конспект урока по химии "Типы кристаллических решеток" (11 класс)
план-конспект урока (химия, 11 класс) по теме

Тип урока: комбинированный.

 Цель урока: дать конкретные представления об аморфных и кристаллических веществах, типах кристаллических решеток, установить взаимосвязь между строением и свойствами веществ.

Задачи урока:

образовательные: систематизировать, обобщить и углубить знания о кристаллическом и аморфном состоянии твердых тел, типах кристаллических решеток, установить зависимость физических свойств кристалла от характера химической связи в кристалле и типа кристаллической решетки, дать учащимся  представления о влиянии природы химической связи и типов кристаллических решеток на свойства вещества.

Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения учащихся, рассмотреть взаимное влияние компонентов целого - структурных частиц веществ, в результате которого появляются новые свойства, воспитывать умения организовать свой учебный труд, соблюдать правила работы в коллективе.

Развивающие: развивать познавательный интерес школьников, используя проблемные ситуации, интересные факты; совершенствовать умения учащихся устанавливать причинно-следственную зависимость физических свойств веществ от химической связи и типа кристаллической решетки, предсказывать тип кристаллической решетки на основе физических свойств вещества.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева; кристаллы поваренной соли, сахара, аметиста; модели кристаллических решеток разных типов (поваренной соли, алмаза и графита, углекислого газа и йода, металлов); демонстрационный раздаточный материал по теме «Кристаллическое состояние вещества» (таблицы); образцы пластмасс и изделий из них, стекло, пластилин, смолы, воск, шоколад; электронное приложение к учебнику химии 11 класса (Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. – М.: ЗАО «Образование – Медиа»: ОАО «Издательство «Просвещение», 2010); компьютер, мультимедийная установка.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Учитель приветствует учеников, фиксирует отсутствующих.

Затем сообщает тему урока и цель урока. Учащиеся записывают тему урока в тетрадь.

2. Проверка домашнего задания.

Фронтальная беседа:

1) Какие виды химической связи вам известны?

2) Определите вид химической связи в следующих веществах (по вариантам):

1) NaCl, CO2, I2 ; 2) Na, NaOH, H2S .

3) Приведите примеры зависимости свойств веществ от вида химической связи.

3. Изучение нового материала.

 Проблема: верны ли следующие суждения о веществах:

      А. Вода и кислород при обычных условиях – это жидкие вещества.

      Б. Все вещества при определенных условиях могут быть твердыми.

1) верно только А                           3) оба суждения верны

2) верно только Б                            4) оба суждения неверны

(ответ: верно только Б, кислород при обычных условиях находится в газообразном агрегатном состоянии)

  Вопрос: Может ли вода быть твердой?

  Ответ: Да, при температуре 0ºС вода переходит в твердое агрегатное состояние – лед.

  Вопрос: Может ли кислород быть твердым?

 Ответ: Да, при температуре -183º С кислород переходит в жидкое состояние (жидкость голубого цвета), а при температуре -218,8º С затвердевает в снегообразную массу, состоящую из кристаллов синего цвета.

   Вопрос: что такое «сухой лед»?

   Ответ: это углекислый газ в твердом агрегатном состоянии (-78ºС).

  Вывод: любое вещество при определенных условиях может находиться в твердом агрегатном состоянии.

 Учитель:  Большинство веществ в твердом агрегатном состоянии состоят из кристаллов. Мир кристаллических веществ настолько красив, что обычно сдержанные ученые-химики иногда описывают его не сухим научным языком, а поэтическими категориями. Так, академик А. Е. Ферсман писал: «Камень сейчас в руках человека – не забава и роскошь, а прекрасный материал, которому мы сумеем вернуть свое место, материал, среди которого интереснее и веселее жить». С миром кристаллов, чудесным и разнообразным, человек встречается на каждом шагу, например, когда добавляет мелкие кристаллики сахарного песка в чай. Поваренная соль, без которой не обходится ни одна хозяйка, тоже состоит из кристаллов. Зимой лужи покрываются тонким слоем льда – это кристаллическая вода.

    Демонстрация кристаллов различных веществ.

  Что же находится внутри кристалла? Каково строение кристаллических веществ?

  Рассказ об истории открытия строения кристаллических веществ (метод рентгеноструктурного анализа, К. Рентген, 1895 г.)

  Частицы, образующие кристаллическое вещество, располагаются в пространстве упорядоченно. Если мысленно соединить точки пространства, в которых расположены частицы вещества, то получится пространственный каркас, который называют кристаллической решеткой. Французский ученый и морской офицер Огюст Браве (1811-1863) впервые представил кристалл в виде решетки, в пересечении прутьев которой размещаются слагающие ее частицы. Точки пространства, в которых находятся частицы вещества, называют узлами. В зависимости от того, какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки (атомы, молекулы или ионы) различают несколько типов кристаллических решеток: атомные, молекулярные, ионные и металлические. Существует прямая зависимость между свойствами вещества и типом его кристаллической решетки, а также видом химической связи между частицами в веществе.

 Изучение свойств веществ с различными типами кристаллических решеток проходит путем последовательного просмотра анимаций «Модель кристаллической решетки алмаза», «Модель кристаллической решетки иода», «Модель кристаллической решетки натрия», «Модель кристаллической решетки хлорида натрия» и одновременным заполнением учащимися таблицы (самостоятельно):

                                           Типы кристаллических решеток.

  Проверка результатов заполнения таблицы. (Приложение 1)

Вопрос:  Для веществ с атомными, ионными и металлическими КР характерна высокая  механическая прочность. Чем это объясняется?

 Просмотр анимации «Связь строения атомной кристаллической решетки с механической прочностью вещества».

 Вопрос: Молекулярные кристаллические решетки, наоборот, характеризуются неустойчивостью, легко разрушаются. Чем это объясняется?

 Ответ: в молекулярных КР между молекулами в узлах действуют слабые силы межмолекулярного притяжения.

Вопрос: Какой тип кристаллической решетки из рассмотренных выше не встречается в простых веществах?

Ответ: Ионные кристаллические решетки.

Вопрос: Какие кристаллические решетки характерны для простых веществ?

Ответ: Для простых веществ-металлов - металлическая кристаллическая решетка; для неметаллов - атомная или молекулярная.

Учитель: Давайте найдем в периодической таблице элементы - неметаллы, у которых простые вещества имеют атомную кристаллическую решетку (Ответ: С, В, Si) и молекулярную (Ответ: N, S, O, галогены и благородные газы).

Учитель: Сформулируйте вывод, как можно определить тип кристаллической решетки простого вещества в зависимости от положения элементов в Периодической системе Д.И.Менделеева.

Ответ: Для элементов-металлов, которые находятся в I A, II A, IIIA (кроме бора), а также олова и свинца, и всех элементов побочных подгрупп в простом веществе тип решетки - металлическая.

Для элементов-неметаллов IY A и бора в простом веществе кристаллическая решетка атомная; а у элементов Y A, YI A, YII A, YIII A в простых веществах кристаллическая решетка молекулярная.

  Выводы: 1) От чего зависят свойства веществ?

    - Свойства веществ зависят от их строения (расположения частиц в пространстве, типа КР), а также от вида химической связи между частицами, образующими данное вещество.

  2) Какую закономерность можно выявить из данных таблицы о строении и свойствах веществ?

  - По свойствам данного вещества можно предполагать его строение (тип КР), а по строению предсказывать свойства.

  Кроме кристаллических, существуют и аморфные твердые вещества. В них расположение частиц строго не упорядоченно, поэтому они не имеют определенной температуры плавления, в отличие от кристаллических веществ. При нагревании они постепенно размягчаются переходя в жидкое состояние. К таким веществам относятся стекло, пластмассы, смолы, воск, шоколад.

  Демонстрация аморфных веществ и изделий из них.

 4. Закрепление. 1)Установите в виде логической цепочки взаимосвязь между следующими химическими понятиями: строение атома—>ЭО—>виды химической связи—>тип кристаллической решетки—>свойства веществ. 

  2) Выполните тест.

                                            Типы кристаллических решеток.

  1. Атомную кристаллическую решетку имеют все соединения ряда:

   А) алмаз, графит, оксид кремния;

   Б) углекислый газ, оксид кремния (IV), белый фосфор;

   В) красный фосфор, азот, иод;

   Г) оксид фосфора (IV), оксид азота (II), алмаз.

  2. Фторид кальция имеет кристаллическую решетку:

   А) ионную;                                        Б) молекулярную;

   В) атомную;                                       Г) металлическую.

  3. Молекулярную кристаллическую решетку имеет:

   А) графит;                                           Б) вода;

   В) алмаз;                                              Г) литий.

  4. Вещества с металлической кристаллической решеткой:

   А) летучие;

   Б) растворимы в воде;

   В) проводят электрический ток;

   Г) обладают низкой тепло- и электропроводностью.

  5. Установите соответствие между веществом и типом его кристаллической решетки:

   1) NaOH                                         А) атомная

   2) Fe                                                Б) молекулярная

   3) SiC                                              В) ионная

   4) CI²                                               Г) металлическая

                                                           Д) ковалентная

5. Домашнее задание: §8, конспект в тетради, в. 7-8 с. 41.

Приложение 1. Таблица.

                                          Типы кристаллических решеток.