Проект Кристаллы
Основополагающий вопрос нашего проекта – есть ли красота в порядке?
Выполняя проект, мы ответили на следующие вопросы: (прочитать вопросы)
На следующем слайде представлены цели и задачи проекта.
Предлагаю гипотезу: особенности строения кристаллов объясняют их значение в природе и жизни человека.
Объект исследования – твердое состояние вещества. Предмет – кристалл.
Ответить на вопрос, что такое кристаллы, помогают изучаемые нами предметы: география, природоведение, физика, химия.
Твердые тела, в отличие от жидкостей и газов, сохраняют форму и объем.
Твердые тела обладают рядом свойств, одним из которых является анизотропия – зависимость физических свойств от направления в кристалле.
Кристаллы отличаются друг от друга формой кристаллической решетки, обладают правильной многогранной формой, подчиняются постоянству углов и обладают симметрией.
Элементы симметрии кристаллов различны. Это могут быть плоскости симметрии, как у хлорида натрия, ось симметрии, как у алмаза и центр симметрии, как у медного купороса.
Основной вид симметрии, который встречается у кристаллов – зеркальная.
Разнообразие форм большинства кристаллов удивительна, оно зависит от силы притяжения между атомами твердого тела.
Кристалл обычно служит символом неживой природы.
Однако, грань между живым и неживым установить трудно, понятие кристалл и жизнь не являются взаимоисключающими. Перед вами кристаллы вирусов и белков, выращенных в космосе.
Основа жизни на Земле – молекулы ДНК – являются трехмерными кристаллами.
Красота и многообразие созданий природы потрясает воображение. Фантастическая кристальная гусеница напоминает сверкающую драгоценность.
Кристаллы бывают идеальными, имеющими ровные и гладкие грани и реальными, содержащими дефекты в структуре решетки, искажения и неровности, нарушение симметрии.
Дефекты бывают точечные, линейные, двухмерные и объемные.
Вы удивитесь, но самым «дефективным» камнем является красавец изумруд.
На следующих слайдах представлены знакомые и незнакомые вам кристаллы. Обладающие различными дефектами: иризации, включения волокон рутила (кварцы-волосатики) и другими дефектами.
Загадочный термин «жидкие кристаллы» появился в обиходе после чуда ювелирного производства – «перстня настроения», цвет которого меняется в зависимости от настроения владельца.
Важнейшее свойство жидких кристаллов – изменять цвет от воздействия температуры.
Открыл это новое состояние вещества ботаник Фридрих Рейнитцер, изучая свойства морковного каротина.
Первое применение жидкокристаллических дисплеев – электронные часы и калькуляторы.
Значение кристаллов трудно переоценить. На данном слайде представлены основные области использования кристаллов. Более подробная информация содержится в наших буклетах, которые мы представляем вашему вниманию.
Невозможно обойти вниманием последние несколько открытий ученых. Это диатомовая водоросль, способная синтезировать наночастицы и (след слайд) съедобные нанокристаллы, способные переносить в организме лекарственные препараты.
Переходим к практической и, конечно, самой интересной части проекта.
Естественнонаучная экспериментальная лаборатория «ИНТЕГРА» предлагает несколько способов выращивания кристаллов: путем быстрого и медленного охлаждения, испарения и химических реакций.
С помощью разработанной нами технологической карты все желающие могут попробовать вырастить кристаллы самостоятельно, как это сделали мы.
Представляем вашему вниманию кристаллы, выращенные всеми вышеперечисленными способами. Вырастили их суворовцы, участники кружка «ИНТЕГРА».
Кристаллы поваренной соли выращены способом быстрого охлаждения, при котором образуется много зародышей и кристаллов неправильной формы.
Кристаллы медного купороса получены путем медленного охлаждения. Их немного и большинство – красивые кристаллики правильной формы.
Следующие кристаллы получены химическим способом – с помощью реакции замещения. Этот способ получил название «Серебряная шуба».
А вот какая новогодняя красавица получается путем сублимации бензойной кислоты. Опыт называется «Снегопад».
И в заключении, оценив результаты и познакомившись с выводами нашего проекта можем заявить, что наша гипотеза о связи строения со свойствами и значением кристаллов подтверждена.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Проект о выращивании кристаллов различными способами | 2.77 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Выявить взаимосвязь между строением и значением кристаллов. ЗАДАЧИ: ЦЕЛЬ: Познакомиться с особенностями строения и свойствами кристаллических тел. Изучить многообразие кристаллов в живой и неживой природе. Научиться выращивать некоторые кристаллы в лабораторных условиях. Определить значение кристаллов в природе и в жизни человека.
ЧТО ТАКОЕ КРИСТАЛЛЫ?.. СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ Сохранение формы и объёма. Наличие постоянной температуры плавления. Упорядоченное внутреннее строение. Анизотропия - зависимость физических свойств ( механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических) от направления воздействия.
Э лементы симметрии кристаллов: плоскость симметрии, ось симметрии, центр симметрии. ЧТО ТАКОЕ КРИСТАЛЛЫ?.. ХЛОРИД НАТРИЯ: куб - 9 плоскостей, 13 осей, 1 центр симметрии. АЛМАЗ: октаэдр - 9 плоскостей, 13 осей, 1 центр симметрии . МЕДНЫЙ КУПОРОС: орторомбическая призма - 1 центр симметрии . Тройник бразилианита Двойник гипса, «Ласточкин хвост» ЗЕРКАЛЬНАЯ СИММЕТРИЯ
МНОГООБРАЗИЕ КРИСТАЛЛОВ Разнообразие форм большинства кристаллических материалов удивительно, оно поражает своей причудливостью и зависит от силы притяжения между атомами, образующими твердое тело. Минералы, горные породы Нанокристаллы Жидкие кристаллы
Разновидность минерала берилла - силиката бериллия и алюминия. В естественных камнях зеленый цвет создается включением хрома, ванадия и др. Один из самых «дефективных» камней - природные дефекты в этом кристалле встречаются чаще, чем в др. минералах и выражены ярче. Чистыми признаны только «старинные кристаллы» с насыщенным зеленым цветом. ИЗУМРУД Только качественные изумруды подлежат огранке, а из-за дефектов их обрабатывают полусферой – кабошон.
Горный хрусталь (SiO 2 ) Раухтопаз Аметист Розовый кварц ( Mn + Fe + Ti ) ДРУЗЫ Множество сросшихся кристаллов, расположенных на одном основании Al + Fe + Fe 2+, 3+
ЗНАЧЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ Использование биологических матриц для синтеза наноматериалов – любимое занятие нанотехнологов . Ученые из Орегона (США) заставили одноклеточную диатомовую водоросль синтезировать наночастицы TiO 2 . Это позволит в дальнейшем использовать диатомей в качестве биореакторов для получения сложных полупроводниковых наноструктур .
Лаборатория « INTEGRA » представляет…
Лаборатория « INTEGRA » Выращивание кристаллов путем быстрого охлаждения насыщенного раствора. Выращивание кристаллов путем медленного охлаждения насыщенного раствора. Получение кристаллов путем постепенного удаления воды из насыщенного раствора (испарение). Химические реакции (замещение, окисление, др.) СПОСОБЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ
Лаборатория « INTEGRA » ЭТАПЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ Растворить соль в подогретой воде (50-70°С) Перемешивать раствор, добавляя соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Профильтровать полученный раствор в другую емкость, не допуская попадания туда мельчайших крупинок соли. В неостывший раствор положить или подвесить на нитке небольшой кристаллик – «затравку ». Дать раствору остыть и ждать появления кристаллов. P.S. Посторонние твердые примеси в растворе могут играть роль дополнительных центров кристаллизации.
Лаборатория « INTEGRA » Результаты выращивания кристаллов способом быстрого охлаждения . При быстром охлаждении образуется много «зародышей» , причем частички из раствора будут «сыпаться» на поверхность растущих кристалликов; образуются кристаллы неправильной формы : находящиеся в растворе частицы могут просто не успеть «устроиться» на поверхности кристалла на положенное им место. Кроме того, множество быстро растущих кристалликов так же мешают друг другу, как несколько паркетчиков, работающих в одной комнате.
Лаборатория « INTEGRA » Результаты выращивания кристаллов способом медленного охлаждения . Если раствор охлаждать медленно, «зародышей» образуется немного , и, обрастая постепенно со всех сторон, они превращаются в красивые кристаллики правильной формы .
Лаборатория « INTEGRA » Результаты выращивания кристаллов реакцией замещения «СЕРЕБРЯНАЯ ШУБА» В 100 мл дистиллированной воду растворить около 10 г нитрата серебра . В полученный раствор поместить очищенную медную проволоку. Протекает химическая реакция: 2 AgNO 3 + Cu → Cu (NO 3 ) 2 + 2Ag↓
Лаборатория « INTEGRA » Результаты выращивания кристаллов методом сублимации «СНЕГОПАД» В плоскодонную колбу или стакан емкостью 500 мл поместить бензойную кислоту (прикрыть дно). Закрыть и медленно нагреть до образования густого белого дыма. Быстро охладить с помощью водяной или ледяной бани
Хризантема и Луковица
Акварель + трафарет = ?
Упрямый зяблик
Астрономический календарь. Декабрь, 2018
Как нарисовать зайчика