Jakie są rodzaje sieci krystalicznych? Rodzaje sieci krystalicznych

W przyrodzie występują dwa rodzaje ciał stałych, które znacznie różnią się właściwościami. Są to ciała amorficzne i krystaliczne. A ciała amorficzne nie mają dokładnej temperatury topnienia, podczas ogrzewania stopniowo miękną, a następnie przechodzą w stan płynny. Przykładem takich substancji jest żywica lub zwykła plastelina. Ale sytuacja jest zupełnie inna w przypadku substancji krystalicznych. Do określonej temperatury pozostają w stanie stałym i dopiero po jej osiągnięciu ulegają stopieniu.

Wszystko zależy od struktury takich substancji. W ciałach krystalicznych cząsteczki, z których się składają, są rozmieszczone w określonych punktach. A jeśli połączysz je liniami prostymi, otrzymasz jakąś wyimaginowaną ramę, która nazywa się siecią krystaliczną. A rodzaje sieci krystalicznych mogą być bardzo różne. W zależności od rodzaju cząstek, z których są „zbudowane”, sieci dzieli się na cztery typy. Są to jonowe, atomowe, molekularne i

Odpowiednio w węzłach znajdują się jony i istnieje między nimi wiązanie jonowe. może być prosty (Cl-, Na+) lub złożony (OH-, SO2-). Tego typu sieci krystaliczne mogą zawierać pewne wodorotlenki i tlenki metali, sole i inne podobne substancje. Weźmy na przykład zwykły chlorek sodu. Zamienia ujemne jony chloru i dodatnie jony sodu, które tworzą sześcienną sieć krystaliczną. Wiązania jonowe w takiej siatce są bardzo trwałe, a substancje „zbudowane” według tej zasady charakteryzują się dość dużą wytrzymałością i twardością.

Istnieją również rodzaje sieci krystalicznych zwane sieciami atomowymi. Tutaj węzły zawierają atomy, pomiędzy którymi istnieje silne wiązanie kowalencyjne. Niewiele substancji ma sieć atomową. Należą do nich diament, a także krystaliczny german, krzem i bor. Istnieją również pewne złożone substancje, które zawierają i mają odpowiednio atomową sieć krystaliczną. Są to kryształ górski i krzemionka. W większości przypadków takie substancje są bardzo mocne, twarde i ogniotrwałe. Są również praktycznie nierozpuszczalne.

A molekularne typy sieci krystalicznych zawierają różnorodne substancje. Należą do nich zamarznięta woda, czyli zwykły lód, „suchy lód” - zestalony tlenek węgla, a także stały siarkowodór i chlorowodór. Sieci molekularne zawierają również wiele stałych związków organicznych. Należą do nich cukier, glukoza, naftalen i inne podobne substancje. A cząsteczki znajdujące się w węzłach takiej sieci są połączone ze sobą polarnymi i niepolarnymi wiązaniami chemicznymi. I pomimo tego, że wewnątrz cząsteczek występują silne wiązania kowalencyjne między atomami, same cząsteczki są utrzymywane w siatce dzięki bardzo słabym wiązaniem międzycząsteczkowym. Dlatego takie substancje są dość lotne, łatwo się topią i nie mają dużej twardości.

Cóż, metale mają różne rodzaje sieci krystalicznych. A ich węzły mogą zawierać zarówno atomy, jak i jony. W tym przypadku atomy mogą łatwo zamienić się w jony, oddając swoje elektrony do „powszechnego użytku”. W ten sam sposób jony, „przechwytując” wolny elektron, mogą stać się atomami. I ta sieć określa takie właściwości metali, jak plastyczność, ciągliwość, przewodność cieplna i elektryczna.

Ponadto rodzaje sieci krystalicznych metali i innych substancji są podzielone na siedem głównych systemów w zależności od kształtu elementarnych komórek sieci. Najprostsza jest komórka sześcienna. Istnieją również komórki elementarne rombowe, tetragonalne, sześciokątne, romboedryczne, jednoskośne i trójskośne, które determinują kształt całej sieci krystalicznej. Jednak w większości przypadków sieci krystaliczne są bardziej złożone niż te wymienione powyżej. Wynika to z faktu, że cząstki elementarne mogą być zlokalizowane nie tylko w samych węzłach sieci, ale także w jej środku lub na jej krawędziach. Wśród metali najczęstsze są następujące trzy złożone sieci krystaliczne: sześcienna skupiona na ścianie, sześcienna skupiona na ciele i gęsto upakowana sześciokątna. Właściwości fizyczne metali zależą również nie tylko od kształtu ich sieci krystalicznej, ale także od odległości międzyatomowej i innych parametrów.

Substancje stałe mają zazwyczaj strukturę krystaliczną. Charakteryzuje się prawidłowym rozmieszczeniem cząstek w ściśle określonych punktach przestrzeni. Kiedy te punkty zostaną mentalnie połączone przecinającymi się liniami prostymi, powstaje rama przestrzenna, którą nazywa się sieci krystalicznej.

Punkty, w których znajdują się cząstki, nazywane są węzły sieci krystalicznej. Węzły wyimaginowanej sieci mogą zawierać jony, atomy lub cząsteczki. Wykonują ruchy oscylacyjne. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta amplituda oscylacji, co objawia się rozszerzalnością cieplną ciał.

W zależności od rodzaju cząstek i charakteru połączenia między nimi wyróżnia się cztery typy sieci krystalicznych: jonowe, atomowe, molekularne i metaliczne.

Sieci krystaliczne składające się z jonów nazywane są jonowymi. Tworzą je substancje posiadające wiązania jonowe. Przykładem jest kryształ chlorku sodu, w którym, jak już zauważono, każdy jon sodu jest otoczony przez sześć jonów chlorkowych, a każdy jon chlorkowy przez sześć jonów sodu. Układ ten odpowiada najgęstszemu upakowaniu, jeśli jony są reprezentowane jako kule umieszczone w krysztale. Bardzo często sieci krystaliczne są przedstawiane w sposób pokazany na ryc., gdzie wskazane jest jedynie względne położenie cząstek, ale nie ich rozmiary.

Liczba najbliższych sąsiadujących cząstek blisko danej cząstki w krysztale lub w pojedynczej cząsteczce nazywa się numer koordynacyjny.

W sieci chlorku sodu liczby koordynacyjne obu jonów wynoszą 6. Zatem w krysztale chlorku sodu nie jest możliwe wyizolowanie poszczególnych cząsteczek soli. Nie ma żadnego z nich. Cały kryształ należy uznać za gigantyczną makrocząsteczkę składającą się z równej liczby jonów Na + i Cl -, Na n Cl n, gdzie n jest dużą liczbą. Wiązania pomiędzy jonami w takim krysztale są bardzo silne. Dlatego substancje z siecią jonową mają stosunkowo wysoką twardość. Są ogniotrwałe i nisko latające.

Topienie kryształów jonowych prowadzi do zakłócenia geometrycznie prawidłowej orientacji jonów względem siebie i zmniejszenia siły wiązania między nimi. Dlatego ich stopy przewodzą prąd elektryczny. Związki jonowe na ogół łatwo rozpuszczają się w cieczach składających się z cząsteczek polarnych, takich jak woda.

Sieci krystaliczne, w których węzłach znajdują się pojedyncze atomy, nazywane są atomowymi. Atomy w takich sieciach są połączone ze sobą silnymi wiązaniami kowalencyjnymi. Przykładem jest diament, jedna z modyfikacji węgla. Diament składa się z atomów węgla, z których każdy jest związany z czterema sąsiednimi atomami. Liczba koordynacyjna węgla w diamencie wynosi 4 . W siatce diamentu, podobnie jak w siatce chlorku sodu, nie ma cząsteczek. Cały kryształ należy uważać za gigantyczną cząsteczkę. Sieć krystaliczna atomu jest charakterystyczna dla stałego boru, krzemu, germanu i związków niektórych pierwiastków z węglem i krzemem.

Sieci krystaliczne składające się z cząsteczek (polarnych i niepolarnych) nazywane są molekularnymi.

Cząsteczki w takich sieciach są połączone ze sobą stosunkowo słabymi siłami międzycząsteczkowymi. Dlatego substancje o siatce molekularnej mają niską twardość i niską temperaturę topnienia, są nierozpuszczalne lub słabo rozpuszczalne w wodzie, a ich roztwory prawie nie przewodzą prądu elektrycznego. Liczba substancji nieorganicznych o siatce molekularnej jest niewielka.

Przykładami są lód, stały tlenek węgla (IV) („suchy lód”), stałe halogenowodory, stałe proste substancje utworzone przez jeden- (gazy szlachetne), dwa- (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, H 2 , O 2 , N 2), trzy- (O 3), cztero- (P 4), ośmio- (S 8) cząsteczki atomowe. Molekularną sieć krystaliczną jodu pokazano na ryc. . Większość krystalicznych związków organicznych ma sieć molekularną.

Jak już wiemy, substancja może występować w trzech stanach skupienia: gazowy, twardy I płyn. Tlen, który w normalnych warunkach występuje w stanie gazowym, w temperaturze -194°C zamienia się w niebieskawą ciecz, a w temperaturze -218,8°C zamienia się w śnieżnobiałą masę z niebieskimi kryształkami.

Zakres temperatur istnienia substancji w stanie stałym wyznaczają temperatury wrzenia i topnienia. Substancje stałe są krystaliczny I amorficzny.

U substancje amorficzne nie ma ustalonej temperatury topnienia - po podgrzaniu stopniowo miękną i zmieniają się w stan płynny. W tym stanie znajdują się na przykład różne żywice i plastelina.

Substancje krystaliczne Wyróżnia je regularne ułożenie cząstek, z których się składają: atomów, cząsteczek i jonów, w ściśle określonych punktach przestrzeni. Kiedy punkty te połączą się liniami prostymi, powstaje szkielet przestrzenny, zwany siecią krystaliczną. Punkty, w których znajdują się cząstki kryształów, nazywane są węzły sieciowe.

Węzły sieci, które sobie wyobrażamy, mogą zawierać jony, atomy i cząsteczki. Cząstki te wykonują ruchy oscylacyjne. Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się również zakres tych oscylacji, co prowadzi do rozszerzalności cieplnej ciał.

W zależności od rodzaju cząstek znajdujących się w węzłach sieci krystalicznej oraz charakteru połączenia między nimi wyróżnia się cztery typy sieci krystalicznych: joński, atomowy, molekularny I metal.

joński Nazywa się je sieciami krystalicznymi, w których jony znajdują się w węzłach. Tworzą je substancje posiadające wiązania jonowe, które mogą wiązać zarówno proste jony Na+, Cl-, jak i złożone SO24-, OH-. Zatem jonowe sieci krystaliczne mają sole, niektóre tlenki i hydroksyle metali, tj. substancje, w których występuje jonowe wiązanie chemiczne. Rozważmy kryształ chlorku sodu; składa się on z dodatnio naprzemiennych jonów Na+ i ujemnych jonów CL-, które razem tworzą sieć w kształcie sześcianu. Wiązania pomiędzy jonami w takim krysztale są wyjątkowo trwałe. Z tego powodu substancje z siecią jonową mają stosunkowo dużą wytrzymałość i twardość, są ogniotrwałe i nielotne.

Atomowy Sieci krystaliczne to sieci krystaliczne, których węzły zawierają pojedyncze atomy. W takich sieciach atomy są połączone ze sobą bardzo silnymi wiązaniami kowalencyjnymi. Na przykład diament jest jedną z alotropowych modyfikacji węgla.

Substancje posiadające atomową sieć krystaliczną nie są zbyt powszechne w przyrodzie. Należą do nich bor krystaliczny, krzem i german, a także substancje złożone, np. zawierające tlenek krzemu (IV) - SiO 2: krzemionka, kwarc, piasek, kryształ górski.

Zdecydowana większość substancji posiadających atomową sieć krystaliczną ma bardzo wysokie temperatury topnienia (w przypadku diamentu przekraczają 3500°C), substancje takie są mocne i twarde, praktycznie nierozpuszczalne.

Molekularny Nazywa się je sieciami krystalicznymi, w których cząsteczki znajdują się w węzłach. Wiązania chemiczne w tych cząsteczkach mogą być również polarne (HCl, H 2 0) lub niepolarne (N 2, O 3). I chociaż atomy wewnątrz cząsteczek są połączone bardzo silnymi wiązaniami kowalencyjnymi, pomiędzy samymi cząsteczkami działają słabe siły przyciągania międzycząsteczkowego. Dlatego substancje posiadające molekularne sieci krystaliczne charakteryzują się niską twardością, niską temperaturą topnienia i lotnością.

Przykłady takich substancji obejmują stałą wodę - lód, stały tlenek węgla (IV) - „suchy lód”, stały chlorowodór i siarkowodór, stałe proste substancje utworzone przez jeden - (gazy szlachetne), dwa - (H 2, O 2, CL 2 , N 2 , I 2), trzy - (O 3), cztery - (P 4), ośmioatomowe (S 8) cząsteczki. Zdecydowana większość stałych związków organicznych ma molekularne sieci krystaliczne (naftalen, glukoza, cukier).

blog.site, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do oryginalnego źródła.

To nie pojedyncze atomy czy cząsteczki wchodzą w interakcje chemiczne, ale substancje.

Naszym zadaniem jest zapoznanie się ze strukturą materii.

W niskich temperaturach substancje znajdują się w stabilnym stanie stałym.

☼ Najtwardszą substancją w przyrodzie jest diament. Uważany jest za króla wszystkich klejnotów i kamieni szlachetnych. A sama jego nazwa oznacza po grecku „niezniszczalny”. Diamenty od dawna uważane są za cudowne kamienie. Wierzono, że osoba nosząca diamenty nie zna chorób żołądka, nie jest dotknięta trucizną, zachowuje pamięć i pogodny nastrój aż do bardzo późnej starości i cieszy się królewską łaską.

☼ Diament, który został poddany obróbce jubilerskiej – cięciu, polerowaniu – nazywany jest diamentem.

Podczas topienia w wyniku drgań termicznych następuje zaburzenie porządku cząstek, stają się one ruchliwe, nie zostaje natomiast zakłócony charakter wiązania chemicznego. Zatem nie ma zasadniczych różnic między stanem stałym i ciekłym.

Ciecz nabiera płynności (tj. zdolności do przyjęcia kształtu naczynia).

Ciekłe kryształy

Ciekłe kryształy odkryto pod koniec XIX wieku, ale badano je w ciągu ostatnich 20–25 lat. Wiele nowoczesnych urządzeń wyświetlających, na przykład niektóre zegarki elektroniczne i minikomputery, działa na ciekłych kryształach.

Ogólnie rzecz biorąc, słowa „ciekłe kryształy” brzmią nie mniej nietypowo niż „gorący lód”. Jednak w rzeczywistości lód może być również gorący, ponieważ... pod ciśnieniem większym niż 10 000 atm. lód wodny topi się w temperaturach powyżej 200 0 C. Niezwykłość kombinacji „ciekłych kryształów” polega na tym, że stan ciekły wskazuje na ruchliwość struktury, a kryształ implikuje ścisłe uporządkowanie.

Jeżeli substancja składa się z cząsteczek wieloatomowych o wydłużonym lub blaszkowatym kształcie i posiadających asymetryczną strukturę, to po stopieniu cząsteczki te są zorientowane w określony sposób względem siebie (ich długie osie są równoległe). W tym przypadku cząsteczki mogą poruszać się swobodnie równolegle do siebie, tj. układ nabywa właściwość płynności charakterystyczną dla cieczy. Jednocześnie układ zachowuje uporządkowaną strukturę, która determinuje właściwości charakterystyczne dla kryształów.

Wysoka mobilność takiej konstrukcji pozwala na sterowanie nią za pomocą bardzo słabych wpływów (termicznych, elektrycznych itp.), tj. celowo zmieniać właściwości substancji, w tym optyczne, przy bardzo niewielkim nakładzie energii, co wykorzystuje współczesna technologia.

Rodzaje sieci krystalicznych

Każda substancja chemiczna składa się z dużej liczby identycznych cząstek, które są ze sobą połączone.

W niskich temperaturach, gdy ruch termiczny jest utrudniony, cząstki są ściśle zorientowane w przestrzeni i formie sieci krystalicznej.

Komórka kryształowa - Ten strukturę z geometrycznie poprawnym rozmieszczeniem cząstek w przestrzeni.

W samej sieci krystalicznej wyróżnia się węzły i przestrzeń międzywęzłową.

Ta sama substancja w zależności od warunków (P, T,...)występuje w różnych postaciach krystalicznych (tj. mają różne sieci krystaliczne) - modyfikacje alotropowe różniące się właściwościami.

Na przykład znane są cztery modyfikacje węgla: grafit, diament, karbyn i lonsdaleit.

☼ Czwarta odmiana węgla krystalicznego, „lonsdaleit”, jest mało znana. Odkryto go w meteorytach i uzyskano sztucznie, a jego struktura wciąż jest badana.

☼ Sadzę, koks i węgiel drzewny sklasyfikowano jako amorficzne polimery węglowe. Jednak obecnie wiadomo, że są to również substancje krystaliczne.

☼ Nawiasem mówiąc, w sadzy znaleziono błyszczące czarne cząsteczki, które nazwano „węglem lustrzanym”. Węgiel lustrzany jest chemicznie obojętny, żaroodporny, nieprzepuszczalny dla gazów i cieczy, ma gładką powierzchnię i jest całkowicie kompatybilny z żywymi tkankami.

☼ Nazwa grafit pochodzi od włoskiego „graffito” – piszę, rysuję. Grafit to ciemnoszary kryształ o słabym metalicznym połysku i ma warstwową siatkę. Poszczególne warstwy atomów w krysztale grafitu, powiązane ze sobą stosunkowo słabo, można łatwo od siebie oddzielić.

RODZAJE KRATÓW KRYSZTAŁOWYCH

	joński			metal
Co znajduje się w węzłach sieci krystalicznej, jednostka strukturalna	jony	atomy	Cząsteczki	atomy i kationy
Rodzaj wiązania chemicznego pomiędzy cząstkami węzła	joński		kowalencyjne: polarne i niepolarne	metal
Siły oddziaływania pomiędzy cząsteczkami kryształu	elektrostatyczny logiczny	kowalencyjny	międzycząsteczkowy- nowy	elektrostatyczny logiczny
Właściwości fizyczne dzięki sieci krystalicznej	· siły przyciągania pomiędzy jonami są duże, · T pl. (oporny), · łatwo rozpuszcza się w wodzie, · stopiony i roztwór przewodzi prąd elektryczny, nielotny (bez zapachu)	· wiązania kowalencyjne pomiędzy atomami są duże, · T pl. i T kip jest bardzo, · nie rozpuszczać w wodzie, · stop nie przewodzi prądu elektrycznego	· siły przyciągania pomiędzy cząsteczkami są małe, · T pl. ↓, niektóre są rozpuszczalne w wodzie, · mają lotny zapach	· siły oddziaływania są duże, · T pl. , Wysoka przewodność cieplna i elektryczna
Skupiony stan substancji w normalnych warunkach	twardy	twardy	twardy, gazowy płyn	twardy, płyn (n G)
Przykłady	większość soli, zasady, typowe tlenki metali	C (diament, grafit), Si, Ge, B, SiO 2, CaC 2, SiC (karborund), BN, Fe 3 C, TaC (t pl. =3800 0 C) Fosfor czerwony i czarny. Tlenki niektórych metali.	wszystkie gazy, ciecze, większość niemetali: gazy obojętne, halogeny, H 2, N 2, O 2, O 3, P 4 (biały), S 8. Związki wodorowe niemetali, tlenki niemetali: H 2 O, CO2 „suchy lód”. Większość związków organicznych.	Metale, stopy

Jeśli szybkość wzrostu kryształów po ochłodzeniu jest niska, tworzy się stan szklisty (amorficzny).

1. Związek między pozycją pierwiastka w układzie okresowym a siecią krystaliczną jego prostej substancji.

Istnieje ścisły związek pomiędzy położeniem pierwiastka w układzie okresowym a siecią krystaliczną odpowiadającej mu substancji elementarnej.

		Grupa
				III				VII	VIII
P mi R I O D								H 2
						N 2	O2	F 2
	III					P 4	S 8	Cl2
								BR 2
								ja 2
Typ sieci krystalicznej		metal					atomowy	molekularny

Proste substancje pozostałych pierwiastków mają metaliczną sieć krystaliczną.

USTALENIE

Przestudiuj materiał wykładowy i odpowiedz pisemnie w zeszycie na następujące pytania:

1. Co to jest sieć krystaliczna?
2. Jakie rodzaje sieci krystalicznych istnieją?
3. Scharakteryzuj każdy typ sieci krystalicznej zgodnie z planem: Co znajduje się w węzłach sieci krystalicznej, jednostka strukturalna → Rodzaj wiązania chemicznego między cząstkami węzła → Siły oddziaływania między cząstkami kryształu → Właściwości fizyczne wynikające z kryształu sieć → Stan skupienia substancji w warunkach normalnych → Przykłady

Wykonaj zadania na ten temat:

1. Jaki rodzaj sieci krystalicznej mają substancje powszechnie stosowane w życiu codziennym: woda, kwas octowy (CH 3 COOH), cukier (C 12 H 22 O 11), nawóz potasowy (KCl), piasek rzeczny (SiO 2) - topienie pkt 1710 0 C , amoniak (NH 3), sól kuchenna? Wyciągnij ogólny wniosek: na podstawie jakich właściwości substancji można określić rodzaj jej sieci krystalicznej?
2. Korzystając ze wzorów podanych substancji: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - określ rodzaj sieci krystalicznej (jonowa, molekularna) każdego związku i na tej podstawie opisz właściwości fizyczne każdej z czterech substancji .
   
3. Trener nr 1. „Sieci kryształowe”
   
4. Trener nr 2. „Zadania testowe”
   
5. Próba (samokontrola):

1) Substancje posiadające molekularną sieć krystaliczną z reguły:

A). ogniotrwały i dobrze rozpuszczalny w wodzie
B). topliwy i lotny
V). Solidne i przewodzące prąd elektryczny
G). Termoprzewodzący i plastikowy

2) Pojęcie „cząsteczki” nie dotyczy w odniesieniu do jednostki strukturalnej substancji:

A). woda

B). tlen

V). diament

G). ozon

3) Atomowa sieć krystaliczna jest charakterystyczna dla:

A). aluminium i grafit

B). siarka i jod

V). tlenek krzemu i chlorek sodu

G). diament i bor

4) Jeżeli substancja jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, ma wysoką temperaturę topnienia i przewodzi prąd elektryczny, to jej sieć krystaliczna ma postać:

A). molekularny

B). atomowy

V). joński

G). metal

Powrót do przodu

Uwaga! Podglądy slajdów służą wyłącznie celom informacyjnym i mogą nie odzwierciedlać wszystkich funkcji prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany tą pracą, pobierz pełną wersję.

Typ lekcji: W połączeniu.

Cel lekcji: Stworzenie warunków do rozwijania umiejętności studentów ustalania zależności przyczynowo-skutkowej właściwości fizycznych substancji od rodzaju wiązania chemicznego i rodzaju sieci krystalicznej, przewidywania typu sieci krystalicznej na podstawie właściwości fizycznych substancji.

Cele Lekcji:

• Kształtowanie pojęć dotyczących stanu krystalicznego i amorficznego ciał stałych, zapoznawanie studentów z różnymi typami sieci krystalicznych, ustalanie zależności właściwości fizycznych kryształu od charakteru wiązania chemicznego w krysztale i rodzaju sieci krystalicznej, wyposażenie studentów w podstawowe pojęcia dotyczące wpływu natury wiązań chemicznych i typów sieci krystalicznych na właściwości materii.
• Kontynuuj kształtowanie światopoglądu uczniów, rozważ wzajemny wpływ składników całych cząstek strukturalnych substancji, w wyniku czego pojawiają się nowe właściwości, rozwijaj umiejętność organizowania pracy edukacyjnej i przestrzegaj zasad pracy w zespole .
• Rozwijanie zainteresowań poznawczych uczniów w sytuacjach problemowych;

Sprzęt: Układ okresowy D.I. Mendelejew, zbiór „Metale”, niemetale: siarka, grafit, czerwony fosfor, krzem krystaliczny, jod; Prezentacja „Rodzaje sieci krystalicznych”, modele sieci krystalicznych różnych typów (sól kuchenna, diament i grafit, dwutlenek węgla i jod, metale), próbki tworzyw sztucznych i wyrobów z nich wykonanych, szkło, plastelina, komputer, projektor.

Podczas zajęć

1. Moment organizacyjny.

Nauczyciel wita uczniów i rejestruje nieobecności.

2. Sprawdzenie wiedzy na temat „Wiązania chemiczne”. Stan utlenienia.”

Samodzielna praca (15 minut)

3. Studiowanie nowego materiału.

Nauczyciel ogłasza temat i cel lekcji. (slajd 1,2)

Uczniowie zapisują w zeszytach datę i temat lekcji.

Aktualizowanie wiedzy.

Nauczyciel zadaje klasie pytania:

1. Jakie znasz rodzaje cząstek? Czy jony, atomy i cząsteczki mają ładunki?
2. Jakie znasz rodzaje wiązań chemicznych?
3. Jakie znasz stany skupienia substancji?

Nauczyciel:„Każda substancja może być gazem, cieczą lub ciałem stałym. Na przykład woda. W normalnych warunkach jest to ciecz, ale może to być para i lód. Albo tlen w normalnych warunkach jest gazem, w temperaturze -1940 C zamienia się w niebieską ciecz, a w temperaturze -218,8 ° C krzepnie w przypominającą śnieg masę złożoną z niebieskich kryształów. Na tej lekcji przyjrzymy się stanowi stałemu substancji: amorficznemu i krystalicznemu.” (slajd 3)

Nauczyciel: substancje amorficzne nie mają wyraźnej temperatury topnienia - po podgrzaniu stopniowo miękną i zmieniają się w stan płynny. Do substancji amorficznych zalicza się na przykład czekoladę, która rozpływa się w dłoniach i ustach; guma do żucia, plastelina, wosk, tworzywa sztuczne (pokazano przykłady takich substancji). (slajd 7)

Substancje krystaliczne mają wyraźną temperaturę topnienia i co najważniejsze charakteryzują się prawidłowym ułożeniem cząstek w ściśle określonych punktach przestrzeni. (Slajdy 5,6) Kiedy te punkty połączymy liniami prostymi, powstaje przestrzenna struktura zwana siecią krystaliczną. Punkty, w których znajdują się cząstki kryształów, nazywane są węzłami sieci.

Uczniowie zapisują definicję w swoich zeszytach: „Sieć krystaliczna to zbiór punktów w przestrzeni, w których znajdują się cząstki tworzące kryształ. Punkty, w których znajdują się cząstki kryształów, nazywane są węzłami sieci.”

W zależności od tego, jakie rodzaje cząstek znajdują się w węzłach tej sieci, wyróżnia się 4 typy sieci. (Slajd 8) Jeśli w węzłach sieci krystalicznej znajdują się jony, wówczas taką sieć nazywa się jonową.

Nauczyciel zadaje uczniom pytania:

– Jak będą nazywać się sieci krystaliczne, w których węzłach znajdują się atomy i cząsteczki?

Ale istnieją sieci krystaliczne, w których węzłach znajdują się zarówno atomy, jak i jony. Kraty takie nazywane są kratami metalowymi.

Teraz wypełnimy tabelę: „Sieci krystaliczne, rodzaj wiązania i właściwości substancji”. Wypełniając tabelę, ustalimy związek między rodzajem sieci, rodzajem połączenia między cząstkami a właściwościami fizycznymi ciał stałych.

Rozważmy pierwszy typ sieci krystalicznej, który nazywa się jonową. (slajd 9)

– Jakie jest wiązanie chemiczne w tych substancjach?

Przyjrzyj się jonowej sieci krystalicznej (pokazano model takiej sieci). Jego węzły zawierają jony naładowane dodatnio i ujemnie. Na przykład kryształ chlorku sodu składa się z dodatnich jonów sodu i ujemnych jonów chlorkowych, tworząc siatkę w kształcie sześcianu. Substancje posiadające jonową sieć krystaliczną obejmują sole, tlenki i wodorotlenki typowych metali. Substancje posiadające jonową sieć krystaliczną mają wysoką twardość i wytrzymałość, są ogniotrwałe i nielotne.

Nauczyciel: Właściwości fizyczne substancji z atomową siecią krystaliczną są takie same jak substancji z jonową siecią krystaliczną, ale często w stopniu doskonałym - bardzo twarde, bardzo trwałe. Diament, który ma atomową sieć krystaliczną, jest najtwardszą substancją ze wszystkich substancji naturalnych. Służy jako standard twardości, który według 10-punktowego systemu oceniany jest z najwyższym wynikiem 10. (Slajd 10). W przypadku tego typu sieci krystalicznej samodzielnie wprowadzisz niezbędne informacje do tabeli, samodzielnie pracując z podręcznikiem.

Nauczyciel: Rozważmy trzeci typ sieci krystalicznej, który nazywa się metalicznym. (Slajdy 11,12) W węzłach takiej sieci znajdują się atomy i jony, pomiędzy którymi swobodnie przemieszczają się elektrony, łącząc je w jedną całość.

Ta wewnętrzna struktura metali determinuje ich charakterystyczne właściwości fizyczne.

Nauczyciel: Jakie znasz właściwości fizyczne metali? (plastyczność, przewodność elektryczna i cieplna, połysk metaliczny).

Nauczyciel: Na jakie grupy dzielimy wszystkie substancje ze względu na ich budowę? (slajd 12)

Rozważmy rodzaj sieci krystalicznej, jaką posiadają tak znane substancje, jak woda, dwutlenek węgla, tlen, azot i inne. Nazywa się to molekularnym. (Slajd 14)

– Jakie cząstki znajdują się w węzłach tej sieci?

Wiązanie chemiczne w cząsteczkach znajdujących się w miejscach sieci może być kowalencyjne polarne lub kowalencyjne niepolarne. Pomimo tego, że atomy wewnątrz cząsteczki są połączone bardzo silnymi wiązaniami kowalencyjnymi, pomiędzy samymi cząsteczkami działają słabe międzycząsteczkowe siły przyciągania. Dlatego substancje posiadające molekularną sieć krystaliczną mają niską twardość, niską temperaturę topnienia i są lotne. Kiedy substancje gazowe lub ciekłe w specjalnych warunkach zamieniają się w ciała stałe, wówczas tworzą się molekularna sieć krystaliczna. Przykładami takich substancji mogą być woda w stanie stałym – lód, stały dwutlenek węgla – suchy lód. Siatka ta zawiera naftalen, który służy do ochrony wyrobów wełnianych przed molami.

– Jakie właściwości molekularnej sieci krystalicznej decydują o zastosowaniu naftalenu? (zmienność). Jak widzimy, nie tylko ciała stałe mogą mieć molekularną sieć krystaliczną. prosty substancje: gazy szlachetne, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, fosfor biały P 4, ale i złożone: woda stała, chlorowodór stały i siarkowodór. Większość stałych związków organicznych ma molekularne sieci krystaliczne (naftalen, glukoza, cukier).

Miejsca sieciowe zawierają cząsteczki niepolarne lub polarne. Pomimo tego, że atomy wewnątrz cząsteczek są połączone silnymi wiązaniami kowalencyjnymi, pomiędzy samymi cząsteczkami działają słabe siły międzycząsteczkowe.

Wniosek: Substancje są kruche, mają niską twardość, niską temperaturę topnienia i są lotne.

Pytanie: Który proces nazywa się sublimacją lub sublimacją?

Odpowiedź: Nazywa się przejście substancji ze stałego stanu skupienia bezpośrednio do stanu gazowego, z pominięciem stanu ciekłego sublimacja lub sublimacja.

Demonstracja doświadczenia: sublimacja jodu

Następnie uczniowie na zmianę nazywają informacje, które zapisali w tabeli.

Sieci krystaliczne, rodzaje wiązań i właściwości substancji.

Typ kratki	Rodzaje cząstek w miejscach sieci	Rodzaj komunikacji pomiędzy cząsteczkami	Przykłady substancji	Właściwości fizyczne substancji
joński	Jony	Jonowe – mocne wiązanie	Sole, halogenki (IA, IIA), tlenki i wodorotlenki typowych metali	Ciało stałe, mocne, nielotne, kruche, ogniotrwałe, wiele rozpuszczalne w wodzie, topi się, przewodzi prąd elektryczny
Jądrowy	Atomy	1. Kowalencyjne niepolarne – wiązanie jest bardzo mocne 2. Kowalencyjne polarne – wiązanie jest bardzo mocne	Proste substancje A: diament (C), grafit (C), bor (B), krzem (Si). Substancje złożone : tlenek glinu (Al 2 O 3), tlenek krzemu (IV) – SiO 2	Bardzo twardy, bardzo ogniotrwały, trwały, nielotny, nierozpuszczalny w wodzie
Molekularny	Cząsteczki	Pomiędzy cząsteczkami występują słabe siły przyciąganie międzycząsteczkowe, ale wewnątrz cząsteczek występuje silne wiązanie kowalencyjne	Ciała stałe w specjalnych warunkach, które w normalnych warunkach są gazami lub cieczami (O 2, H 2, Cl 2, N 2, Br 2, H 2 O, CO 2, HCl); siarka, biały fosfor, jod; materia organiczna	Kruche, lotne, topliwe, zdolne do sublimacji, mają niską twardość
Metal	Jony atomowe	Metal - różne mocne strony	Metale i stopy	Plastyczny, błyszczący, ciągliwy, przewodzący ciepło i elektryczność

Nauczyciel: Jaki wniosek możemy wyciągnąć z pracy wykonanej na stole?

Wniosek 1: Właściwości fizyczne substancji zależą od rodzaju sieci krystalicznej. Skład substancji → Rodzaj wiązania chemicznego → Rodzaj sieci krystalicznej → Właściwości substancji . (slajd 18).

Pytanie: Który typ sieci krystalicznej spośród omówionych powyżej nie występuje w substancjach prostych?

Odpowiedź: Jonowe sieci krystaliczne.

Pytanie: Jakie sieci krystaliczne są charakterystyczne dla prostych substancji?

Odpowiedź: W przypadku prostych substancji - metali - metalowa sieć krystaliczna; dla niemetali – atomowe lub molekularne.

Praca z układem okresowym D.I. Mendelejew.

Pytanie: Gdzie w układzie okresowym znajdują się pierwiastki metalowe i dlaczego? Elementy niemetalowe i dlaczego?

Odpowiedź : Jeśli narysujesz przekątną od boru do astatyny, to w lewym dolnym rogu tej przekątnej znajdą się elementy metalowe, ponieważ na ostatnim poziomie energetycznym zawierają od jednego do trzech elektronów. Są to pierwiastki I A, II A, III A (z wyjątkiem boru), a także cyna i ołów, antymon i wszystkie pierwiastki podgrup wtórnych.

Elementy niemetalowe znajdują się w prawym górnym rogu tej przekątnej, ponieważ na ostatnim poziomie energetycznym zawierają od czterech do ośmiu elektronów. Są to pierwiastki IV A, V A, VI A, VII A, VIII A oraz bor.

Nauczyciel: Znajdźmy pierwiastki niemetalowe, których proste substancje mają atomową sieć krystaliczną (Odpowiedź: C, B, Si) i molekularne ( Odpowiedź: N, S, O , halogeny i gazy szlachetne )

Nauczyciel: Sformułuj wniosek, w jaki sposób można określić typ sieci krystalicznej prostej substancji w zależności od położenia pierwiastków w układzie okresowym D.I. Mendelejewa.

Odpowiedź: W przypadku elementów metalowych znajdujących się w I A, II A, IIIA (z wyjątkiem boru), a także cyny i ołowiu oraz wszystkich pierwiastków podgrup wtórnych w substancji prostej, typem sieci jest metal.

W przypadku pierwiastków niemetalicznych IV A i boru w prostej substancji sieć krystaliczna jest atomowa; a pierwiastki V A, VI A, VII A, VIII A w prostych substancjach mają molekularną sieć krystaliczną.

Kontynuujemy pracę z wypełnioną tabelą.

Nauczyciel: Spójrz uważnie na stół. Jaki wzór można zaobserwować?

Uważnie słuchamy odpowiedzi uczniów, a następnie wspólnie z klasą wyciągamy wnioski. Wniosek 2 (slajd 17)

4. Mocowanie materiału.

Próba (samokontrola):

Substancje posiadające molekularną sieć krystaliczną z reguły:
a) Materiał ogniotrwały i dobrze rozpuszczalny w wodzie
b) Topliwy i lotny
c) Ciało stałe i przewodzące prąd elektryczny
d) Przewodzący ciepło i plastyczny

Pojęcie „cząsteczki” nie ma zastosowania do jednostki strukturalnej substancji:
woda
b) Tlen
c) Diament
d) Ozon

Sieć krystaliczna atomu charakteryzuje się:
a) Aluminium i grafit
b) Siarka i jod
c) Tlenek krzemu i chlorek sodu
d) Diament i bor

Jeśli substancja jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, ma wysoką temperaturę topnienia i przewodzi prąd elektryczny, to jej sieć krystaliczna ma postać:
a) Molekularny
b) Jądrowy
c) Jonowy
d) Metal

5. Refleksja.

6. Praca domowa.

Scharakteryzuj każdy typ sieci krystalicznej zgodnie z planem: Co znajduje się w węzłach sieci krystalicznej, jednostka strukturalna → Rodzaj wiązania chemicznego między cząstkami węzła → Siły oddziaływania między cząstkami kryształu → Właściwości fizyczne wynikające z kryształu sieć → Stan skupienia substancji w warunkach normalnych → Przykłady.

Korzystając ze wzorów danych substancji: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - określ rodzaj sieci krystalicznej (jonowa, molekularna) każdego związku i na tej podstawie opisz oczekiwane właściwości fizyczne każdego z czterech Substancje.