Powrót do przodu

Uwaga! Podglądy slajdów służą wyłącznie celom informacyjnym i mogą nie odzwierciedlać wszystkich funkcji prezentacji. Jeśli jesteś zainteresowany ta praca, pobierz pełną wersję.

Typ lekcji: W połączeniu.

Główny cel lekcji: Przekazanie uczniom konkretnych pomysłów na temat substancji amorficznych i krystalicznych, rodzajów sieci krystalicznych, ustalenie związku między strukturą i właściwościami substancji.

Cele Lekcji.

Edukacyjne: formułowanie pojęć dotyczących stanu krystalicznego i amorficznego ciał stałych, zapoznawanie studentów z różnymi typami sieci krystalicznych, ustalanie zależności właściwości fizycznych kryształu od charakteru wiązania chemicznego w krysztale i rodzaju kryształu siatka, aby dać studentom podstawowe pojęcia na temat wpływu natury wiązań chemicznych i rodzajów sieci krystalicznych na właściwości materii, dać studentom pojęcie o prawie stałości składu.

Edukacyjne: kontynuuj kształtowanie światopoglądu uczniów, uwzględniaj wzajemny wpływ składników całych cząstek strukturalnych substancji, w wyniku czego pojawiają się nowe właściwości, rozwijaj umiejętność organizowania pracy edukacyjnej i przestrzegaj zasad pracy w drużyna.

Rozwojowe: rozwijaj zainteresowania poznawcze uczniów w sytuacjach problemowych; doskonalenie umiejętności ustalania przyczynowo-skutkowej zależności właściwości fizycznych substancji od wiązań chemicznych i rodzaju sieci krystalicznej, przewidywania rodzaju sieci krystalicznej na podstawie właściwości fizycznych substancji.

Sprzęt: Układ okresowy D.I. Mendelejew, zbiór „Metale”, niemetale: siarka, grafit, czerwony fosfor, tlen; Prezentacja „Sieci krystaliczne”, modele sieci krystalicznych różnych typów (sól kuchenna, diament i grafit, dwutlenek węgla i jod, metale), próbki tworzyw sztucznych i wyrobów z nich wykonanych, szkło, plastelina, żywice, wosk, guma do żucia, czekolada , komputer, instalacja multimedialna, eksperyment wideo „Sublimacja kwasu benzoesowego”.

Podczas zajęć

1. Moment organizacyjny.

Nauczyciel wita uczniów i rejestruje nieobecności.

Następnie podaje temat lekcji i cel lekcji. Uczniowie zapisują w zeszytach temat zajęć. (Slajdy 1, 2).

2. Sprawdzanie pracy domowej

(2 uczniów przy tablicy: Określ rodzaj wiązania chemicznego substancji za pomocą wzorów:

1) NaCl, CO2, I2; 2) Na, NaOH, H 2 S (odpowiedź zapisz na tablicy i uwzględnij w ankiecie).

3. Analiza sytuacji.

Nauczyciel: Czego uczy chemia? Odpowiedź: Chemia to nauka o substancjach, ich właściwościach i przemianach substancji.

Nauczyciel: Co to jest substancja? Odpowiedź: Materia jest tym, z czego zbudowane jest ciało fizyczne. (slajd 3).

Nauczyciel: Jakie znasz stany materii?

Odpowiedź: Istnieją trzy stany skupienia: stały, ciekły i gazowy. (slajd 4).

Nauczyciel: Podaj przykłady substancji, które mogą istnieć we wszystkich trzech stanach skupienia w różnych temperaturach.

Odpowiedź: Woda. W normalnych warunkach woda jest w stanie ciekłym, gdy temperatura spadnie poniżej 0 0 C, woda przechodzi w stan stały - lód, a gdy temperatura wzrośnie do 100 0 C otrzymujemy parę wodną (stan gazowy).

Nauczyciel (dodatek): Każdą substancję można otrzymać w postaci stałej, ciekłej i gazowej. Oprócz wody są to metale, które w normalnych warunkach znajdują się w stanie stałym, po podgrzaniu zaczynają mięknąć, a w określonej temperaturze (t pl) zmieniają się w stan ciekły - topią się. Przy dalszym ogrzewaniu do temperatury wrzenia metale zaczynają odparowywać, tj. przejść w stan gazowy. Każdy gaz można przekształcić w stan ciekły i stały poprzez obniżenie temperatury: na przykład tlen, który w temperaturze (-194 0 C) zamienia się w niebieską ciecz, a w temperaturze (-218,8 0 C) zestala się w przypominająca śnieg masa składająca się z kryształów koloru niebieskiego. Dziś na zajęciach przyjrzymy się stanowi stałemu materii.

Nauczyciel: Nazwij, jakie substancje stałe znajdują się na twoich stołach.

Odpowiedź: Metale, plastelina, sól: NaCl, grafit.

Nauczyciel: Co o tym myślisz? Która z tych substancji jest w nadmiarze?

Odpowiedź: Plastelina.

Nauczyciel: Dlaczego?

Poczyniono założenia. Jeśli uczniom sprawia to trudność, to przy pomocy nauczyciela dochodzą do wniosku, że plastelina w przeciwieństwie do metali i chlorku sodu nie ma określonej temperatury topnienia - stopniowo (plastelina) mięknie i przechodzi w stan płynny. Jest to np. rozpływająca się w ustach czekolada czy guma do żucia, a także szkło, tworzywa sztuczne, żywice, wosk (w trakcie objaśnień nauczyciel pokazuje klasowym próbki tych substancji). Takie substancje nazywane są amorficznymi. (slajd 5), a metale i chlorek sodu są krystaliczne. (Slajd 6).

W ten sposób rozróżnia się dwa rodzaje ciał stałych : amorficzny i krystaliczny. (slajd 7).

1) Substancje amorficzne nie mają określonej temperatury topnienia, a układ cząstek w nich nie jest ściśle uporządkowany.

Substancje krystaliczne mają ściśle określoną temperaturę topnienia i co najważniejsze charakteryzują się prawidłowym ułożeniem cząstek, z których są zbudowane: atomów, cząsteczek i jonów. Cząstki te rozmieszczone są w ściśle określonych punktach przestrzeni, a jeśli węzły te zostaną połączone liniami prostymi, wówczas powstanie układ przestrzenny – komórka kryształowa.

Nauczyciel pyta problematyczne kwestie

Jak wytłumaczyć istnienie ciał stałych o tak różnych właściwościach?

2) Dlaczego substancje krystaliczne pod wpływem uderzenia rozdzielają się w pewnych płaszczyznach, ale substancje amorficzne nie mają tej właściwości?

Posłuchaj odpowiedzi uczniów i poprowadź ich do wniosek:

Właściwości substancji w stanie stałym zależą od rodzaju sieci krystalicznej (przede wszystkim od tego, jakie cząstki znajdują się w jej węzłach), o czym z kolei decyduje rodzaj wiązania chemicznego w danej substancji.

Sprawdzanie pracy domowej:

1) NaCl – wiązanie jonowe,

CO 2 – kowalencyjne wiązanie polarne

I 2 – kowalencyjne wiązanie niepolarne

2) Na – wiązanie metaliczne

NaOH - wiązanie jonowe pomiędzy jonem Na + - (kowalencyjne O i H)

H 2 S - kowalencyjny polarny

Badanie frontalne.

• Które wiązanie nazywamy jonowym?
• Jakie wiązanie nazywamy kowalencyjnym?
• Które wiązanie nazywa się spolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym? niepolarny?
• Jak nazywa się elektroujemność?

Wniosek: Istnieje logiczny ciąg zależności zjawisk w przyrodzie: Budowa atomu -> EO -> Rodzaje wiązań chemicznych -> Rodzaj sieci krystalicznej -> Właściwości substancji . (slajd 10).

Nauczyciel: W zależności od rodzaju cząstek i charakteru połączenia między nimi rozróżniają cztery typy sieci krystalicznych: jonowe, molekularne, atomowe i metaliczne. (slajd 11).

Wyniki prezentuje poniższa tabela – przykładowa tabela przy biurkach uczniów. (patrz dodatek 1). (slajd 12).

Jonowe sieci krystaliczne

Nauczyciel: Co o tym myślisz? Dla substancji z jakim typem wiązania chemicznego będzie charakterystyczny ten typ sieci?

Odpowiedź: Substancje posiadające jonowe wiązania chemiczne będą charakteryzować się siecią jonową.

Nauczyciel: Jakie cząstki będą w węzłach sieci?

Odpowiedź: Jonasz.

Nauczyciel: Jakie cząstki nazywane są jonami?

Odpowiedź: Jony to cząstki posiadające ładunek dodatni lub ujemny.

Nauczyciel: Jaki jest skład jonów?

Odpowiedź: Proste i złożone.

Demonstracja - model sieci krystalicznej chlorku sodu (NaCl).

Wyjaśnienie nauczyciela: W węzłach sieci krystalicznej chlorku sodu znajdują się jony sodu i chloru.

W kryształach NaCl nie ma pojedynczych cząsteczek chlorku sodu. Cały kryształ należy uważać za gigantyczną makrocząsteczkę składającą się z równa liczba jony Na + i Cl -, Na n Cl n, gdzie n jest dużą liczbą.

Wiązania pomiędzy jonami w takim krysztale są bardzo silne. Dlatego substancje z siecią jonową mają stosunkowo wysoką twardość. Są ogniotrwałe, nielotne i kruche. Stopy je przewodzą Elektryczność(Dlaczego?), łatwo rozpuszczalny w wodzie.

Związki jonowe to binarne związki metali (I A i II A), soli i zasad.

Atomowe sieci krystaliczne

Demonstracja sieci krystalicznych diamentu i grafitu.

Uczniowie mają na stole próbki grafitu.

Nauczyciel: Jakie cząstki będą zlokalizowane w węzłach atomowej sieci krystalicznej?

Odpowiedź: W węzłach atomowej sieci krystalicznej znajdują się pojedyncze atomy.

Nauczyciel: Jakie wiązanie chemiczne powstanie pomiędzy atomami?

Odpowiedź: Kowalencyjne wiązanie chemiczne.

Wyjaśnienia nauczyciela.

Rzeczywiście, w miejscach atomowych sieci krystalicznych znajdują się pojedyncze atomy połączone ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi. Ponieważ atomy, podobnie jak jony, mogą być różnie rozmieszczone w przestrzeni, powstają kryształy o różnych kształtach.

Atomowa sieć krystaliczna diamentu

W tych sieciach nie ma cząsteczek. Cały kryształ należy uważać za gigantyczną cząsteczkę. Przykładami substancji o tego typu sieciach krystalicznych są alotropowe modyfikacje węgla: diament, grafit; a także bor, krzem, czerwony fosfor, german. Pytanie: Jaki jest skład tych substancji? Odpowiedź: Prosty w składzie.

Atomowe sieci krystaliczne mają nie tylko proste, ale także złożone. Na przykład tlenek glinu, tlenek krzemu. Wszystkie te substancje mają bardzo wysoką temperaturę topnienia (dla diamentu powyżej 3500 0 C), są mocne i twarde, nielotne i praktycznie nierozpuszczalne w cieczach.

Metalowe sieci krystaliczne

Nauczyciel: Chłopaki, macie na swoich stołach kolekcję metali, spójrzmy na te próbki.

Pytanie: Jakie wiązanie chemiczne jest charakterystyczne dla metali?

Odpowiedź: Metal. Wiązanie w metalach pomiędzy jonami dodatnimi poprzez wspólne elektrony.

Pytanie: Jakie są wspólne właściwości fizyczne Czy są one typowe dla metali?

Odpowiedź: Połysk, przewodność elektryczna, przewodność cieplna, plastyczność.

Pytanie: Wyjaśnij, jaki jest powód, że tak wiele różnych substancji ma te same właściwości fizyczne?

Odpowiedź: Metale mają jedną strukturę.

Demonstracja modeli metalowych sieci krystalicznych.

Wyjaśnienie nauczyciela.

Substancje z wiązaniami metalicznymi mają metaliczne sieci krystaliczne

W miejscach takich sieci znajdują się atomy i jony dodatnie metali, a elektrony walencyjne poruszają się swobodnie w objętości kryształu. Elektrony przyciągają elektrostatycznie dodatnie jony metali. To wyjaśnia stabilność sieci.

Molekularne sieci krystaliczne

Nauczyciel demonstruje i nazywa substancje: jod, siarka.

Pytanie: Co łączy te substancje?

Odpowiedź: Substancje te są niemetalami. Prosty w składzie.

Pytanie: Jakie jest wiązanie chemiczne wewnątrz cząsteczek?

Odpowiedź: Wiązanie chemiczne wewnątrz cząsteczek jest kowalencyjne niepolarne.

Pytanie: Jakie właściwości fizyczne są dla nich charakterystyczne?

Odpowiedź: Lotny, topliwy, słabo rozpuszczalny w wodzie.

Nauczyciel: Porównajmy właściwości metali i niemetali. Studenci odpowiadają, że właściwości są zasadniczo różne.

Pytanie: Dlaczego właściwości niemetali bardzo różnią się od właściwości metali?

Odpowiedź: Metale mają wiązania metaliczne, podczas gdy niemetale mają kowalencyjne, niepolarne wiązania.

Nauczyciel: Dlatego rodzaj sieci jest inny. Molekularny.

Pytanie: Jakie cząstki znajdują się w punktach sieci?

Odpowiedź: Cząsteczki.

Demonstracja sieci krystalicznych dwutlenku węgla i jodu.

Wyjaśnienie nauczyciela.

Molekularna sieć krystaliczna

Jak widzimy, nie tylko ciała stałe mogą mieć molekularną sieć krystaliczną. prosty substancje: gazy szlachetne, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, fosfor biały P 4, ale także złożony: woda stała, chlorowodór stały i siarkowodór. Większość stałych związków organicznych ma molekularne sieci krystaliczne (naftalen, glukoza, cukier).

Miejsca sieciowe zawierają cząsteczki niepolarne lub polarne. Pomimo tego, że atomy wewnątrz cząsteczek są połączone silnymi wiązaniami kowalencyjnymi, pomiędzy samymi cząsteczkami działają słabe siły międzycząsteczkowe.

Wniosek: Substancje są kruche, mają niską twardość, niską temperaturę topnienia, są lotne i zdolne do sublimacji.

Pytanie : Który proces nazywa się sublimacją lub sublimacją?

Odpowiedź : Przejście substancji ze stałego stanu skupienia bezpośrednio do stanu gazowego z pominięciem stanu ciekłego nazywa się sublimacja lub sublimacja.

Demonstracja doświadczenia: sublimacja kwasu benzoesowego (eksperyment wideo).

Praca z wypełnioną tabelą.

Dodatek 1. (slajd 17)

Sieci krystaliczne, rodzaje wiązań i właściwości substancji

Typ kratki	Rodzaje cząstek w miejscach sieci	Rodzaj połączenia między cząstkami	Przykłady substancji	Właściwości fizyczne substancji
joński	Jony	Jonowe – mocne wiązanie	Sole, halogenki (IA, IIA), tlenki i wodorotlenki typowych metali	Ciało stałe, mocne, nielotne, kruche, ogniotrwałe, wiele rozpuszczalne w wodzie, topi się, przewodzi prąd elektryczny
Jądrowy	Atomy	1. Kowalencyjne niepolarne - wiązanie jest bardzo mocne 2. Kowalencyjne polarne - wiązanie jest bardzo mocne	Proste substancje A: diament(C), grafit(C), bor(B), krzem(Si). Substancje złożone: tlenek glinu (Al 2 O 3), tlenek krzemu (IY)-SiO 2	Bardzo twardy, bardzo ogniotrwały, trwały, nielotny, nierozpuszczalny w wodzie
Molekularny	Cząsteczki	Pomiędzy cząsteczkami występują słabe siły przyciągania międzycząsteczkowego, natomiast wewnątrz cząsteczek występuje silne wiązanie kowalencyjne	Ciała stałe w specjalnych warunkach, które w normalnych warunkach są gazami lub cieczami (O 2 , H 2 , Cl 2 , N 2 , Br 2 , H2O, CO2, HCl); siarka, biały fosfor, jod; materia organiczna	Kruche, lotne, topliwe, zdolne do sublimacji, mają niską twardość
Metal	Jony atomowe	Metal o różnej wytrzymałości	Metale i stopy	Plastyczny, błyszczący, ciągliwy, przewodzący ciepło i elektryczność

Pytanie: Który typ sieci krystalicznej spośród omówionych powyżej nie występuje w substancjach prostych?

Odpowiedź: Jonowe sieci krystaliczne.

Pytanie: Czym charakteryzują się sieci krystaliczne proste substancje?

Odpowiedź: Dla prostych substancji - metali - metalowa sieć krystaliczna; dla niemetali - atomowe lub molekularne.

Praca z układem okresowym D.I.Mendelejewa.

Pytanie: Gdzie w układzie okresowym znajdują się pierwiastki metalowe i dlaczego? Elementy niemetalowe i dlaczego?

Odpowiedź: Jeśli narysujesz przekątną od boru do astatu, to w lewym dolnym rogu tej przekątnej będą elementy metalowe, ponieważ na ostatnim poziomie energetycznym zawierają od jednego do trzech elektronów. Są to pierwiastki I A, II A, III A (z wyjątkiem boru), a także cyna i ołów, antymon i wszystkie pierwiastki podgrup wtórnych.

Elementy niemetalowe znajdują się w prawym górnym rogu tej przekątnej, ponieważ na ostatnim poziomie energetycznym zawierają od czterech do ośmiu elektronów. Są to pierwiastki IY A, Y A, YI A, YII A, YIII A oraz bor.

Nauczyciel: Znajdźmy pierwiastki niemetalowe, których proste substancje mają atom sieci krystalicznej (Odpowiedź: C, B, Si) i molekularne ( Odpowiedź: N, S, O , halogeny i gazy szlachetne ).

Nauczyciel: Sformułuj wniosek, jak określić typ sieci krystalicznej prostej substancji w zależności od położenia pierwiastków w układzie okresowym D.I. Mendelejewa.

Odpowiedź: W przypadku pierwiastków metalowych znajdujących się w I A, II A, IIIA (z wyjątkiem boru), a także cyny i ołowiu oraz wszystkich pierwiastków podgrup wtórnych w substancji prostej, typem sieci jest metal.

W przypadku pierwiastków niemetalicznych IY A i boru w substancji prostej sieć krystaliczna jest atomowa; a pierwiastki Y A, YI A, YII A, YIII A w prostych substancjach mają molekularną sieć krystaliczną.

Kontynuujemy pracę z wypełnioną tabelą.

Nauczyciel: Spójrz uważnie na stół. Jaki wzór można zaobserwować?

Uważnie słuchamy odpowiedzi uczniów, a następnie wspólnie z klasą wyciągamy następujący wniosek:

Zasada jest następująca: jeśli znana jest budowa substancji, to można przewidzieć ich właściwości i odwrotnie: jeśli znane są właściwości substancji, to można określić ich strukturę. (slajd 18).

Nauczyciel: Spójrz uważnie na stół. Jaką inną klasyfikację substancji możesz zaproponować?

Jeżeli uczniom sprawia to trudność, nauczyciel wyjaśnia tę kwestię Substancje można podzielić na substancje o budowie molekularnej i niemolekularnej. (slajd 19).

Substancje o strukturze molekularnej składają się z cząsteczek.

Substancje o budowie niemolekularnej składają się z atomów i jonów.

Prawo stałości składu

Nauczyciel: Dzisiaj zapoznamy się z jednym z podstawowych praw chemii. Jest to prawo stałości składu, które odkrył francuski chemik J.L. Proust. Prawo obowiązuje tylko dla substancji o strukturze molekularnej. Obecnie prawo brzmi następująco: „Molekularne związki chemiczne, niezależnie od sposobu ich przygotowania, mają stały skład i właściwości”. Ale w przypadku substancji o strukturze niemolekularnej prawo to nie zawsze jest prawdziwe.

Teoretyczne i Praktyczne znaczenie Prawo jest takie, że na jego podstawie skład substancji można wyrazić za pomocą wzorów chemicznych (w przypadku wielu substancji o budowie niemolekularnej wzór chemiczny pokazuje skład cząsteczki warunkowej, a nie rzeczywistej).

Wniosek: Wzór chemiczny substancji zawiera wiele informacji.(slajd 21)

Na przykład SO 3:

1. Konkretną substancją jest dwutlenek siarki lub tlenek siarki (YI).

2.Rodzaj substancji – złożona; klasa - tlenek.

3. Skład jakościowy - składa się z dwóch pierwiastków: siarki i tlenu.

4. Skład ilościowy - cząsteczka składa się z 1 atomu siarki i 3 atomów tlenu.

5. Względna masa cząsteczkowa - M r (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Masa cząsteczkowa - M(SO 3) = 80 g/mol.

7. Wiele innych informacji.

Utrwalanie i zastosowanie zdobytej wiedzy

(slajdy 22, 23).

Gra w kółko i krzyżyk: przekreśl substancje o tej samej sieci krystalicznej w pionie, poziomie i po przekątnej.

Odbicie.

Nauczyciel zadaje pytanie: „Chłopaki, czego nowego nauczyliście się na zajęciach?”

Podsumowanie lekcji

Nauczyciel: Chłopaki, podsumujmy główne wyniki naszej lekcji - odpowiedzcie na pytania.

1. Jakich klasyfikacji substancji się nauczyłeś?

2. Jak rozumiesz pojęcie sieci krystalicznej?

3. Jakie rodzaje sieci krystalicznych znasz teraz?

4. O jakich prawidłowościach w budowie i właściwościach substancji się dowiedziałeś?

5. W jakim stanie skupienia substancje mają sieci krystaliczne?

6. Jakiego podstawowego prawa chemii nauczyłeś się na zajęciach?

Praca domowa: §22, notatki.

1. Uzupełnij formuły substancji: chlorek wapnia, tlenek krzemu (IY), azot, siarkowodór.

Określ rodzaj sieci krystalicznej i spróbuj przewidzieć, jakie powinny być temperatury topnienia tych substancji.

2. Zadanie kreatywne -> ułóż pytania do akapitu.

Nauczyciel dziękuje za lekcję. Daje oceny uczniom.

Data publikacji 01.07.2013 17:01

Powstaje absolutnie każda substancja chemiczna istniejąca w przyrodzie duża liczba identyczne cząstki, które są ze sobą połączone. Wszystkie substancje występują w trzech stanach skupienia: gazowym, ciekłym i stałym. Gdy ruch termiczny jest utrudniony (w niskich temperaturach), a także w ciałach stałych, cząstki są ściśle zorientowane w przestrzeni, co objawia się ich precyzyjną organizacją strukturalną.

Sieć krystaliczna substancji to struktura o geometrycznie uporządkowanym układzie cząstek (atomów, cząsteczek lub jonów) w określonych punktach przestrzeni. W różnych sieciach rozróżnia się przestrzeń śródmiąższową i same węzły - punkty, w których znajdują się same cząstki.

Istnieją cztery rodzaje sieci krystalicznej: metaliczna, molekularna, atomowa i jonowa. Rodzaje sieci określa się ze względu na rodzaj cząstek znajdujących się w ich węzłach, a także charakter połączeń między nimi.

Sieć krystaliczną nazywa się molekularną, jeśli w jej węzłach znajdują się cząsteczki. Są one połączone stosunkowo słabymi siłami międzycząsteczkowymi, zwanymi siłami van der Waalsa, ale same atomy wewnątrz cząsteczki są połączone znacznie silniejszym wiązaniem kowalencyjnym (polarnym lub niepolarnym). Molekularna sieć krystaliczna jest charakterystyczna dla chloru, stałego wodoru, dwutlenku węgla i innych substancji, które są gazowe normalna temperatura.

Kryształy tworzące gazy szlachetne mają również sieci molekularne składające się z cząsteczek jednoatomowych. Najbardziej solidny materia organiczna mają dokładnie taką strukturę. Numer substancje nieorganiczne, które charakteryzują się budową molekularną, jest bardzo mała. Są to na przykład stałe halogenowodory, naturalna siarka, lód, proste ciała stałe i inne.

Po podgrzaniu stosunkowo słabe wiązania międzycząsteczkowe dość łatwo ulegają zniszczeniu, dlatego substancje o takich sieciach mają bardzo niską temperaturę topnienia i małą twardość, są nierozpuszczalne lub słabo rozpuszczalne w wodzie, ich roztwory praktycznie nie przewodzą prądu elektrycznego i charakteryzują się znaczną lotnością . Temperatury minimalne wrzenie i topienie – dla substancji zbudowanych z cząsteczek niepolarnych.

Sieć krystaliczną nazywa się metaliczną, której węzły tworzą atomy i jony dodatnie (kationy) metalu z wolnymi elektronami walencyjnymi (odłączonymi od atomów podczas tworzenia jonów), poruszającymi się losowo w objętości kryształu. Jednakże elektrony te są zasadniczo półswobodne, ponieważ mogą poruszać się swobodnie tylko w ramach ograniczonych przez daną sieć krystaliczną.

Elektrony elektrostatyczne i dodatnie jony metali przyciągają się wzajemnie, co wyjaśnia stabilność metalowej sieci krystalicznej. Zbiór swobodnie poruszających się elektronów nazywany jest gazem elektronowym - zapewnia dobrą przewodność elektryczną i cieplną metali. Kiedy pojawia się napięcie elektryczne, elektrony pędzą do cząstki dodatniej, uczestnicząc w tworzeniu prądu elektrycznego i oddziałując z jonami.

Sieć krystaliczna metalu jest charakterystyczna głównie dla metali elementarnych, a także związków różne metale razem. Podstawowe właściwości charakterystyczne dla kryształów metali (wytrzymałość mechaniczna, lotność, temperatura topnienia) zmieniają się dość silnie. Jednak takie właściwości fizyczne jak plastyczność, plastyczność, wysoka przewodność elektryczna i cieplna oraz charakterystyczny metaliczny połysk są charakterystyczne tylko dla kryształów z metalową siatką.

Strona 1

Molekularne sieci krystaliczne i odpowiadające im wiązania molekularne powstają głównie w kryształach tych substancji, w których cząsteczkach wiązania są kowalencyjne. Po podgrzaniu wiązania między cząsteczkami łatwo ulegają zniszczeniu, dlatego substancje posiadające sieci molekularne mają niskie temperatury topnienia.  

Molekularne sieci krystaliczne powstają z cząsteczek polarnych, pomiędzy którymi powstają siły oddziaływania, tzw. siły van der Waalsa, które mają charakter elektryczny. W sieci molekularnej tworzą raczej słabe wiązanie. Lód, naturalna siarka i wiele związków organicznych mają molekularną sieć krystaliczną.  

Molekularną sieć krystaliczną jodu pokazano na ryc. 3.17. Najbardziej krystaliczny związki organiczne mają sieć molekularną.  

Węzły molekularnej sieci krystalicznej są utworzone przez cząsteczki. Na przykład kryształy wodoru, tlenu, azotu, gazów szlachetnych, dwutlenku węgla i substancji organicznych mają sieć molekularną.  

Obecność molekularnej sieci krystalicznej fazy stałej jest przyczyną niewielkiej adsorpcji jonów z ługu macierzystego, a co za tym idzie, znacznie większej czystości wydzieleń w porównaniu z osadami charakteryzującymi się kryształem jonowym. Ponieważ wytrącanie w tym przypadku zachodzi w optymalnym obszarze kwasowości, który jest inny dla jonów wytrącanych przez ten odczynnik, zależy to od wartości odpowiednich stałych stabilności kompleksów. Fakt ten pozwala, regulując kwasowość roztworu, uzyskać selektywne, a czasem nawet specyficzne wytrącanie określonych jonów. Podobne wyniki można często uzyskać poprzez odpowiednią modyfikację grup donorowych w odczynnikach organicznych, biorąc pod uwagę charakterystykę wytrąconych kationów kompleksujących.  

W molekularnych sieciach krystalicznych obserwuje się lokalną anizotropię wiązań, a mianowicie: siły wewnątrzcząsteczkowe są bardzo duże w porównaniu z siłami międzycząsteczkowymi.  

W molekularnych sieciach krystalicznych cząsteczki znajdują się w miejscach sieci. Większość substancji z wiązaniami kowalencyjnymi tworzy kryształy tego typu. Sieci molekularne tworzą stały wodór, chlor, dwutlenek węgla i inne substancje, które w zwykłych temperaturach mają charakter gazowy. Do tego typu należą również kryształy większości substancji organicznych. Zatem znanych jest wiele substancji posiadających molekularną sieć krystaliczną.  

W molekularnych sieciach krystalicznych cząsteczki składowe są połączone ze sobą za pomocą stosunkowo słabych sił van der Waalsa, podczas gdy atomy w cząsteczce są połączone znacznie silniejszymi wiązaniami kowalencyjnymi. Dlatego w takich sieciach cząsteczki zachowują swoją indywidualność i zajmują jedno miejsce sieci krystalicznej. Podstawienie jest tutaj możliwe, jeśli cząsteczki mają podobny kształt i rozmiar. Ponieważ siły łączące cząsteczki są stosunkowo słabe, granice podstawienia są tutaj znacznie szersze. Jak pokazał Nikitin, atomy gazów szlachetnych mogą izomorficznie zastępować cząsteczki CO2, SO2, CH3COCH3 i inne w sieciach tych substancji. Podobieństwa wzór chemiczny tutaj okazuje się, że jest to opcjonalne.  

W molekularnych sieciach krystalicznych cząsteczki znajdują się w miejscach sieci. Większość substancji z wiązaniami kowalencyjnymi tworzy kryształy tego typu. Sieci molekularne tworzą stały wodór, chlor, dwutlenek węgla i inne substancje, które w zwykłych temperaturach mają charakter gazowy. Do tego typu należą również kryształy większości substancji organicznych. Zatem znanych jest wiele substancji posiadających molekularną sieć krystaliczną. Cząsteczki znajdujące się w miejscach sieci są połączone ze sobą siłami międzycząsteczkowymi (naturę tych sił omówiono powyżej; patrz str. Ponieważ siły międzycząsteczkowe są znacznie słabsze od sił wiązań chemicznych, kryształy molekularne są niskotopliwe, charakteryzują się znaczną lotnością i ich twardość jest niska. Szczególnie niskie temperatury topnienia i wrzenia substancji, których cząsteczki są niepolarne. Na przykład kryształy parafiny są bardzo miękkie, chociaż kowalencyjne. Połączenia SS w cząsteczkach węglowodorów tworzących te kryształy są tak mocne, jak wiązania w diamencie. Kryształy utworzone przez gazy szlachetne należy również sklasyfikować jako molekularne, składające się z cząsteczek jednoatomowych, ponieważ siły walencyjne nie odgrywają roli w tworzeniu tych kryształów, a wiązania między cząstkami mają tutaj taki sam charakter jak w innych kryształach molekularnych; określa to stosunkowo duże odległości międzyatomowe w tych kryształach.  

Schemat rejestracji Debyegramu.

W węzłach molekularnych sieci krystalicznych znajdują się cząsteczki połączone ze sobą słabymi siłami międzycząsteczkowymi. Takie kryształy tworzą substancje z wiązaniami kowalencyjnymi w cząsteczkach. Znanych jest wiele substancji posiadających molekularną sieć krystaliczną. Sieci molekularne zawierają stały wodór, chlor, dwutlenek węgla i inne substancje, które w zwykłych temperaturach mają postać gazową. Do tego typu należą również kryształy większości substancji organicznych.  

Wiązania między jonami w krysztale są bardzo mocne i stabilne, dlatego substancje posiadające sieć jonową mają wysoką twardość i wytrzymałość, są ogniotrwałe i nielotne.

Substancje z jonową siecią krystaliczną mają następujące właściwości:

1. Stosunkowo wysoka twardość i wytrzymałość;

2. Kruchość;

3. Odporność na ciepło;

4. Ogniotrwałość;

5. Niezmienność.

Przykłady: sole - chlorek sodu, węglan potasu, zasady - wodorotlenek wapnia, wodorotlenek sodu.

4. Mechanizm powstawania wiązań kowalencyjnych (wymiana i donor-akceptor).

Każdy atom stara się uzupełnić swój najbardziej zewnętrzny poziom elektronów, aby zmniejszyć energię potencjalną. Dlatego jądro jednego atomu przyciąga się do siebie gęstością elektronów innego atomu i odwrotnie, chmury elektronów dwóch sąsiednich atomów nakładają się.

Wykazanie zastosowania i schemat powstawania kowalencyjnego niepolarnego wiązania chemicznego w cząsteczce wodoru. (Uczniowie zapisują i szkicują diagramy).

Wniosek: Połączenie między atomami w cząsteczce wodoru odbywa się poprzez wspólną parę elektronów. Takie wiązanie nazywa się kowalencyjnym.

Jaki rodzaj wiązania nazywa się niepolarnym wiązaniem kowalencyjnym? (Podręcznik s. 33).

Sporządzanie wzorów elektronicznych cząsteczek prostych substancji niemetali:

CI CI – elektroniczny wzór cząsteczki chloru,

CI – CI to wzór strukturalny cząsteczki chloru.

N N jest wzorem elektronicznym cząsteczki azotu,

N ≡ N to wzór strukturalny cząsteczki azotu.

Elektroujemność. Kowalencyjne wiązania polarne i niepolarne. Wielość wiązań kowalencyjnych.

Ale cząsteczki mogą również tworzyć różne atomy niemetali i w tym przypadku wspólna para elektronów przesunie się do bardziej elektroujemnego pierwiastka chemicznego.

Przestudiuj materiał podręcznika na stronie 34

Wniosek: Metale mają niższą wartość elektroujemności niż niemetale. I jest między nimi bardzo różnie.

Wykazanie powstawania polarnego wiązania kowalencyjnego w cząsteczce chlorowodoru.

Wspólna para elektronów jest przesunięta do chloru, ponieważ jest bardziej elektroujemny. Jest to więc wiązanie kowalencyjne. Tworzą go atomy, których elektroujemność nie różni się zbytnio, jest więc polarnym wiązaniem kowalencyjnym.

Sporządzanie wzorów elektronicznych cząsteczek jodowodoru i wody:

H J jest wzorem elektronicznym cząsteczki jodowodoru,

H → J jest wzorem strukturalnym cząsteczki jodowodoru.

HO – elektroniczny wzór cząsteczki wody,

H →O - wzór strukturalny cząsteczki wody.

Niezależna praca z podręcznikiem: zapisz definicję elektroujemności.

Molekularne i atomowe sieci krystaliczne. Właściwości substancji o molekularnych i atomowych sieciach krystalicznych

Samodzielna praca z podręcznikiem.

Pytania do samokontroli

Atom, którego pierwiastek chemiczny ma ładunek jądrowy +11

– Zapisz schemat budowy elektronowej atomu sodu

– Czy warstwa zewnętrzna jest kompletna?

– Jak dokończyć wypełnienie warstwy elektronicznej?

– Narysuj schemat oddawania elektronów

– Porównaj budowę atomu i jonu sodu

Porównaj budowę atomu i jonu neonu gazu obojętnego.

Określ atom którego pierwiastka za pomocą liczby protonów 17.

– Zapisz schemat budowy elektronowej atomu.

– Czy warstwa jest ukończona? Jak to osiągnąć.

– Narysuj schemat ukończenia warstwy elektronowej chloru.

Zadanie grupowe:

Grupa 1-3: Tworzyć wzory elektroniczne i strukturalne cząsteczek substancji oraz wskazywać rodzaj wiązania Br 2; NH3.

Grupy 4-6: Ułóż wzory elektroniczne i strukturalne cząsteczek substancji i wskaż rodzaj wiązania F 2; HBr.

Dwóch uczniów pracuje przy dodatkowej tablicy z tym samym zadaniem, aby pobrać próbkę do samodzielnego sprawdzenia.

Ankieta ustna.

1. Zdefiniuj pojęcie „elektroujemności”.

2. Od czego zależy elektroujemność atomu?

3. Jak zmienia się elektroujemność atomów pierwiastków w okresach?

4. Jak zmienia się elektroujemność atomów pierwiastków głównych podgrup?

5. Porównaj elektroujemność atomów metali i niemetali. Czy metody uzupełniania zewnętrznej warstwy elektronowej różnią się w przypadku atomów metalu i niemetalu? Jakie są tego przyczyny?

7. Jakie pierwiastki chemiczne mogą oddawać i przyjmować elektrony?

Co dzieje się pomiędzy atomami, gdy oddają i odbierają elektrony?

Jak nazywają się cząstki powstałe z atomu w wyniku utraty lub zyskania elektronów?

8. Co się dzieje, gdy spotykają się atomy metalu i niemetalu?

9. Jak powstaje wiązanie jonowe?

10. Wiązanie chemiczne powstałe w wyniku tworzenia się wspólnych par elektronów nazywa się...

11. Wiązania kowalencyjne mogą być... i...

12. Jakie są podobieństwa między kowalencyjnym polarnym a kowalencyjnym wiązanie niepolarne? Co decyduje o polaryzacji połączenia?

13. Jaka jest różnica między polarnymi i niepolarnymi wiązaniami kowalencyjnymi?

PLAN LEKCJI nr 8

Dyscyplina: Chemia.

Temat: Połączenie metalowe. Stany skupieniowe substancji i wiązania wodorowe .

Cel lekcji: Stwórz koncepcję wiązań chemicznych na przykładzie wiązania metalu. Zrozumienie mechanizmu powstawania wiązań.

Planowane wyniki

Temat: kształtowanie horyzontów człowieka i umiejętności funkcjonalne w rozwiązywaniu problemów praktycznych; umiejętność przetwarzania i wyjaśniania wyników; chęć i umiejętność stosowania metod poznawczych w rozwiązywaniu problemów praktycznych;

Metatemat: stosowanie różne źródła uzyskanie informacji chemicznej, możliwość oceny jej wiarygodności do osiągnięcia dobre wyniki w dziedzinie zawodowej;

Osobisty: umiejętność wykorzystania osiągnięć współczesnej nauki chemicznej i technologii chemicznych dla doskonalenia własnego rozwoju intelektualnego w wybranej działalności zawodowej;

Czas standardowy: 2 godziny

Rodzaj lekcji: Wykład.

Plan lekcji:

1. Połączenie metalowe. Sieć krystaliczna metalu i wiązanie chemiczne metalu.

2. Właściwości fizyczne metali.

3. Stany skupienia substancji. Przejście substancji z jednego stanu skupienia do drugiego.

4. Wiązanie wodorowe

Sprzęt: Układ okresowy pierwiastków chemicznych, sieć krystaliczna, materiały informacyjne.

Literatura:

1. Chemia 11 klasa: podręcznik. dla edukacji ogólnej organizacje G.E. Rudzitis, F.G. Feldmana. – M.: Edukacja, 2014. -208 s.: chory..

2. Chemia dla zawodów i specjalności profil techniczny: podręcznik dla studentów. instytucje otoczenia prof. edukacja / OS Gabrielyan, I.G. Ostroumov. – wyd. 5, skreślone. – M.: Centrum Wydawnicze „Akademia”, 2017. – 272 s., z kolorami. chory.

Nauczyciel: Tubaltseva Yu.N.

Podczas wykonywania wielu ćwiczeń fizycznych i reakcje chemiczne substancja przechodzi w stały stan skupienia. W tym przypadku cząsteczki i atomy mają tendencję do układania się w taki porządek przestrzenny, w którym siły oddziaływania pomiędzy cząsteczkami materii byłyby maksymalnie zrównoważone. W ten sposób uzyskuje się wytrzymałość substancji stałej. Atomy po zajęciu określonej pozycji wykonują niewielkie ruchy oscylacyjne, których amplituda zależy od temperatury, ale ich położenie w przestrzeni pozostaje stałe. Siły przyciągania i odpychania równoważą się w pewnej odległości.

Współczesne poglądy na temat budowy materii

Współczesna nauka twierdzi, że atom składa się z naładowanego jądra, które ma ładunek dodatni, i elektronów, które niosą ładunki ujemne. Z prędkością kilku tysięcy bilionów obrotów na sekundę elektrony wirują po swoich orbitach, tworząc chmurę elektronów wokół jądra. Dodatni ładunek jądra jest liczbowo równy ujemnemu ładunkowi elektronów. Zatem atom substancji pozostaje elektrycznie obojętny. Możliwe interakcje z innymi atomami mają miejsce, gdy elektrony odłączają się od atomu macierzystego, zakłócając w ten sposób równowagę elektryczną. W jednym przypadku atomy są ułożone w określonej kolejności, co nazywa się siecią krystaliczną. W innym, ze względu na złożone oddziaływanie jąder i elektronów, łączą się one w cząsteczki różne rodzaje i złożoność.

Definicja sieci krystalicznej

Razem Różne rodzaje Sieci krystaliczne substancji to sieci o różnych orientacjach przestrzennych, w których węzłach znajdują się jony, cząsteczki lub atomy. To stabilne geometryczne położenie przestrzenne nazywane jest siecią krystaliczną substancji. Odległość między węzłami jednej komórki kryształowej nazywa się okresem tożsamości. Kąty przestrzenne, pod którymi znajdują się węzły komórkowe, nazywane są parametrami. Zgodnie z metodą konstruowania wiązań sieci krystaliczne mogą być proste, skupione na podstawie, skupione na twarzy i skupione na ciele. Jeśli cząstki materii znajdują się tylko w rogach równoległościanu, taką sieć nazywa się prostą. Przykład takiej kraty pokazano poniżej:

Jeżeli oprócz węzłów cząstki substancji znajdują się w środku przekątnych przestrzennych, wówczas taki układ cząstek w substancji nazywa się siecią krystaliczną skupioną na ciele. Ten typ jest wyraźnie pokazany na rysunku.

Jeżeli oprócz węzłów na wierzchołkach sieci znajduje się węzeł w miejscu przecięcia wyimaginowanych przekątnych równoległościanu, wówczas mamy sieć typu centrowanego na ścianie.

Rodzaje sieci krystalicznych

Różne mikrocząstki tworzące substancję determinują różne typy sieci krystalicznych. Potrafią określić zasadę budowania połączeń pomiędzy mikrocząstkami wewnątrz kryształu. Fizyczne typy sieci krystalicznych są jonowe, atomowe i molekularne. Obejmuje to również różne typy metalowych sieci krystalicznych. Studiowanie zasad Struktura wewnętrzna Chemia zajmuje się pierwiastkami. Rodzaje sieci krystalicznych przedstawiono bardziej szczegółowo poniżej.

Jonowe sieci krystaliczne

Tego typu sieci krystaliczne występują w związkach z wiązaniem jonowym. W tym przypadku miejsca sieciowe zawierają jony o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Dzięki pole elektromagnetyczne, siły oddziaływania międzyjonowego okazują się dość silne, co determinuje właściwości fizyczne substancji. Wspólnymi cechami są ogniotrwałość, gęstość, twardość i zdolność przewodzenia prądu elektrycznego. Jonowe typy sieci krystalicznych występują w substancjach takich jak sól kuchenna, azotan potasu i inne.

Atomowe sieci krystaliczne

Ten typ struktury materii jest nieodłączny od pierwiastków, których strukturę wyznaczają kowalencyjne wiązania chemiczne. Rodzaje sieci krystalicznych tego rodzaju zawierają pojedyncze atomy w węzłach, połączone ze sobą silnymi wiązaniami kowalencyjnymi. Ten typ wiązania występuje, gdy dwa identyczne atomy „współdzielą” elektrony, tworząc w ten sposób wspólną parę elektronów dla sąsiednich atomów. Dzięki tej interakcji wiązania kowalencyjne wiążą atomy równomiernie i silnie w określonej kolejności. Pierwiastki chemiczne zawierające atomowe typy sieci krystalicznych mają twardość, wysoka temperatura topią się, słabo przewodzą prąd i są nieaktywne chemicznie. Klasycznymi przykładami pierwiastków o podobnej strukturze wewnętrznej są diament, krzem, german i bor.

Molekularne sieci krystaliczne

Substancje posiadające molekularny typ sieci krystalicznej to układ stabilnych, oddziałujących, ściśle upakowanych cząsteczek, które znajdują się w węzłach sieci krystalicznej. W takich związkach cząsteczki zachowują swoje położenie przestrzenne w fazie gazowej, ciekłej i stałej. W węzłach kryształu cząsteczki są utrzymywane razem przez słabe siły van der Waalsa, które są dziesiątki razy słabsze niż siły oddziaływania jonowego.

Cząsteczki tworzące kryształ mogą być polarne lub niepolarne. W wyniku spontanicznego ruchu elektronów i drgań jąder w cząsteczkach równowaga elektryczna może się przesunąć – w ten sposób powstaje chwilowy elektryczny moment dipolowy. Odpowiednio zorientowane dipole wytwarzają siły przyciągające w sieci. Dwutlenek węgla i parafina są typowe przykłady pierwiastki z molekularną siecią krystaliczną.

Metalowe sieci krystaliczne

Wiązanie metaliczne jest bardziej elastyczne i ciągliwe niż wiązanie jonowe, chociaż może się wydawać, że oba opierają się na tej samej zasadzie. Rodzaje sieci krystalicznych metali wyjaśniają ich typowe właściwości - takie jak wytrzymałość mechaniczna, przewodność cieplna i elektryczna oraz topliwość.

Charakterystyczną cechą metalowej sieci krystalicznej jest obecność dodatnio naładowanych jonów metali (kationów) w miejscach tej sieci. Pomiędzy węzłami znajdują się elektrony, które są bezpośrednio zaangażowane w tworzenie pole elektryczne wokół rusztu. Liczba elektronów poruszających się w tej sieci krystalicznej nazywana jest gazem elektronowym.

W przypadku braku pola elektrycznego swobodne elektrony wykonują ruch chaotyczny, losowo oddziałując z jonami sieci. Każde takie oddziaływanie zmienia pęd i kierunek ruchu ujemnie naładowanej cząstki. Elektrony swoim polem elektrycznym przyciągają do siebie kationy, równoważąc ich wzajemne odpychanie. Chociaż elektrony są uważane za wolne, ich energia nie jest wystarczająca, aby opuścić sieć krystaliczną, więc te naładowane cząstki stale znajdują się w jej granicach.

Obecność pola elektrycznego daje gazowi elektronowemu dodatkową energię. Połączenie z jonami w sieci krystalicznej metali nie jest silne, dlatego elektrony łatwo opuszczają jej granice. Elektrony poruszają się wzdłuż linii siły, pozostawiając dodatnio naładowane jony.

wnioski

Chemia przywiązuje dużą wagę do badania wewnętrznej struktury materii. Rodzaje sieci krystalicznych poszczególnych pierwiastków determinują niemal cały zakres ich właściwości. Oddziałując na kryształy i zmieniając ich strukturę wewnętrzną, można wzmocnić pożądane właściwości substancji i usunąć niepożądane oraz przekształcić pierwiastki chemiczne. Zatem badanie wewnętrznej struktury otaczającego świata może pomóc w zrozumieniu istoty i zasad struktury wszechświata.