Substanțe cu cristaline atomice. Grile de cristal. Tipuri de rețele cristaline. Structura cristalină atomică a metalelor

Continuarea tabelului. Z4

Cristalele sunt împărțite în trei clase în funcție de conductivitatea electrică:

Dirijori de primul fel– conductivitate electrică 10 4 - 10 6 (Ohm×cm) -1 – substanțe cu o rețea cristalină metalică, caracterizate prin prezența „purtătorilor de curent” - electroni care se mișcă liber (metale, aliaje).

Dielectrice (izolatori)– conductivitate electrică 10 -10 -10 -22 (Ohm×cm) -1 – substanțe cu rețea atomică, moleculară și mai rar ionică, care au energie de legare mare între particule (diamant, mica, polimeri organici etc.).

Semiconductori – conductivitate electrică 10 4 -10 -10 (Ohm×cm) -1 – substanțe cu o rețea cristalină atomică sau ionică care au o energie de legare mai slabă între particule decât izolatorii. Odată cu creșterea temperaturii, conductivitatea electrică a semiconductorilor crește (staniul gri, bor, siliciu etc.)

Sfârșitul lucrării -

Acest subiect aparține secțiunii:

Bazele chimiei generale

Pe site citiți: bazele chimiei generale. c m drutskaya..

Dacă ai nevoie material suplimentar pe această temă, sau nu ați găsit ceea ce căutați, vă recomandăm să utilizați căutarea în baza noastră de date de lucrări:

Ce vom face cu materialul primit:

Dacă acest material ți-a fost util, îl poți salva pe pagina ta de pe rețelele sociale:

Unul dintre cele mai comune materiale cu care oamenii au preferat întotdeauna să lucreze a fost metalul. În fiecare epocă, s-a dat preferință diferite tipuri aceste substanțe uimitoare. Astfel, mileniul IV-III î.Hr. este considerat Calcolitic, sau Epoca cuprului. Ulterior este înlocuit cu bronz, iar apoi intră în vigoare cel care este și astăzi de actualitate - fierul.

Astăzi este, în general, dificil de imaginat că odată a fost posibil să se facă fără produse metalice, deoarece aproape totul, de la articole de uz casnic, instrumente medicale până la echipamente grele și ușoare, constă din acest material sau include piese individuale din acesta. De ce au reușit metalele să câștige atâta popularitate? Să încercăm să ne dăm seama care sunt caracteristicile și cum acestea sunt inerente structurii lor.

Conceptul general de metale

„Chimie. clasa a IX-a” este un manual folosit de școlari. Aici metalele sunt studiate în detaliu. Luarea în considerare a lor fizică și proprietăți chimice este dedicat un capitol mare, deoarece diversitatea lor este extrem de mare.

De la această vârstă se recomandă să le oferi copiilor o idee despre acești atomi și proprietățile lor, deoarece adolescenții pot aprecia deja pe deplin semnificația unor astfel de cunoștințe. Ei văd perfect că varietatea de obiecte, mașini și alte lucruri din jurul lor se bazează pe o natură metalică.

Ce este metalul? Din punct de vedere al chimiei, acești atomi sunt de obicei clasificați ca cei care au:

• mic la nivel extern;
• prezintă proprietăți de restaurare puternice;
• au o rază atomică mare;
• cât de simple au un număr de substanţe specifice proprietăți fizice.

Baza cunoștințelor despre aceste substanțe poate fi obținută luând în considerare structura atomo-cristalină a metalelor. Acesta este ceea ce explică toate caracteristicile și proprietățile acestor compuși.

În tabelul periodic, cea mai mare parte a întregului tabel este alocată metalelor, deoarece acestea formează toate subgrupele secundare și pe cele principale de la primul până la al treilea grup. Prin urmare, superioritatea lor numerică este evidentă. Cele mai frecvente sunt:

• calciu;
• sodiu;
• titan;
• fier;
• magneziu;
• aluminiu;
• potasiu.

Toate metalele au o serie de proprietăți care le permit să fie combinate într-un grup mare de substanțe. La rândul lor, aceste proprietăți sunt explicate tocmai prin structura cristalină a metalelor.

Proprietățile metalelor

Proprietățile specifice ale substanțelor în cauză includ următoarele.

1. Stralucire metalica. Toți reprezentanții substanțelor simple o au și majoritatea sunt la fel. Doar câțiva (aur, cupru, aliaje) sunt diferiți.
2. Maleabilitatea și plasticitatea - capacitatea de a se deforma și de a se recupera destul de ușor. Este exprimată în grade diferite în reprezentanți diferiți.
3. Conductivitatea electrică și termică sunt una dintre principalele proprietăți care determină domeniile de aplicare ale metalului și aliajelor sale.

Structura cristalină a metalelor și aliajelor explică motivul fiecăreia dintre proprietățile indicate și vorbește despre severitatea lor în fiecare reprezentant specific. Dacă cunoașteți caracteristicile unei astfel de structuri, atunci puteți influența proprietățile eșantionului și o puteți ajusta la parametrii doriti, ceea ce face oamenii de multe decenii.

Structura cristalină atomică a metalelor

Ce este această structură, prin ce se caracterizează? Numele în sine sugerează că toate metalele sunt cristale în stare solidă, adică în condiții normale (cu excepția mercurului, care este un lichid). Ce este un cristal?

Aceasta este o imagine grafică convențională construită prin intersectarea liniilor imaginare prin atomii care aliniază corpul. Cu alte cuvinte, fiecare metal este format din atomi. Ele sunt localizate în ea nu haotic, ci foarte corect și consecvent. Deci, dacă combinați mental toate aceste particule într-o singură structură, veți obține o imagine frumoasă sub forma unui corp geometric obișnuit de o anumită formă.

Aceasta este ceea ce se numește în mod obișnuit rețeaua cristalină a unui metal. Este foarte complexă și voluminoasă din punct de vedere spațial, prin urmare, pentru simplitate, nu este prezentată în totalitate, ci doar o parte, o celulă elementară. Un set de astfel de celule, colectate împreună și reflectate în și formează rețele cristaline. Chimia, fizica și metalurgia sunt științe care studiază caracteristicile structurale ale unor astfel de structuri.

Însuși este un set de atomi care sunt localizați la o anumită distanță unul de celălalt și coordonează un număr strict fix de alte particule în jurul lor. Se caracterizează prin densitatea de ambalare, distanța dintre structurile constitutive și numărul de coordonare. În general, toți acești parametri sunt caracteristici întregului cristal și, prin urmare, reflectă proprietățile prezentate de metal.

Există mai multe varietăți, toate au o caracteristică comună - nodurile conțin atomi, iar în interior există un nor de electroni, care se formează prin mișcarea liberă a electronilor în interiorul cristalului.

Tipuri de rețele cristaline

Paisprezece variante ale structurii zăbrelelor sunt de obicei combinate în trei tipuri principale. Acestea sunt după cum urmează:

1. Cubic centrat pe corp.
2. Hexagonal strâns.
3. Cubic centrat pe față.

Structura cristalină a metalelor a fost studiată numai atunci când a devenit posibilă obținerea de imagini cu mărire mare. Iar clasificarea tipurilor de zăbrele a fost dată pentru prima dată de omul de știință francez Bravais, sub al cărui nume sunt uneori numite.

Rețea centrată pe corp

Structura rețelei cristaline a metalelor de acest tip reprezintă următoarea structură. Acesta este un cub cu opt atomi la nodurile sale. Un altul este situat în centrul spațiului intern liber al celulei, ceea ce explică numele „centrat pe corp”.

Aceasta este una dintre opțiunile pentru cea mai simplă structură a celulei unitare și, prin urmare, întreaga rețea în ansamblu. Următoarele metale au acest tip:

• molibden;
• vanadiu;
• crom;
• mangan;
• fier alfa;
• fier beta și altele.

Principalele proprietăți ale unor astfel de reprezentanți sunt un grad ridicat de maleabilitate și ductilitate, duritate și rezistență.

Rețea centrată pe față

Structura cristalină a metalelor având o rețea cubică centrată pe față este următoarea structură. Acesta este un cub care include paisprezece atomi. Opt dintre ele formează noduri de zăbrele și încă șase sunt localizate, câte unul pe fiecare față.

Au o structură similară:

• aluminiu;
• nichel;
• duce;
• fier gama;
• cupru.

Principalele proprietăți distinctive - strălucire culori diferite, ușurință, rezistență, maleabilitate, rezistență crescută la coroziune.

Rețea hexagonală

Structura cristalină a metalelor cu rețele este următoarea. Celula unitară se bazează pe o prismă hexagonală. Există 12 atomi la nodurile sale, încă doi la baze și trei atomi se află liber în spațiul din centrul structurii. Sunt șaptesprezece atomi în total.

Metale precum:

• alfa titan;
• magneziu;
• alfa cobalt;
• zinc.

Principalele proprietăți sunt un grad ridicat de rezistență, strălucire argintie puternică.

Defecte ale structurii cristaline a metalelor

Cu toate acestea, toate tipurile de celule luate în considerare pot avea și deficiențe naturale, sau așa-numitele defecte. Acest lucru se poate datora diferitelor motive: atomi străini și impurități din metale, influențe externe și așa mai departe.

Prin urmare, există o clasificare care reflectă defectele pe care le pot avea rețelele cristaline. Chimia ca știință le studiază pe fiecare dintre ele pentru a identifica cauza și metoda eliminării, astfel încât proprietățile materialului să nu fie modificate. Deci, defectele sunt după cum urmează.

1. Loc. Ele vin în trei tipuri principale: vacante, impurități sau atomi dislocați. Acestea duc la deteriorarea proprietăților magnetice ale metalului, a conductivității sale electrice și termice.
2. Linear sau dislocare. Există cele de margine și șuruburi. Ele deteriorează rezistența și calitatea materialului.
3. Defecte de suprafață. Afecta aspectși structura metalelor.

În prezent, s-au dezvoltat metode pentru eliminarea defectelor și obținerea de cristale pure. Cu toate acestea, nu este posibil să le eradicați complet, nu există o rețea cristalină ideală.

Importanța cunoștințelor despre structura cristalină a metalelor

Din materialul de mai sus, este evident că cunoștințele despre structura și structura fină fac posibilă prezicerea proprietăților materialului și influențarea acestora. Și știința chimiei vă permite să faceți acest lucru. clasa a IX-a școală gimnazială Pe parcursul procesului de învățare, se pune accent pe dezvoltarea la elevi a unei înțelegeri clare a importanței lanțului logic fundamental: compoziție - structură - proprietăți - aplicare.

Informațiile despre structura cristalină a metalelor sunt ilustrate foarte clar și permit profesorului să explice clar și să le arate copiilor cât de important este să cunoască structura fină pentru a utiliza corect și competent toate proprietățile.

După cum știm deja, o substanță poate exista în trei stări de agregare: gazos, greuŞi lichid. Oxigenul, care în condiții normale este în stare gazoasă, la o temperatură de -194 ° C se transformă într-un lichid albăstrui, iar la o temperatură de -218,8 ° C se transformă într-o masă asemănătoare zăpezii cu cristale. albastru.

Intervalul de temperatură pentru existența unei substanțe în stare solidă este determinat de punctele de fierbere și de topire. Solidele sunt cristalinŞi amorf.

U substanțe amorfe nu există un punct de topire fix - atunci când sunt încălzite, se înmoaie treptat și se transformă într-o stare fluidă. În această stare, de exemplu, se găsesc diverse rășini și plastilină.

Substante cristaline Ele se disting prin aranjarea regulată a particulelor din care constau: atomi, molecule și ioni, în puncte strict definite din spațiu. Când aceste puncte sunt conectate prin linii drepte, se creează un cadru spațial, numit rețea cristalină. Punctele în care sunt situate particulele de cristal sunt numite noduri de zăbrele.

Nodurile rețelei pe care ni le imaginăm pot conține ioni, atomi și molecule. Aceste particule efectuează mișcări oscilatorii. Când temperatura crește, crește și intervalul acestor oscilații, ceea ce duce la dilatarea termică a corpurilor.

În funcție de tipul de particule situate la nodurile rețelei cristaline și de natura conexiunii dintre ele, se disting patru tipuri de rețele cristaline: ionic, atomic, molecularŞi metal.

ionic Acestea se numesc rețele cristaline în care ionii sunt localizați la noduri. Sunt formați din substanțe cu legături ionice, care pot lega atât ionii simpli Na+, Cl-, cât și complexii SO24-, OH-. Astfel, rețelele cristaline ionice au săruri, unii oxizi și hidroxili ai metalelor, adică. acele substanțe în care există o legătură chimică ionică. Luați în considerare un cristal de clorură de sodiu, constă din ioni Na+ și negativi alternanți, împreună formează o rețea în formă de cub. Legăturile dintre ionii dintr-un astfel de cristal sunt extrem de stabile. Din această cauză, substanțele cu o rețea ionică au rezistență și duritate relativ ridicate, sunt refractare și nevolatile.

Atomic Rețelele cristaline sunt acele rețele cristaline ale căror noduri conțin atomi individuali. În astfel de rețele, atomii sunt legați între ei prin legături covalente foarte puternice. De exemplu, diamantul este una dintre modificările alotropice ale carbonului.

Substanțele cu o rețea cristalină atomică nu sunt foarte comune în natură. Acestea includ bor cristalin, siliciu și germaniu, precum și substanțe complexe, de exemplu cele care conțin oxid de siliciu (IV) - SiO 2: silice, cuarț, nisip, cristal de rocă.

Marea majoritate a substanțelor cu o rețea cristalină atomică au foarte temperaturi ridicate topirea (pentru diamant depășește 3500° C), astfel de substanțe sunt puternice și dure, practic insolubile.

Molecular Acestea se numesc rețele cristaline în care moleculele sunt situate la noduri. Legăturile chimice din aceste molecule pot fi, de asemenea, polare (HCl, H 2 0) sau nepolare (N 2, O 3). Și deși atomii din interiorul moleculelor sunt legați prin legături covalente foarte puternice, forțe slabe de atracție intermoleculară acționează între molecule înseși. De aceea, substanțele cu rețele cristaline moleculare se caracterizează prin duritate scăzută, punct de topire scăzut și volatilitate.

Exemple de astfel de substanțe includ apă solidă - gheață, monoxid de carbon solid (IV) - „gheață carbonică”, acid clorhidric solid și hidrogen sulfurat, substanțe simple simple formate dintr-unul - (gaze nobile), două - (H 2, O 2, CL2, N2, I2), trei - (O3), patru - (P4), molecule cu opt atomice (S8). Marea majoritate a compușilor organici solizi au rețele de cristal moleculare (naftalină, glucoză, zahăr).

blog.site, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursa originală.

Rețelele cristaline elementare pot avea formă diferită, dar doar trei dintre ele sunt caracteristice metalelor: cubic centrat pe corp - bcc,

cubic centrat pe față - fcc,

hexagonale compacte - hcp.

1. Rețea cubică centrată pe corp;

are forma unui cub regulat cu atomi situati in colturi si la intersectia diagonalelor din centrul cubului. Tungstenul, cromul, vanadiul și sodiul au o astfel de rețea.

2. Rețea cubică centrată pe față;

atomii sunt situati in colturile cubului si la intersectia diagonalelor fiecarei fete. Aluminiul, cuprul, nichelul și manganul au o astfel de grilă.

3.Rețea hexagonală compactă;

are forma unei prisme hexagonale, atomii sunt situati in colturile si centrul bazei hexagonale a prismei si trei atomi in planul mijlociu al prismei. Grafitul, zincul și magneziul au o astfel de rețea.

Orice corp cristalin poate fi imaginat ca fiind construit din celule cristaline elementare, ca rezultat al repetarii repetate. Atomii dintr-o rețea cristalină vibrează în apropierea punctelor de echilibru și numai cu o creștere semnificativă a temperaturii atomii pot fi smulși din locurile lor și să asigure tranziția către un alt loc.

Fierul și alte metale pot avea două sau mai multe tipuri stabile de rețele care există la temperaturi diferite. Acest fenomen se numește alotropie este capacitatea aceluiași metal de a schimba tipul rețelei cristaline la temperaturi diferite.

Proprietățile solidelor depind de distanțele dintre atomi, iar aceste distanțe în cristale sunt diferite în direcții diferite, adică densitatea atomilor este diferită. Prin urmare, proprietățile cristalelor măsurate în direcții diferite sunt diferite. Acest fenomen se numește anizotropie este eterogenitatea proprietăților în diverse direcții. De aici diferitele proprietăți fizice, chimice, mecanice.

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

TIPURI DE REȚELE DE CRISTAL L.A. Zaitseva Profesor de chimie, școala secundară nr. 9, Labinsk

OBIECTIVELE LECȚIEI Să formeze concepte despre starea cristalină și amorfă a solidelor Să ofere o idee despre tipurile de rețele cristaline Să stabilească relația dintre structura și proprietățile substanțelor

RĂSPUNSURI LA TEST Nr. 1 Opțiunea 1 Opțiunea 2 1)B 1)C 2)B 2)C 3)D 3)C 4)B 4)B 5)C 5)B 6)3512 (2 puncte) 6)2434 (2 puncte) Scor 5- 7 puncte 4- 6-5 3- 4-3

SUBSTANȚA ESTE DIN CE ESTE COMPUS CORPUL FIZIC.

Starea materiei Solid Lichid Gazos

SUBSTANȚE AMORFE

SUBSTANȚE DE CRISTAL

Substanță solidă Amorfă fără tm definit, dispunerea particulelor în ele este strict neordonată rășină sticlă plastilină ceară plastică cristalină definită tm, aranjarea corectă a particulelor din care sunt construite: atomi, ioni, molecule clorură de sodiu grafit metale

Rețelele cristaline ale substanțelor sunt un aranjament ordonat de particule (atomi, molecule, ioni) în puncte strict definite din spațiu. Punctele de plasare ale particulelor se numesc noduri de rețea cristalină.

CONCLUZIE: Proprietățile substanțelor în stare solidă depind de tipul rețelei cristaline (în primul rând de ce particule se află în nodurile sale).

CONCLUZIE: Structura atomului EO Tipul legăturii chimice Tipul rețelei cristaline Proprietățile substanțelor

TIPURI DE REȚELE CRISTALICE Ionice Atomic Molecular Metalic

REȚELE DE CRISTAL MOLECULARE Rețelele de cristal se numesc moleculare, în nodurile cărora se află moleculele. Legăturile chimice din ele sunt covalente, atât polare, cât și nepolare. Legăturile dintre molecule sunt puternice, dar legăturile dintre molecule nu sunt puternice. Substanțele cu MCR sunt fragile, au duritate scăzută, temperatură scăzută topindu-se, volatile, capabile de sublimare in conditii normale, sunt in stare gazoasa sau lichida.

OREZ. 1 GRUP DE CUPLURI CĂSĂTORITATE (ANALOGIA UNUI CRISTAL MOLECULAR)

REȚELE CRISTALICE IONICE Rețelele cristaline ionice conțin săruri și unii oxizi și hidroxizi ai metalelor. Să luăm în considerare structura unui cristal de sare de masă, în nodurile căruia se află ioni de clor și sodiu. Legăturile dintre ionii dintr-un cristal sunt foarte puternice și stabile. Prin urmare, substanțele cu o rețea ionică au duritate și rezistență ridicate, sunt refractare și nevolatile. Rețelele cristaline ionice sunt cele ale căror noduri conțin ioni. Sunt formate din substanțe cu legături ionice.

OREZ. 2. PUTEREA ROMANTICĂ DE ATRACȚIE (ANALOGIA UNUI CRISTAL IONIC)

REȚELE CRISTALICE ATOMICE Rețelele cristaline atomice se numesc rețele cristaline, în nodurile cărora există atomi individuali care sunt legați prin legături covalente foarte puternice. Există puține substanțe cu o rețea cristalină atomică găsite în natură. Acestea includ bor, siliciu, germaniu, cuarț și diamant. Substanțele cu ACR au puncte de topire ridicate și au duritate crescută. Diamantul este cel mai dur material natural.

OREZ. 3. PIRAMIDA GIMNASTICA (ANALOGIA UNUI CRISTAL ATOM)

REȚELE CRISTALICE METALICE Rețelele metalice sunt numite rețele ale căror noduri conțin atomi și ioni de metal. Metalele se caracterizează prin proprietăți fizice: plasticitate, maleabilitate, luciu metalic, conductivitate electrică și termică ridicată

OREZ. 4. PRINTRE ALBINE (ANALOGIA STRUCTURII METALICE)

Rețele de cristal, tipul de legătură și proprietățile substanțelor. Tip de rețea Tipuri de particule la locurile rețelei Tip de legătură între particule Exemple de substanțe Proprietăți fizice ale substanțelor Ioni Ioni Ionici - legătură puternică Săruri, halogenuri (IA, IIA), oxizi și hidroxizi ai metalelor tipice Tari, puternice, nevolatile, fragile, refractare, multe solubile în apă, topituri conduc curentul electric Atomii atomici 1. Covalent nepolar - legătura este foarte puternică 2. Covalent polar - legătura este foarte puternică Substanțe simple a: diamant (C), grafit (C) , bor (B), siliciu (Si). Substanțe complexe: oxid de aluminiu (Al 2 O 3), oxid de siliciu (IY) - SiO 2 Foarte dur, foarte refractar, durabil, nevolatil, insolubil în apă Molecule moleculare Între molecule există forțe slabe de atracție intermoleculară, dar în interiorul molecule există o legătură covalentă puternică Solidele în condiții speciale, care în condiții normale sunt gaze sau lichide (O 2, H 2, Cl 2, N 2, Br 2, H 2 O, CO 2, HCl); sulf, fosfor alb, iod; substanțe organice Slab, volatile, fuzibile, capabile de sublimare, au duritate scăzută Metal Atomi-ioni Metal - de rezistență variabilă Metale și aliaje Maleabile, au strălucire, ductilitate, conductivitate termică și electrică

CONCLUZIE: Există următorul model: dacă structura substanțelor este cunoscută, atunci proprietățile lor pot fi prezise sau invers: dacă proprietățile substanțelor sunt cunoscute, atunci structura poate fi determinată.

CUARTE VERTICAL, ORIZONTAL, DIAGONAL SUBSTANȚELE CARE AU ACEEAȘI REȚELĂ DE CRISTAL. 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

RĂSPUNSURI LA TESTUL Nr. 2 1)A 2) D 3)C 4)A 5)C 6)A 7)B 8)C 9)A

REZUMATUL LECȚIEI Ce clasificări ale substanțelor ați învățat? Cum înțelegeți termenul de rețea cristalină? În ce stare de agregare au substanțele rețele cristaline? Ce tipuri de rețele cristaline cunoașteți acum? Despre ce regularități în structura și proprietățile substanțelor ați învățat?

TEMA §11, EXERCIȚIUL 1-3 FACEȚI AZARE DE CRISTAL

Previzualizare:

Subiect: Tipuri de rețele cristaline

Sarcini:

Educativ: pentru a forma concepte despre starea cristalină și amorfă a solidelor, pentru a familiariza elevii cu diverse tipuri rețelele cristaline, stabiliți dependența proprietăților fizice ale unui cristal de natura legăturii chimice din cristal și tipul rețelei cristaline, oferiți studenților o înțelegere de bază a influenței naturii legăturii chimice și a tipurilor de rețele cristaline asupra proprietăților substanței, oferiți studenților o idee despre legea constanței compoziției.

Educațional: continuă formarea viziunii despre lume a elevilor, ia în considerare influența reciprocă a componentelor particulelor structurale întregi de substanțe, în urma cărora apar noi proprietăți, dezvoltă capacitatea de a-și organiza munca educațională și respectă regulile de lucru în echipă .

Dezvoltare: dezvoltarea interesului cognitiv al școlarilor folosind situații problematice; îmbunătățirea abilităților elevilor de a stabili dependența cauza-efect a proprietăților fizice ale substanțelor de legăturile chimice și tipul rețelei cristaline, pentru a prezice tipul rețelei cristaline pe baza proprietăților fizice ale unei substanțe.

Echipament: Tabel periodic D.I Mendeleev, colecția „Metale”, nemetale: sulf, sare de masă, plastilină; Prezentare „Grele cristaline”, modele de rețele cristaline diferite tipuri(sare de masă, diamant și grafit, dioxid de carbon și iod, metale), mostre de materiale plastice și produse din acestea, sticlă, plastilină, rășini, ceară, gumă de mestecat, ciocolată, calculator, instalație multimedia, experiment video „Sublimarea acidului benzoic .”

Progresul lecției

I.Sondarea elevilor

1. Pentru a ne familiariza cu rețelele cristaline, trebuie să ne amintim care sunt acestea: corpul fizic, legătură chimică, tipuri de legături: covalente (polare și nepolare), ionice, metalice, hidrogen

2. Întocmește diagrame de formare a legăturilor în substanțe: N 2, H2S, CaBr2

3. Rulați testul (verificați testul)

II. Învățarea de materiale noi

1. Substanțele sunt în diferite stări de agregare. Dați exemple de substanțe care pot exista în toate cele trei stări de agregare la temperaturi diferite.

Răspuns : Apa. În condiții normale, apa este în stare lichidă când temperatura scade sub 0 0 Din apa se transformă într-o stare solidă - gheață, iar când temperatura crește la 100 0 Cu obținem vapori de apă (stare gazoasă).

Profesor (adăugare): Orice substanță poate fi obținută sub formă solidă, lichidă și gazoasă. Pe lângă apă, acestea sunt metale care, în condiții normale, sunt în stare solidă, când sunt încălzite, încep să se înmoaie și la o anumită temperatură (t pl ) se transformă în stare lichidă - se topește. Odată cu încălzirea suplimentară, până la punctul de fierbere, metalele încep să se evapore, adică. intră în stare gazoasă. Orice gaz poate fi transformat în stare lichidă sau solidă prin scăderea temperaturii: de exemplu, oxigenul, care la o temperatură de (-194 0 C) se transformă într-un lichid albastru și la o temperatură (-218,8 0 C) se întărește într-o masă asemănătoare zăpezii constând din cristale albastre. Astăzi la clasă ne vom uita la starea solidă a materiei.

Întrebare problematică: metale, plastilina, sare, ciocolata, guma de mestecat, sulf, mostre de plastic, ceara. Ce au aceste substanțe în comun și prin ce diferă?

Se fac ipoteze. Dacă elevilor le este greu, atunci cu ajutorul profesorului ajung la concluzia că plastilina, spre deosebire de metale și clorură de sodiu, nu are un anumit punct de topire - aceasta (plastilina) se înmoaie treptat și se transformă într-o stare fluidă. Așa este, de exemplu, ciocolata care se topește în gură, sau guma de mestecat, precum și sticla, materialele plastice, rășinile, ceara (când explică, profesorul arată la clasă mostre din aceste substanțe). Astfel de substanțe sunt numite amorfe, iar metalele și clorura de sodiu sunt numite cristaline.

Astfel, se disting două tipuri de solide: amorf şi cristalin.

(diapozitivul 5, 6)

Substanțele amorfe nu au un punct de topire specific, iar aranjarea particulelor în ele nu este strict ordonată.

Substanțele cristaline au strict o anumită temperatură topirea și, cel mai important, sunt caracterizate de aranjarea corectă a particulelor din care sunt construite (diapozitivul 7).

Rețeaua cristalină este cadrul spațial al unei substanțe (diapozitivul 8).

Proprietățile substanțelor în stare solidă depind de tipul rețelei cristaline (în primul rând de ce particule sunt în nodurile sale), care, la rândul său, este determinată de tipul de legătură chimică dintr-o anumită substanță (diapozitivul 9).

Concluzie: O secvență logică și o interconectare a fenomenelor din natură poate fi urmărită: Structura atomului -> EO -> Tipuri de legături chimice -> Tip de rețea cristalină -> Proprietăți ale substanțelor.

(diapozitivul 10).În funcție de tipul de particule și de natura conexiunii dintre ele, acestea se disting: patru tipuri de rețele cristaline ionice, moleculare, atomice și metalice.

(Diapozitivul 11).1. Rețea cristalină moleculară

(lucrul cu tabelele și textul paragrafelor)

Substanțele cu structură moleculară au molecule cu legături covalente puternice între atomi la nodurile rețelei cristaline. În același timp, moleculele individuale sunt mult mai puțin interconectate, ceea ce face ca cristalul molecular să fie destul de fragil. (diapozitivul 12)

2. Analogie

Această structură poate fi asemănată cu un grup de cupluri căsătorite (Fig. 1). Fiecare pereche de soți este legată de legături puternice de căsătorie (ca o legătură puternică de atomi în interiorul unei molecule), dar relația dintre cupluri este superficială: pot fi prieteni cu familiile, pot experimenta sentimente prietenoase, dar se pot descurca unul fără celălalt destul de liber. .

Orez. 1 Grup de cupluri căsătorite (analogia cristalului molecular) (diapozitivul 13)

2. Rețea cristalină ionică

(lucrul cu tabelele și textul paragrafelor)

În substanțele cu o rețea ionică, ionii încărcați opus sunt localizați la noduri, ținuți de forțele de atracție electrostatică. (diapozitivul 14)

2. Analogie

Să comparăm această structură cu un grup de bărbați și femei aranjați într-un model de șah (Fig. 2). Lăsați bărbații să simbolizeze cationii, iar femeile să simbolizeze anionii. Apoi fiecare persoană se găsește în zona de influență a farmecului reprezentanților sexului opus care o înconjoară, pe care el (ea), datorită legii de atracție a contrariilor, este interesat. Acest interes este exprimat în mod egal în toate direcțiile, deoarece imaginea prezintă bărbați singuri și femei necăsătorite. Aceasta explică rezistența crescută a cristalului ionic.

Orez. 2. Puterea romantică de atracție (analogia unui cristal ionic) (diapozitivul 15)

3. Rețea cristalină atomică

(lucrul cu tabelele și textul paragrafelor)

La nodurile rețelei cristaline atomice există atomi legați prin legături covalente puternice într-o rețea spațială extinsă. În acest caz, structura se distinge printr-o astfel de unitate internă încât putem spune că întregul cristal reprezintă o moleculă.

2. Analogie.

Să ne imaginăm această structură sub forma unei piramide de gimnastică.

Orez. 3. Piramida de gimnastică (analogia unui cristal atomic) (diapozitivul 17)

Fiecare gimnastă de pe ea simbolizează un atom de carbon conectat prin patru legături covalente la atomii vecini. Integritatea structurii este menținută numai prin eforturile fiecăruia dintre gimnaste. Astfel, dependența oamenilor unii de alții în această situație este mai mare decât în ​​oricare dintre figurile anterioare (aceasta este o analogie a puterii crescute a unui cristal atomic). Piramida (vezi Fig. 3) demonstrează, de asemenea, interconectarea ridicată a nodurilor rețelei cristaline atomice: dacă una dintre gimnaste slăbește doar un ligament, întreaga structură se poate prăbuși.

4. Rețea cristalină metalică

(lucrul cu tabelele și textul paragrafelor)

Acest tip de rețea cristalină este caracteristic metalelor cu o legătură chimică metalică. (diapozitivul 18)

2. Analogie

Pentru a ilustra structura metalelor în stare solidă, a fost găsită o analogie deosebit de extravagantă. Un grup de bărbați (Fig. 4) prezintă cationi metalici (noduri ale rețelei cristaline metalice). Tot spațiul dintre ele este umplut cu albine zburătoare (aceștia, desigur, sunt electroni liberi). Figura ilustrează în mod convingător forțele care dețin cationi cu încărcare asemănătoare pe site-urile rețelei: indiferent cât de mult ai încerca, nu există unde să mergi - există albine peste tot!

Orez. 4. Printre albine (analogia structurii metalice) (diapozitivul 19)

Concluzie: Există următorul model: dacă structura substanțelor este cunoscută,

Apoi le puteți prezice proprietățile, sau invers: dacă proprietățile sunt cunoscute

Substanțe, atunci structura poate fi determinată.(diapozitivul 21)

Lucrând cu textul paragrafului, tabelele „Tipuri de rețele cristaline”, „Dependența proprietăților substanțelor de tipul de legătură chimică”

Sarcina de lucru in grup:

1 grup

1 . Care ar trebui să fie proprietățile distinctive ale substanțelor cu o rețea moleculară?

3. Dați exemple de substanțe cu o rețea cristalină moleculară?

a 2-a grupă

1 . Care ar trebui să fie proprietățile distinctive ale substanțelor cu o rețea ionică?

2. Care este starea lor de agregare?

3. Dați exemple de substanțe cu o rețea cristalină ionică?

3 grupa

1 . Care ar trebui să fie proprietățile distinctive ale substanțelor cu o rețea atomică?

2. Care este starea lor de agregare?

3. Dați exemple de substanțe cu o rețea cristalină atomică?

4 grupa

1 . Care ar trebui să fie proprietățile distinctive ale substanțelor cu o rețea metalică?

2. Care este starea lor de agregare?

3. Dați exemple de substanțe cu rețea metalică?

(diapozitivul 22, 23, 24)

Tăiați substanțele care au aceeași rețea cristalină pe verticală, pe orizontală și pe diagonală.

Fixare: