Интегрированный урок физики и химии в 10 классе "Твердые тела"

Цель и этапы урока

Учебная задача

Результат

 Мотивация

(1 мин)

Слайд 1

Слайд 2

  Учитель физики.

Полезно камни наблюдать,
Над ними можно размышлять,
Ценней же прочего - желание
Законы жизни их понять.
Прочесть сокрытые в них тайны,
Что им присуще, что - случайно.
И поделиться, рассказать
О том, что удалось узнать.

Виктор Слётов. Стихи о камнях и кристаллах.

Как вы думаете - о чем сегодня будет идти речь на уроке? 

Отвечают, что разговор пойдет о камнях, те твердых телах, которые являются одним из агрегатных состояний вещества.

Формулируют цель и тему урока. 

Записывают тему урока в рабочие листы.

 Актуализация знаний, выявление первичного затруднения и планирование работы по его решению.

(7 мин)

Учитель физики.

На предыдущих уроках мы рассмотрели особенности строения жидкостей и газов. Для завершения МКТ нам необходимо рассмотреть особенности твердых тел. Мир вокруг нас состоит в основном из твердых тел. Все ли они одинаковы? Чем объясняется такое разнообразие?

Из курсов физики и химии 8 и 10 класса вам известно, что твёрдые тела, с которыми человеку приходится иметь дело на практике, можно разделить на группы, которые существенно различаются по своим свойствам.

Перед вами примеры твердых тел. Постарайтесь разделить их на группы.

Выявляет затруднения при выполнении задания. Предлагает для ликвидации ошибок обратиться к учебнику.

Слайд 3

Работают с предложенными коллекциями. В лотках: жевательная резинка, пластмасса, каучук, стекло, шоколад, пластилин, железо, кварц, поваренная соль, сульфат меди (II), минералы, древесина, кости, пемза.

Отвечают на вопросы учителя: на какие группы и по каким принципам разделили предложенные вещества?

«Открытие» нового знания.

(31-32 минуты)

Учитель физики организует проверку заполнения таблицы.

Дополняет материал.

Большинство кристаллов анизотропны!

Это проявляется и при механическом воздействии (слюда, карандаш с грифелем)

при оптическом (два кристалла турмалина), при теплопроводности, при преломлении света.

Слайд 4

Предлагает еще раз вернуться к коллекциям.

Слайд 5

Слайд 6

Учитель химии. Чтобы доказать, действительно ли аморфные вещества не имеют определенной температуры плавления, проведем опыт.

Все ли кристаллические вещества одинаковы?

Почему кристаллические вещества разные?

Как вы думаете, что вызвало затруднения при выполнении работы?

Организует проверку заполнения таблицы.

Как вы понимаете схему

По предложенному рабочему листу заполняют таблицу, используя п. 68 стр. 319-321 учебник «Физика 10», автор В.А. Касьянов. Знакомятся с понятиями:

-монокристалл

-поликристалл

-анизотропия.

Один из учащихся берет кусочек шоколада, второй кусочек помещаем на предметное стекло, которые закрывает стакан с горячей водой.

Отмечают, что кусочки шоколада плавятся при разной температуре. Определить точное значение температуры не удается.

Ученики рассматривают микропрепараты под цифровым микроскопом: сера или крахмал, сульфат меди или перманганат калия.

Проводят микрокристаллоскопические реакции на ионы кальция и йодид-ион.

В разбавленных растворах ион кальция образует с серной кислотой характерные игольчатые кристаллы гипса CaSO₄∙2H₂O: 

CaCl₂ + H₂SO₄ + 2H₂O = CaSO₄·2H₂O (тв) + 2HCl. 

Pb(NO₃)₂ + 2KI = PbI₂↓ + 2KNO₃ 

желтые шестиугольники или треугольники. 

Комментируют, анализируют, сравнивают и делают выводы

Разный тип кристаллической решетки.

На основании п. 4 учебника химии под ред. В.В. Еремина (с. 31-32) заполняют таблицу «Кристаллические решетки»

Свойства веществ зависят от строения их кристаллической решетки. Если известно строение веществ, то можно предсказать их свойства, и наоборот, если известны свойства, то можно определить их строение.

Первичное закрепление

(5 мин)

Попробуем ответить на следующие вопросы.

- «Сухой лед» (углекислый газ в твердом агрегатном состоянии) имеет………………………… кристаллическую решетку, поэтому это вещество……………………………

-Сахар можно легко измельчить в пудру, а поваренную соль –нет, так как…………………………………………

- К какому типу веществ (кристаллические или аморфные) относятся пластмассы? Какие свойства пластмасс лежат в основе их промышленного применения?

-К какому типу относится кристаллическая решетка алмаза? Перечислите характерные для алмаза физические свойства

- К какому типу относится кристаллическая решетка иода? Перечислите характерные для иода физические свойства.

-Почему температура плавления металлов изменяется в очень широких пределах? Для подготовки ответа на этот вопрос используйте дополнительную литературу.

-Почему изделие из кремния при ударе раскалывается на кусочки, а изделие из свинца только расплющивается? В каком из указанных случаев происходит разрушение химической связи, а в каком — нет? Почему?

Применение кристаллов

(7 мин)

Слайд 17

Слайд 18

Слайд19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Учитель физики. Где пригодятся полученные знания сегодня?

Рассказывает о применении композитов, кристаллов.

Кристаллография—наука о кристаллах, их структуре, возникновении и свойствах. Основы кристаллографии были заложены нашим соотечественником М. В. Ломоносовым.

В природе встречаются вещества, обладающие одновременно основными свойствами кристалла и жидкости, а именно анизотропией и текучестью. Такое состояние вещества называется жидкокристаллическим.

Применения кристаллов и аморфных тел в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что все их перечислить трудно рамках нашего урока. Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и аморфным телам!!!

Учитель химии. К сожалению, экскурсии на предприятия пока не разрешены. В нашем городе есть общество с ограниченной ответственностью «ТИТАН-ПРОФИЛЬ», который занимается выпуском металлочерепицы, профнастила, металлосайдинга, металлокассет; водосточных систем и аксессуар для крыш и стен вашего дома.

Виртуальная экскурсия в холдинговую компанию «Композит».

Если вас заинтересовал процесс создания композитов, то получить специальность можно в тюменском Институте химии ТюмГУ или в ТИИ на кафедре материаловедения.

Внимательно слушают, делают записи в тетради.

Знакомятся с краткой характеристикой предприятия «ТИТАН-ПРОФИЛЬ»

http://vimeo.com/72886831 и холдинговой компанией «Композит» (создание композиционных материалов» https://www.youtube.com/watch?v=L9g9HszaBbM&t=62s .

Закрепление.

(7-8 минут)

Учитель физики организует решение качественных задач. Индивидуальная работа.

 Самостоятельно выполняют задания.

1. Почему в мороз снег скрипит под ногами?

2. Кубик, выращенный из монокристалла, может превратиться в параллелепипед при нагревании. Почему это возможно?

3. Вблизи поверхности кристалла, в процессе его роста наблюдаются так называемые концентрационные потоки раствора, поднимающиеся вверх. Объясните это явление.

4. Что будет с кристаллом, если опустить его в ненасыщенный раствор? В пересыщенный раствор?

5. Почему при отвердевании жидкого парафина его объем уменьшается?

6. Задачная формулировка:

посмотрите на кристалл изумруда, прочитайте текст: «По классификации А.Е. Ферсмана изумруд относят к самоцветным камням первого порядка, куда входят алмаз, сапфир, рубин, александрит. Цвет зелени изумруду придают примеси хрома и ванадия. Его

плотность 2, 70 г\см³, твердость 7,5, прозрачен. Сделайте предположение: «Какую кристаллическую решетку может иметь изумруд? Свой ответ обоснуйте.

7. Кроссворд.

Итог урока

Учитель физики. Давайте вернемся к эпиграфу нашего урока.

Познать сущее нельзя извне, можно только изнутри. Философ Бердяев

Как это показательно сегодня. То, что нельзя объяснить с физ. т. зрения. – можно объяснить с точки зрения другой науки химии, математики.

А применение этих материалов в жизни.

Какие цели и задачи мы поставили? Выполнили их?

Достаточно ли было для изучения материала по теме «Твердые вещества» знаний только физики или химии?

Оценки.

Домашнее задание.
Повторить основные понятия.

Изготовить модель решетки кристаллического и аморфного тел.

Отвечают на вопросы. Доказывают взаимосвязь наук.

Тип решетки

Виды частиц в узлах решетки

Вид связи между частицами

Примеры веществ

Физические свойства веществ

Ионная

Ионы

Ионная – связь прочная

Соли, оксиды и гидроксиды типичных металлов

Твердые, прочные, нелетучие, хрупкие, тугоплавкие, многие растворимы в воде, расплавы проводят электрический ток

Атомная

Атомы

1. Ковалентная неполярная - связь очень прочная

2. Ковалентная полярная - связь очень прочная

Простые вещества: алмаз (C), графит (C), бор(B), кремний (Si). Сложные вещества:

оксид алюминия (Al₂O₃), оксид кремния (IV)-SiO₂

Очень твердые, очень тугоплавкие, прочные, нелетучие, нерастворимы в воде

Молекулярная

Молекулы

Между молекулами - слабые силы межмолекулярного притяжения, а вот внутри молекул прочная ковалентная связь

Твердые вещества при особых условиях, которые при обычных условиях - газы или жидкости

(О₂, Н₂, Cl₂, N₂, Br₂, H₂O, CO₂, HCl); сера, белый фосфор, йод; органические вещества

Непрочные, летучие, легкоплавкие, способны к возгонке, имеют небольшую твердость

Металлическая

Атом-ионы

Металлическая разной прочности

Металлы и сплавы

Ковкие, обладают пластичностью, тепло- и электропроводностью, блеском

¹п

о

л

и

к

р

и

с

т

а

л

л

²а

м

о

р

ф

н

о

е

³а

н

и

з

о

т

р

о

п

и

я

⁴ с

н

е

ж

и

н

к

а

⁵с

т

е

к

л

о

⁶с

м

о

л

а

⁷а

л

м

а

з

⁸к

р

и

с

т

а

л

л

⁹м

о

н

о

к

р

и

с

т

а

л

л

¹⁰г

р

а

ф

и

т

¹¹и

з

о

т

р

о

п

и

я

¹²ф

и

а

н

и

т

¹³ф

е

д

о

р

о

в

¹⁴п

о

л

и

м

о

р

ф

и

з

м

¹⁵я

н

т

а

р

ь