Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно для ознайомлення та може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила дана робота, будь ласка, завантажте повну версію.

Тип уроку: Комбінований.

Основна мета уроку: Дати учням конкретні уявлення про аморфні та кристалічні речовини, типи кристалічних грат, встановити взаємозв'язок між будовою та властивостями речовин.

Завдання уроку.

Освітня: сформувати поняття про кристалічний та аморфний стан твердих тіл, ознайомити учнів з різними типами кристалічних грат, встановити залежність фізичних властивостей кристала від характеру хімічного зв'язку в кристалі та типу кристалічної решітки, дати учням основні уявлення про вплив природи хімічних зв'язків та тип властивості речовини, дати учням уявлення про закон сталості складу.

Виховна: продовжити формування світогляду учнів, розглянути взаємний вплив компонентів цілого- структурних частинок речовин, у яких виникають нові властивості, виховувати вміння організувати свою навчальну працю, дотримуватися правил роботи у колективі.

Розвиваюча: розвивати пізнавальний інтерес школярів, використовуючи проблемні ситуації; удосконалювати вміння учнів встановлювати причинно-наслідкову залежність фізичних властивостей речовин від хімічного зв'язку та типу кристалічних ґрат, передбачати тип кристалічних ґрат на основі фізичних властивостей речовини.

Обладнання: Періодична системаД.І.Менделєєва, колекція "Метали", неметали: сірка, графіт, червоний фосфор, кисень; Презентація “Кристалічні грати”, моделі кристалічних грат різних типів (кухонної солі, алмазу та графіту, вуглекислого газу та йоду, металів), зразки пластмас та виробів з них, скло, пластилін, смоли, віск, жувальна гумка, шоколад, комп'ютер, мультимедійна установка, відеодосвід “Вигон бензойної кислоти”.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Вчитель вітає учнів, фіксує відсутніх.

Потім повідомляє тему уроку та мету уроку. Учні записують тему уроку у зошит. (Cлайд 1, 2).

2. Перевірка домашнього завдання

(2 учні біля дошки: Визначити вид хімічного зв'язку для речовин із формулами:

1) NaCl, CO 2 , I 2; 2) Na, NaOH, H 2 S (записують відповідь на дошці та включаються до опитування).

3. Аналіз ситуації.

Що вивчає хімія? Відповідь: Хімія - це наука про речовини, їх властивості та перетворення речовин.

Що ж таке речовина? Відповідь: Речовина – це те, з чого складається фізичне тіло. (Cлайд 3).

Вчитель: Які агрегатні стани речовин ви знаєте?

Відповідь: Існує три агрегатні стани: твердий, рідкий та газоподібний. (Cлайд 4).

Вчитель: Наведіть приклади речовин, які за різних температур можуть існувати у всіх трьох агрегатних станах.

Відповідь: Вода. За звичайних умов вода знаходиться в рідкому стані, при зниженні температури нижче 0 0 С вода переходить у твердий стан - лід, а при підвищенні температури до 100 0 С ми отримаємо водяну пару (газоподібний стан).

Вчитель (доповнення): Будь-яку речовину можна отримати у твердому, рідкому та газоподібному вигляді. Крім води – це метали, які за нормальних умов перебувають у твердому стані, при нагріванні починають розм'якшуватися, і за певної температури (t пл) переходять у рідкий стан - плавляться. За подальшого нагрівання, до температури кипіння, метали починають випаровуватися, тобто. переходити у газоподібний стан. Будь-який газ можна перевести в рідкий і твердий стан, знижуючи температуру: наприклад, кисень, який при температурі (-194 0 С) перетворюється на рідину блакитного кольору, а при температурі (-218,8 0 С) твердне в снігоподібну масу, що складається з кристалів синього кольору. Сьогодні на уроці ми розглядатимемо твердий стан речовини.

Вчитель: Назвіть, які тверді речовини у вас на столах.

Відповідь: Метали, пластилін, кухонна сіль: NaCl, графіт.

Як ви думаєте? Яка з цих речовин зайва?

Відповідь: Пластилін.

Вчитель: Чому?

Робляться припущення. Якщо учні не можуть, то за допомогою вчителя приходять до висновку, що пластилін на відміну від металів і хлориду натрію не має певної температури плавлення - він (пластилін) поступово розм'якшується і переходить у текучий стан. Такий, наприклад, шоколад, що тане в роті, або жувальна гумка, а також скло, пластмаси, смоли, віск (при поясненні вчитель демонструє класу зразки цих речовин). Такі речовини називають аморфними. (слайд 5), а метали та хлорид натрію - кристалічні. (Cлайд 6).

Таким чином, розрізняють два види твердих речовин : аморфні та кристалічні. (Слайд7).

1) У аморфних речовин немає певної температури плавлення та розташування частинок у них строго не впорядковано.

Кристалічні речовини мають певну температуру плавлення і, головне, характеризуються правильним розташуванням частинок, з яких вони побудовані: атомів, молекул та іонів. Ці частинки розташовані в строго визначених точках простору, і якщо ці вузли з'єднати прямими лініями, то утворюється просторовий каркас - кристалічна решітка.

Вчитель задає проблемні питання

Як пояснити існування твердих речовин з різними властивостями?

2) Чому кристалічні речовинипри ударі розколюються у певних площинах, а аморфні речовини цією властивістю не мають?

Вислухати відповіді учнів та підвести їх до висновку:

Властивості речовин у твердому стані залежать від типу кристалічних ґрат (передусім від того, які частинки знаходяться в її вузлах), що, у свою чергу, обумовлено типом хімічного зв'язку в даній речовині.

Перевірка домашнього завдання:

1) NaCl - іонний зв'язок,

СО 2 – ковалентний полярний зв'язок

I 2 – ковалентний неполярний зв'язок

2) Na - металевий зв'язок

NаОН - іонний зв'язок між Na + іОН - (Про і Н ковалентний)

Н 2 S – ковалентна полярна

Фронтальне опитування.

• Який зв'язок називається іонним?
• Який зв'язок називається ковалентним?
• Який зв'язок називається ковалентним полярним? неполярною?
• Що називається електронегативністю?

Висновок: Простежується логічна послідовність, взаємозв'язок явищ у природі: Будова атома->ЕО->Види хімічного зв'язку->Тип кристалічної решітки->Властивості речовин . (Слайд 10).

Вчитель: Залежно від виду частинок та від характеру зв'язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних грат: іонні, молекулярні, атомні та металеві. (Cлайд 11).

Результати оформлюються в наступну таблицю-зразок таблиці в учнів на парті. (Див. Додаток 1). (Cлайд 12).

Іонні кристалічні грати

Як ви думаєте? Для речовин із яким видом хімічного зв'язку буде характерний такий вид грат?

Відповідь: Для речовин з іонним хімічним зв'язком буде характерна іонна решітка.

Вчитель: Які частинки будуть у вузлах решітки?

Відповідь: Іони.

Які частинки називаються іонами?

Відповідь: Іони є частинками, що мають позитивний або негативний заряд.

Які іони бувають за складом?

Відповідь: Прості та складні.

Демонстрація - модель кристалічних ґрат хлориду натрію (NaCl).

Пояснення вчителя: У вузлах кристалічних ґрат хлориду натрію знаходяться іони натрію та хлору.

У кристалах NaCl окремих молекул хлориду натрію немає. Весь кристал слід розглядати як гігантську макромолекулу, що складається з рівної кількостііонів Na + та Cl - , Na n Cl n , де n – велике число.

Зв'язки між іонами у такому кристалі дуже міцні. Тому речовини з іонними гратами мають порівняно високу твердість. Вони тугоплавкі, нелеткі, тендітні. Розплави їх проводять електричний струм(Чому?) легко розчиняються у воді.

Іонні сполуки - це бінарні сполуки металів (I А та II A), солі, луги.

Атомні кристалічні грати

Демонстрація кристалічних грат алмазу та графіту.

В учнів на столі зразки графіту.

Вчитель: Які частинки будуть у вузлах атомної кристалічної решітки?

Відповідь: У вузлах атомних кристалічних ґрат знаходяться окремі атоми.

Вчитель: Який хімічний зв'язок між атомами виникатиме?

Відповідь: Ковалентний хімічний зв'язок.

Пояснення вчителя.

Справді, у вузлах атомних кристалічних ґрат знаходяться окремі атоми, пов'язані між собою ковалентними зв'язками. Так як атоми, подібно до іонів, можуть по-різному розташовуватися в просторі, то утворюються кристали різної форми.

Атомні кристалічні грати алмазу

У цих ґратах молекули відсутні. Весь кристал слід розглядати, як гігантську молекулу. Прикладом речовин з таким типом кристалічних решіток можуть бути алотропні модифікації вуглецю: алмаз, графіт; також бір, кремній, червоний фосфор, германій. Запитання: Які ці речовини за складом? Відповідь: Прості за складом.

Атомні кристалічні грати мають як прості, а й складні. Наприклад, оксид алюмінію, оксид кремнію. Всі ці речовини мають дуже високі температури плавлення (у алмазу понад 3500 0 С), міцні та тверді, нелеткі, практично нерозчинні в рідинах.

Металеві кристалічні грати

Вчитель: Хлопці, у вас на столах є колекція металів, розглянемо ці зразки.

Питання: Який хімічний зв'язок характерний для металів?

Відповідь: Металева. Зв'язок у металах між позитивними іонами у вигляді узагальнених електронів.

Запитання: Які загальні Фізичні властивостідля металів характерні?

Відповідь: Блиск, електропровідність, теплопровідність, пластичність.

Питання: Поясніть, у чому причина того, що така кількість різноманітних речовин має однакові фізичні властивості?

Відповідь: Метали мають єдину будову.

Демонстрація моделей кристалічних ґрат металів.

Пояснення вчителя.

Речовини з металевим зв'язком мають металеві кристалічні грати.

У вузлах таких ґрат знаходяться атоми і позитивні іони металів, а в обсязі кристала вільно переміщуються валентні електрони. Електрони електростатично притягують позитивні іони металів. Цим пояснюється стабільність ґрат.

Молекулярні кристалічні грати

Вчитель демонструє та називає речовини: йод, сірка.

Запитання: Що поєднує ці речовини?

Відповідь: Ці речовини є неметалами. Прості за складом.

Питання: Який хімічний зв'язок усередині молекул?

Відповідь: Хімічний зв'язок усередині молекул ковалентний неполярний.

Питання: Які фізичні властивості їм характерні?

Відповідь: Летючі, легкоплавкі, малорозчинні у воді.

Вчитель: Давайте порівняємо властивості металів та неметалів. Учні відповідають, що характеристики принципово відрізняються.

Запитання: Чому властивості неметалів сильно відрізняються від властивостей металів?

Відповідь: У металів зв'язок металевий, а у неметалів ковалентний неполярний.

Вчитель: Отже, і тип решітки інший. Молекулярна.

Запитання: Які частинки знаходяться у вузлах ґрат?

Відповідь: Молекули.

Демонстрація кристалічних грат вуглекислого газу та йоду.

Пояснення вчителя.

Молекулярні кристалічні грати

Як бачимо, молекулярні кристалічні грати можуть мати не тільки тверді простіречовини: благородні гази, H 2 ,O 2 ,N 2 , I 2 , O 3 , білий фосфор Р 4 , а також складні: тверда вода, тверді хлороводень та сірководень. Більшість твердих органічних сполук мають молекулярні кристалічні ґрати (нафталін, глюкоза, цукор).

У вузлах ґрат знаходяться неполярні або полярні молекули. Незважаючи на те, що атоми всередині молекул пов'язані міцними ковалентними зв'язками, між самими молекулами діють слабкі сили міжмолекулярної взаємодії.

Висновок:Речовини неміцні, мають малу твердість, низьку температуру плавлення, летючі, здатні до сублімації.

Питання : Який процес називається сублімацією чи сублімацією?

Відповідь : Перехід речовини з твердого агрегатного стану відразу в газоподібний, минаючи рідкий, називається сублімацією або сублімацією.

Демонстрація досвіду: сублімація бензойної кислоти (відеоопит).

Робота із заповненою таблицею.

Додаток 1. (Слайд 17)

Кристалічні грати, вид зв'язку та властивості речовин

Тип решітки	Види частинок у вузлах грат	Вид зв'язку між частинками	Приклади речовин	Фізичні властивості речовин
Іонна	Іони	Іонна – зв'язок міцний	Солі, галогеніди (IA,IIA),оксиди та гідроксиди типових металів	Тверді, міцні, нелеткі, тендітні, тугоплавкі, багато розчинні у воді, розплави проводять електричний струм
Атомна	Атоми	1. Ковалентна неполярна - зв'язок дуже міцний 2. Ковалентна полярна - зв'язок дуже міцний	Прості речовина: алмаз(C), графіт(C), бор(B), кремній(Si). Складні речовини: оксид алюмінію (Al 2 O 3), оксид кремнію (IY)-SiO 2	Дуже тверді, дуже тугоплавкі, міцні, нелеткі, не розчиняються у воді
Молекулярна	Молекули	Між молекумі-слабкі сили міжмолекулярного тяжіння, а ось усередині молекулміцний ковалентний зв'язок	Тверді речовини при особливих умовах, які при звичайних - гази або рідини (Про 2 ,Н 2 ,Cl 2 ,N 2 ,Br 2 , H 2 O, CO 2 HCl); сірка, білий фосфор, йод; органічні речовини	Неміцні, леткі, легкоплавкі, здатні до сублімації, мають невелику твердість
Металева	Атом-іони	Металеварізна міцність	Метали та сплави	Ковкі, мають блиск, пластичність, тепло- і електропровідність.

Питання: Який тип кристалічних ґрат з розглянутих вище не зустрічається в простих речовинах?

Відповідь: Іонні кристалічні грати.

Питання: Які кристалічні грати характерні для простих речовин?

Відповідь: Для простих речовин-металів-металеві кристалічні грати; для неметалів – атомна або молекулярна.

Робота з Періодичною системою Д.І.Менделєєва.

Запитання: Де в Періодичній системі знаходяться елементи-метали і чому? Елементи-неметали та чому?

Відповідь: Якщо провести діагональ від бору до астату, то в нижньому лівому кутку цієї діагоналі будуть знаходитися елементи-метали, т.к. на останньому енергетичному рівні вони містять від одного до трьох електронів. Це елементи I A, II A, III A (крім бору), а також олово та свинець, сурма та всі елементи побічних підгруп.

Елементи-неметали знаходяться у верхньому правому кутку від цієї діагоналі, т.к. на останньому енергетичному рівні містять від чотирьох до восьми електронів. Це елементи IY A, Y A, YI A, YII A, YIII A та бор.

Вчитель: Давайте знайдемо елементи неметали, у яких прості речовини мають атомну кристалічні ґрати (Відповідь: С, В, Si) та молекулярну ( Відповідь: N, S, O , галогени та благородні гази ).

Вчитель: Сформулюйте висновок, як можна визначити тип кристалічних ґрат простої речовини залежно від положення елементів у Періодичній системі Д.І.Менделєєва.

Відповідь: Для елементів-металів, які знаходяться в I A, II A, IIIA (крім бору), а також олова та свинцю, та всіх елементів побічних підгруп у простій речовині тип решітки-металічна.

Для елементів-неметалів IY A і бору в простій речовині кристалічна решітка атомна; а у елементів Y A, YI A, YII A, YIII A у простих речовинах кристалічні грати молекулярні.

Продовжуємо працювати із заповненою таблицею.

Вчитель: Подивіться уважно на таблицю. Яка закономірність простежується?

Уважно слухаємо відповіді учнів, після чого разом із класом робимо висновок:

Існує така закономірність: якщо відома будова речовин, то можна передбачити їх властивості, або навпаки: якщо відомі властивості речовин, то можна визначити будову. (Слайд 18).

Вчитель: Подивіться уважно на таблицю. Яку ще класифікацію речовин ви можете запропонувати?

Якщо учням важко, то вчитель пояснює, що речовини можна поділити на речовини молекулярної та немолекулярної будови. (Слайд 19).

Речовини молекулярної будови складаються з молекул.

Речовини немолекулярної будови складаються з атомів, іонів.

Закон сталості складу

Вчитель: Сьогодні ми познайомимося з одним із основних законів хімії. Це закон сталості складу, який відкрили французьким хіміком Ж.Л.Прустом. Закон справедливий лише для речовин молекулярного будови. В даний час закон читається так: "Молекулярні хімічні сполуки незалежно від способу їх отримання мають постійний склад та властивості". Але для речовин із немолекулярною будовою цей закон не завжди справедливий.

Теоретичне та практичне значенняЗакону полягає в тому, що на його основі склад речовин можна виразити за допомогою хімічних формул (для багатьох речовин немолекулярної будови хімічна формула показує склад не реально існуючої, а умовної молекули).

Висновок: хімічна формула речовини містить у собі велику інформацію.(Cлайд 21)

Наприклад, SO 3:

1. Конкретна речовина – сірчаний газ, або оксид сірки (YI).

2. Тип речовини - складне; клас – оксид.

3. Якісний склад – складається з двох елементів: сірки та кисню.

4. Кількісний склад - молекула складається з 1 атома сірки та 3 атомів кисню.

5. Відносна молекулярна маса - M r (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Молярна маса – М(SO 3) = 80 г/моль.

7. Багато іншої інформації.

Закріплення та застосування отриманих знань

(Слайд 22, 23).

Гра в хрестики-нуліки: закресліть по вертикалі, горизонталі, діагоналі речовини, що мають однакову кристалічну решітку.

Рефлексія.

Вчитель ставить запитання: “Хлопці, що нового ви дізналися на уроці?”.

Підбиття підсумків заняття

Вчитель: Хлопці, давайте підіб'ємо основні підсумки нашого уроку - дайте відповідь на запитання.

1. Які класифікації речовин ви дізналися?

2. Як ви розумієте термін кристалічні грати.

3. Які типи кристалічних ґрат ви тепер знаєте?

4. Про яку закономірність будови та властивостей речовин ви дізналися?

5. У якому агрегатному стані речовини мають кристалічні ґрати?

6. З яким основним законом хімії ви познайомилися на уроці?

Домашнє завдання: §22, конспект.

1. Складіть формули речовин: хлорид кальцію, оксид кремнію (IY), азот, сірководень.

Визначте тип кристалічних ґрат і спробуйте прогнозувати: які мають бути температури плавлення у цих речовин.

2. Творче завдання -> скласти питання до параграфу.

Вчитель дякує за урок. Виставляє позначки учням.

Дата публікації 07.01.2013 17:01

Абсолютно будь-яка хімічна речовина, що існує в природі, утворена більшим числомоднакових частинок, пов'язаних між собою. Усі речовини існують у трьох агрегатних станах: газоподібному, рідкому та твердому. Коли утруднений тепловий рух (при низьких температурах), а також у твердих речовинах частинки строго орієнтовані у просторі, що проявляється у їхній точній структурній організації.

Кристалічна решітка речовини – це структура з геометрично впорядкованим розташуванням частинок (атоми, молекули чи іони) у певних точках простору. У різних ґратах розрізняють міжвузловий простір і безпосередньо вузли – точки, у яких розташовані самі частки.

Кристалічні грати бувають чотирьох типів: металеві, молекулярні, атомні, іонні. Типи решіток визначаються відповідно до виду частинок, розташованих у їхніх вузлах, а також характеру зв'язків між ними.

Кристалічна решітка називається молекулярною у тому випадку, якщо в її вузлах розташовуються молекули. Вони пов'язані між собою міжмолекулярними порівняно слабкими силами, звані ван-дер-ваальсовими, проте самі атоми всередині молекули з'єднуються значно сильнішим ковалентним зв'язком (полярним або неполярним). Молекулярні кристалічні грати властиві хлору, твердому водню, двоокису вуглецю та іншим речовинам, що є газоподібними при звичайній температурі.

Кристали, які утворюють благородні гази, також мають молекулярні ґрати, що складаються з одноатомних молекул. Більшість твердих органічних речовинмають саме таку структуру. Число ж неорганічних речовин, Яким властива молекулярна структура, дуже невелика. Це, наприклад, тверді галогеноводи, природна сірка, лід, тверді прості речовини та деякі інші.

При нагріванні відносно слабкі міжмолекулярні зв'язки руйнуються досить легко, тому речовини з такими гратами мають дуже низькі температури плавлення і малу твердість, вони нерозчинні або малорозчинні у воді, їх розчини практично не проводять електричний струм, характеризуються значною летючістю. Мінімальні температурикипіння та плавлення – у речовин із неполярних молекул.

Металевою називається така кристалічна решітка, вузли якої сформовані атомами і позитивними іонами (катіонами) металу з вільними валентними електронами (що відчепилися від атомів при утворенні іонів), що безладно рухаються в обсязі кристала. Однак ці електрони по суті є напіввільними, так як можуть безперешкодно переміщатися тільки в рамках, які обмежують ці кристалічні грати.

Електростатичні електрони та позитивні іони металів взаємно притягуються, чим пояснюється стабільність металевих кристалічних ґрат. Сукупність вільних електронів, що рухаються, називають електронним газом - він забезпечує хорошу електро-і теплопровідність металів. З появою електричної напруги електрони спрямовуються до позитивної частки, беручи участь у створенні електричного струму та взаємодіючи з іонами.

Металеві кристалічні грати характерні, головним чином, для елементарних металів, а також для з'єднань різних металіводин з одним. Основні властивості, які притаманні металевим кристалам (механічна міцність, леткість, температура плавлення) досить сильно коливаються. Однак такі фізичні властивості, як пластичність, ковкість, висока електро-і теплопровідність, характерний металевий блиск властиві лише виключно кристалам з металевими гратами.

Сторінка 1

Молекулярні кристалічні решітки і відповідні їм молекулярні зв'язки утворюються переважно в кристалах тих речовин, в молекулах яких зв'язки є ковалентними. При нагріванні зв'язку між молекулами легко руйнуються, тому речовини з молекулярними решітками мають низькі температури плавлення.

Молекулярні кристалічні грати утворюються з полярних молекул, між якими виникають сили взаємодії, звані ван-дер-ваальсови сили, мають електричну природу. У молекулярних гратах вони здійснюють досить слабкий зв'язок. Молекулярні кристалічні грати мають лід, природна сірка та багато органічних сполук.

Молекулярні кристалічні грати йоду показані на рис. 3.17. Більшість кристалічних органічних сполукмають молекулярну решітку.

Вузли молекулярних кристалічних ґрат утворені молекулами. Молекулярні грати мають, наприклад, кристали водню, кисню, азоту, благородних газів, діоксиду вуглецю, органічних речовин.

Наявність молекулярних кристалічних грат твердої фази є тут причиною незначної адсорбції іонів з маткового розчину, а отже, і набагато більш високої чистоти опадів порівняно з опадами, для яких характерна іонна кристал. Оскільки осадження в цьому випадку відбувається в оптимальній області кислотності, різної для іонів, що облягають цим реактивом, воно залежить від значення відповідних констант стійкості комплексів. Цей факт дозволяє, регулюючи кислотність розчину, досягати селективного, інколи ж навіть специфічного осадження певних іонів. Подібні результати часто можуть бути отримані шляхом відповідної зміни донорких груп в органічних реактивах з урахуванням особливостей катіонів-комплексоутворювачів, які осаджуються.

У молекулярних кристалічних ґратах спостерігається локальна анізотропія зв'язків, саме: внутрішньомолекулярні сили дуже великі проти міжмолекулярними.

У молекулярних кристалічних ґратах у вузлах ґрат знаходяться молекули. Більшість речовин із ковалентним зв'язком утворюють кристали такого типу. Молекулярні грати утворюють тверді водень, хлор, двоокис вуглецю та інші речовини, які за нормальної температури газоподібні. Кристали більшості органічних речовин також належать до цього типу. Таким чином, речовин з молекулярно кристалічними ґратами відомо дуже багато.

У молекулярних кристалічних ґратах складові їх молекули пов'язані між собою за допомогою відносно слабких ван-дер-ваальсових сил, тоді як атоми всередині молекули пов'язані значно сильнішим ковалентним зв'язком. Тому в таких ґратах молекули зберігають свою індивідуальність і займають один вузол кристалічних ґрат. Заміщення тут можливе у тому випадку, якщо молекули подібні між собою за формою та за розмірами. Оскільки сили, що зв'язують молекули, відносно слабкі, то й межі заміщення тут значно ширші. Як показав Нікітін, атоми благородних газів можуть ізоморфно заміщати молекули СО2, SO2, CH3COCH3 та інші в ґратах цих речовин. Подібність хімічної формулитут виявляється необов'язковим.

У молекулярних кристалічних ґратах у вузлах ґрат знаходяться молекули. Більшість речовин із ковалентним зв'язком утворюють кристали такого типу. Молекулярні грати утворюють тверді водень, хлор, двоокис вуглецю та інші речовини, які за нормальної температури газоподібні. Кристали більшості органічних речовин також належать до цього типу. Таким чином, речовин з молекулярними кристалічними ґратами відомо дуже багато. Молекули, що знаходяться у вузлах решітки, пов'язані один з одним міжмолекулярними силами (природа цих сил була розглянута вище; див. стор. Оскільки міжмолекулярні сили значно слабші за сили хімічного зв'язку, то молекулярні кристали легкоплавки, характеризуються значною летючістю, твердість їх невелика. Особливо низькі температури плавлення та кипіння у тих речовин, молекули яких неполярні, наприклад, кристали парафіну дуже м'які, хоча ковалентні. зв'язку С-Су вуглеводневих молекулах, з яких складаються ці кристали, так само міцні, як зв'язки в алмазі. Кристали, утворені благородними газами, також слід зарахувати до молекулярним, які з одноатомних молекул, оскільки валентні сили у освіті цих кристалів ролі не грають, і зв'язки між частинками тут мають той самий характер, як у інших молекулярних кристалах; це зумовлює порівняно велику величину міжатомних відстаней у цих кристалах.

Схема реєстрації дебаеграм.

У вузлах молекулярних кристалічних ґрат знаходяться молекули, які пов'язані один з одним слабкими міжмолекулярними силами. Такі кристали утворюють речовини з ковалентним зв'язком у молекулах. Речовин з молекулярними кристалічними ґратами відомо дуже багато. Молекулярні грати мають тверді водень, хлор, діоксид вуглецю та інші речовини, які за нормальної температури газоподібні. Кристали більшості органічних речовин також належать до цього типу.

Зв'язки між іонами в кристалі дуже міцні і стійкі.

Речовини з іонними кристалічними гратами мають такі властивості:

1. Відносно високою твердістю та міцністю;

2. Крихкістю;

3. Термостійкість;

4. Тугоплавкістю;

5. Нелетючістю.

Приклади: солі – хлорид натрію, карбонат калію, основи – гідрооксид кальцію, гідрооксид натрію.

4. Механізм утворення ковалентного зв'язку (обмінний та донорно-акцепторний).

Кожен атом прагне завершити свій зовнішній електронний рівень, щоб зменшити потенційну енергію. Тому ядро ​​одного атома притягується до себе електронну щільність іншого атома і навпаки відбувається накладення електронних хмар двох сусідніх атомів.

Демонстрація аплікації та схеми утворення ковалентного неполярного хімічного зв'язку в молекулі водню. (Учні записують та замальовують схеми).

Висновок: Зв'язок між атомами у молекулі водню здійснюється за рахунок загальної електронної пари. Такий зв'язок називається ковалентним.

Який зв'язок називають ковалентним неполярним? (Підручник стор. 33).

Складання електронних формул молекул простих речовин неметалів:

CI CI - електронна формула молекули хлору,

CI - CI - структурна формула молекули хлору.

N N - електронна формула молекули азоту,

N ≡ N – структурна формула молекули азоту.

Електронегативність. Ковалентні полярні та неполярні зв'язки. Кратність ковалентного зв'язку.

Але молекули можуть утворювати і різні атоми неметалів і в цьому випадку загальна електронна пара зміщуватиметься до більш негативного хімічного елемента.

Вивчити матеріал підручника на сторінці 34

Висновок: Метали мають більш низьке значення електронегативності ніж неметали. І між ними вона дуже відрізняється.

Демонстрація схеми утворення полярного ковалентного зв'язку у молекулі хлороводню.

Загальна електронна пара зміщена до хлору як більш електронегативного. Це ковалентний зв'язок. Вона утворена атомами, електронегативності яких несильно відрізняються, тому це ковалентний полярний зв'язок.

Складання електронних формул молекул йодоводороду та води:

H J - електронна формула молекули йодоводороду,

H → J – структурна формула молекули йодоводороду.

H O - електронна формула молекули води,

Н →О – структурна формула молекули води.

Самостійна роботаіз підручником: виписати визначення електронегативності.

Молекулярні та атомні кристалічні грати. Властивості речовин з молекулярними та атомними кристалічними ґратами

Самостійна робота із підручником.

Запитання для самоконтролю

Атом якого хімічного елемента має заряд ядра +11

– Записати схему електронної будови атома натрію

– Зовнішній шар завершено?

– Як досягти завершення заповнення електронного шару?

– Скласти схему віддачі електрона

– Порівняти будову атома та іона натрію

Порівняти будову атома та іона інертного газу неону.

Визначити атом якого елемента з кількістю протонів 17.

– Запишіть схему електронної будови атома.

– Шар завершено? Як цього досягти.

– Скласти схему завершення електронного шару хлору.

Завдання з груп:

1-3 група: Складіть електронні та структурні формули молекул речовин та вкажіть тип зв'язку Br 2 ; NH 3 .

4-6 групи: Складіть електронні та структурні формули молекул речовин та вкажіть тип зв'язку F 2 ; HBr.

Два учні працюють біля додаткової дошки з цим завданням для зразка до самоперевірки.

Усне опитування.

1. Дайте визначення поняття «електронегативність».

2. Від чого залежить електронегативність атома?

3. Як змінюється електронегативність атомів елементів у періодах?

4. Як змінюється електронегативність атомів елементів у основних підгрупах?

5. Порівняйте електронегативність атомів металів та неметалів. Чи відрізняються способи завершення зовнішнього електронного шару, характерні для атомів металів та неметалів? Які причини цього?

7. Які хімічні елементи здатні віддавати електрони, приймати електрони?

Що відбувається між атомами при віддачі та прийнятті електронів?

Як називають частинки, що утворилися з атома внаслідок віддачі чи приєднання електронів?

8. Що станеться при зустрічі атомів металу та неметалу?

9. Як утворюється іонний зв'язок?

10. Хімічний зв'язок, що утворюється за рахунок утворення загальних електронних пар, називається …

11. Ковалентний зв'язок буває … та …

12. У чому подібність ковалентної полярної та ковалентної неполярного зв'язку? Від чого залежить полярність зв'язку?

13. У чому різниця ковалентного полярного та ковалентного неполярного зв'язку?

ПЛАН ЗАНЯТТЯ № 8

Дисципліна:Хімія.

Тема:Металевий зв'язок. Агрегатні стани речовин та водневий зв'язок .

Мета заняття:Сформувати поняття про хімічні зв'язки на прикладі металевого зв'язку. Домогтися розуміння механізму освіти зв'язку.

Заплановані результати

Предметні:формуванні кругозору та функціональної грамотності людини для вирішення практичних завдань; вміння обробляти, пояснювати результати; готовність та здатність застосовувати методи пізнання при вирішенні практичних завдань;

Метапредметні:використання різних джерелдля отримання хімічної інформації, вміння оцінити її достовірність для досягнення хороших результатіву професійній сфері;

Особистісні:вміння використовувати досягнення сучасної хімічної науки та хімічних технологій для підвищення власного інтелектуального розвитку у вибраній професійній діяльності;

Норма часу: 2 години

Вид заняття:лекція.

План заняття:

1. Металевий зв'язок. Металеві кристалічні грати та металеві хімічні зв'язки.

2. Фізичні властивості металів.

3. Агрегатні стани речовин. Перехід речовини з одного агрегатного стану до іншого.

4. Водневий зв'язок

Оснащення:Періодична система хімічних елементів, кристалічні грати, роздатковий матеріал.

Література:

1. Хімія 11 клас: навч. для загальноосвіт. організацій Г.Є. Рудзітіс, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвітництво, 2014. -208 с.: іл.

2. Хімія для професій та спеціальностей технічного профілю: підручник для студ. установ середовищ. проф. освіти / О.С.Габрієлян, І.Г. Остроумів. - 5 - вид., Стер. - М.: Видавничий центр «Академія», 2017. - 272с., З кол. мул.

Викладач: Тубальцева Ю.М.

При здійсненні багатьох фізичних та хімічних реакційречовина перетворюється на твердий агрегатний стан. При цьому молекули та атоми прагнуть розташуватися в такому просторовому порядку, при якому сили взаємодії між частинками речовини були б максимально збалансовані. Цим і досягається міцність твердої речовини. Атоми, одного разу зайнявши певне становище, здійснюють невеликі коливальні рухи, амплітуда яких залежить від температури, але становище їх у просторі залишається фіксованим. Сили тяжіння та відштовхування врівноважують один одного на певній відстані.

Сучасні уявлення про будову речовини

Сучасна наука стверджує, що атом складається з зарядженого ядра, що несе позитивний заряд, та електронів, що несуть заряди негативні. Зі швидкістю кілька тисяч трильйонів обертів на секунду електрони обертаються своїми орбітами, створюючи навколо ядра електронну хмару. Позитивний заряд ядра чисельно дорівнює негативному заряду електронів. Таким чином, атом речовини залишається електрично нейтральним. Можливі взаємодії коїться з іншими атомами відбуваються тоді, коли електрони від'єднуються від рідного атома, цим порушуючи електричний баланс. В одному випадку атоми вишиковуються в певному порядку, який і називається кристалічною решіткою. В іншому - за рахунок складної взаємодії ядер та електронів з'єднуються в молекули різного видута складності.

Визначення кристалічних ґрат

В сукупності різні типиКристалічні грати речовин являють собою сітки з різною просторовою орієнтацією, у вузлах яких розташовуються іони, молекули або атоми. Це стабільне геометричне просторове положення і називається кристалічною решіткою речовини. Відстань між вузлами одного кристалічного осередку називається періодом ідентичності. Просторові кути, під якими розташовані вузли комірки, називаються параметрами. За способом побудови зв'язків кристалічні решітки можуть бути простими, базоцентрованими, гранецентрованими і об'ємно-центрованими. Якщо частинки речовини розташовані лише в кутах паралелепіпеда, така решітка називається простою. Приклад таких ґрат показаний нижче:

Якщо, крім вузлів, частинки речовини розташовані і в середині просторових діагоналей, така побудова частинок в речовині має назву об'ємно-центрованої кристалічної решітки. На малюнку цей тип показаний наочно.

Якщо крім вузлів у вершинах решітки є вузол і місці, де перетинаються уявні діагоналі паралелепіпеда, перед вами - гранецентрированный тип решітки.

Види кристалічних грат

Різні мікрочастинки, з яких складається речовина, визначають різні типи кристалічних ґрат. Вони можуть визначати принцип побудови зв'язку між мікрочастинками усередині кристала. Фізичні типи кристалічних грат - іонні, атомні та молекулярні. Сюди відносяться різні типи кристалічних решіток металів. Вивченням принципів внутрішньої будовиелементів займається хімія. Типи кристалічних ґрат детальніше представлені нижче.

Іонні кристалічні грати

Дані типи кристалічних ґрат присутні в сполуках з іонним типом зв'язку. У цьому випадку вузли решітки містять іони, що мають протилежний електричний заряд. Завдяки електромагнітному полю, сили межионного взаємодії виявляються досить сильними, і це зумовлює фізичні властивості речовини. Звичайними характеристиками є тугоплавкість, щільність, твердість та можливість проводити електричний струм. Іонні типи кристалічних решіток є у таких речовин, як кухонна сіль, нітрат калію та інші.

Атомні кристалічні грати

Цей тип будови речовини притаманний елементам, структуру яких визначає ковалентний хімічний зв'язок. Типи кристалічних грат подібного родумістять у вузлах окремі атоми, пов'язані між собою міцними ковалентними зв'язками. Подібний тип зв'язку виникає тоді, коли два однакові атоми "діляться" електронами, тим самим утворюють загальну пару електронів для сусідніх атомів. Завдяки такій взаємодії ковалентні зв'язкирівномірно і сильно пов'язують атоми у порядку. Хімічні елементи, які містять атомні типи кристалічних решіток, мають твердість, високою температуроюплавлення, погано проводять електричний струм та хімічно неактивні. Класичними прикладами елементів з подібним внутрішнім будовою можна назвати алмаз, кремній, германій, бор.

Молекулярні кристалічні грати

Речовини, що мають молекулярний тип кристалічної решітки, є системою стійких, взаємодіючих, щільноупакованих між собою молекул, які розташовані у вузлах кристалічної решітки. У подібних сполуках молекули зберігають своє просторове положення у газоподібній, рідкій та твердій фазі. У вузлах кристала молекули утримуються слабкими ван-дер-ваальсовими силами, які в десятки разів слабші за сили іонної взаємодії.

Утворювальні кристал молекули можуть бути як полярними, так і неполярними. Через спонтанний рух електронів і коливання ядер у молекулах електрична рівновага може зміщуватися - так виникає миттєвий електричний момент диполя. Відповідним чином орієнтовані диполі створюють сили тяжіння у ґратах. Двоокис вуглецю і парафін є типовими прикладамиелементів з молекуляними кристалічними ґратами.

Металеві кристалічні грати

Металевий зв'язок гнучкіший і пластичніший за іонний, хоча може здатися, що обидві вони базуються на тому самому принципі. Типи кристалічних решіток металів пояснюють їх типові властивості – такі, наприклад, як механічна міцність, тепло- та електропровідність, плавність.

Відмінною особливістю металевих кристалічних грат є наявність позитивно заряджених іонів металу (катіонів) у вузлах цієї решітки. Між вузлами знаходяться електрони, які безпосередньо беруть участь у створенні електричного полянавколо ґрат. Кількість електронів, що переміщуються усередині цієї кристалічної решітки, називається електронним газом.

За відсутності електричного поля вільні електрони здійснюють хаотичний рух, безладно взаємодіючи з іонами ґрат. Кожна така взаємодія змінює імпульс і напрямок руху негативно зарядженої частки. Своїм електричним полем електрони притягують до себе катіони, врівноважуючи їхнє взаємне відштовхування. Хоча електрони вважаються вільними, їхньої енергії не вистачає для того, щоб залишити кристалічну решітку, тому ці заряджені частинки постійно знаходяться в її межах.

Присутність електричного поля надає електронному газу додаткової енергії. З'єднання з іонами в кристалічній решітці металів не є міцним, тому електрони легко залишають її межі. Електрони рухаються силовими лініями, залишаючи позаду позитивно заряджені іони.

Висновки

Величезне значення вивченню внутрішньої будови речовини приділяє хімія. Типи кристалічних ґрат різних елементів визначають практично весь спектр їх властивостей. Впливаючи на кристали і змінюючи їх внутрішню будову, можна домогтися посилення корисних якостей речовини і видалити небажані, перетворювати хімічні елементи. Таким чином, вивчення внутрішньої структури навколишнього світу може допомогти пізнати суть та принципи устрою світобудови.