Milyen típusúak a kristályrácsok? A kristályrácsok fajtái

A természetben kétféle szilárd anyag létezik, amelyek tulajdonságaiban jelentősen eltérnek. Ezek amorf és kristályos testek. Az amorf testeknek pedig nincs pontos olvadáspontjuk, melegítés közben fokozatosan meglágyulnak, majd folyékony állapotba mennek. Ilyen anyagok például a gyanta vagy a közönséges gyurma. De teljesen más a helyzet a kristályos anyagokkal. Egy bizonyos hőmérsékletig szilárd állapotban maradnak, és csak ennek elérése után olvadnak meg.

Minden az ilyen anyagok szerkezetéről szól. A kristályos szilárd anyagokban a részecskék, amelyekből állnak, bizonyos pontokon helyezkednek el. Ha pedig egyenes vonalakkal összekötjük őket, akkor valamiféle képzeletbeli keretet kapunk, amit kristályrácsnak neveznek. A kristályrácsok típusai pedig nagyon különbözőek lehetnek. És aszerint, hogy milyen részecskékből épültek fel, a rácsokat négy típusra osztják. Ezek ionos, atomi, molekuláris és

És ennek megfelelően a csomópontokban ionok találhatók, és ionos kötés van közöttük. lehet egyszerű (Cl-, Na+) vagy összetett (OH-, SO2-). És az ilyen típusú kristályrácsok tartalmazhatnak néhány fém-hidroxidot és -oxidot, sókat és más hasonló anyagokat. Vegyük például a közönséges nátrium-kloridot. Negatív klórionokat és pozitív nátriumionokat váltogat, amelyek köbös kristályrácsot alkotnak. Az ilyen rácsban lévő ionos kötések nagyon stabilak, és az ezen elv szerint „épített” anyagok meglehetősen nagy szilárdsággal és keménységgel rendelkeznek.

Vannak olyan típusú kristályrácsok is, amelyeket atominak neveznek. Itt a csomópontok olyan atomokat tartalmaznak, amelyek között erős kovalens kötés van. Nem sok anyagnak van atomrácsa. Ide tartozik a gyémánt, valamint a kristályos germánium, a szilícium és a bór. Vannak olyan összetett anyagok is, amelyek atomi kristályrácsot tartalmaznak, és ennek megfelelően rendelkeznek. Ezek a hegyikristály és a szilícium-dioxid. És a legtöbb esetben az ilyen anyagok nagyon erősek, kemények és tűzállóak. Gyakorlatilag oldhatatlanok is.

A kristályrácsok molekuláris típusai pedig sokféle anyagot tartalmaznak. Ide tartozik a fagyott víz, azaz a közönséges jég, a „szárazjég” - megszilárdult szén-monoxid, valamint a szilárd hidrogén-szulfid és a hidrogén-klorid. A molekularácsok sok szilárd szerves vegyületet is tartalmaznak. Ide tartozik a cukor, a glükóz, a naftalin és más hasonló anyagok. És az ilyen rács csomópontjain található molekulák poláris és nem poláris kémiai kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. És annak ellenére, hogy a molekulák belsejében erős kovalens kötések vannak az atomok között, ezek a molekulák magukat a rácsban tartják a nagyon gyenge intermolekuláris kötések miatt. Ezért az ilyen anyagok meglehetősen illékonyak, könnyen megolvadnak, és nincs nagy keménységük.

Nos, a fémeknek sokféle kristályrácsa van. Csomópontjaik pedig atomokat és ionokat is tartalmazhatnak. Ebben az esetben az atomok könnyen ionokká alakulhatnak, és feladják elektronjaikat a „közös használatra”. Ugyanígy az ionok, miután „befogtak” egy szabad elektront, atomokká válhatnak. És ez a rács határozza meg a fémek olyan tulajdonságait, mint plaszticitás, alakíthatóság, hő- és elektromos vezetőképesség.

Ezenkívül a fémek és más anyagok kristályrácsainak típusait hét fő rendszerre osztják a rács elemi celláinak alakja szerint. A legegyszerűbb a köbös cella. Vannak még rombikus, tetragonális, hatszögletű, romboéderes, monoklin és triklinikus egységsejtek, amelyek meghatározzák a teljes kristályrács alakját. De a legtöbb esetben a kristályrácsok összetettebbek, mint a fent felsoroltak. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az elemi részecskék nemcsak magukban a rácscsomópontokban helyezkedhetnek el, hanem annak közepén vagy szélein is. A fémek közül pedig a legelterjedtebb a következő három összetett kristályrács: arc-központú köbös, testközpontú köbös és hatszögletű szorosan tömörített. A fémek fizikai jellemzői is nemcsak kristályrácsuk alakjától, hanem az atomközi távolságtól és egyéb paraméterektől is függnek.

A szilárd anyagok általában kristályos szerkezetűek. Jellemzője a részecskék helyes elrendezése a tér szigorúan meghatározott pontjain. Ha ezeket a pontokat gondolatilag összekötjük egymást metsző egyenesekkel, akkor egy térbeli keret alakul ki, amelyet ún kristályrács.

Azokat a pontokat, ahol a részecskék találhatók, ún kristályrács csomópontok. Egy képzeletbeli rács csomópontjai ionokat, atomokat vagy molekulákat tartalmazhatnak. Oszcilláló mozgásokat végeznek. A hőmérséklet növekedésével a rezgések amplitúdója nő, ami a testek hőtágulásában nyilvánul meg.

A részecskék típusától és a köztük lévő kapcsolat jellegétől függően négyféle kristályrácsot különböztetünk meg: ionos, atomi, molekuláris és fémes.

Az ionokból álló kristályrácsokat ionosnak nevezzük. Ionos kötésekkel rendelkező anyagok alkotják őket. Példa erre a nátrium-klorid kristály, amelyben, mint már említettük, minden nátriumiont hat kloridion vesz körül, és mindegyik kloridiont hat nátriumion vesz körül. Ez az elrendezés akkor felel meg a legsűrűbb tömítésnek, ha az ionokat a kristályban elhelyezkedő gömbökként ábrázoljuk. Nagyon gyakran a kristályrácsokat az ábrán látható módon ábrázolják, ahol csak a részecskék egymáshoz viszonyított helyzete van feltüntetve, méretük azonban nem.

Egy adott részecskével egy kristályban vagy egy egyedi molekulában a legközelebbi szomszédos részecskék számát ún. koordinációs szám.

A nátrium-klorid-rácsban mindkét ion koordinációs száma 6. Tehát egy nátrium-klorid kristályban nem lehet külön-külön sómolekulákat elkülöníteni. Egyik sem létezik. Az egész kristályt egy óriási makromolekulának kell tekinteni, amely egyenlő számú Na + és Cl - ionból áll, Na n Cl n, ahol n nagy szám. Az ilyen kristályokban az ionok közötti kötések nagyon erősek. Ezért az ionrácsos anyagok viszonylag nagy keménységgel rendelkeznek. Tűzállóak és alacsonyan repülnek.

Az ionos kristályok megolvadása az ionok egymáshoz viszonyított geometriailag helyes orientációjának megzavarásához és a köztük lévő kötés erősségének csökkenéséhez vezet. Ezért olvadékaik elektromos áramot vezetnek. Az ionos vegyületek általában könnyen oldódnak poláris molekulákból álló folyadékokban, például vízben.

A kristályrácsokat, amelyek csomópontjaiban egyedi atomok vannak, atomoknak nevezzük. Az ilyen rácsokban lévő atomok erős kovalens kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Példa erre a gyémánt, a szén egyik módosulata. A gyémánt szénatomokból áll, amelyek mindegyike négy szomszédos atomhoz kapcsolódik. A szén koordinációs száma a gyémántban 4 . A gyémántrácsban, akárcsak a nátrium-klorid-rácsban, nincsenek molekulák. Az egész kristályt óriási molekulának kell tekinteni. Az atomi kristályrács a szilárd bórra, szilíciumra, germániumra és egyes elemek szénnel és szilíciummal alkotott vegyületeire jellemző.

A (poláris és nem poláris) molekulákból álló kristályrácsokat molekulárisnak nevezzük.

Az ilyen rácsokban lévő molekulák viszonylag gyenge intermolekuláris erőkkel kapcsolódnak egymáshoz. Ezért a molekularácsos anyagok alacsony keménységűek és alacsony olvadáspontúak, vízben oldhatatlanok vagy gyengén oldódnak, és oldataik szinte nem vezetnek elektromos áramot. A molekuláris ráccsal rendelkező szervetlen anyagok száma kicsi.

Ilyenek például a jég, a szilárd szén-monoxid (IV) („szárazjég”), a szilárd hidrogén-halogenidek, a szilárd egyszerű anyagok, amelyeket egy- (nemesgázok), két- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2, O 2, N 2), három- (O 3), négy- (P 4), nyolc- (S 8) atomos molekulák. A jód molekuláris kristályrácsát az ábra mutatja. . A legtöbb kristályos szerves vegyületnek van molekularácsa.

Mint már tudjuk, egy anyag három halmazállapotban létezhet: gáznemű, keményÉs folyékony. Az oxigén, amely normál körülmények között gáz halmazállapotú, -194 ° C hőmérsékleten kékes színű folyadékká alakul, és -218,8 ° C hőmérsékleten hószerű masszává alakul kék kristályokkal.

A szilárd halmazállapotú anyag létezésének hőmérséklet-tartományát a forráspont és az olvadáspont határozza meg. A szilárd anyagok kristályosÉs amorf.

U amorf anyagok nincs rögzített olvadáspont - hevítéskor fokozatosan meglágyulnak és folyékony állapotba kerülnek. Ebben az állapotban például különféle gyanták és gyurmák találhatók.

Kristályos anyagok Megkülönböztetik őket az őket alkotó részecskék szabályos elrendezése: atomok, molekulák és ionok, a tér szigorúan meghatározott pontjain. Ha ezeket a pontokat egyenes vonalak kötik össze, akkor egy térbeli keret jön létre, amelyet kristályrácsnak neveznek. Azokat a pontokat, ahol a kristályrészecskék találhatók, ún rács csomópontok.

A rács általunk elképzelt csomópontjai ionokat, atomokat és molekulákat tartalmazhatnak. Ezek a részecskék oszcilláló mozgásokat végeznek. A hőmérséklet emelkedésével ezeknek a rezgéseknek a tartománya is megnő, ami a testek hőtágulásához vezet.

A kristályrács csomópontjain található részecskék típusától és a köztük lévő kapcsolat jellegétől függően négyféle kristályrácsot különböztetnek meg: ión, atom, molekulárisÉs fém.

Ión Ezeket kristályrácsoknak nevezzük, amelyekben az ionok a csomópontokban helyezkednek el. Ionos kötéssel rendelkező anyagok alkotják őket, amelyek mind az egyszerű Na+, Cl-, mind pedig a komplex SO24-, OH- ionokat képesek megkötni. Így az ionos kristályrácsok a fémek sóit, egyes oxidjait és hidroxilcsoportjait, pl. azok az anyagok, amelyekben ionos kémiai kötés létezik. Tekintsünk egy nátrium-klorid kristályt, amely pozitívan váltakozó Na+ és negatív CL- ionokból áll, ezek együtt egy kocka alakú rácsot alkotnak. Az ionok közötti kötések egy ilyen kristályban rendkívül stabilak. Emiatt az ionrácsos anyagok viszonylag nagy szilárdsággal és keménységgel rendelkeznek, tűzállóak és nem illékonyak.

Atom A kristályrácsok azok a kristályrácsok, amelyek csomópontjai egyedi atomokat tartalmaznak. Az ilyen rácsokban az atomok nagyon erős kovalens kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Például a gyémánt a szén egyik allotróp módosulata.

Az atomi kristályrácsos anyagok nem túl gyakoriak a természetben. Ide tartozik a kristályos bór, szilícium és germánium, valamint összetett anyagok, például szilícium(IV)-oxidot - SiO 2 - tartalmazó anyagok: szilícium-dioxid, kvarc, homok, hegyikristály.

Az atomi kristályrácsos anyagok túlnyomó többségének olvadáspontja nagyon magas (a gyémántnál meghaladja a 3500 °C-ot), az ilyen anyagok erősek és kemények, gyakorlatilag oldhatatlanok.

Molekuláris Ezeket kristályrácsoknak nevezzük, amelyekben a molekulák a csomópontokon helyezkednek el. A kémiai kötések ezekben a molekulákban lehetnek polárisak (HCl, H 2 0) vagy nem polárisak (N 2, O 3). És bár a molekulák belsejében lévő atomokat nagyon erős kovalens kötések kötik össze, maguk között a molekulák között gyenge intermolekuláris vonzási erők hatnak. Ezért a molekuláris kristályrácsos anyagokat alacsony keménység, alacsony olvadáspont és illékonyság jellemzi.

Ilyen anyagok például a szilárd víz - jég, szilárd szén-monoxid (IV) - „szárazjég”, szilárd hidrogén-klorid és kénhidrogén, szilárd egyszerű anyagok, amelyeket egy - (nemesgázok), két - (H 2, O 2, CL 2, N 2, I 2), három - (O 3), négy - (P 4), nyolcatomos (S 8) molekula. A szilárd szerves vegyületek túlnyomó többsége molekuláris kristályrácsokkal rendelkezik (naftalin, glükóz, cukor).

blog.site, az anyag teljes vagy részleges másolásakor az eredeti forrásra mutató hivatkozás szükséges.

Nem egyes atomok vagy molekulák lépnek kémiai kölcsönhatásba, hanem anyagok.

Feladatunk az anyag szerkezetének megismerése.

Alacsony hőmérsékleten az anyagok stabil szilárd állapotban vannak.

☼ A természet legkeményebb anyaga a gyémánt. Őt tartják minden drágakő és drágakő királyának. Maga a neve pedig görögül „elpusztíthatatlant” jelent. A gyémántokat régóta csodás köveknek tekintik. Úgy tartották, hogy a gyémántot viselő ember nem ismeri a gyomorbetegségeket, nem hat rá a méreg, nagyon öreg koráig megőrzi emlékét és vidám hangulatát, és élvezi a királyi kegyet.

☼ Az ékszerfeldolgozásnak – vágásnak, polírozásnak – alávetett gyémántot gyémántnak nevezzük.

A termikus rezgések hatására megolvadva a részecskék rendje megbomlik, mozgékonyak lesznek, miközben a kémiai kötés jellege nem bomlik. Így nincs alapvető különbség a szilárd és a folyékony halmazállapot között.

A folyadék folyékonyságot nyer (azaz képes felvenni egy edény alakját).

Folyékony kristályok

A folyadékkristályokat a 19. század végén fedezték fel, de az elmúlt 20-25 évben tanulmányozták. Számos modern technológiájú megjelenítő eszköz, például néhány elektronikus óra és miniszámítógép folyadékkristályokon működik.

Általában a „folyékony kristályok” szavak nem kevésbé szokatlanul hangzanak, mint a „forró jég”. A valóságban azonban a jég is forró lehet, mert... 10 000 atm-nél nagyobb nyomáson. A vízjég 200 0 C feletti hőmérsékleten megolvad. A „folyékony kristályok” kombináció szokatlansága, hogy a folyékony halmazállapot a szerkezet mozgékonyságát jelzi, a kristály pedig szigorú rendezettséget jelent.

Ha egy anyag megnyúlt vagy lamellás alakú és aszimmetrikus szerkezetű többatomos molekulákból áll, akkor olvadáskor ezek a molekulák egymáshoz képest meghatározott módon orientálódnak (hosszú tengelyeik párhuzamosak). Ebben az esetben a molekulák szabadon mozoghatnak egymással párhuzamosan, azaz. a rendszer elnyeri a folyadékra jellemző folyékonyság tulajdonságát. Ugyanakkor a rendszer megtartja a rendezett szerkezetet, amely meghatározza a kristályokra jellemző tulajdonságokat.

Az ilyen szerkezet nagy mobilitása lehetővé teszi a nagyon gyenge hatások (termikus, elektromos stb.) általi irányítását, pl. céltudatosan megváltoztatni egy anyag tulajdonságait, beleértve az optikaiakat is, nagyon kis energiaráfordítással, amit a modern technológia alkalmaz.

A kristályrácsok fajtái

Bármely kémiai anyagot nagyszámú azonos részecske alkot, amelyek egymással kapcsolatban vannak.

Alacsony hőmérsékleten, amikor a hőmozgás nehézkes, a részecskék szigorúan térben és formában orientálódnak kristályrács.

Kristály cella - Ez szerkezet a részecskék térbeli geometriailag helyes elrendezésével.

Magában a kristályrácsban csomópontokat és internodális teret különböztetnek meg.

Ugyanaz az anyag a körülményektől függően (p, t,...) különféle kristályformákban létezik (azaz különböző kristályrácsokkal rendelkeznek) - allotróp módosulatok, amelyek tulajdonságaiban különböznek.

Például a szén négy változata ismert: grafit, gyémánt, karbin és lonsdaleit.

☼ A kristályos szén negyedik fajtája, a „lonsdaleite” kevéssé ismert. Meteoritokban fedezték fel és mesterségesen szerezték be, szerkezetét pedig még vizsgálják.

☼ A kormot, a kokszot és a szenet amorf szénpolimerek közé sorolták. Mára azonban ismertté vált, hogy ezek is kristályos anyagok.

☼ A koromban egyébként fényes fekete részecskéket találtak, amelyeket „tükörszénnek” neveztek. A tükörszén kémiailag inert, hőálló, gázokat és folyadékokat át nem eresztő, sima felületű és teljesen kompatibilis az élő szövetekkel.

☼ A grafit név az olasz „graffito” szóból ered – írok, rajzolok. A grafit sötétszürke kristály, gyenge fémes fényű és rétegrácsos. A grafitkristály egyes atomrétegei, amelyek egymással viszonylag gyengén kapcsolódnak, könnyen elválaszthatók egymástól.

A KRISTÁLYRÁCSOK TÍPUSAI

	ión			fém
Mi van a kristályrács csomópontjaiban, szerkezeti egység	ionok	atomok	molekulák	atomok és kationok
A csomópont részecskéi közötti kémiai kötés típusa	ión		kovalens: poláris és nem poláris	fém
A kristályrészecskék közötti kölcsönhatási erők	elektrosztatikus logikus	kovalens	intermolekuláris- új	elektrosztatikus logikus
Fizikai tulajdonságok a kristályrácsnak köszönhetően	· az ionok közötti vonzóerők erősek, · T pl. (tűzálló), · könnyen oldódik vízben, · az olvadék és az oldat elektromos áramot vezet, nem illékony (nincs szaga)	· az atomok közötti kovalens kötések nagyok, · T pl. és T kip nagyon, · nem oldódik vízben, · az olvadék nem vezet elektromos áramot	· a molekulák közötti vonzási erők kicsik, · T pl. ↓, néhány vízben oldódik, · illékony szaga van	· a kölcsönhatási erők nagyok, · T pl. , Magas hő- és elektromos vezetőképesség
Egy anyag aggregált állapota normál körülmények között	kemény	kemény	kemény, gáznemű folyékony	kemény, folyadék (N g)
Példák	a legtöbb só, lúg, tipikus fém-oxid	C (gyémánt, grafit), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (karborundum), BN, Fe 3 C, TaC (t pl. =3800 0 C) Vörös és fekete foszfor. Egyes fémek oxidjai.	minden gáz, folyadék, a legtöbb nemfém: inert gázok, halogének, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (fehér), S 8. Nem fémek hidrogénvegyületei, nem fémek oxidjai: H 2 O, CO 2 "szárazjég". A legtöbb szerves vegyület.	Fémek, ötvözetek

Ha a kristálynövekedés sebessége hűtéskor alacsony, üveges állapot (amorf) képződik.

1. Egy elem periódusos rendszerbeli helyzete és egyszerű anyagának kristályrácsa közötti kapcsolat.

Szoros kapcsolat van egy elem periódusos rendszerben elfoglalt helyzete és a megfelelő elemi anyag kristályrácsa között.

		csoport
				III				VII	VIII
P e R És O d								H 2
						N 2	O2	F 2
	III					P 4	S 8	Cl2
								BR 2
								én 2
típus kristályrács		fém					atom	molekuláris

A fennmaradó elemek egyszerű anyagai fémes kristályrácsot tartalmaznak.

RÖGZÍTŐ

Tanulmányozza át az előadás anyagát, és válaszoljon a következő kérdésekre írásban a füzetébe:

1. Mi az a kristályrács?
2. Milyen típusú kristályrácsok léteznek?
3. Jellemezze az egyes kristályrács típusokat a terv szerint: Mi van a kristályrács csomópontjaiban, szerkezeti egység → A csomópont részecskéi közötti kémiai kötés típusa → A kristály részecskéi közötti kölcsönhatási erők → A kristályból adódó fizikai tulajdonságok rács → Az anyag aggregált állapota normál körülmények között → Példák

Végezze el a feladatokat ebben a témában:

1. Milyen típusú kristályrácsuk van a mindennapi életben széles körben használt anyagoknak: víz, ecetsav (CH 3 COOH), cukor (C 12 H 22 O 11), kálium műtrágya (KCl), folyami homok (SiO 2) - olvadás pont 1710 0 C , ammónia (NH 3), konyhasó? Vegyünk egy általános következtetést: egy anyag milyen tulajdonságai alapján határozható meg a kristályrács típusa?
2. Az adott anyagok képleteinek felhasználásával: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - határozza meg az egyes vegyületek kristályrácsának típusát (ionos, molekuláris), és ennek alapján írja le mind a négy anyag fizikai tulajdonságait .
   
3. 1. számú edző. "Kristályrácsok"
   
4. 2. számú edző. "Tesztfeladatok"
   
5. Teszt (önkontroll):

1) Azok az anyagok, amelyeknek általában molekuláris kristályrácsa van:

a) tűzálló és vízben jól oldódik
b). olvadékony és illékony
V). Szilárd és elektromosan vezető
G). Hővezető és műanyag

2) A „molekula” fogalma nem alkalmazható az anyag szerkezeti egységéhez képest:

a) víz

b). oxigén

V). gyémánt

G). ózon

3) Az atomi kristályrács a következőkre jellemző:

a) alumínium és grafit

b). kén és jód

V). szilícium-oxid és nátrium-klorid

G). gyémánt és bór

4) Ha egy anyag vízben jól oldódik, olvadáspontja magas, és elektromosan vezetőképes, akkor a kristályrács:

A). molekuláris

b). atom

V). ión

G). fém

Vissza előre

Figyelem! A dia-előnézetek csak tájékoztató jellegűek, és nem feltétlenül képviselik a prezentáció összes jellemzőjét. Ha érdekli ez a munka, töltse le a teljes verziót.

Az óra típusa: Kombinált.

Az óra célja: Feltételeket teremteni a tanulók azon képességének fejlesztéséhez, hogy megállapítsák az anyagok fizikai tulajdonságainak ok-okozati függőségét a kémiai kötés típusától és a kristályrács típusától, a fizikai tulajdonságok alapján előre jelezzék a kristályrács típusát. az anyagból.

Az óra céljai:

• Fogalmakat alkotni a szilárd anyagok kristályos és amorf állapotáról, megismertetni a tanulókkal a különböző típusú kristályrácsokat, megállapítani a kristály fizikai tulajdonságainak a kristályban lévő kémiai kötés természetétől és a kristályrács típusától való függését, alapvető gondolatokat adni a tanulóknak a kémiai kötések természetének és a kristályrácsok típusának az anyag tulajdonságaira gyakorolt ​​hatásáról.
• Folytassa a tanulók világképének kialakítását, vegye figyelembe az anyagok teljes szerkezeti részecskéi összetevőinek egymásra gyakorolt ​​hatását, melynek eredményeként új tulajdonságok jelennek meg, fejlesszék az oktató-nevelő munka szervezésének képességét, tartsák be a csapatmunka szabályait. .
• Az iskolások kognitív érdeklődésének fejlesztése problémahelyzetek felhasználásával;

Felszerelés: Periodikus rendszer D.I. Mengyelejev, „Fémek” gyűjtemény, nemfémek: kén, grafit, vörös foszfor, kristályos szilícium, jód; Előadás „Kristályrácsok típusai”, különböző típusú kristályrácsok modelljei (asztali só, gyémánt és grafit, szén-dioxid és jód, fémek), műanyagok és azokból készült termékek mintái, üveg, gyurma, számítógép, projektor.

Az órák alatt

1. Szervezeti mozzanat.

A tanár fogadja a tanulókat, a hiányzókat feljegyzi.

2. Ismeretek tesztelése a „Kémiai kötés” témakörben. Oxidációs állapot."

Önálló munkavégzés (15 perc)

3. Új anyag tanulmányozása.

A tanár bejelenti az óra témáját és az óra célját. (1., 2. dia)

A tanulók felírják a füzetükbe az óra dátumát és témáját.

Az ismeretek frissítése.

A tanár kérdéseket tesz fel az osztálynak:

1. Milyen típusú részecskéket ismer? Van töltésük az ionoknak, atomoknak és molekuláknak?
2. Milyen típusú kémiai kötéseket ismer?
3. Milyen aggregált halmazállapotú anyagokat ismer?

Tanár:„Bármely anyag lehet gáz, folyékony vagy szilárd halmazállapotú. Például víz. Normál körülmények között folyadék, de lehet gőz és jég is. Vagy az oxigén normál körülmények között gáz, -1940 C hőmérsékleten kék folyadékká alakul, és -218,8 ° C hőmérsékleten kék kristályokból álló hószerű masszává szilárdul. Ebben a leckében az anyagok szilárd halmazállapotát fogjuk megvizsgálni: amorf és kristályos. (3. dia)

Tanár: az amorf anyagoknak nincs tiszta olvadáspontjuk - hevítéskor fokozatosan meglágyulnak és folyékony halmazállapotúvá válnak. Az amorf anyagok közé tartozik például a csokoládé, amely mind a kézben, mind a szájban olvad; rágógumi, gyurma, viasz, műanyagok (ilyen anyagokra példákat mutatunk be). (7. dia)

A kristályos anyagoknak tiszta olvadáspontjuk van, és ami a legfontosabb, a részecskék helyes elrendezése jellemzi a tér szigorúan meghatározott pontjain. (5., 6. dia) Ha ezeket a pontokat egyenes vonalakkal kötjük össze, akkor egy térbeli keret jön létre, amelyet kristályrácsnak nevezünk. Azokat a pontokat, ahol a kristályrészecskék találhatók, rácscsomópontoknak nevezzük.

A tanulók leírják a definíciót a füzetükbe: „A kristályrács a tér azon pontjainak összessége, amelyekben a kristályt alkotó részecskék elhelyezkednek. Azokat a pontokat, ahol a kristályrészecskék találhatók, rácscsomópontoknak nevezzük.

Attól függően, hogy milyen típusú részecskék találhatók ennek a rácsnak a csomópontjain, 4 típusú rács létezik. (8. dia) Ha egy kristályrács csomópontjain ionok vannak, akkor az ilyen rácsot ionosnak nevezzük.

A tanár kérdéseket tesz fel a tanulóknak:

– Mi lesz a neve a kristályrácsoknak, amelyek csomópontjaiban atomok és molekulák vannak?

De vannak kristályrácsok, amelyek csomópontjaiban atomok és ionok is vannak. Az ilyen rácsokat fémrácsoknak nevezik.

Most kitöltjük a táblázatot: „Kristályrácsok, a kötés típusa és az anyagok tulajdonságai.” A táblázat kitöltése során megállapítjuk a kapcsolatot a rács típusa, a részecskék közötti kapcsolat típusa és a szilárd anyagok fizikai tulajdonságai között.

Tekintsük a kristályrács 1. típusát, amelyet ionosnak neveznek. (9. dia)

– Mi a kémiai kötés ezekben az anyagokban?

Nézze meg az ionos kristályrácsot (egy ilyen rács modellje látható). Csomópontjai pozitív és negatív töltésű ionokat tartalmaznak. Például egy nátrium-klorid kristály pozitív nátriumionokból és negatív kloridionokból áll, és egy kocka alakú rácsot alkotnak. Az ionos kristályrácsos anyagok közé tartoznak a tipikus fémek sói, oxidjai és hidroxidjai. Az ionos kristályrácsos anyagok nagy keménységgel és szilárdsággal rendelkeznek, tűzállóak és nem illékonyak.

Tanár: Az atomi kristályrácsos anyagok fizikai tulajdonságai megegyeznek az ionos kristályrácsos anyagokéval, de gyakran rendkívüli mértékben - nagyon kemények, nagyon tartósak. A gyémánt, amelynek atomi kristályrácsa van, a legkeményebb anyag a természetes anyagok közül. Keménységi szabványként szolgál, amelyet a 10 pontos rendszer szerint a legmagasabb, 10-es pontszámmal értékelnek (10. dia). Az ilyen típusú kristályrácsok esetében Ön maga írja be a szükséges információkat a táblázatba, ha saját maga dolgozik a tankönyvvel.

Tanár: Tekintsük a kristályrács 3. típusát, amelyet fémesnek neveznek. (11., 12. dia) Egy ilyen rács csomópontjaiban atomok és ionok találhatók, amelyek között az elektronok szabadon mozognak, egyetlen egésszé kapcsolva őket.

A fémeknek ez a belső szerkezete határozza meg jellemző fizikai tulajdonságaikat.

Tanár: Milyen fizikai tulajdonságait ismeri a fémeknek? (formálhatóság, plaszticitás, elektromos és hővezető képesség, fémes csillogás).

Tanár: Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok szerkezetük szerint? (12. dia)

Nézzük meg a kristályrács típusát, amelyet olyan jól ismert anyagok birtokolnak, mint a víz, szén-dioxid, oxigén, nitrogén és mások. Molekulárisnak hívják. (14. dia)

– Milyen részecskék találhatók ennek a rácsnak a csomópontjain?

A rácshelyeken található molekulák kémiai kötései lehetnek poláris kovalens vagy nem poláris kovalensek. Annak ellenére, hogy a molekulán belüli atomokat nagyon erős kovalens kötés köti össze, maguk a molekulák között gyenge intermolekuláris vonzási erők hatnak. Ezért a molekuláris kristályrácsos anyagok alacsony keménységűek, alacsony olvadáspontúak és illékonyak. Amikor a gáznemű vagy folyékony anyagok speciális körülmények között szilárd halmazállapotúvá válnak, akkor molekuláris kristályrács alakul ki. Ilyen anyagok például a szilárd víz – jég, a szilárd szén-dioxid – a szárazjég. Ez a rács naftalint tartalmaz, amelyet a gyapjútermékek molyok elleni védelmére használnak.

– A molekuláris kristályrács milyen tulajdonságai határozzák meg a naftalin felhasználását? (volatilitás). Amint látjuk, nemcsak a szilárd anyagoknak lehet molekuláris kristályrácsa. egyszerű anyagok: nemesgázok, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, fehérfoszfor P 4, de és összetett: szilárd víz, szilárd hidrogén-klorid és hidrogén-szulfid. A legtöbb szilárd szerves vegyület molekuláris kristályrácsokkal rendelkezik (naftalin, glükóz, cukor).

A rácshelyek nempoláris vagy poláris molekulákat tartalmaznak. Annak ellenére, hogy a molekulák belsejében lévő atomokat erős kovalens kötések kötik össze, maguk között a molekulák között gyenge intermolekuláris erők hatnak.

Következtetés: Az anyagok törékenyek, alacsony keménységűek, alacsony olvadáspontúak és illékonyak.

Kérdés: Melyik folyamatot nevezzük szublimációnak vagy szublimációnak?

Válasz: Egy anyag szilárd halmazállapotú halmazállapotból közvetlenül gáz halmazállapotba való átmenetét, a folyékony halmazállapot megkerülésével ún. szublimáció vagy szublimáció.

A kísérlet bemutatása: jód szublimációja

Ezután a tanulók felváltva nevezik meg a táblázatba felírt információkat.

A kristályrácsok, a kötés típusa és az anyagok tulajdonságai.

Rács típus	Rácshelyeken lévő részecskék típusai	A kommunikáció típusa részecskék között	Példák anyagokra	Az anyagok fizikai tulajdonságai
Ión	Ionok	Ionos – erős kötés	Tipikus fémek sói, halogenidjei (IA, IIA), oxidjai és hidroxidjai	Szilárd, erős, nem illékony, törékeny, tűzálló, sok vízben oldódik, olvadék elektromos áramot vezet
Nukleáris	Atomok	1. Kovalens, nem poláris – a kötés nagyon erős 2. Kovalens poláris – a kötés nagyon erős	Egyszerű anyagok A: gyémánt (C), grafit (C), bór (B), szilícium (Si). Komplex anyagok : alumínium-oxid (Al 2 O 3), szilícium-oxid (IV) – SiO 2	Nagyon kemény, nagyon tűzálló, tartós, nem illékony, vízben nem oldódik
Molekuláris	Molekulák	A molekulák között gyenge erők vannak intermolekuláris vonzás, de a molekulák belsejében erős kovalens kötés van	Speciális körülmények között szilárd anyagok, amelyek normál körülmények között gázok vagy folyadékok (O 2, H 2, Cl 2, N 2, Br 2, H 2 O, CO 2, HCl); kén, fehér foszfor, jód; szerves anyag	Törékeny, illékony, olvadó, szublimálódni képes, alacsony keménységű
Fém	Atom ionok	Fém - különböző erősségű	Fémek és ötvözetek	Képlékeny, fényes, képlékeny, hő- és elektromosan vezető

Tanár: Milyen következtetést vonhatunk le az asztalon végzett munkából?

1. következtetés: Az anyagok fizikai tulajdonságai a kristályrács típusától függenek. Az anyag összetétele → A kémiai kötés típusa → A kristályrács típusa → Az anyagok tulajdonságai . (18. dia).

Kérdés: A fent tárgyaltak közül melyik típusú kristályrács nem található meg egyszerű anyagokban?

Válasz: Ionos kristályrácsok.

Kérdés: Milyen kristályrácsok jellemzőek az egyszerű anyagokra?

Válasz: Egyszerű anyagokhoz - fémekhez - fémkristályrács; nemfémeknél – atomi vagy molekuláris.

Munka a periódusos rendszerrel D.I. Mengyelejev.

Kérdés: Hol találhatók a fémelemek a periódusos rendszerben és miért? Nem fém elemek és miért?

Válasz : Ha egy átlót rajzol a bórról az asztatinra, akkor ennek az átlónak a bal alsó sarkában fém elemek lesznek, mert az utolsó energiaszinten egy-három elektront tartalmaznak. Ezek az I A, II A, III A elemek (a bór kivételével), valamint az ón és ólom, az antimon és a másodlagos alcsoportok összes eleme.

A nem fém elemek ennek az átlónak a jobb felső sarkában találhatók, mert az utolsó energiaszinten négy-nyolc elektront tartalmaznak. Ezek a IV A, V A, VI A, VII A, VIII A elemek és a bór.

Tanár: Keressünk olyan nemfémes elemeket, amelyek egyszerű anyagai atomos kristályrácsot tartalmaznak (Válasz: C, B, Si) és molekuláris ( Válasz: N, S, O , halogének és nemesgázok )

Tanár: Fogalmazzon meg egy következtetést arról, hogyan határozhatja meg egy egyszerű anyag kristályrácsának típusát D. I. Mengyelejev periódusos rendszerében szereplő elemek helyzetétől függően.

Válasz: Az I A, II A, IIIA csoportba tartozó fémelemek (a bór kivételével), valamint az ón és az ólom, valamint az egyszerű anyag másodlagos alcsoportjainak összes eleme esetén a rács típusa fém.

A IV A nemfém elemek és a bór esetében egy egyszerű anyagban a kristályrács atomi; az egyszerű anyagokban található V A, VI A, VII A, VIII A elemek pedig molekuláris kristályrácsot tartalmaznak.

Az elkészült táblázattal folytatjuk a munkát.

Tanár: Nézd meg alaposan az asztalt. Milyen mintázat figyelhető meg?

Figyelmesen meghallgatjuk a tanulók válaszait, majd az osztállyal közösen levonjuk a következtetést. 2. következtetés (17. dia)

4. Az anyag rögzítése.

Teszt (önkontroll):

Azok az anyagok, amelyeknek molekuláris kristályrácsa van, általában:
a) Tűzálló és vízben jól oldódik
b) Olvadó és illékony
c) Szilárd és elektromosan vezetőképes
d) Hővezető és műanyag

A „molekula” fogalma nem alkalmazható egy anyag szerkezeti egységére:
egy víz
b) Oxigén
c) Gyémánt
d) Ózon

Az atomi kristályrács jellemzői:
a) Alumínium és grafit
b) Kén és jód
c) Szilícium-oxid és nátrium-klorid
d) Gyémánt és bór

Ha egy anyag vízben jól oldódik, olvadáspontja magas, és elektromosan vezetőképes, akkor a kristályrács:
a) Molekuláris
b) Nukleáris
c) Ionos
d) Fém

5. Reflexió.

6. Házi feladat.

Jellemezze az egyes kristályrács típusokat a terv szerint: Mi van a kristályrács csomópontjaiban, szerkezeti egység → A csomópont részecskéi közötti kémiai kötés típusa → A kristály részecskéi közötti kölcsönhatási erők → A kristályból adódó fizikai tulajdonságok rács → Az anyag aggregált állapota normál körülmények között → Példák.

Az adott anyagok képleteinek felhasználásával: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - határozza meg az egyes vegyületek kristályrácsának típusát (ionos, molekuláris), és ennek alapján írja le mind a négynek a várható fizikai tulajdonságait anyagokat.