Látky s atomovými krystaly. Krystalové mřížky. Typy krystalových mřížek. Struktura atomových krystalů kovů

Pokračování tabulky. Z4

Krystaly jsou rozděleny do tří tříd na základě elektrické vodivosti:

Dirigenti prvního druhu– elektrická vodivost 10 4 - 10 6 (Ohm×cm) -1 – látky s kovovou krystalovou mřížkou, vyznačující se přítomností „nosičů proudu“ – volně se pohybujících elektronů (kovy, slitiny).

Dielektrika (izolátory)– elektrická vodivost 10 -10 -10 -22 (Ohm×cm) -1 – látky s atomovou, molekulární a méně často iontovou mřížkou, které mají vysokou vazebnou energii mezi částicemi (diamant, slída, organické polymery apod.).

Polovodiče – elektrická vodivost 10 4 -10 -10 (Ohm×cm) -1 – látky s atomovou nebo iontovou krystalovou mřížkou, které mají slabší vazebnou energii mezi částicemi než izolanty. S rostoucí teplotou roste elektrická vodivost polovodičů (šedý cín, bór, křemík atd.)

Konec práce -

Toto téma patří do sekce:

Základy obecné chemie

Na webu čtěte: základy obecné chemie. c m drutskaya..

Pokud potřebujete doplňkový materiál na toto téma, nebo jste nenašli, co jste hledali, doporučujeme použít vyhledávání v naší databázi prací:

Co uděláme s přijatým materiálem:

Pokud byl pro vás tento materiál užitečný, můžete si jej uložit na svou stránku na sociálních sítích:

Jedním z nejběžnějších materiálů, se kterým lidé vždy raději pracovali, byl kov. V každé době byla dána přednost různé typy tyto úžasné látky. IV-III tisíciletí před naším letopočtem je tedy považováno za chalkolit neboli dobu měděnou. Později je nahrazen bronzem a poté vstupuje v platnost ten, který je aktuální i dnes - železo.

Dnes je obecně těžké si představit, že se kdysi bez kovových výrobků obešlo, protože téměř vše, od domácích potřeb, lékařských nástrojů až po těžké a lehké vybavení, se skládá z tohoto materiálu nebo z něj obsahuje jednotlivé díly. Proč si kovy dokázaly získat takovou oblibu? Pokusme se zjistit, jaké jsou funkce a jak to souvisí s jejich strukturou.

Obecné pojetí kovů

"Chemie. 9. třída" je učebnice, kterou používají školáci. Právě zde se podrobně studují kovy. Zohlednění jejich fyzického a chemické vlastnosti je věnována velká kapitola, protože jejich rozmanitost je mimořádně velká.

Od tohoto věku se doporučuje dát dětem představu o těchto atomech a jejich vlastnostech, protože teenageři již mohou plně ocenit význam těchto znalostí. Dobře vidí, že rozmanitost předmětů, strojů a dalších věcí kolem nich je založena na kovové povaze.

co je kov? Z hlediska chemie jsou tyto atomy obvykle klasifikovány jako atomy, které mají:

• malý na vnější úrovni;
• vykazují silné regenerační vlastnosti;
• mají velký atomový poloměr;
• jak jednoduché látky mají řadu specifických fyzikální vlastnosti.

Základ znalostí o těchto látkách lze získat úvahou o atomově-krystalické struktuře kovů. To vysvětluje všechny vlastnosti a vlastnosti těchto sloučenin.

V periodické tabulce je většina celé tabulky přiřazena ke kovům, protože tvoří všechny vedlejší podskupiny a hlavní od první do třetí skupiny. Jejich početní převaha je tedy zřejmá. Nejběžnější jsou:

• vápník;
• sodík;
• titan;
• železo;
• hořčík;
• hliník;
• draslík.

Všechny kovy mají řadu vlastností, které umožňují jejich spojení do jedné velké skupiny látek. Tyto vlastnosti jsou zase vysvětleny právě krystalickou strukturou kovů.

Vlastnosti kovů

Mezi specifické vlastnosti příslušných látek patří následující.

1. Kovový lesk. Mají ho všichni zástupci jednoduchých látek a většina je stejná Jen málokteré (zlato, měď, slitiny) se liší.
2. Kujnost a plasticita - schopnost poměrně snadno se deformovat a zotavit. U různých zástupců se projevuje v různé míře.
3. Elektrická a tepelná vodivost jsou jednou z hlavních vlastností, které určují oblasti použití kovu a jeho slitin.

Krystalická struktura kovů a slitin vysvětluje důvod každé z uvedených vlastností a vypovídá o jejich závažnosti u každého konkrétního zástupce. Pokud znáte vlastnosti takové struktury, můžete ovlivnit vlastnosti vzorku a upravit jej na požadované parametry, což lidé dělají již mnoho desetiletí.

Struktura atomových krystalů kovů

Co je to za strukturu, čím se vyznačuje? Už samotný název napovídá, že všechny kovy jsou krystaly v pevném stavu, tedy za normálních podmínek (kromě rtuti, která je kapalná). Co je to krystal?

Toto je konvenční grafický obraz vytvořený protínáním imaginárních čar atomy, které lemují tělo. Jinými slovy, každý kov se skládá z atomů. Jsou v něm umístěny ne chaoticky, ale velmi správně a důsledně. Pokud tedy všechny tyto částice mentálně spojíte do jedné struktury, získáte krásný obraz v podobě pravidelného geometrického tělesa nějakého tvaru.

To je to, co se běžně nazývá krystalová mřížka kovu. Je velmi složitá a prostorově objemná, proto pro jednoduchost není zobrazena celá, ale pouze část, elementární buňka. Sada takových buněk, shromážděných dohromady a odražených a tvoří krystalové mřížky. Chemie, fyzika a metalurgie jsou vědy, které studují strukturální rysy takových struktur.

Sama o sobě je souborem atomů, které jsou umístěny v určité vzdálenosti od sebe a koordinují kolem sebe přesně stanovený počet dalších částic. Je charakterizována hustotou balení, vzdáleností mezi jednotlivými strukturami a koordinačním číslem. Obecně jsou všechny tyto parametry charakteristikami celého krystalu, a proto odrážejí vlastnosti vykazované kovem.

Existuje několik druhů, všechny mají jeden společný rys - uzly obsahují atomy a uvnitř je oblak elektronového plynu, který vzniká volným pohybem elektronů uvnitř krystalu.

Typy krystalových mřížek

Čtrnáct variant příhradové konstrukce je obvykle kombinováno do tří hlavních typů. Jsou následující:

1. Tělo centrovaný krychlový.
2. Šestihranné těsně zabalené.
3. Obličejově centrovaný krychlový.

Krystalická struktura kovů byla studována pouze tehdy, když bylo možné získat obrazy s vysokým zvětšením. A klasifikaci typů mřížek jako první uvedl francouzský vědec Bravais, pod jehož jménem jsou někdy nazývány.

Tělo centrovaná mříž

Struktura krystalové mřížky kovů tohoto typu představuje následující strukturu. Toto je krychle s osmi atomy v uzlech. Další se nachází ve středu volného vnitřního prostoru buňky, což vysvětluje název „body-centered“.

Toto je jedna z možností pro nejjednodušší strukturu základní buňky, potažmo celé mřížky jako celku. Následující kovy mají tento typ:

• molybden;
• vanadium;
• chrom;
• mangan;
• alfa železo;
• beta železo a další.

Hlavními vlastnostmi takových zástupců jsou vysoký stupeň kujnosti a tažnosti, tvrdost a pevnost.

Mřížka zaměřená na obličej

Krystalová struktura kovů s plošně centrovanou kubickou mřížkou je následující struktura. Jedná se o krychli, která obsahuje čtrnáct atomů. Osm z nich tvoří uzly mřížky a šest dalších je umístěno, jeden na každé ploše.

Mají podobnou strukturu:

• hliník;
• nikl;
• vést;
• gama železo;
• měď.

Hlavní charakteristické vlastnosti - lesk různé barvy, lehkost, pevnost, kujnost, zvýšená odolnost proti korozi.

Šestihranná mříž

Krystalová struktura kovů s mřížkami je následující. Základní buňka je založena na šestibokém hranolu. V jeho uzlech je 12 atomů, další dva v bázích a tři atomy leží volně uvnitř prostoru ve středu struktury. Celkem je tam sedmnáct atomů.

Kovy jako:

• alfa titan;
• hořčík;
• alfa kobalt;
• zinek.

Hlavními vlastnostmi jsou vysoký stupeň pevnosti, silný stříbrný lesk.

Vady v krystalové struktuře kovů

Všechny uvažované typy buněk však mohou mít také přirozené nedostatky, neboli takzvané defekty. To může být způsobeno různými důvody: cizí atomy a nečistoty v kovech, vnější vlivy a tak dále.

Proto existuje klasifikace, která odráží vady, které mohou mít krystalové mřížky. Chemie jako věda studuje každý z nich, aby identifikovala příčinu a způsob eliminace tak, aby se vlastnosti materiálu nezměnily. Takže závady jsou následující.

1. Místo. Přicházejí ve třech hlavních typech: volné pozice, nečistoty nebo dislokované atomy. Vedou ke zhoršení magnetických vlastností kovu, jeho elektrické a tepelné vodivosti.
2. Lineární nebo dislokace. Existují okrajové a šroubové. Zhoršují pevnost a kvalitu materiálu.
3. Povrchové vady. ovlivnit vzhled a struktura kovů.

V současné době byly vyvinuty metody k odstranění defektů a získání čistých krystalů. Není však možné je zcela vymýtit; ideální krystalová mřížka neexistuje.

Význam znalostí o krystalické struktuře kovů

Z výše uvedeného materiálu je zřejmé, že znalosti o jemné struktuře a struktuře umožňují předvídat vlastnosti materiálu a ovlivňovat je. A věda o chemii vám to umožňuje. 9. třída střední škola Během procesu učení je kladen důraz na to, aby studenti jasně pochopili důležitost základního logického řetězce: složení - struktura - vlastnosti - aplikace.

Informace o krystalické struktuře kovů jsou velmi názorně ilustrovány a umožňují učiteli názorně vysvětlit a ukázat dětem, jak důležité je znát jemnou strukturu pro správné a kvalifikované využití všech vlastností.

Jak již víme, látka může existovat ve třech stavech agregace: plynný, tvrdý A kapalný. Kyslík, který je za normálních podmínek v plynném stavu, se při teplotě -194 °C přeměňuje na namodralou kapalinu a při teplotě -218,8 °C se mění na sněhovou hmotu s krystaly. modrý.

Teplotní rozsah pro existenci látky v pevném stavu je určen teplotami varu a tání. Pevné látky jsou krystalický A amorfní.

U amorfní látky není tam žádný pevný bod tání – zahřátím postupně měknou a přecházejí do tekutého stavu. V tomto stavu se nacházejí například různé pryskyřice a plastelína.

Krystalické látky Vyznačují se pravidelným uspořádáním částic, z nichž se skládají: atomů, molekul a iontů, v přesně definovaných bodech prostoru. Když jsou tyto body spojeny přímkami, vzniká prostorová kostra, která se nazývá krystalová mřížka. Body, ve kterých se nacházejí krystalové částice, se nazývají mřížkové uzly.

Uzly mřížky, kterou si představujeme, mohou obsahovat ionty, atomy a molekuly. Tyto částice provádějí oscilační pohyby. Při zvýšení teploty se zvětší i rozsah těchto kmitů, což vede k tepelné roztažnosti těles.

V závislosti na typu částic umístěných v uzlech krystalové mřížky a povaze spojení mezi nimi se rozlišují čtyři typy krystalových mřížek: iontový, atomový, molekulární A kov.

Iontový Tyto se nazývají krystalové mřížky, ve kterých jsou ionty umístěny v uzlech. Jsou tvořeny látkami s iontovými vazbami, které mohou vázat jak jednoduché ionty Na+, Cl-, tak komplexní SO24-, OH-. Iontové krystalové mřížky mají tedy soli, některé oxidy a hydroxyly kovů, tzn. ty látky, ve kterých existuje iontová chemická vazba. Uvažujme krystal chloridu sodného, ​​skládá se z kladně se střídajících iontů Na+ a záporných CL-, dohromady tvoří mřížku ve tvaru krychle. Vazby mezi ionty v takovém krystalu jsou extrémně stabilní. Díky tomu mají látky s iontovou mřížkou relativně vysokou pevnost a tvrdost, jsou žáruvzdorné a netěkavé.

Atomový Krystalové mřížky jsou takové krystalové mřížky, jejichž uzly obsahují jednotlivé atomy. V takových mřížkách jsou atomy navzájem spojeny velmi silnými kovalentními vazbami. Například diamant je jednou z alotropních modifikací uhlíku.

Látky s atomovou krystalovou mřížkou nejsou v přírodě příliš běžné. Patří mezi ně krystalický bór, křemík a germanium a také komplexní látky, například obsahující oxid křemičitý - SiO 2: oxid křemičitý, křemen, písek, horský křišťál.

Naprostá většina látek s atomovou krystalovou mřížkou má velmi vysoké teploty tavení (u diamantu přesahuje 3500° C), takové látky jsou pevné a tvrdé, prakticky nerozpustné.

Molekulární Tyto se nazývají krystalové mřížky, ve kterých jsou molekuly umístěny v uzlech. Chemické vazby v těchto molekulách mohou být také polární (HCl, H 2 0) nebo nepolární (N 2, O 3). A přestože jsou atomy uvnitř molekul spojeny velmi silnými kovalentními vazbami, mezi molekulami samotnými působí slabé síly mezimolekulární přitažlivosti. Proto se látky s molekulárními krystalovými mřížkami vyznačují nízkou tvrdostí, nízkým bodem tání a těkavostí.

Příklady takových látek zahrnují pevnou vodu - led, pevný oxid uhelnatý (IV) - "suchý led", pevný chlorovodík a sirovodík, pevné jednoduché látky tvořené jedním - (vzácné plyny), dvěma - (H 2, O 2, CL 2, N 2, I 2), tři - (O 3), čtyři - (P 4), osmiatomové (S 8) molekuly. Naprostá většina pevných organických sloučenin má molekulární krystalové mřížky (naftalen, glukóza, cukr).

blog.site, při kopírování celého materiálu nebo jeho části je vyžadován odkaz na původní zdroj.

Elementární krystalové mřížky mohou mít jiný tvar, ale pouze tři z nich jsou charakteristické pro kovy: kubický na tělo - bcc,

kubický na obličej - fcc,

šestihranný uzavřený - hcp.

1. Krychlová mřížka centrovaná na tělo;

má tvar pravidelné krychle s atomy umístěnými v rozích a na průsečíku úhlopříček ve středu krychle. Wolfram, chrom, vanad a sodík mají takovou mřížku.

2. Obličejově centrovaná krychlová mřížka;

atomy jsou umístěny v rozích krychle a v průsečíku úhlopříček každé plochy. Takovou mřížku mají hliník, měď, nikl a mangan.

3.Šestihranná uzavřená mřížka;

má podobu šestibokého hranolu, atomy jsou umístěny v rozích a středu šestiboké základny hranolu a tři atomy ve střední rovině hranolu. Grafit, zinek a hořčík mají takovou mřížku.

Jakékoli krystalické těleso si lze představit jako vytvořené z elementárních krystalických buněk v důsledku opakovaného opakování. Atomy v krystalové mřížce kmitají v blízkosti rovnovážných bodů a teprve při výrazném zvýšení teploty lze atomy vytrhnout ze svých míst a zajistit přechod na jiné místo.

Železo a další kovy mohou mít dva nebo více stabilních typů mřížek, které existují při různých teplotách. Tento jev se nazývá alotropie je schopnost stejného kovu měnit typ krystalové mřížky při různých teplotách.

Vlastnosti pevných látek závisí na vzdálenostech mezi atomy a tyto vzdálenosti v krystalech jsou různé v různých směrech, to znamená, že hustota atomů je různá. Proto jsou vlastnosti krystalů měřené v různých směrech různé. Tento jev se nazývá anizotropie je heterogenita vlastností v různé směry. Odtud různé fyzikální, chemické, mechanické vlastnosti.

Chcete-li používat náhledy prezentací, vytvořte si účet Google a přihlaste se k němu: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

TYPY KRYSTALOVÝCH MŘÍŽK L.A. Zaitseva Učitel chemie, střední škola č. 9, Labinsk

CÍLE LEKCE Vytvořit si představy o krystalickém a amorfním stavu pevných látek Poskytnout představu o typech krystalových mřížek Stanovit vztah mezi strukturou a vlastnostmi látek

ODPOVĚDI NA TEST č. 1 Možnost 1 Možnost 2 1)B 1)C 2)B 2)C 3)D 3)C 4)B 4)B 5)C 5)B 6)3512 (2 body) 6)2434 (2 body) Skóre 5- 7 bodů 4- 6-5 3- 4-3

LÁTKA JE TO, Z ČEHO SE SLOŽÍ FYZICKÉ TĚLO.

Skupenství Pevná Kapalina Plynná

AMORFNÍ LÁTKY

KRYSTALOVÉ LÁTKY

Pevná látka Amorfní nedefinitivní tm, uspořádání částic v nich je přísně neuspořádané pryskyřice sklo plastelína vosk plasty Krystalické určité tm, správné uspořádání částic, ze kterých jsou postaveny: atomy, ionty, molekuly chlorid sodný grafit kovy

Krystalové mřížky látek jsou uspořádaným uspořádáním částic (atomů, molekul, iontů) v přesně definovaných bodech prostoru. Místa umístění částic se nazývají uzly krystalové mřížky.

ZÁVĚR: Vlastnosti látek v pevném stavu závisí na typu krystalové mřížky (především na tom, jaké částice jsou v jejích uzlech).

ZÁVĚR: Struktura atomu EO Typ chemické vazby Typ krystalové mřížky Vlastnosti látek

TYPY KRYSTALOVÝCH MŘÍŽKŮ Iontové atomové molekulární kovové

MOLEKULÁRNÍ KRYSTALOVÉ MŘÍŽKY Krystalové mřížky se nazývají molekulární, v jejichž uzlech se nacházejí molekuly. Chemické vazby v nich jsou kovalentní, polární i nepolární. Vazby v molekulách jsou silné, ale vazby mezi molekulami pevné nejsou. Látky s MCR jsou křehké, mají nízkou tvrdost, nízká teplota tající, těkavé, za normálních podmínek schopné sublimace, jsou v plynném nebo kapalném stavu.

RÝŽE. 1 SKUPINA MANŽELSKÝCH PÁRŮ (ANALOGIE MOLEKULÁRNÍHO KRYSTALU)

IONTOVÉ KRYSTALOVÉ MŘÍŽKY Mřížky iontových krystalů obsahují soli a některé oxidy a hydroxidy kovů. Uvažujme strukturu krystalu stolní soli, v jehož uzlech jsou ionty chlóru a sodíku. Vazby mezi ionty v krystalu jsou velmi pevné a stabilní. Proto mají látky s iontovou mřížkou vysokou tvrdost a pevnost, jsou žáruvzdorné a netěkavé. Iontové krystalové mřížky jsou ty, jejichž uzly obsahují ionty. Jsou tvořeny látkami s iontovými vazbami.

RÝŽE. 2. ROMANTICKÁ SÍLA ATRAKCE (ANALOGIE IONTOVÉHO KRYSTALU)

ATOMOVÉ KRYSTALOVÉ MŘÍŽKY Atomové krystalové mřížky se nazývají krystalové mřížky, v jejichž uzlech jsou jednotlivé atomy, které jsou spojeny velmi silnými kovalentními vazbami. V přírodě se vyskytuje jen málo látek s atomovou krystalovou mřížkou. Patří mezi ně bór, křemík, germanium, křemen a diamant. Látky s ACR mají vysoké teploty tání a zvýšenou tvrdost. Diamant je nejtvrdší přírodní materiál.

RÝŽE. 3. GYMNASTICKÁ PYRAMIDA (ANALOGIE ATOMOVÉHO KRYSTALU)

KOVOVÉ KRYSTALOVÉ MŘÍŽKY Kovové mřížky se nazývají mřížky, jejichž uzly obsahují atomy kovů a ionty. Kovy se vyznačují fyzikálními vlastnostmi: plasticita, kujnost, kovový lesk, vysoká elektrická a tepelná vodivost

RÝŽE. 4. MEZI VČELAMI (ANALOGIE KONSTRUKCE KOVU)

Krystalové mřížky, typ vazby a vlastnosti látek. Typ mřížky Typy částic na místech mřížky Typ vazby mezi částicemi Příklady látek Fyzikální vlastnosti látek Iontové Ionty Iontové - silná vazba Soli, halogenidy (IA, IIA), oxidy a hydroxidy typických kovů Tvrdé, pevné, netěkavé, křehký, žáruvzdorný, mnoho rozpustný ve vodě, taveniny vedou elektrický proud Atomové atomy 1. Kovalentní nepolární - vazba je velmi pevná 2. Kovalentní polární - vazba je velmi pevná Jednoduché látky a: diamant (C), grafit (C) , bor (B), křemík (Si). Složité látky: oxid hlinitý (Al 2 O 3), oxid křemičitý (IY) - SiO 2 Velmi tvrdý, velmi žáruvzdorný, odolný, netěkavý, nerozpustný ve vodě Molekulární molekuly Mezi molekulami jsou slabé mezimolekulární síly, ale uvnitř molekul je za zvláštních podmínek pevná kovalentní vazba, kterou jsou za normálních podmínek plyny nebo kapaliny (O 2, H 2, Cl 2, N 2, Br 2, H 2 O, CO 2, HCl); síra, bílý fosfor, jód; organické látky slabé, těkavé, tavitelné, schopné sublimace, mají nízkou tvrdost Kov Atom-ionty Kov - různé pevnosti Kovy a slitiny Kujné, mají lesk, tažnost, tepelnou a elektrickou vodivost

ZÁVĚR: Existuje následující vzorec: je-li známa struktura látek, lze předvídat jejich vlastnosti, nebo naopak: jsou-li známé vlastnosti látek, lze strukturu určit.

VYČISTĚTE VERTIKÁLNĚ, HORIZONTÁLNĚ, DIAGONÁLNĚ LÁTKY, KTERÉ MAJÍ STEJNOU KRYSTALOVOU MŘÍŽKU. NaCl N 2 O Mg (OH) 2 CO 2 K 2 S NH 3 Cl 2 O 2 NaOH NaCl N 2 O Mg (OH) 2 CO 2 K 2 S NH 3 Cl 2 O 2 NaOH

M gCl 2 H 2 O Na NaNO 3 SO 2 KOH K HCl HBr M gCl 2 H 2 O Na NaNO 3 SO 2 KOH K HCl HBr

ODPOVĚDI NA TEST č. 2 1)A 2) D 3)C 4)A 5)C 6)A 7)B 8)C 9)A

SHRNUTÍ LEKCE Jaké klasifikace látek jste se naučili? Jak rozumíte pojmu krystalová mřížka? V jakém stavu agregace mají látky krystalové mřížky? Jaké typy krystalových mřížek nyní znáte? Jaké zákonitosti ve struktuře a vlastnostech látek jste poznali?

DOMÁCÍ ÚKOL §11, CVIČENÍ 1-3 VYTVOŘTE ROZLOŽENÍ KŘIŠŤÁLOVÉ MŘÍŽKY

Náhled:

Téma: Typy krystalových mřížek

úkoly:

Vzdělávací: vytvořit si představy o krystalickém a amorfním stavu pevných látek, seznámit studenty s různé typy krystalové mřížky, stanovit závislost fyzikálních vlastností krystalu na povaze chemické vazby v krystalu a typu krystalové mřížky, poskytnout studentům základní pochopení vlivu povahy chemické vazby a typů krystalových mřížek o vlastnostech látky, dejte studentům představu o zákonu stálosti složení.

Vzdělávací: pokračovat ve formování světonázoru žáků, uvažovat o vzájemném ovlivňování složek celostrukturních částic látek, v důsledku čehož se objevují nové vlastnosti, rozvíjet schopnost organizovat svou pedagogickou práci, dodržovat pravidla týmové práce .

Vývojový: rozvíjet kognitivní zájem školáků pomocí problémových situací; zlepšit schopnosti studentů stanovit příčinnou a následnou závislost fyzikálních vlastností látek na chemických vazbách a typu krystalové mřížky, předpovídat typ krystalové mřížky na základě fyzikálních vlastností látky.

Zařízení: Periodická tabulka D.I. Mendělejev, sbírka „Kovy“, nekovy: síra, kuchyňská sůl, plastelína; Prezentace „Krystalové mřížky“, modely krystalových mřížek různé typy(kuchyňská sůl, diamant a grafit, oxid uhličitý a jód, kovy), vzorky plastů a výrobků z nich, sklo, plastelína, pryskyřice, vosk, žvýkačky, čokoláda, počítač, multimediální instalace, video experiment „Sublimace kyseliny benzoové .“

Postup lekce

I.Studentská anketa

1.Abychom se seznámili s krystalovými mřížkami, musíme si pamatovat, co to jsou: fyzické tělo, chemická vazba, typy vazeb: kovalentní (polární a nepolární), iontové, kovové, vodíkové

2.Nakreslete diagramy tvorby vazby v látkách: N 2, H2S, CaBr2

3. Spusťte test (ověřte test)

II. Učení nového materiálu

1. Látky jsou v různých stavech agregace. Uveďte příklady látek, které mohou existovat ve všech třech stavech agregace při různých teplotách.

Odpověď : Voda. Za normálních podmínek je voda v kapalném stavu, když teplota klesne pod 0 0 Z vody se změní na pevné skupenství - led, a když teplota stoupne na 100 0 S tím získáme vodní páru (plynné skupenství).

Učitel (dodatek): Jakoukoli látku lze získat v pevné, kapalné a plynné formě. Kromě vody jsou to kovy, které jsou za normálních podmínek v pevném stavu, zahřátím začnou měknout a při určité teplotě (t pl ) přecházet do kapalného stavu – tavenina. Při dalším zahřívání až k bodu varu se kovy začnou odpařovat, tzn. přejít do plynného stavu. Jakýkoli plyn může být přeměněn na kapalné nebo pevné skupenství snížením teploty: například kyslík, který při teplotě (-194 0 C) se změní na modrou kapalinu a při teplotě (-218,8 0 C) ztuhne do sněhové hmoty sestávající z modrých krystalů. Dnes se ve třídě podíváme na pevné skupenství hmoty.

Problematická otázka: kovy, plastelína, sůl, čokoláda, žvýkačky, síra, vzorky plastů, vosk. Co mají tyto látky společného a v čem se liší?

Vytvářejí se předpoklady. Pokud je to žákům obtížné, pak s pomocí učitele dojdou k závěru, že plastelína na rozdíl od kovů a chloridu sodného nemá určitou teplotu tání - postupně měkne (plastelína) a přechází do tekutého stavu. Taková je například čokoláda, která se rozpouští v ústech, nebo žvýkačky, dále sklo, plasty, pryskyřice, vosk (při výkladu učitel ukazuje třídní vzorky těchto látek). Takové látky se nazývají amorfní a kovy a chlorid sodný se nazývají krystalické.

Rozlišují se tedy dva typy pevných látek: amorfní a krystalický.

(snímek 5,6)

Amorfní látky nemají konkrétní bod tání a uspořádání částic v nich není striktně uspořádané.

Krystalické látky mají přísně určitou teplotu tání a hlavně se vyznačují správným uspořádáním částic, ze kterých jsou postaveny (snímek 7).

Krystalová mřížka je prostorová kostra látky (snímek 8).

Vlastnosti látek v pevném stavu závisí na typu krystalové mřížky (především na tom, jaké částice jsou v jejích uzlech), což je zase určeno typem chemické vazby v dané látce (snímek 9).

Závěr: Lze vysledovat logickou posloupnost a provázanost jevů v přírodě: Struktura atomu -> EO -> Typy chemických vazeb -> Typ krystalové mřížky -> Vlastnosti látek.

(snímek 10).V závislosti na typu částic a povaze spojení mezi nimi se rozlišují: čtyři typy krystalových mřížek iontové, molekulární, atomové a kovové.

(Snímek 11).1. Molekulární krystalová mřížka

(práce s tabulkami a odstavcovým textem)

Látky s molekulární strukturou mají molekuly se silnými kovalentními vazbami mezi atomy v uzlech krystalové mřížky. Jednotlivé molekuly jsou zároveň mnohem méně propojeny, což činí molekulární krystal spíše křehkým. (snímek 12)

2. Analogie

Tuto strukturu lze přirovnat ke skupině manželských párů (obr. 1). Každý pár manželů je vázán silnými manželskými svazky (jako silné pouto atomů uvnitř molekuly), ale vztah mezi páry je povrchní: mohou být přáteli s rodinami, prožívat přátelské pocity, ale mohou se bez sebe zcela svobodně obejít. .

Rýže. 1 Skupina manželských párů (analogie s molekulárním krystalem) (snímek 13)

2. Iontová krystalová mřížka

(práce s tabulkami a odstavcovým textem)

V látkách s iontovou mřížkou se v uzlech nacházejí opačně nabité ionty, držené silami elektrostatické přitažlivosti. (snímek 14)

2. Analogie

Přirovnejme tuto strukturu ke skupině mužů a žen uspořádaných do šachovnicového vzoru (obr. 2). Nechte muže symbolizovat kationty a ženy symbolizují anionty. Pak se každý člověk ocitne v zóně vlivu kouzla okolních představitelů opačného pohlaví, o které má kvůli zákonu přitažlivosti protikladů zájem. Tento zájem je rovnoměrně vyjádřen ve všech směrech, protože obrázek ukazuje svobodné muže a neprovdané ženy. To vysvětluje zvýšenou sílu iontového krystalu.

Rýže. 2. Romantická síla přitažlivosti (analogie iontového krystalu) (snímek 15)

3. Atomová krystalová mřížka

(práce s tabulkami a odstavcovým textem)

V uzlech atomové krystalové mřížky jsou atomy spojené silnými kovalentními vazbami do rozšířené prostorové sítě. V tomto případě se struktura vyznačuje takovou vnitřní jednotou, že můžeme říci, že celý krystal představuje jednu molekulu.

2. Analogie.

Představme si tuto stavbu v podobě gymnastické pyramidy.

Rýže. 3. Gymnastická pyramida (analogie atomového krystalu) (snímek 17)

Každý gymnasta na něm symbolizuje atom uhlíku spojený čtyřmi kovalentními vazbami se sousedními atomy. Integrita konstrukce je udržována výhradně úsilím každého z gymnastů. Závislost lidí na sobě je tedy v této situaci větší než v kterémkoli z předchozích obrázků (jde o obdobu zvýšené síly atomového krystalu). Pyramida (viz obr. 3) také demonstruje vysokou propojenost uzlů atomové krystalové mřížky: pokud některý z gymnastů oslabí pouze jeden vaz, může dojít ke kolapsu celé struktury.

4. Kovová krystalová mřížka

(práce s tabulkami a odstavcovým textem)

Tento typ krystalové mřížky je charakteristický pro kovy s kovovou chemickou vazbou. (snímek 18)

2. Analogie

Pro ilustraci struktury kovů v pevném stavu byla nalezena zvláště extravagantní analogie. Skupina mužů (obr. 4) zobrazuje kationty kovů (uzly kovové krystalové mřížky). Veškerý prostor mezi nimi je vyplněn létajícími včelami (to jsou samozřejmě volné elektrony). Obrázek přesvědčivě ilustruje síly, které drží podobně nabité kationty v místech mřížky: bez ohledu na to, jak moc se snažíte, není kam jít – všude jsou včely!

Rýže. 4. Mezi včelami (analogie kovové struktury) (snímek 19)

Závěr: Existuje následující vzorec: pokud je známa struktura látek,

Pak můžete předvídat jejich vlastnosti, nebo naopak: pokud jsou vlastnosti známé

Látky, pak lze určit strukturu.(snímek 21)

Práce s textem odstavce, tabulky „Typy krystalových mřížek“, „Závislost vlastností látek na typu chemické vazby“

Zadání skupinové práce:

1 skupina

1 . Jaké by měly být charakteristické vlastnosti látek s molekulární mřížkou?

3. Uveďte příklady látek s molekulární krystalovou mřížkou?

2. skupina

1 . Jaké by měly být charakteristické vlastnosti látek s iontovou mřížkou?

2. Jaký je jejich stav agregace?

3. Uveďte příklady látek s iontovou krystalovou mřížkou?

3 skupina

1 . Jaké by měly být charakteristické vlastnosti látek s atomovou mřížkou?

2. Jaký je jejich stav agregace?

3. Uveďte příklady látek s atomovou krystalovou mřížkou?

4 skupina

1 . Jaké by měly být charakteristické vlastnosti látek s kovovou mřížkou?

2. Jaký je jejich stav agregace?

3. Uveďte příklady látek s kovovou mřížkou?

(snímek 22,23,24)

Látky, které mají stejnou krystalovou mřížku, škrtněte vertikálně, horizontálně i diagonálně.

Zapínání: