Тема урока « Типы кристаллических решёток. Вещества молекулярного и немолекулярного строения».
Цели урока: Обобщить и углубить знания учащихся о зависимости свойств веществ от природы химической связи и типа кристаллической решётки. Развивать умения предсказывать свойства веществ по их строению и определять строение веществ по их свойствам.
Демонстрации: 1. Модели кристаллических решёток, коллекция кристаллов. 2. Опыты, раскрывающие взаимосвязь строения вещества с его свойствами ( возгонка йода; нагревание кварца, серы, поваренной соли).
Оборудование урока: Мультимедийное оборудование. Модели кристаллических решёток алмаза, хлорида натрия, йода, льда, магния. Коллекция кристаллов: поваренная соль, горный хрусталь, нафталин, йод, фенол, сера, графит, лёд. Спиртовка, тигли, лабораторный штатив, колба, щипцы.
Ход урока.
Обратите внимание на коллекцию кристаллических веществ, представлен-ных вам. Почему же все эти вещества находятся в одном агрегатном состоянии, но обладают различными свойствами? Попытаемся ответить на этот вопрос. Итак, тема нашего урока «Типы кристаллических решёток. Вещества молекулярного и немолекулярного строения» (слайд №1).
Все окружающие нас вещества ( слайд №2), а также искусственно полученные химические соединения имеют молекулярное и немолекулярное строение. Различают два состояния твёрдых тел – кристаллическое и аморфное ( вспомните аллотропию кремния). Наиболее устойчивым твёрдым состоянием является кристаллическое состояние. Напомню вам, что в идеальном кристалле вещества частицы его чередуются в строго определённом порядке в любом выбранном направлении. Если эти частицы условно соединить прямыми, то получится решётка правильной геометрической формы, так называемая кристаллическая решётка. Точки пересечения прямых, образующих такую условную решётку, называются узлами кристаллической решётки ( рассмотреть модель кристаллической решётки алмаза). В зависимости от характера частиц, образующих кристалл, и от природы связи между ними различают четыре типа кристаллических решёток ( слайд №3).
- Ионная кристаллическая решётка ( слайд №4). Если в узлах кристаллической решётки расположены ионы противоположных знаков, между которыми действуют электростатические силы взаимодействия, то такие решётки называются ионными. Такую решётку имеют кристаллы большинства солей, некоторых оксидов и гидроксидов. Например, кристалл хлорида натрия ( рассмотреть модель кристаллической решётки), в котором каждый ион натрия окружён шестью ионами хлора, а каждый хлорид-ион – шестью ионами натрия. Такой кристалл нужно рассматривать, как одну гигансткую молекулу, в которой нельзя выделить отдельные молекулы соли. Давайте попробуем нагреть кристалл поваренной соли.
Опыт 1. Нагревание кристалла поваренной соли.
Из опыта видно, что никакого изменения не произошло. Это объясняется тем, что связи между ионами прочны и вещества с такими решётками обладают высокими температурами плавления, твёрдостью, но хрупкостью. В твёрдом состоянии не проводят электрический ток и тепло, но их растворы и расплавы электропроводны и они диссоциируют в полярных растворителях.
2. Атомная кристаллическая решётка ( слайд №5).
Если в узлах кристаллической решётки находятся атомы, соединённые ковалентными связями, то такие решётки называются атомными. Таким примером может служить алмаз ( рассмотреть модель кристаллической решётки алмаза), в котором каждый атом углерода связан четырьмя связями с другими атомами углерода. Чтобы разрушить кристалл с атомной решёткой нужно разорвать множество прочных ковалентных связей, энергия которых велика. Отсюда, вещества с таким типом решёток имеют высокую твёрдость, тугоплавкость, не проводят тепло и электрический ток ( кроме германия и кремния – полупроводники) и практически не растворимы ни в каких растворителях. Нагреем кристалл кварца и убедимся в ниже сказанном.
Опыт 2. Нагревание кварца.
Элементы, которые образуют простые вещества с атомными решётками расположены в средней части периодической системы Д.И, Менделеева (слайд №8). К ним относятся бор, углерод, кремний, германий, мышьяк, селен, теллур. Они граничат с металлами и неудивительно, что некоторые из них обладают полупроводниковыми свойствами. Также, такие решётки имеют ( слайд №5) и кристаллы сложных веществ – кварц, карбид кремния и др.
3. Молекулярные решётки (слайд №6).
В их узлах находятся полярные ( рассмотреть кристаллическую решётку льда) и неполярные ( рассмотреть кристаллическую решётку йода) молекулы, атомы которых соединены ковалентными полярными и неполярными связями , а сами молекулы связаны между собой слабыми межмолекуляр-ными силами притяжения. Поэтому веществам с такой решёткой свойственны низкие температуры плавления и кипения,
Опыт 3. Нагревание серы.
малая твёрдость, высокая летучесть;
Опыт 4. Возгонка йода.
многие из них при комнатной температуре жидкости или газы, не проводят ток и нерастворимы или малорастворимы в полярных растворителях. Такую решётку образуют ( слайд №8) молекулы простых веществ, элементы которых расположены в конце периодической системы. К ним относятся водород и галогены, азот, кислород, фосфор, сера и благородные газы ( кроме радона). А также ( слайд №6) молекулы сложных неорганических веществ: воды, аммиака, углекислого газа и органических веществ: бензола, фенола, метана и пр.
4. Металлическая решётка( слайд №7).
В узлах таких кристаллических решёток находятся положительные ионы и атомы металлов, а между узлами относительно свободные электроны ( рас-смотреть модель кристаллической решётки магния). Между ними и возни-кает металлическая связь, характерная для металлов в твёрдом и жидком состоянии. Атомы металлов имеют большие радиусы и их валентные электроны слабо удерживаются в атомах и перемещаются по всему кристаллу. К тому же на их небольшое число приходится много свободных орбиталей. Например, в атоме алюминия девять вакантных орбиталей и всего три валентных электрона. Напомню вам, что металлическая связь не направлена и не обладает насыщаемостью ( в отличии от ковалентной). Из-за такой специфичности металлической связи все металлы ковкие и пластичные, с металлическим блеском и непрозрачные, хорошо проводят тепло и электрический ток. Вначале периодической системы Д.И. Менделе-ева ( слайд №8) расположены химические элементы, атомы которых образу-ют металлы.
Теперь вернёмся к нашей коллекции кристаллов. Так, почему же эти вещества, находясь в одном агрегатном состоянии, обладают разными свойствами? Правильно. Потому, что они имеют разные типы кристалличес-ких решёток.
Закрепление. А сейчас вам предлагается небольшой тест на время ( слайды №№ 9-13).
Тест.
1. Молекулярной структуры не имеет:
- йод 2) графит 3) углекислый газ (тв) 4) метан (тв)
2. Молекулярное строение имеет:
- вода 2) оксид натрия 3) оксид кремния (IV) 4) алмаз
3. Атом является структурной единицей:
1) метана 2) водорода 3) кислорода 4) кремния
4. Кристаллическую структуру, подобную структуре алмаза, имеет:
- кремнезём 2) оксид натрия 3) оксид углерода (II) 4) белый фосфор
5. Для веществ с атомной кристаллической решёткой характерна:
1) высокая твёрдость 2) низкая температура плавления 3) низкая температура кипения 4) летучесть
6. В узлах кристаллических решёток веществ молекулярного строения находятся:
1) атомы 2) молекулы 3) атомы и молекулы 4) молекулы и ионы
7. Типами кристаллической решётки хлорида натрия, алмаза и льда соответственно являются:
1) ионная, молекулярная, атомная 2) молекулярная, атомная, ионная 3) атомная, ионная, молекулярная 4) ионная, атомная, молекулярная
8. Нафталин – лёгкоплавкое кристаллическое вещество потому, что имеет кристаллическую решётку:
1) молекулярную 2) ионную 3) металлическую 4) атомную
Домашнее задание: § 12, упр 1-3 ( слайд №14).
| 
