білий фосфор плавиться при +44,2˚С. Яку кристалічну гратку має білий фосфор? (молекулярну)

4.Червоний фосфор плавиться при +600˚С. Яку кристалічну гратку має червоний фосфор? (атомну)

6. Домашнє завдання:§ 43 ст.195-198. № 3, 4*

 

7. Підведення підсумків уроку.

Чи досягли ми мету, яку поставили? Сподобався вам урок? Якщо сподобався, завершимо урок оплесками.

 

Побажання учням:

Хімію вивчай охоче –

І в халепу ти не вскочиш.

Будеш знать про неї все,

Вона користь принесе.

 

Картка № 1

Твердження:

1. Йонний зв’язок виникає між йонами. ________

2. Йони – це нейтральні частинки.________

3. Йони – це заряджені частинки. ________

4. Ковалентний зв’язок буває двох типів – полярний і неполярний. _________

5. Ковалентний полярний зв’язок утворюється між атомами з однаковою електронегативністю. __________

6. Ковалентний неполярний зв’язок утворюється між атомами одного і того ж неметалу. ___________

7. Ковалентний неполярний зв’язок утворюється між атомами з різною електронегативністю. __________

8. NaCl – сполука з йонним зв’язком. ___________

9. О2 – сполука з ковалентним полярним зв’язком. _________

10. HCl –сполука з йонним зв’язком. ____________

 

Картка № 2

Інструкція з визначення типу кристалічної гратки

Визначити до якої групи відноситься дана речовина:

Проста речовина – визначити метал чи неметал:

Ме – мають металічну кристалічну гратку;
неМе – мають молекулярну кристалічну гратку;
винятки – деякі  неМе мають атомну кристалічну гратку.

Складна речовина – визначити клас речовини:

МехОу – йонну кристалічну гратку;
неМехОу – молекулярну кристалічну гратку;
Ме(ОН)х – йонну кристалічну гратку;
НхAn – йонну кристалічну гратку;
MeхAnу – йонну кристалічну гратку.

Визначити тип кристалічних граток хімічних сполук:

Са  _______________________                          О2  ______________________

SiO2 ______________________                      NaCl ______________________

 

Картка № 3

Користуючись опорним конспектом заповнимо таблицю

«Тип кристалічних ґраток і властивості речовин.»

 

Завдання до уроку.

Тестові завдання:

1. Молекулярні кристалічні ґратки можуть мати речовини з хімічним зв'язком
    а) йонним;            в) ковалентним полярним;
    б) металічним;      г) ковалентним неполярним.


2. Речовини з молекулярними кристалічними ґратками
    а) легкоплавкі;      в) добре проводять електричний струм;
    б) леткі;                 г) мають низьку теплопровідність.


3. Речовина, що має найвищу температуру плавлення, — це
     а) йод;        б) лід;                  в) кальцій флуорид.

Додаткові завдання


4*.  Речовина, хімічні зв'язки в якій сформовані між атомами елементів із зарядами ядер +1 і +16, у твердому стані має кристалічні ґратки
а) йонні;          б) молекулярні;                       в) атомні.


5*. Речовина, утворена елементами із скороченими електронними конфігураціями атомів...3s1  і...3s23p5, має кристалічні ґратки
а) атомні;                     б) йонні;                      в) молекулярні. 


Теги: хімічний звязок, кристали, Кален-Гаврилецька С.М.
Навчальний предмет: Хімія
Переглядів/завантажень: 15527/651


Схожі навчальні матеріали:
Всього коментарів: 0
avatar