Види хімічних грат. Типи кристалічних грат

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 сполук мають молекулярні ґрати.

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 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 формули тут виявляється не обов'язковою.

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 і кипіння у тих речовин, молекули яких неполярні, наприклад, кристали парафіну дуже м'які, хоча ковалентні зв'язки С-С у вуглеводневих молекулах, з яких складаються ці кристали, настільки ж міцні, як зв'язки в алмазі. газами також слід віднести до молекулярних, що складаються з одноатомних молекул, оскільки валентні сили в освіті цих кристалів ролі не відіграють, і зв'язки між частинками тут мають той же характер, що і в інших молекулярних кристалах, що зумовлює порівняно більшу величину міжатомних відстаней у цих кристалів.

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.

Теми кодифікатора ЄДІ:Речовини молекулярної та немолекулярної будови. Тип кристалічних ґрат. Залежність властивостей речовин від їх складу та будови.

Молекулярно-кінетична теорія

Усі молекули складаються з найдрібніших частинок – атомів. Всі відкриті зараз атоми зібрані в таблиці Менделєєва.

атом- Це найдрібніша, хімічно неподільна частка речовини, що зберігає його хімічні властивості. Атоми з'єднуються між собою хімічними зв'язками. Раніше ми вже розглядали а. Обов'язково ознайомтеся з теорією по темі: Типи хімічних зв'язків, перед тим, як вивчати цю статтю!

Тепер розглянемо, як можуть з'єднуватися частинки речовини.

Залежно від розташування частинок одна щодо одної властивості утворених ними речовин можуть дуже відрізнятися. Так, якщо частинки розташовані одна від одної далеко(відстань між частинками набагато більше розмірів самих частинок), між собою практично не взаємодіють, переміщуються в просторі хаотично і безперервно, то ми маємо справу з газом .

Якщо частинки розташовані близькоодин до одного, але хаотичнобільше взаємодіють між собою, Здійснюють інтенсивні коливальні рухи в одному положенні, але можуть перескакувати в інше положення, то це модель будівлі рідини .

Якщо ж частинки розташовані близькоодин до одного, але більше упорядковано, і більше взаємодіютьміж собою, а рухаються лише в межах одного положення рівноваги, практично не переміщуючись до інших положення, то ми маємо справу з твердою речовиною .

Більшість відомих хімічних речовин і сумішей можуть існувати у твердому, рідкому та газоподібному станах. Найпростіший приклад – це вода. За нормальних умов вона рідка, При 0 про С вона замерзає - переходить з рідкого стану в тверде, і при 100 о С закипає - переходить у газову фазу- водяна пара. При цьому багато речовин за нормальних умов – гази, рідини або тверді. Наприклад, повітря – суміш азоту та кисню – це газ за нормальних умов. Але при високому тиску та низькій температурі азот і кисень конденсуються і переходять у рідку фазу. Рідкий азот активно використовують у промисловості. Іноді виділяють плазму, а також рідкі кристали,як окремі фази.

Дуже багато властивостей індивідуальних речовин і сумішей пояснюються взаємним розташуванням частинок у просторі одна щодо одної!

Ця стаття розглядає властивості твердих тіл, Залежно від їх будови. Основні фізичні властивості твердих речовин: температура плавлення, електропровідність, теплопровідність, механічна міцність, пластичність та ін.

Температура плавлення - Це така температура, при якій речовина переходить з твердої фази в рідку, і навпаки.

- Це здатність речовини деформуватися без руйнування.

Електропровідність - Це здатність речовини проводити струм.

Струм - це впорядкований рух заряджених частинок. Таким чином, струм можуть проводити тільки такі речовини, в яких присутні рухомі заряджені частинки. За здатністю проводити струм речовини ділять на провідники та діелектрики. Провідники – це речовини, які можуть проводити струм (тобто містять рухомі заряджені частинки). Діелектрики - це речовини, які практично не проводять струм.

У твердій речовині частинки речовини можуть розташовуватися хаотично, або більш упорядкованийо. Якщо частинки твердої речовини розташовані у просторі хаотично, речовина називають аморфним. Приклади аморфних речовин вугілля, слюдяне скло.

Якщо частинки твердої речовини перебувають у просторі впорядковано, тобто. утворюють тривимірні геометричні структури, що повторюються, таку речовину називають кристалом, а саму структуру - кристалічною решіткою . Більшість відомих нам речовин – кристали. Самі частинки при цьому розташовані в вузлахкристалічних ґрат.

Кристалічні речовини розрізняють, зокрема, типу хімічного зв'язку між частинками у кристалі – атомні, молекулярні, металеві, іонні; за геометричною формою найпростішого осередку кристалічної решітки – кубічна, гексагональна та ін.

Залежно від типу частинок, що утворюють кристалічні грати , розрізняють атомну, молекулярну, іонну та металеву кристалічну структуру .

Атомні кристалічні грати

Атомні кристалічні грати утворюються, коли у вузлах кристала розташовані атоми. Атоми з'єднані між собою міцними ковалентними хімічними зв'язками. Відповідно, такі кристалічні грати буде дуже міцною, Зруйнувати її непросто. Атомні кристалічні грати можуть утворювати атоми з високою валентністю, тобто. з великою кількістю зв'язків із сусідніми атомами (4 або більше). Як правило, це неметали: прості речовини. кремнію, бору, вуглецю (аллотропні модифікації алмаз, графіт), та їх сполуки (боровуглець, оксид кремнію (IV) та ін..). Оскільки між неметалами виникає переважно ковалентний хімічний зв'язок, вільних електронів(як і інших заряджених частинок) у речовинах з атомними кристалічними ґратами в більшості випадків немає. Отже, такі речовини, як правило, дуже погано проводять електричний струм, тобто. є діелектриками. Це загальні закономірності, у тому числі є низка винятків.

Зв'язок між частинками в атомних кристалалах: .

У вузлах кристала з атомною кристалічною структурою розташовані атоми.

Фазовий стан атомних кристалів за нормальних умов: як правило, тверді речовини.

Речовини, що утворюють у твердому стані атомні кристали:

Прості речовини з високою валентністю (Розташовані в середині таблиці Менделєєва): бір, вуглець, кремній та ін.
Складні речовини, утворені цими неметалами:кремнезем (оксид кремнію, кварцовий пісок) SiO 2; карбід кремнію (корунд) SiC; карбід бору, нітрид бору та ін.

Фізичні властивості речовин з атомними кристалічними ґратами:

— міцність;

- тугоплавкість (висока температура плавлення);

- Низька електропровідність;

- Низька теплопровідність;

- Хімічна інертність (неактивні речовини);

- Нерозчинність у розчинниках.

Молекулярні кристалічні грати– це такі грати, у вузлах яких розташовуються молекули. Утримують молекули в кристалі слабкі сили міжмолекулярного тяжіння (сили Ван-дер-Ваальса, водневі зв'язки, або електростатичне тяжіння). Відповідно, такі кристалічні грати, як правило, досить легко зруйнувати. Речовини з молекулярними кристалічними гратами – легкоплавкі, неміцні. Що сила тяжіння між молекулами, то вище температура плавлення речовини. Як правило, температури плавлення речовин з молекулярними кристалічними ґратами не вище 200-300К. Тому за нормальних умов більшість речовин з молекулярними кристалічними ґратами існує у вигляді газів чи рідин. Молекулярні кристалічні грати, як правило, утворюють у твердому вигляді кислоти, оксиди неметалів, інші бінарні сполуки неметалів, прості речовини, що утворюють стійкі молекули (кисень О 2 азот N 2 вода H 2 O та ін), органічні речовини. Як правило, це речовини з ковалентним полярним (рідше неполярним) зв'язком. Т.к. електрони задіяні в хімічних зв'язках, речовини з молекулярними кристалічними ґратами – діелектрики, погано проводять тепло.

Зв'язок між частинками у молекулярних кристалалах: м ежмолекулярні, електростатичні або міжмолекулярні сили тяжіння.

У вузлах кристала з молекулярною кристалічною структурою розташовані молекули.

Фазовий стан молекулярних кристалів за нормальних умов: гази, рідини та тверді речовини.

Речовини, що утворюють у твердому стані молекулярні кристали:

Прості речовини-неметали, що утворюють маленькі міцні молекули (O 2 , N 2 , H 2 , S 8 та ін);
Складні речовини (з'єднання неметалів) з ковалентними полярними зв'язками (крім оксидів кремнію та бору, сполук кремнію та вуглецю) — вода H 2 O, оксид сірки SO 3 та ін.
Одноатомні інертні гази (гелій, неон, аргон, криптон та ін.);
Більшість органічних речовин, у яких немає іонних зв'язків — метан CH 4 , бензол 6 Н 6 та ін.

Фізичні властивості речовин з молекулярними кристалічними ґратами:

- Легкоплавкість (низька температура плавлення):

- Висока стисливість;

— молекулярні кристали у твердому вигляді, а також у розчинах та розплавах не проводять струм;

- фазовий стан за нормальних умов - гази, рідини, тверді речовини;

- Висока леткість;

- Мала твердість.

Іонні кристалічні грати

Якщо у вузлах кристала знаходяться заряджені частинки – іони, ми можемо говорити про іонних кристалічних ґрат . Як правило, з іонних кристалів чергуються позитивні іони(катіони) та негативні іони(аніони), тому частинки у кристалі утримуються силами електростатичного тяжіння . Залежно від типу кристала та типу іонів, що утворюють кристал, такі речовини можуть бути досить міцними та тугоплавкими. У твердому стані рухомих заряджених частинок в іонних кристалах, як правило, немає. Зате при розчиненні чи розплавленні кристала іони вивільняються і можуть рухатися під впливом зовнішнього електричного поля. Тобто. проводять струм тільки розчини або розплавиіонних кристалів. Іонні кристалічні грати характерні для речовин з іонним хімічним зв'язком. Прикладитаких речовин – кухонна сіль NaCl, карбонат кальцію– CaCO 3 та ін. Іонні кристалічні грати, як правило, у твердій фазі утворюють солі, основи, а також оксиди металів та бінарні сполуки металів та неметалів.

Зв'язок між частинками в іонних кристалах: .

У вузлах кристала з іонними гратами розташовані іони.

Фазовий стан іонних кристалів за нормальних умов: як правило, тверді речовини.

Хімічні речовини з іонними кристалічними гратами:

Солі (органічні та неорганічні), у тому числі солі амонію (наприклад, хлорид амонію NH 4 Cl);
Підстави;
Оксиди металів;
Бінарні сполуки, у складі яких є метали та неметали.

Фізичні властивості речовин з іонною кристалічною структурою:

- Висока температура плавлення (тугоплавкість);

- Розчини і розплави іонних кристалів - провідники струму;

- Більшість сполук розчиняються в полярних розчинниках (вода);

- Твердий фазовий стан у більшості сполук за нормальних умов.

І, нарешті, метали характеризуються особливим виглядом просторової структури. металевою кристалічною решіткою, яка обумовлена металевим хімічним зв'язком . Атоми металів досить слабко утримують валентні електрони. У кристалі, утвореному металом, відбуваються одночасно такі процеси: частина атомів віддає електрони і стає позитивно зарядженими іонами; ці електрони хаотично переміщуються в кристалі; частина електронів притягується до іонів. Ці процеси відбуваються одночасно та хаотично. Таким чином, виникають іони як при утворенні іонного зв'язку, так і утворюються загальні електрони , як і утворенні ковалентного зв'язку. Вільні електрони переміщуються хаотично та безперервно по всьому об'єму кристала, як газ. Тому іноді їх називають « електронним газом ». З-за наявності великої кількості рухомих заряджених частинок метали проводять струм, тепло. Температура плавлення металів сильно варіюється. Метали також характеризуються своєрідним металевим блиском, ковкістю, тобто. здатністю змінювати форму без руйнування при сильному механічному впливі, т.к. хімічні зв'язки у своїй не руйнуються.

Зв'язок між частинками : .

У вузлах кристала з металевими гратами розташовані іони металів та атоми.

Фазовий стан металів за звичайних умов: як правило, тверді речовини(Виняток - ртуть, рідина при звичайних умовах).

Хімічні речовини з металевими кристалічними ґратами прості речовини-метали.

Фізичні властивості речовин з металевими кристалічними ґратами:

- Висока тепло-і електропровідність;

- ковкість та пластичність;

- Металевий блиск;

- Метали, як правило, нерозчинні в розчинниках;

- Більшість металів - тверді речовини за нормальних умов.

Порівняння властивостей речовин з різними кристалічними ґратами

Тип кристалічних ґрат (або відсутність кристалічних ґрат) дозволяє оцінити основні фізичні властивості речовини . Для зразкового порівняння типових фізичних властивостей сполук з різними кристалічними ґратами дуже зручно використовувати хімічні речовини з характерними властивостями. Для молекулярних грат це, наприклад, вуглекислий газ, для атомної кристалічної решітки алмаз, для металевої - мідь, і для іонної кристалічної решітки кухонна сіль, хлорид натрію NaCl.

Зведена таблиця за структурами простих речовин, утворених хімічними елементами з основних підгруп таблиці Менделєєва (елементи побічних підгруп є металами, отже, мають металеві кристалічні ґрати).

Підсумкова таблиця зв'язку властивостей речовин із будовою:

Більшість твердих речовин мають кристалічну структуру, в якій частинки, з яких вона «побудована» знаходяться у певному порядку, створюючи тим самим кристалічні ґрати. Вона будується з однакових структурних одиниць, що повторюються. елементарних осередків, що зв'язується із сусідніми осередками, утворюючи додаткові вузли. В результаті існує 14 різних кристалічних ґрат.

Типи кристалічних ґрат.

Залежно від частинок, які стоять у вузлах ґрат, розрізняють:

металеві кристалічні грати;
іонну кристалічну решітку;
молекулярні кристалічні грати;
макромолекулярні (атомні) кристалічні грати.

Металевий зв'язок у кристалічних ґратах.

Іонні кристали мають підвищену крихкість, т.к. зсув у ґратах кристала (навіть незначний) призводить до того, що однойменно заряджені іони починають відштовхуватися один від одного, і зв'язки рвуться, утворюються тріщини та розколи.

Молекулярний зв'язок кристалічних ґрат.

Основна особливість міжмолекулярного зв'язку полягає в її "слабкості" (ван-дер-ваальсові, водневі).

Це структура льоду. Кожна молекула води пов'язана водневими зв'язками з 4-ма навколишніми молекулами, в результаті структура має тетраедричний характер.

Водневий зв'язок пояснює високу температуру кипіння, плавлення та малу щільність;

Макромолекулярний зв'язок кристалічних ґрат.

У вузлах кристалічних ґрат знаходяться атоми. Ці кристали поділяються на 3 види:

каркасні;
ланцюжкові;
шаруваті структури.

Каркасною структуроюмає алмаз - одне з найтвердіших речовин у природі. Атом вуглецю утворює 4 однакові ковалентні зв'язки, що говорить про форму правильного тетраедра ( sp 3 - Гібридизація). Кожен атом має неподілену пару електронів, які можуть зв'язуватися з сусідніми атомами. Внаслідок чого утворюється тривимірна решітка, у вузлах якої лише атоми вуглецю.

Енергії для руйнування такої структури потрібно дуже багато, температура плавлення таких сполук висока (у алмазу вона становить 3500 ° С).

Шаруваті структуриговорять про наявність ковалентних зв'язків усередині кожного шару та слабких ван-дер-ваальсових – між шарами.

Розглянемо приклад: графіт. Кожен атом вуглецю знаходиться в sp 2 - гібридизації. Четвертий неспарений електрон утворює ван-дер-ваальсовий зв'язок між шарами. Тому 4-ий шар дуже рухливий:

Зв'язки слабкі, тому їх легко розірвати, що можна спостерігати у олівця - «пишуча властивість» - 4-й шар залишається на папері.

Графіт – чудовий провідник електричного струму (електрони здатні переміщатися вздовж площини шару).

Ланцюжковими структурамимають оксиди (наприклад, SO 3 ), який кристалізується у вигляді блискучих голок, полімери, деякі аморфні речовини, силікати (азбест).

Назад вперед

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

Тип уроку: Комбінований.

Мета уроку:Створити умови для формування вміння учнів встановлювати причинно-наслідкову залежність фізичних властивостей речовин від виду хімічного зв'язку та типу кристалічних ґрат, передбачати тип кристалічних ґрат на основі фізичних властивостей речовини.

Завдання уроку:

Сформувати поняття про кристалічний та аморфний стан твердих тіл, ознайомити учнів з різними типами кристалічних решіток, встановити залежність фізичних властивостей кристала від характеру хімічного зв'язку в кристалі та типу кристалічної решітки, дати учням основні уявлення про вплив природи хімічного зв'язку та типів кристалічних .
Продовжити формування світогляду учнів, розглянути взаємний вплив компонентів цілого-структурних частинок речовин, внаслідок якого з'являються нові властивості, виховувати вміння організувати свою навчальну працю, дотримуватись правил роботи в колективі.
Розвивати пізнавальний інтерес школярів, використовуючи проблемні ситуації;

Обладнання:Періодична система Д.І. Менделєєва, колекція "Метали", неметали: сірка, графіт, червоний фосфор, кристалічний кремній, йод; Презентація «Типи кристалічних ґрат», моделі кристалічних грат різних типів (кухонної солі, алмазу та графіту, вуглекислого газу та йоду, металів), зразки пластмас та виробів з них, скло, пластилін, комп'ютер, проектор.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Вчитель вітає учнів, фіксує відсутніх.

2. Перевірка знань на теми” Хімічний зв'язок. Ступінь окислення".

Самостійна робота (15 хвилин)

3. Вивчення нового матеріалу.

Вчитель озвучує тему уроку та мету уроку. (Слайд 1,2)

Учні записують у зошиті дату, тему урок.

Актуалізація знань.

Вчитель ставить питання класу:

Які види частинок ви знаєте? Чи мають заряди іони, атоми та молекули?
Які види хімічних зв'язків ви знаєте?
Які вам відомі агрегатні стани речовин?

Вчитель:«Будь-яка речовина може бути газом, рідиною та твердою речовиною. Наприклад, вода. За звичайних умов – це рідина, але може бути парою і льодом. Або кисень при звичайних умовах є газом, при температурі -1940 C він перетворюється на рідину блакитного кольору, а при температурі -218,8°C твердне в снігоподібну масу, що складається з кристалів синього кольору. На цьому уроці ми розглянемо твердий стан речовин: аморфний та кристалічний». (Слайд 3)

Вчитель:аморфні речовини не мають точної температури плавлення – при нагріванні вони поступово розм'якшуються та переходять у текучий стан. До аморфних речовин відносять, наприклад, шоколад, який тане і в руках і в роті; жувальну гумку, пластилін, віск, пластмаси (подаються приклади таких речовин). (Слайд 7)

Кристалічні речовини мають точну температуру плавлення і, головне, характеризуються правильним розташуванням частинок у певних точках простору. (Слайди 5,6) При з'єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторовий каркас, який називається кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами ґрат.

Учні записують у зошит визначення: «Кристалічні грати називають сукупність точок простору, в яких розташовуються частинки, що утворюють кристал. Точки, в яких розміщуються частинки кристала, називають вузлами ґрат».

Залежно від того, які види частинок знаходяться у вузлах цієї ґрати, розрізняють 4 типи ґрат. (Слайд 8) Якщо у вузлах кристалічних ґрат знаходяться іони, то такі ґрати називаються іонними.

Вчитель ставить учням питання:

– Як називатимуться кристалічні ґрати, у вузлах яких знаходяться атоми, молекули?

Але є кристалічні грати, у вузлах яких і атоми, і іони. Такі ґрати називаються металевими.

Тепер ми будемо заповнювати таблицю: «Кристалічні грати, вид зв'язку та властивості речовин». У ході заповнення таблиці ми будемо встановлювати взаємозв'язок між типом ґрат, видом зв'язку між частинками та фізичними властивостями твердих речовин.

Розглянемо 1-й тип кристалічної решітки, яка називається іонною. (Слайд 9)

– Який хімічний зв'язок у цих речовинах?

Подивіться на іонну кристалічну решітку (показується модель таких ґрат). У її вузлах знаходяться позитивно та негативно заряджені іони. Наприклад, кристал хлориду натрію побудований з позитивних іонів натрію та негативних хлорид-іонів, що утворюють ґрати у формі куба. До речовин з іонною кристалічною решіткою відносяться солі, оксиди та гідроксиди типових металів. Речовини з іонними кристалічними гратами мають високу твердість і міцність, вони тугоплавкі і нелеткі.

Вчитель:Фізичні властивості речовин з атомними кристалічними гратами ті ж, що й у речовин з іонними кристалічними гратами, але часто чудовою мірою – дуже тверді, дуже міцні. Алмаз, у якого атомні кристалічні грати – найтвердіша речовина з усіх природних речовин. Він служить еталоном твердості, яка за 10-бальною системою оцінюється найвищим балом 10. (Слайд 10). За цим типом кристалічної решітки ви самі внесете необхідні відомості в таблицю, самостійно попрацювавши з підручником.

Вчитель:Розглянемо 3-й тип кристалічної решітки, яка називається металевою. (Слайди 11,12) У вузлах таких ґрат знаходяться атоми та іони, між якими вільно переміщуються електрони, зв'язуючи їх в єдине ціле.

Така внутрішня будова металів визначає їх характерні фізичні властивості.

Вчитель:Які фізичні властивості металів ви знаєте? (Ковкість, пластичність, електро-і теплопровідність, металевий блиск).

Вчитель:На які групи діляться усі речовини за будовою? (Слайд 12)

Розглянемо тип кристалічних ґрат, які мають такі добре відомі нам речовини як вода, вуглекислий газ, кисень, азот та інші. Вона називається молекулярною. (Слайд14)

– Які частинки розташовуються у вузлах цієї ґрати?

Хімічний зв'язок у молекулах, які знаходяться у вузлах ґрат, може бути і ковалентна полярна, і ковалентна неполярна. Незважаючи на те, що атоми всередині молекули пов'язані дуже міцними зв'язками ковалентними, між самими молекулами діють слабкі сили міжмолекулярного тяжіння. Тому речовини з молекулярними кристалічними гратами мають малу твердість, низькі температури плавлення і леткі. Коли газоподібні чи рідкі речовини за особливих умов перетворюються на тверді, тоді вони з'являється молекулярна кристалічна решітка. Прикладами таких речовин може бути тверда вода – лід, твердий вуглекислий газ – сухий лід. Такі грати має нафталін, який застосовують для захисту вовняних виробів від молі.

– Якими властивостями молекулярних кристалічних ґрат обумовлено застосування нафталіну? (летючістю). 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 але та складні: тверда вода, тверді хлороводень та сірководень. Більшість твердих органічних сполук мають молекулярні кристалічні грати (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, леткі.

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 йоду

Потім учні по черзі називають відомості, що вони записали таблицю.

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 не полярна – зв'язок дуже міцний 2. Ковалентна полярна – зв'язок дуже міцний	*Прості речовин* а: алмаз (C), графіт (C), бор (B), кремній (Si). *Складні речовини* : оксид алюмінію (Al 2 O 3), оксид кремнію (IV) – SiO 2	Дуже тверді, дуже тугоплавкі, міцні, нелеткі, нерозчинні у воді
Молекулярна	Молекули	Між молекулами – слабкі сили міжмолекулярного тяжіння, а ось всередині молекул – міцний ковалентний зв'язок	Тверді речовини за особливих умов, які за звичайних – гази чи 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	Металева – різної міцності	Метали та сплави	Ковкі, мають блиск, пластичність, тепло- і електропровідність.

Вчитель:Який ми можемо зробити висновок із виконаної роботи за таблицею?

Висновок 1: Від типу кристалічних ґрат залежать фізичні властивості речовин. Склад речовини → Вид хімічного зв'язку → Тип кристалічних ґрат → Властивості речовин . (Слайд 18).

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

Відповідь: Іонні кристалічні ґрати.

Питання: Які кристалічні решітки характерні для простих речовин?

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

Робота з Періодичною системою Д.І. Менделєєва.

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

Відповідь : Якщо провести діагональ від бору до астату, то в нижньому лівому кутку від цієї діагоналі будуть 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 IV A, V A, VI A, VII A, VIII A та бор.

Вчитель:Давайте знайдемо елементи неметали, у яких прості речовини мають атомні кристалічні грати (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 в залежності 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-металеві.

Для елементів-неметалів IV A і бору в простій речовині кристалічні решітки атомні; а у елементів V A, VI A, VII A, VIII A у простих речовинах кристалічні грати молекулярні.

Продовжуємо працювати із заповненою таблицею.

Вчитель: Уважно подивіться на таблицю. Яка закономірність простежується?

Уважно слухаємо відповіді учнів, після чого разом із класом робимо висновок. Висновок 2 (слайд 17)

4. Закріплення матеріалу.

Тест (самоконтроль):

Речовини, що мають молекулярні кристалічні грати, як правило:
a)Тугоплавки і добре розчиняються у воді
б) Легкоплавки та леткі
в) Тверди та електропровідні
г) Теплопровідні та пластичні

Поняття «молекула» не застосовується по відношенню до структурної одиниці речовини:
a) Вода
б) Кисень
в) Алмаз
г) Озон

Атомні кристалічні грати характерні для:
a) Алюмінію та графіту
б) Сірки та йоду
в) Оксиду кремнію та хлориду натрію
г) Алмазу та бору

Якщо речовина добре розчинна у воді, має високу температуру плавлення, електропровідно, то її кристалічні грати:
а) Молекулярна
б) Атомна
в) Іонна
г) Металева

5. Рефлексія.

6. Домашнє завдання.

Охарактеризуйте кожен вид кристалічних ґрат за планом: Що у вузлах кристалічних ґрат, структурна одиниця → Тип хімічного зв'язку між частинками вузла → Сили взаємодії між частинками кристалу → Фізичні властивості, зумовлені кристалічною решіткою → Агрегатний стан речовини за звичайних умов → Приклади.

За формулами наведених речовин: SiC, CS 2 , NaBr, C 2 H 2 – визначте тип кристалічних ґрат (іонна, молекулярна) кожної сполуки і на основі цього опишіть передбачувані фізичні властивості кожної з чотирьох речовин.

Як ми вже знаємо, речовина може існувати у трьох агрегатних станах: газоподібному, твердомуі рідкому. Кисень, який при звичайних умовах знаходиться в газоподібному стані, при температурі -194° З перетворюється на рідину блакитного кольору, а при температурі -218,8° З перетворюється на снігоподібну масу з кристалами синього кольору.

Температурний інтервал існування речовини у твердому стані визначається температурами кипіння та плавлення. Тверді речовини бувають кристалічнимиі аморфними.

У аморфних речовиннемає фіксованої температури плавлення – при нагріванні вони поступово розм'якшуються та переходять у плинний стан. У такому стані, наприклад, є різні смоли, пластилін.

Кристалічні речовинивідрізняються закономірним розташуванням частинок, у тому числі вони складаються: атомів, молекул та іонів, – у суворо певних точках простору. Коли ці точки з'єднуються прямими лініями, створюється просторовий каркас, його називають кристалічною решіткою. Крапки, в яких знаходяться частинки кристала, називають вузлами ґрат.

У вузлах уявлюваної нами грати можуть бути іони, атоми і молекули. Ці частки здійснюють коливальні рухи. Коли температура збільшується, розмах цих коливань теж зростає, що призводить до теплового розширення тіл.

Залежно від різновиду частинок, що знаходяться у вузлах кристалічних ґрат, і характеру зв'язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних ґрат: іонні, атомні, молекулярніі металеві.

Іонниминазивають такі кристалічні ґрати, у вузлах яких розташовані іони. Їх утворюють речовини з іонним зв'язком, яким можуть бути пов'язані як прості іони Na+, Cl-, так і складні SO24-, OH-. Таким чином, іонні кристалічні грати мають солі, деякі оксиди та гідроксили металів, тобто. ті речовини, у яких існує іонний хімічний зв'язок. Розглянемо кристал хлориду натрію, він складається з іонів Na+ і негативних CL-, що позитивно чергуються, разом вони утворюють грати у вигляді куба. Зв'язки між іонами у такому кристалі надзвичайно стійкі. Через цю речовину з іонними гратами мають порівняно високу міцність і твердість, вони тугоплавкі і нелеткі.

Атомнимикристалічними ґратами називають такі кристалічні грати, у вузлах яких є окремі атоми. У подібних ґратах атоми з'єднуються між собою дуже міцними ковалентними зв'язками. Наприклад, алмаз - одне з алотропних змін вуглецю.

Речовини з атомними кристалічними ґратами не дуже поширені в природі. До них відносяться кристалічний бір, кремній та германій, а також складні речовини, наприклад, такі, у складі яких є оксид кремнію (IV) – SiO 2: кремнезем, кварц, пісок, гірський кришталь.

Переважна більшість речовин з атомними кристалічними гратами мають дуже високі температури плавлення (у алмазу вона перевищує 3500° С), такі речовини міцні і тверді, практично не розчиняються.

Молекулярниминазивають такі кристалічні грати, у вузлах яких розташовані молекули. Хімічні зв'язки в цих молекулах можуть бути як полярними (HCl, H 2 0), так і неполярними (N 2 , O 3). І хоча атоми всередині молекул пов'язані дуже міцними ковалентними зв'язками, між самими молекулами діє слабкі сили міжмолекулярного тяжіння. Саме тому речовини з молекулярними кристалічними ґратами характеризуються малою твердістю, низькою температурою плавлення, летючістю.

Прикладами таких речовин можуть послужити тверда вода - лід, твердий оксид вуглецю (IV) - "сухий лід", тверді хлороводень і сірководень, тверді прості речовини, утворені одна - (благородні гази), двох - (H 2 , O 2 , CL 2 , N 2 , I 2), трьох - (O 3), чотирьох - (P 4), восьмиатомних (S 8) молекулами. Переважна більшість твердих органічних сполук мають молекулярні кристалічні грати (нафталін, глюкоза, цукор).

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.