Сорочинская В.Ф.,           

учитель химии МБОУ СОШ № 32

г. Новочеркасск

Урок химии в 8 классе

Тема урока: Кристаллические решетки

Цель урока:

1. Создание условий для формирования информационной и коммуникативной компетенций.
2. Формирование представлений о типах кристаллических решеток
3. Установление связи между типом кристаллической решётки и свойствами вещества.

Задачи урока:

1. Обобщить знания о типах химической связи, валентности. Закрепить навыки составления схем строения химических соединений.
2. Совершенствовать умение определять вещества молекулярного и немолекулярного строения.
3. Ознакомить с типами кристаллических решеток.
4. Научить определять свойства веществ  в зависимости от типа кристаллических решёток.

Тип урока: комбинированный, с использованием технологии критического мышления.

Оборудование:

1. Учебник:  Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Химия, базовый уровень. 8 класс – М.: ООО «ТИД «Русское слово – РС», 2011 – 224 с.
2. Таблицы: «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», «Виды химической связи», «Типы кристаллических решеток».
3. Тексты для работы учащихся.

Приложение 1:

а) вопросы для первой стадии урока «Вызов», вопросы для третьей стадии урока «Размышление»;

б) материал для ознакомления: таблица «Характеристика основных типов связи»; «Типы кристаллических решеток»;

Приложение 2. «Кристаллы,  минералы»;

Приложение 3.Памятки: «Использование приема «Взаимообучение», «Правила написания синквейна».

Ход урока

Организационный момент.

На столе лежат двойные тетрадные листы, учебник химии (Новошинский И.И., Новошинская Н.С., Химия 8 класс), печатный материал (Приложения 1–3).

Учитель информирует  учащихся об основных стадиях урока.

Технологическая карта урока.

I. Вызов.

Учитель предлагает ознакомиться с вопросами Приложения 1 и развернуть тетрадный лист, на котором расчерчены три графы с заголовками

В графе «Знаю» записывают ответы на вопросы, какие они знают. Вопросы, требующие изучения, – в графе «Хочу знать». Работают парами.

Учитель:  « Одно и то же вещество при разной температуре может существовать в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. При комнатной температуре  соединения с ионной связью обычно твёрдые вещества; соединения с ковалентной связью могут находиться в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Твердые тела делятся на две неравные группы – кристаллические (их большинство) и аморфные, не имеющие кристаллического строения. Аморфные тела в отличие от кристаллических не имеют определенной температуры плавления, а постепенно размягчаются в некотором температурном интервале. Истинно твердыми телами считают только кристаллические.

Для кристаллических веществ характерно правильное расположение частиц, из которых они построены (атомов, ионов, молекул). Исследованиями с помощью рентгеновских лучей было доказано, что эти частицы находятся в строго определенных точках пространства, называемых узлами. Если мысленно соединить эти узлы прямыми линиями, образуется пространственный каркас, называеый кристаллической решеткой.

Свойства твердых веществ определяются природой частиц, занимающих узлы кристаллической решетки, и типом взаимодействия между ними. В зависимости от вида частиц различают 4 типа кристаллических решеток: атомные, ионные, молекулярные и металлические».

Учитель записывает на доске и предлагает учащимся записать в тетрадях тему урока: «Кристаллические решетки».

II Осмысление.

Учитель предлагает учащимся разделиться на группы по 5 человек в каждой.

Группы формируются добровольно, по желанию учащихся, но они должны быть примерно равными по силе. Обучаемые работают с текстом учебника § 17, читают материалы, лежащие на столах, затем распределяют между собой абзацы параграфа, какие предстоит изучить, по очереди играют роль «учителя». «Учитель» формулирует вопросы к тексту абзаца и просит членов группы на них ответить. Растолковывает то, что участникам группы осталось неясным. После этого роль «учителя» играет другой участник группы. Любые разногласия выносят на обсуждение классу и обучаемые других групп отвечают на вопросы.

Учитель предлагает обобщить изученный материал.

В веществах с кристаллической решеткой ионного и атомного типов весь кристалл следует рассматривать как гигантскую макромолекулу.

Связи между ионами и атомами в таких кристаллах весьма прочны. Поэтому вещества с ионной и атомной кристаллическими решетками обладают сравнительно высокой твердостью. Они тугоплавки и малолетучи.

При плавлении ионных кристаллов происходит нарушение геометрически правильной ориентации ионов относительно друг друга и прочность связи между ними уменьшается. Поэтому расплавы их проводят электрический ток. Ионные соединения, как правило, легко растворяются в жидкостях, состоящих из полярных молекул, например в воде.

В молекулярных кристаллах силы взаимодействия между молекулами относятся к типу слабых ван-дер-ваальсовых. Такие вещества плавятся при довольно низких температурах. Большая часть веществ, которые при комнатной температуре находятся в жидком и газообразном состояниях, при низких температурах образуют молекулярные кристаллы.

Существует закономерность: если известно строение веществ, то можно предсказать их свойства и наоборот, если известны свойства веществ, то можно определить их строение.

III. Размышление (рефлексия).

Учащиеся возвращаются к таблице стадии «Вызов» и заполняют графу «Узнал (а)». Для контроля степени освоения материала по данной теме, отвечают на вопросы к стадии «Размышление» «Приложения 1» .

Учащиеся попарно составляют синквейн, обсуждают его в группе и зачитывают всему классу. За каждый правильный ответ учащиеся получают 1 балл, неполный – 0,5 балла, неверный – 0 баллов. Общее число баллов, полученное участниками групп, подсчитывается представителями от каждой группы. Синквейн также оценивается представителями групп. Баллы переводят в оценку, одинаковую для всех участников группы, и выставляют в журнал.

Учитель объявляет группу, набравшую наибольшее число баллов и ставшую победителем.

Учитель записывает на доске домашнее задание: § 17, задание 2.

Приложение 1

Вопросы к стадии «Вызов»

1. Какие виды химической связи вам известны?
2. Какие вещества имеют молекулярное, немолекулярное строение?
3. Что такое кристаллическая решетка?
4. Назовите типы кристаллических решеток.
5. Определите вид химической связи и тип кристаллической решетки, свойства веществ: а) О₂; б) HF; в) NaCl.

Вопросы к стадии «Размышление»

1.Чем отличаются аморфные вещества от кристаллических?

2. Какие различные свойства проявляют соединения с ионной связью и соединения с ковалентной связью?

3Укажите  тип кристаллической решетки  для следующих веществ:

а) твердый оксид углерода CO₂(IV) («сухой» лед), твердый хлороводород HCl,;

б) твердые простые вещества – аргон Ar, фтор F₂, водород H₂, азотN₂;

в) фторид лития LiF, хлорид кальция CaCl₂.

Приложение 2

Материал для ознакомления

Таблица

Характеристика основных видов химической связи

Типы кристаллических решёток

Ионные кристаллические решётки

Ионными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы вещества. Сложные вещества, состоящие из элементов с сильно отличающейся электроотрицательностью, имеют ионный тип связи между частицами (KF, CaF₂, NaCl, CaCl₂, и др.). Ионные кристаллические решётки имеют соли, некоторые оксиды и гидроксиды (рис.1).

Связи между ионами в кристалле очень прочные, поэтому ионным соединениям свойственны высокие температуры плавления, малая летучесть, большая твёрдость. По прочности ионные решётки уступают атомным, но превышают молекулярные.

Атомные кристаллические решётки

Атомными называют кристаллические решётки, в узлах которых находятся отдельные атомы, которые соединены очень прочными ковалентными связями. В природе встречается немного веществ с атомной кристаллической решёткой. К ним относятся кристаллические бор, кремний и германий, также сложные вещества, например, кварц и горный хрусталь в состав которых входит SiO₂. Большинство веществ с атомной кристаллической решёткой имеют высокие температуры плавления, обладают повышенной твёрдостью (алмаз – самый твёрдый природный материал), практически нерастворимы. На рисунке 2 изображена кристаллическая решётка алмаза.

Молекулярные кристаллические решётки

Молекулярными называют кристаллические решётки, в узлах которых располагаются молекулы. Химические связи в этих молекулах ковалентные, как полярные, так и неполярные. Атомы внутри молекул связаны очень прочно, но между молекулами действуют слабые силы межмолекулярного притяжения. Поэтому вещества с молекулярной кристаллической решёткой имеют малую твёрдость, плавятся при низкой температуре, летучие, при обычных условиях находятся в газообразном или жидком состоянии. Веществ с молекулярной кристаллической решёткой известно очень много. Это твёрдые водород, хлор, благородные газы, хлороводород, сероводород, «сухой лёд»‑ оксид углерода (IV), лёд (твёрдая вода), йод (рис. 3) и другие. Молекулярную кристаллическую решётку имеют большинство органических веществ.

Металлические кристаллические решётки

Кристаллические решётки, образуемые металлами, называются металлическими. Кристаллы металлов строятся из атомов элементов, которые имеют один, два или три внешних (валентных) электрона (редко больше). Электроны утрачивают свою связь с отдельными атомами и становятся общими для положительно заряженных частиц. В узлах металлических решёток находятся атомы и положительные ионы металлов, а валентные электроны передвигаются между ними в различных направлениях( рис 4). Совокупность свободных электронов иногда называют электронным газом. Такое строение решётки обусловливает большую электропроводность, теплопроводность и высокую пластичность (ковкость) металлов. Температура плавления и твердость металлов различны, изменяются в широких пределах. Из первых 104 элементов 75 образуют металлические решетки. Металлы имеют наиболее плотно построенные решетки

.

Приложение 3.

Кристаллы, минералы (дополнительный материал)

Кристаллы –твёрдые тела, характеризующиеся закономерным периодическим расположением частиц (молекул, атомов или ионов) в пространстве. Строгая периодичность расположения частиц в кристалле определяет почти все основные законы и свойства кристаллов.

Важной особенностью кристаллов является их симметрия-свойство геометрических фигур в различных положениях приходить в совмещение с первоначальным положением. Симметрия кристаллов положена в основу их классификации.

Вследствие того что в структуре кристалла в разных направлениях различны расстояния и силы связи между частицами, большинство свойств кристалла анизотропно, т. е. различно в разных направлениях, но одинаково в направлениях, симметричных друг другу. Анизотропной являются и скорость роста кристалла. Если бы скорость роста была изотропной, кристалл вырастал бы в форме шара. Именно вследствие того, что скорости роста кристалла различны в разных направлениях и эти различия симметричны в пространстве, кристалл вырастает в форме симметричных правильных многогранников. Анизотропность проявляется и в том, что при воздействии на кристалл какого-либо растворителя скорость химических реакций различна по различным направлениям.

Аморфные же вещества характеризуются изотропностью (равносвойственностью) – физические свойства по всем направлениям проявляются одинаково.

Всякий кристалл есть однородное, но в то же время и анизотропное тело.

Наиболее известным внешним признаком кристалла является геометрическая форма, которую кристалл принимает при образовании в соответствующих условиях.

Все кристаллы одного вещества имеют одну и ту же структуру при одинаковых условиях кристаллизации (температура, давление). При изменении внешних условий одно и то же вещество может кристаллизоваться в разных кристаллических решетках и обладать весьма различными свойствами. Это явление называется полиморфизмом. Например, известны две полиморфные модификации углерода – алмаз и графит.

Кристаллы одного и того же вещества могут отличаться друг от друга своей величиной, при неравномерном росте кристаллы получаются сплющенными, вытянутыми и т.д., но неизменными остаются углы между соответственными гранями растущего кристалла. Эта особенность кристаллов известна как закон постоянства углов. Поэтому измерением углов можно доказать принадлежность исследуемого кристалла к тому или иному веществу. Закон постоянства углов граней объясняется тем, что все кристаллы одного вещества имеют одну и ту же структуру.

При нагревании кристаллического тела температура повышается до определенного предела; при дальнейшем же нагревании вещество начинает плавиться, а температура некоторое время остается постоянной, так как все тепло идет на разрушение кристаллической решетки. Температура, при которой начинается плавление, называется температурой плавления.

Аморфные вещества в отличие от кристаллических не имеют четко выраженной температуры плавления. По этому признаку легко отличить кристаллические вещества от аморфных.

Минералы– твёрдые, как правило, тела, относительно однородные по составу и свойствам, возникшие как продукт природных физико-химических процессов, протекающих на поверхности и в глубинах Земли, Луны и других планет. Минералы обычно представляют собой составную часть горных пород, руд и метеоритов.

 В основу классификации минералов положены различия в типах химических соединений и кристаллических структур. Известно около 3000 минеральных видов. Лишь немногие минералы являются простыми телами; таковы, например, алмаз, графит, самородные Fe, Ni, Pt, Ir, Rh, Ru, Os, Cu, Aq, Hq, Pb, S, As, Sb. Bi, Pd, Au. В подавляющем большинстве минералы состоят из химических соединений.

Содержание различных минералов в исследованной части земной коры (в вес.%):

Силикаты............................................................................................... около 75

Оксиды и гидроксиды (в том числе 12,6% SiO₂)............................... ок. 17

Карбонаты.............................................................................................. ок. 1,7

Сульфиды, сульфаты............................................................................ ок. 3,0–4,0

Самородные элементы......................................................................... ок. 0,1

Обычно в природе минералы распространены в виде зёрен неправильной формы; хорошо образованные кристаллы, ограниченные естественными гранями, встречаются сравнительно редко. Чаще всего минералы встречаются в виде множества сросшихся кристаллических зёрен - минеральных агрегатов.

Области применения минералов в народном хозяйстве чрезвычайно широки и обусловлены их свойствами. Используется около 15% всех минеральных видов. Минералы служат источником всех металлов (руды черных и цветных металлов, рудных и рассеянных элементов) и других химических элементов (горно-химическое сырье), строительных материалов, природных красителей; ряд минералов является драгоценными и поделочными камнями.

Многие свойства минералов еще не расшифрованы.

Приложение 3

Памятки

1. Использование приема «Взаимообучение».

Взаимообучение происходит в группах. Всем разда­ются экземпляры одного и того же текста (Приложение 1). Учащиеся по очереди играют роль учителя. «Учитель»:

• суммирует содержание абзаца;
• формулирует вопросы к тексту и просит других учащихся на него ответить;
• растолковывает то, что для других осталось неясным;
• дает задание на чтение следующего абзаца, а затем передает руководство следующему участнику группы.

2. Правила написания синквейна:

• в первой строчке тема называется одним словом (существительным);
• вторая строчка – это описание темы в двух словах (два прилагательных);
• третья строка – описание действия в рамках темы тремя глаголами;
• четвертая – это фраза из четырех слов, показывающая отношение к теме;
• метафора или синоним из одного слова, который повторяет.