Интегрированный урок "Характеристика твердых тел. Кристаллы"

КС и НТ

Характеристика твердых тел. Кристаллы.

Подготовили преподаватели:

физики- Андрусенко Н.А.;

химии - Манохина Е.А.

Уральск, 2016 г

• Алмаз и графит не похожи на вид –
• В природе встречается чаще графит,
• С алмазом, увы, не везёт…
• Графита немало, но редок алмаз …
• А почему? Может, знает весь класс?

• Какие состояния веществ вы знаете?

(Твердое, жидкое, газообразное)

• В чем отличие в строении жидкостей и твердых тел?

(Твердые тела имеют кристаллическое строение. Вода. Твердое состояние – лед. Жидкое состояние – вода. Газообразное состояние - пар.)

• Какими свойствами обладают тела в твердом состоянии?

( Твердое: притяжение, сохраняет объем и форму, высокая температура плавление, наличие кристаллической решетки . )

• Приведите примеры твердых тел.

• (Лёд, доска, карандаш, кирпич)

• В чем заключается отличие физических свойств различных тел.

(Строение, тип кристаллической решетки, t пл ., t кип .)

И шальной холодок изумруда, И тепло золотого топаза, И простого кальцита премудрость - Лишь они не обманут ни разу. В них, в безмолвных осколках вселенной, Искры вечных гармоний сверкают. Повседневности образ надменный В этих искрах бледнеет и тает. Они дарят покой и защиту, Они дарят огонь вдохновенья, Заплетаясь цепочкой единой, С нашей бренностью - в вечности звенья.

Виктор Слётов

Кристаллы изумруда

Застыла капелька смолы янтариком прозрачным меж корней сосны высокой. Остановилось Солнышко на ней своим горячим и весёлым, ярким оком. И, тёплую от ласковых лучей, её в ладони осторожно приняла я… Из капельки смолы – янтарь родится! Мне от тепла её почудилось: она – живая, И аромат смолы защекотал мне ноздри… О дух хмельной лесного края! Как в смрадных улиц тесноте тебя я часто вспоминаю! Настоян ты на травах и цветах, и на зелёной вечно хвое. Как мне легко тебя вдыхать, все клеточки наполнились тобою! И, запрокинув голову, гляжу, как в вышине сплетают сосны свои кроны, И невесомо облака плывут по ним, как стаи лебедей в волнах сине-зелёных… Мне так светло, такой в душе простор – я целый Мир могу вместить в неё. И хочется обнять мне всех людей и сердце им отдать своё! Юлия Владова

Янтарь

• Кристаллы ( от греч. κρύσταλλος, первоначально —лед, в дальнейшем —горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку —кристаллическую решетку.

• Свойства кристаллических тел

• 1.Температура плавления постоянна.
• 2.Имеют кристаллическую решетку

• 3.Каждое вещество имеет свою температуру плавления.
• 4.Анизотропны (механическая прочность, оптические, электрические, тепловые свойства).

• Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенное упорядоченное положение в пространстве.

• Кристаллы могут иметь форму различных призм и пирамид в основании которых могут лежать правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.
• Форма кристалла – правильные многогранники, с постоянными узлами между плоскими гранями для каждого вещества.
• В кристаллических телах атомы, молекулы или ионы расположены в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку.

Типы кристаллических решеток

Типы решеток

Атомная

Частицы находящие

Молекулярная

ся в узлах решетки

Связь между узлами решетки

Ионная

Примеры веществ

Металлическая

Металлы, ионы, атомы, а в

В узлах

В узлах молекулы

чередуются

промежутках электроны

(+) и (-)

ионы

В узлах

атомы

Крепкие

ковален

тные

связи

Ковалентная

полярная и не

полярная связи

Ионная связь

Металлическая связь

Соли – NaCL,

KF, оксиды, гидроксиды

Типичных

металлов

(О 2 , CL 2 )

C, Si , B, AL 2 O 3

Na, K, Ca

(H 2 O, HCL)

Si O 2

Типы кристаллов

• Поликристаллы  - это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга(сталь, чугун …)
• Монокристаллы  - одиночные кристаллы (кварц, слюда…)

• Идеальная форма кристалла имеет вид многогранника. Такой кристалл ограничен плоскими гранями, прямыми ребрами и обладает симметрией.
• Но монокристаллы в природе встречаются редко. Такой кристалл можно вырастить в искусственных условиях.

• Выступление группы экспериментаторов , получивших задание вырастить кристалл поваренной соли.

• Внутри кристалла расстояния между атомами в разных направлениях разные, поэтому и взаимодействия между атомами различны. Давайте подумаем, к чему это приводит.
• Еще раз посмотрим на модель решетки графита

• Анизотропия   – различие в физических свойствах от выбранного в кристалле направления

• Например, кусок слюды легко расслаивается в одном направлении, кристалл графита (легко расслаивается на чешуйки), древесина(расслаивается)
• А здесь сахар в трех состояниях: сахарный песок, сахар-рафинад, и сахарный леденец.
• Есть ли среди этих образцов монокристаллы?
• (Ответ: сахарный песок).
• Есть ли среди этих образцов поликристалл?
• (Ответ: сахар-рафинад).
• Можем ли мы утверждать, что леденец имеет правильную форму? Есть ли у него плоские грани?
• (Ответ: нет).

• В отличие от кристаллов сахарный леденец может и раскалываться и размягчаться, постепенно переходя в жидкое состояние, при этом меняя форму. Все аморфные тела – это вещества, атомы которых расположены в относительном порядке, нет строгой повторяемости пространственной структуры.

• Следствием этого является изотропия – одинаковые физические свойства по разным направлениям

• Аморфные тела   - это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов

• Выступление экспериментатора :

Если в воронку бросить кусок парафина и оставить в тёплой комнате, то через несколько недель увидим, что парафин принял форму воронки и даже начал вытекать из неё.

Вывод : аморфное тело ведёт себя как очень густая и вязкая жидкость.

• Свойства аморфных тел.

• 1. Не имеют постоянной температуры плавления.
• 2. Не имеют кристаллического строения.
• 3. Изотропны.
• 4. Обладают текучестью.
• 5. Имеют только «ближний порядок» в расположении частиц.
• 6. Способны переходить в кристаллическое и жидкое состояние.
•  

Дать характеристику кристаллических и аморфных тел по таблице

• Шоколад  –

одно из самых распространенных кондитерских изделий. Он содержит жиры, белки, углеводы, дубильные вещества, алкалоиды кофеин и теобромин.

• Готовят его на основе  какао-продуктов.

• Шоколад  чувствителен к колебаниям температуры, поэтому рекомендуется хранить его при температуре около 18 0 С . При нагревании происходит жировое поседение шоколада: он покрывается серым налетом. Это содержащиеся в шоколаде жиры проступают на его поверхности. При температуре ниже  18 0 С  происходит сахарное поседение шоколада, вызванное конденсацией паров воды и частичным растворением сахарозы, содержащейся в шоколаде.
• После испарения влаги  кристаллики сахарозы образуют белый налет на поверхности шоколада.

Применение кристаллов.

• оптические приборы.
• ювелирные украшения
• обработка поверхностей
• управление лазерным лучом
• машиностроение
• компьютеры и мобильные телефоны
• аудио-и видеотехника
• трансформация одного вида энергии в другую
• буровые инструменты
• контрольно-измерительные приборы
• алмазные подшипники
• опорные камни для часов.

Применение аморфных тел

• изделия технического назначения
• изделия медицинского назначения
• клеи и герметики
• ювелирные украшения
• автокосметика
• товары бытового назначения
• строительство (стекло)
• для изготовления ламп, элементов солярия (кварц)
• продукты питания (шоколад).

• Тест по теме «Кристаллы и аморфные тела»

• 1.Какое из перечисленных свойств характерно для кристаллических тел?

• А.Существование определенной температуры плавления.

Б. Изотропность. В. Отсутствие определённой температуры плавления.

• 2.Какое из перечисленных свойств характерно только для аморфных тел?

А. Анизотропность. Б. Существование определённой температуры плавления.

• В.Отсутствие определённой температуры плавления.

• 3.Что называется анизотропией кристаллов?

• А. Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.
• Б.Одинаковость физических свойств по всем направлениям.
• В.Хорошая теплопроводность внутри кристалла.

• 4. Что можно сказать об изменении температуры в процессе плавления кристаллического тела? А. Температура остается постоянной. Б. Температура увеличивается. В. Температура может быть любой.
• 5.Что такое монокристалл?

• А. Тело, имеющее правильную геометрическую форму и ограниченное естественными плоскими гранями.

Б. Частица вещества, имеющая правильную геометрическую форму. В. Твердое тело, состоящее из одного кристалла

Ответы:

1.А,

2.В,

3.А,

4.А,

5.В

Кроссворд «Кристаллические и аморфные тела»

Вопросы:

1. Твердое тело, состоящее из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга.

2 .Тело, у которого нет строгого порядка в расположении атомов.

3 .Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.

4 .Ледяной кристалл.

5 .Аморфное вещество, широко используемое при строительстве.

6 .Аморфное вещество природного и искусственного происхождения.

7 .Самое твердое в природе вещество, драгоценный камень.

8 .Твердое тело, частицы которого образуют упорядоченную периодическую структуру.

9 .Одиночный кристалл.

10. Мягкий минерал матово-черного цвета.

11 .Одинаковость физических свойств среды по всем направлениям.

12 .Искусственный материал, используемый в ювелирном деле.

13 .Основоположник структурной кристаллографии.

14. Существование веществ одинакового химического состава в нескольких кристаллических модификациях, отличающихся физическими свойствами.

15.Ископаемая смола, поэтическое название « слезы моря » , « дары солнца » .

Если все слова вами отгаданы правильно, то в выделенных клетках получится слово, обозначающее науку о кристаллах.

1

2

3

8

6

5

4

9

7

11

12

14

10

13

15

П О Л И К Р И С Т А Л Л

А М О Р Ф Н О Е

А Н И З О Т Р О П И Я

С Н Е Ж И Н К А

С Т Е К Л О

С М О Л А

А Л М А З

К Р И С Т А Л Л

М О Н О К Р И С Т А Л Л

Г Р А Ф И Т

И З О Т Р О П И Я

Ф И А Н И Т

Ф Е Д О Р О В

П О Л И М О Р Ф И З М

Я Н Т А Р Ь

Домашнее задание: §7.1(слайд 26)

• Задание для желающих: вырастить кристаллы из раствора медного купороса или других солей. Более подробные указания вы найдете на сайте class-fizika.narod.ru
• I группа. «Жидкие кристаллы» (изучить различные источники информации и приготовить краткий рассказ о жидких кристаллах). II группа. «Кристаллы в ПК» (вспомнить устройство системного блока компьютера и ответить на вопрос «Нет ли в нем устройств, имеющих в своей основе кристалл», если есть, то какие кристаллы применены и в каких устройствах). III группа. «Знаменитые» алмазы» (приготовить обзор о самых знаменитых алмазах).
• Кого заинтересовал материал, можете прочитать книги, которые читали ваши одноклассники и более подробно ознакомиться с материалом.

Спасибо

за

внимание!!!