Конспект урока по химии "Кристаллические и аморфные тела"

Кристаллические решетки

8 класс

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Вид урока: урок – теоретического исследования и практическая работа.

Цель: Сформировать понимание и обеспечить усвоение теоретических знаний о зависимости физических свойств веществ от их строения через овладение представлениями о типах кристаллических решеток.

Задачи:

Образовательные:

• создать условия для самостоятельного решения учебных и познавательных задач;

• способствовать актуализации и закреплению знаний учащихся об агрегатных состояниях веществах и условиях перехода из одного состояния в другое;

• обеспечить ознакомление с понятиями «аморфного» и «кристаллического» веществ, выявления зависимостисвойств веществ от типов кристаллических решеток, химической связи и строения атомов;

• создать условия для овладения первичными навыками определения типа кристаллической решетки и по ней физических свойстввеществ;

Развивающие:

• способствовать развитию познавательного интереса учащихся к предмету;

• развивать логические познавательные умения (анализ, классификация, сравнение, обобщение, формулирование выводов);

• развивать навыки работы с информацией, представленной в различном виде (текстовая, видео, графическая), и перевода её в другую форму, систематизации в виде схемы или таблицы;

• развивать коммуникативные навыки общения через работу в парах;

Воспитательные:

• культуры умственного труда (ведения записей, самостоятельного оформления информации и др.).

Методы и технологии обучения:информационно-коммуникационные технологии (видеосюжеты, презентация в программе PowerPoint), проблемное обучение, практическая работа, самостоятельная работа учащихся.

Оборудование:презентация «Кристаллические решетки», модели кристаллических решеток разных типов (поваренной соли, алмаза и графита, углекислого газа и йода, металлов), образцы пластмассы, стекла, пластилин, смолы, воск; компьютер, проектор, интерактивная доска.

Ход урока

1. Организационный момент урока. Приветствие.

Проверка готовности обучающихся к уроку (наличие всех необходимых учебных принадлежностей).

Учитель:

Здравствуйте, уважаемые ребята. Меня зовут Татьяна Евгеньевна. Сегодня работать на уроке мы будем вместе. Результаты нашей работы мы будем фиксировать в рабочем листе. Подпишите его. Здесь же мы будем отмечать наши успехи знаком «+», а в конце урока каждый оценит свою работу. Итак, начнем.

2. Постановка проблемы. Актуализация знаний.

В начале нашего урока я предлагаю вам посмотреть короткий видеосюжет. О чем в нем идет речь? Вы скажите мне сами после просмотра, и обязательно прокомментируете условия его существования в природе.

Готовы?

Просмотр видеосюжета «Вода в природе. Три состояния воды».

Учитель:

Замечательный сюжет. Итак, о чем этот видеосюжет?

Учащиеся:

Видеосюжет о воде, о трех состояниях, в которых может находиться вода: твердое, жидкое, газообразное.

Учитель:

Каковы условия перехода воды из одного состояния в другое?

Учащиеся:

При обычных условиях вода находится в жидком состоянии, при понижении температуры ниже 0⁰С вода переходит в твердое состояние-лед, а при повышении температуры до 100⁰С мы получим водяной пар (газообразное состояние).

Учитель:

Действительно, вода, без которой жизнь на Земле была бы невозможной, каждый из нас в жизни наблюдал и в виде газа, и как жидкость, и в виде твердого тела.

Сделайте первые записи в рабочем листе.

Работа с рабочим листом.

Учащимся предлагается записать в рабочем листе агрегатные состояния вещества.

Учитель:

Схема простая, я уверена, вы справились. Сравните с записью на доске. Спасибо.

3. Постановка темы урока, формулирование цели работы.

Учитель:

Я думаю, что вы удивитесь. Любое вещество можно получить в твердом, жидком и газообразном виде. Железный пар и твердый воздух -не правда ли - странное сочетание слов? Однако это вовсе не чепуха: и железный пар, и твердый воздух существуют в природе, но только не при обычных условиях. Наша жизнь протекает в относительно мало меняющихся условиях. Вполне естественно, что мы привыкли к этим обычным условиям и поэтому, говоря простые истины вроде: «железо – твердое тело, воздух – газ», мы забываем добавить: «при нормальных условиях».

При каких условиях это происходит? Металлы при нормальных условиях находятся в твердом состоянии, при нагревании начинают размягчаться, и при определенной температуре переходят в жидкое состояние - плавятся. При нагревании до температуры кипения металлы начинают испаряться, т.е. переходить в газообразное состояние. Оказывается, и любой газ можно перевести в жидкое и твердое состояние, понижая температуру. Например, кислород, который при температуре –194⁰С превращается в жидкость голубого цвета, при температуре –218,8⁰С затвердевает в снегообразную массу, состоящую из кристаллов синего цвета.

Но посмотрите на уже знакомую нам схему. Она изменилась. Значит, и твердые вещества тоже могут быть разными.

Возникает вопрос: как объяснить существование веществ в различных состояниях со столь различными свойствами?

Секрет кроется в строении кристаллической решетки вещества. Это тема нашего урока. Запишите её в рабочем листе.

А вот цель работы на уроке каждому предстоит сформулировать самостоятельно. Для этого воспользуйтесь маршрутной картой темы.Сформулируйте собственную цель: что вы узнаете нового, чему научитесь, какие практические навыки приобретёте. Запишите цель урока в рабочий лист.

Прием «Выбор цели по маршруту».

Постановка цели осуществляется учащимися на основе маршрутной карты изучения новой темы. Маршрутная карта темы представлена на слайде.

Учащиеся формулируют цели работы на уроке.

Учитель просматривает несколько рабочих листов по мере прохождения по кабинету, корректирует. Предлагает нескольким ученикам поделиться своими записями с классом.

Учитель:

Какие цели вы поставили? Давайте обменяемся информацией.

Заслушиваются ответы учащихся. Учитель подмечает интересные моменты в целевых установках учеников.

Учитель:

Действительно, нам предстоит сформироватьпредставление о типах кристаллических решеток, установить зависимость физических свойств вещества от его строения.

4. Основной этап урока. Теоретическое исследование и практическая работа.

Учитель:

Схема требует заполнения. Поэтому сегодня мы будем говорить о твердом агрегатном состоянии вещества.

Твёрдые вещества можно классифицировать, в зависимости от расположения частиц твердого вещества в пространстве, их можно разделить на две группы. Какие? Давайте вместе найдем ответ.

Практическая работа.

Учитель:

Назовите твердые вещества, находящиеся у вас в лабораторном лотке.

Учащиеся:

Металл, пластилин, поваренная соль (NaCl).

Учитель:

Подумайте, какое вещество из названныхможно исключить и почему?

Учащиеся выдвигают предположения.

Учащиеся:

Пластилин.

Учитель:

Предположения различные. Для того чтобы правильно дать характеристику данному веществу, предлагаю изучить дополнительный материал и заполнить в рабочем листе схему «Классификация твердых веществ» и информационную таблицу.

Приложение 1.Текст «Кристаллические и аморфные вещества».

Учащиеся работают с текстом: читают, отбирают информацию для заполнения таблицы. Учащиеся заполняют таблицу и схему.

Учитель по ходу работы обучающихся корректирует, помогает.

Работа с рабочим листом.

Свойство	Кристаллическое тело	Аморфное тело
Расположение частиц в пространстве	Регулярное.	Хаотичное.
Температура плавления	Плавятся при определённой температуре.	Не имеет определённой температуры плавления, а при нагревании размягчается.
Примеры	Поваренная соль, лед, железо.	Сливочное масло, стекло, пластилин.

Учитель:

Какие группы твердых веществ вы выделили? В чём особенности каждой из них? Проверьте результаты своей работы по ключу.

Заслушиваются ответы 1-2 учеников. На слайде представлена таблица как ключ для проверки результатов.

Учащиеся:

Различают два вида твердых веществ: аморфные икристаллические.

У аморфных веществ нет определенной температуры плавления и расположение частиц в них строго не упорядочено.

Кристаллические вещества имеют строго определенную температуру плавления и, главное, характеризуются правильным расположением частиц, из которых они построены: атомов, молекул и ионов

На слайде представлены примеры кристаллических решеток.

а) б)

Рис.1. Расположение атомов в кристаллическом (а) и аморфном (б) веществе

Учитель:

Итак, мы выяснили, что в кристаллических телах частицы расположены регулярно в определённых точках пространства. Если соединить эти точки прямыми линиями образуется пространственный каркас, называемый кристаллической решёткой. Кристаллическую решётку можно представить как простейшие геометрические фигуры, многократно повторяющиеся в пространстве, соединённые общими гранями с такими же фигурами.

Внимание на экран.

Просмотр видеосюжета. Видеосюжет«Модели кристаллических решеток».

Организация работы учеников с рабочим листом.В рабочем листе на рисунке кристаллической решетки по ходу объяснения учителя ученики делают надписи –обозначения.

Учитель:

Точки, в которых размещены частицы кристалла, называют узлами решётки. Здесь могут находиться атомы, молекулы, ионы (простые и сложные), в связи с чем различают: атомные, молекулярные, ионные и металлические кристаллические решётки.

На слайде изображения кристаллических решеток. Такие же изображения и в рабочем листе учеников, где они подписывают каждую кристаллическую решетку.

Учитель:

Для того чтобы понять, на что влияет тип кристаллической решетки,предлагаю вам выполнитьсамостоятельную работу. Работу вы будете выполнять в парах, можно обсуждать, советоваться. У вас в конвертах дано задание. Изучив предложенный текст, заполнитетаблицу.

Ученики работают в паре. Каждой паре предложено одно из 4-х веществ,указанных в сводной таблице. Изучив текст, ученики заполняют таблицу. Затем каждая пара озвучивает результаты своей работы.

Для проверки: а) на доске показывается слайд с таблицей, содержание которой предъявляется последовательно; б) ученики выходят и на интерактивной доске записывают результаты своей работы.

Работа с рабочим листом.

Вещества	Характеристики кристаллической решётки			Физические свойства
	Тип химической связи	Частицы в узлах кристаллической решётки	Тип кристаллической решётки
Хлорид натрия	Ионная – связь прочная	ионы	ионная	Твердые, прочные, нелетучие, хрупкие, тугоплавкие, многие растворимы в воде, расплавы проводят электрический ток.
Алмаз	1.Ковалентная неполярнаясвязь очень прочная.	атомы	атомная	Очень твердые, тугоплавкие, прочные,нелетучие, не растворимы в воде.
Вода	Между молекулами слабые силымежмолекулярногопритяжения, а вотвнутри молекул - прочная ковалентная связь.	молекулы	молекулярная	Непрочные, летучие, легкоплавкие, способны к возгонке, имеют небольшую твердость.
Железо	Металлическая - разной прочности.	атом-ионы	металлическая	Ковкие, обладают блеском, пластичностью, тепло-и электропроводны

Учитель:

Подведём итоги нашего обсуждения. Сделаем вывод: на что влияет тип кристаллической решетки?

Учащиеся:

От типа кристаллической решетки зависят физические свойства веществ.

Учащиеся могут с опорой на собственную таблицу дать более подробные объяснения.

5. Первичное закрепление знаний. Применение теоретических знаний на практике.

Учитель:

Мы рассмотрели кристаллические решётки, знаем отличие кристаллических и аморфных тел друг от друга, понимаем, как их свойства зависят от кристаллического строения. Мы познакомились с новым законом – законом постоянства состава вещества.

Думаю, вы готовы к тренировке практических умений определения типа кристаллической решетки и по ней свойств вещества.

Учащимся предлагается зачеркнуть по вертикали (горизонтали, диагонали) вещества, имеющие одинаковую кристаллическую решетку. При выполнении пользуйтесь подсказками всоей таблице.

Учащиеся самостоятельно выполняют работу, учитель по ходу корректирует, оказывает индивидуальную поддержку.

Проверка по ключу на слайде презентации.

Работа с рабочим листом.

NaCl	N2O	Mg(OH)2		МgCl2	H2O	Na
CO2	K2S	NH3		NaNO3	SO2	KOH
Cl2	O2	NaOH		K	Cl2	HCl

МgCl2	H2O	Na		МgCl2	H2O	Na
NaNO3	Ca	KOH		C	B	Si
K	Cl2	HCl		K	Cl2	HCl

6. Рефлексия.

Учитель:

Проверьте результаты своей работы. Оцените, насколько вы достигли поставленной в начале урока цели. За активную работу на уроке отметки ….

Учащиеся оценивают достижение своей цели на шкале.

7. Закрепление практических навыков. Организация самостоятельной работы учащихся.

(за 15 минут до окончания урока)

Организуется работа в группах.

Учитель:

В качестве тренировки знаний и практических умений по теме «Кристаллические решетки» предлагаю практическую работу.

Задание:

Используя пластилин и зубочистки, изготовьте модели кристаллических решёток: фторида лития, кислорода, алмаза.

Для выполнения этого задания каждая группа получает карточку инструкцию.

Карточка-инструкция

1. Используя приложение 1, изучить строение, свойства веществ с:

• ионной;

• атомной;

• молекулярной;

• металлической кристаллической решеткой.

2. Полученные знания оформить в виде таблицы:

Тип кристаллической решетки	Частицы, образующие кристалл	Вид химической связи	Свойства кристаллического вещества	Примеры веществ.
1. Ионная
2. Атомная
3. Молекулярная
4.Металлическая

8. Домашнее задание.

Домашнее задание § 22, смоделировать кристаллическую решётку любого вещества из любого материала. В качестве творческого задания предлагается вырастить кристаллы. Для выполнения работы дается памятка (приложение 3).

Приложение 1

Кристаллические и аморфные вещества

В кристаллических веществах атомы расположены в строгом порядке – в узлах кристаллической решетки. В аморфных веществах атомы расположены беспорядочно, так же, как и в жидкостях. Кристаллические вещества имеют строго определенную температуру плавления. Это объясняется так: атомы в узлах кристаллической решетки не могут свободно двигаться, а могут лишь совершать небольшие колебания. При нагревании твердого кристаллического вещества атомы в узлах решетки начинают колебаться сильнее. Наконец, при какой-то определенной температуре колебания становятся настолько сильными, что атомы больше не могут удерживаться в кристаллической решетке и вещество плавится, превращаясь в жидкость. Аморфные вещества не имеют строго определенной температуры плавления. Так как в аморфном веществе атомы расположены беспорядочно, то при повышении температуры они приобретают все большую свободу движения, и вещество не плавится, а постепенно размягчается, превращаясь в очень вязкую жидкость. Чем выше температура, тем меньше вязкость, тем более подвижна жидкость. Пластилин в отличие от металлов и хлорида натрия не имеет определенной температуры плавления он (пластилин) постепенно размягчается и переходит в текучее состояние. Таков, например, шоколад, который тает во рту, или жевательная резинка, а также стекло, пластмассы, смолы, воск. Такие вещества называют аморфными,а металлы и хлорид натрия кристаллические. Таким образом, различают два вида твердых веществ: аморфные икристаллические.

Приложение 2

Типы кристаллических решеток

Вещества	Характеристики кристаллической решётки			Физические свойства
	Тип химической связи	Частицы в узлах кристаллической решётки	Тип кристаллической решётки
Хлорид натрия
Алмаз
Вода
Железо

Кристаллические решетки, состоящие из ионов, называютсяионными. Их образуют вещества с ионной связью. Примером может служить кристалл хлорида натрия, в котором, как уже отмечалось, каждый ион натрия окружен шестью хлорид-ионами, а каждый хлорид-ион - шестью ионами натрия. Такому расположению соответствует наиболее плотная упаковка, если ионы представить в виде шаров, размещенных в кристалле. Очень часто кристаллические решетки изображают, как показано на рисунке.

Итак, в кристалле хлорида натрия нельзя выделить отдельные молекулы соли. Их нет. Весь кристалл следует рассматривать как гигантскую макромолекулу, состоящую из равного числа ионов Na⁺ и Cl^-, Na_nCl_n, где n - большое число. Связи между ионами в таком кристалле весьма прочны. Поэтому вещества с ионной решеткой обладают сравнительно высокой твердостью. Они тугоплавки и малолетучи.Плавление ионных кристаллов приводит к нарушению геометрически правильной ориентации ионов относительно друг друга и уменьшению прочности связи между ними. Поэтому расплавы их проводят электрический ток. Ионные соединения, как правило, легко растворяются в жидкостях, состоящих из полярных молекул, например в воде.

Типы кристаллических решеток

Вещества	Характеристики кристаллической решётки			Физические свойства
	Тип химической связи	Частицы в узлах кристаллической решётки	Тип кристаллической решётки
Хлорид натрия
Алмаз
Вода
Железо

Кристаллические решетки, в узлах которых находятся отдельные атомы, называютсяатомными. Атомы в таких решетках соединены между собой прочными ковалентными связями. Примером может служить алмаз – одна из модификаций углерода. Алмаз состоит из атомов углерода, каждый из которых связан с четырьмя соседними атомами. В решетке алмаза, как и в решетке хлорида натрия, молекулы отсутствуют. Весь кристалл следует рассматривать как гигантскую молекулу. Атомная кристаллическая решетка характерна для твердого бора, кремния, германия и соединений некоторых элементов с углеродом и кремнием.

Типы кристаллических решеток

Вещества	Характеристики кристаллической решётки			Физические свойства
	Тип химической связи	Частицы в узлах кристаллической решётки	Тип кристаллической решётки
Хлорид натрия
Алмаз
Вода
Железо

Кристаллические решетки, состоящие из молекул (полярных и неполярных), называютсямолекулярными.

Молекулы в таких решетках соединены между собой сравнительно слабыми межмолекулярными силами. Поэтому вещества с молекулярной решеткой имеют малую твердость и низкие температуры плавления, нерастворимы или малорастворимы в воде, их растворы почти не проводят электрический ток. Число неорганических веществ с молекулярной решеткой невелико.

Примерами их являются лед, твердый оксид углерода (IV) («сухой лед»), твердые галогеноводороды, твердые простые вещества, образованные одно- (благородные газы), двух- (F₂, Сl₂, Br₂, I₂, Н₂, О₂, N₂), трех- (О₃), четырех- (Р₄), восьми- (S₈) атомными молекулами. Молекулярная кристаллическая решетка йода показана на рис . Большинство кристаллических органических соединений имеют молекулярную решетку.

Типы кристаллических решеток

Вещества	Характеристики кристаллической решётки			Физические свойства
	Тип химической связи	Частицы в узлах кристаллической решётки	Тип кристаллической решётки
Хлорид натрия
Алмаз
Вода
Железо

Металлической называется такая кристаллическая решетка, узлы которой сформированы атомами и положительными ионами (катионами) металла со свободными валентными электронами (отцепившимися от атомов при образовании ионов), беспорядочно движущимися в объеме кристалла. Однако эти электроны по существу являются полусвободными, так как могут беспрепятственно перемещаться только в рамках, которые ограничивает данная кристаллическая решетка.

Электростатические электроны и положительные ионы металлов взаимно притягиваются, чем объясняется стабильность металлической кристаллической решетки. Совокупность свободных движущихся электронов называют электронным газом – он обеспечивает хорошую электро- и теплопроводность металлов. При появлении электрического напряжения электроны устремляются к положительной частице, участвуя в создании электрического тока и взаимодействуя с ионами.

Металлическая кристаллическая решетка характерна, главным образом, для элементарных металлов, а также для соединений различных металлов друг с другом. Основные свойства, которые присущи металлическим кристаллам(механическая прочность, летучесть, температура плавления), достаточно сильно колеблются. Однако такие физические свойства, как пластичность, ковкость, высокая электро- и теплопроводность, характерный металлический блеск свойственны лишь исключительно кристаллам с металлической решеткой.

На рисунке представлена металлическая кристаллическая решетка железа.

Приложение 3

Памятка

«Выращивание кристаллов»

Кристаллы можно вырастить в бытовых условиях. Попробуйте выполнить творческое домашнее задание по выращиванию кристаллов.

Оборудование и реактивы.Чистые стаканы, картон, карандаш, нитки; вода, соль (NaCl, или СuSO₄, или KNO₃.)

Ход работы

Первый способ.

Приготовьте насыщенный раствор выбранной вами соли. Для этого в горячую воду насыпьте порциями соль и перемешивайте до растворения. Как только соль перестанет растворяться, раствор насыщен. Раствор профильтруйте через марлю. Этот раствор налейте в стакан, положите карандаш с ниткой и грузом (пуговичка, например). Через 2–3 дня груз должен обрасти кристалликами.

Второй способ.

Банку с насыщенным раствором закройте картоном и подождите, пока при медленном охлаждении на дно выпадут кристаллы. Обсушите кристаллы на салфетке, несколько самых привлекательных укрепите на нитке, привяжите к карандашу и опустите в насыщенный раствор, освобожденный от других кристаллов. Кристаллы могут расти 2–3 недели.