Конспект урока по теме Кристаллические и аморфные тела

HYPERLINK "https://infourok.ru/javascript:;"   HYPERLINK "https://infourok.ru/javascript:;"   HYPERLINK "https://infourok.ru/javascript:;"   HYPERLINK "https://infourok.ru/javascript:;"
Конспект урока по теме «Кристаллические и аморфные тела» 10 класс
Автор публикации: Савчук Нина Алексеевна,учитель Макеевской общеобразовательной школы I-III ступеней № 72

Тема «Кристаллические и аморфные тела»
Тип урока: изучение нового материала.
Цель урока: Раскрыть основные свойства кристаллических и аморфных тел. Показать применение кристаллов в технике.
Задачи
Образовательная:
сформировать у обучающихся, понятия кристалл, аморфное тело, монокристалл, поликристалл, изучить свойства кристаллов и аморфных тел,ввести понятия «изотропия», «анизотропия», «поликристалл», «монокристалл».
Развивающая:
развивать познавательный интерес к предмету, наблюдательность, способность анализировать и делать выводы из наблюдаемых явлений, способность обобщать полученные результаты, навыки самостоятельной работы с информацией
Воспитательная:
формирование научного мировоззрения, воспитывать чувство самостоятельности,организованности, ответственности.
Оборудование для учителя: Компьютер, модели кристаллических решёток, кристаллы выращенные учащимися, при подготовке к уроку, сосуд с горячей водой, видеофрагмент «Познавательное о кристаллах»
Эпиграф В любой профессии любовь к ней является одним из условий успеха, но это особенно справедливо для научно-исследовательской работы.Э. Жолио-Кюри
Ход урока
1. Организационный момент.Психологический настрой.
2. Подготовка к восприятию нового материала
1 Основные положения МКТ
2 На основе положений МКТ объяснить различие между газообразным, жидким и твердым состоянием вещества по категориям:
А) форма и объем
Б) расположение молекул
В) взаимодействие молекул
3.Постановка проблемного вопроса:
Алмаз и графит не похожи на вид –
В природе встречается чаще графит,
С алмазом, увы, не везёт…
Графита немало, но редок алмаз …
А почему? Может, знает весь класс?
(именно на этот вопрос нам необходимо сегодня ответить)
4.Постановка цели.
«Пора чудес пришла, и нам подыскивать приходится причины всему, что совершается на свете» так писал Уильям Шекспир. В окружающем нас мире с веществами происходят различные физические и химические процессы. И, несмотря на многообразие веществ, они могут находиться только в трёх агрегатных состояниях. Сегодня на уроке вы познакомитесь с кристаллическими и аморфными телами и их свойствам.
5.Изучение нового материала.
«...Подобен чуду рост кристалла,Когда обычная вода,Мгновение помедлив, сталаСверкающим осколком льда.Луч света, затерявшись в гранях,
Рассыплется на все цвета…
И нам тогда понятней станет,Какой бывает красота…»
Леонтьев Павел
С древних времен кристаллы привлекали человека своей красотой. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С давних пор с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями. Украшения из кристаллов сейчас столь же популярны, как и раньше. Когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисманах «на счастье» и «своих камнях», соответствующих месяцу рождения.
Кристаллы - это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве.
Все драгоценные природные камни, кроме опала, являются кристаллическими, и многие из них, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов.
Для наглядного представления строения кристаллов используются кристаллические решетки. В узлах решётки располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Атомы в кристаллах плотно упакованы, расстояние между их центрами приблизительно равно размеру частиц. В изображении кристаллических решёток указывается только положение центров атомов.
Известный русский кристаллограф Евграф Степанович Фёдоров установил, что в природе может существовать только 230 различных пространственных групп, охватывающих все возможные кристаллические структуры. Большинство из них (но не все) обнаружены в природе или созданы искусственно.
Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг с другом прямые углы. Это можно заметить, рассматривая соль с помощью лупы.
Идеальные формы кристаллов симметричны. По выражению Евграфа Степановича Фёдорова, кристаллы блещут симметрией. В кристаллах можно найти различные элементы симметрии: плоскость симметрии, ось симметрии, центр симметрии. Кристалл в форме куба (NaCl , KCl и др.) имеет девять плоскостей симметрии, тринадцать осей симметрии, Правильная внешняя форма не единственное и даже не самое главное следствие упорядоченного строения кристалла. Главное свойство кристаллов анизотропия - это зависимость физических свойств от выбранного в кристалле направления.
У кристаллов по разным направлениям обнаруживается различная механическая прочность. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки, но разорвать его в направлении, перпендикулярном пластинкам, гораздо труднее.
Легко расслаивается в одном направлении кристалл графита. Слои образованы рядом параллельных сеток, состоящих из атомов углерода. Атомы располагаются в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между слоями сравнительно велико - примерно в 2 раза больше, чем длина стороны шестиугольника, поэтому связи между слоями менее прочны, чем связи внутри них.
От направления зависят и оптические свойства кристаллов. Так, кристалл кварца по-разному преломляет свет в зависимости от направления падающих на него лучей. Многие кристаллы по-разному проводят тепло и электрический ток в различных направлениях.
Металлы имеют кристаллическую структуру. Но если взять сравнительно большой кусок металла, то его кристаллическое строение никак не проявляется, ни во внешнем виде, ни в его физических свойствах. Почему металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии?
Оказывается, металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов. Под микроскопом или даже с помощью лупы их нетрудно рассмотреть, особенно на свежем изломе металла. Свойства каждого кристаллика зависят от направления, но кристаллики ориентированы по отношению друг к другу беспорядочно. В результате все направления внутри металлов равноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям.
Одиночные кристаллы - монокристаллы имеют правильную геометрическую форму, и их свойства различны по разным направлениям.
Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллом. Большинство кристаллических тел - поликристаллы, так как они состоят из множества сросшихся кристаллов.
Просмотр видео «Познавательное о кристаллах»
Мы живем на поверхности твердого тела – земного шара, в сооружениях, построенных из твердых тел. Орудия труда, машины также сделаны из твердых тел. Но не все твёрдые тела – кристаллы. Кроме кристаллических тел существуют - аморфные тела.Примером аморфных тел являются смола, стекло, канифоль, сахарный леденец и др.
Часто одно и то же вещество может находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Например, кварц SiO2 может быть как в кристаллической, так и в аморфной форме (кремнезем). У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов. Только ближайшие атомы-соседи располагаются в некотором порядке По расположению атомов и по их поведению аморфные тела аналогичны жидкостям.
Кристаллическую форму кварца схематически можно представить в виде решетки из правильных шестиугольников. Аморфная структура кварца также имеет вид решетки, но неправильной формы. Наряду с шестиугольниками в ней встречаются пяти- и семиугольники. Аморфные тела – это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов
Все аморфные тела изотропны, т. е. их физические свойства одинаковы по всем направлениям. При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно твердым телам, и текучесть, подобно жидкости. Так, при кратковременных воздействиях (ударах) они ведут себя как твердые тела и при сильном ударе раскалываются на куски. Но при очень продолжительном воздействии аморфные тела текут. В этом вы можете убедиться сами, если запасетесь терпением. Проследите за куском смолы, который лежит на твердой поверхности. Постепенно смола по ней растекается, и, чем выше температура смолы, тем быстрее это происходит.
С течением времени некристаллическое вещество может «переродиться», или, точнее, закристаллизоваться, частицы в них собираются в правильные ряды. Только срок для разных веществ различен: для сахара это несколько месяцев, а для камня — миллионы лет. Пусть леденец полежит спокойно месяца два-три. Он покроется рыхлой корочкой. Посмотрите на нее в лупу: это мелкие кристаллики сахара. В некристаллическом сахаре начался рост кристаллов. Подождите еще несколько месяцев — и уже не только корочка, но и весь леденец закристаллизуется. Даже наше обыкновенное оконное стекло может закристаллизоваться. Очень старое стекло становится иногда совершенно мутным, потому, что в нем образуется масса мелких непрозрачных кристаллов.
Аморфные тела при низких температурах по своим свойствам напоминают твердые тела. Текучестью они почти не обладают, но по мере повышения температуры постепенно размягчаются и их свойства все более и более приближаются к свойствам жидкостей. Это происходит потому, что с ростом температуры постепенно учащаются перескоки атомов из одного положения равновесия в другое. Определенной температуры плавления у аморфных тел, в отличие от кристаллических, нет. Они не имеют постоянной температуры плавления и обладают текучестью. Аморфные тела изотропны, при низких температурах они ведут себя подобно кристаллическим телам, а при высокой подобны жидкостям.
Крупные одиночные кристаллы, имеющие свою правильную форму, в природе встречаются очень редко. Но такой кристалл можно вырастить в искусственных условиях. Кристаллизация может происходить из :раствора, расплава, газообразного состояния вещества.
Из раствора кристалл выращивают обычно таким образом
Вначале в воде растворяют достаточное количество кристаллического вещества. При этом раствор подогревают до тех пор, пока вещество полностью не растворится. Затем раствор медленно охлаждают, переводя его тем самым в пересыщенное состояние. В пересыщенный раствор подмешивают затравку. Если, в течение всего времени кристаллизации, поддерживать температуру и плотность раствора одинаковыми во всём объёме, то в процессе роста кристалл примет правильную форму.
Физкульминутка для глаз
Раз – налево, два – направо, (Посмотреть влево, посмотреть вправо.)
Три – наверх, четыре — вниз.
А теперь по кругу смотрим, (Круговые движения глазами)
Чтобы лучше видеть мир.
Взгляд направим ближе, дальше, Тренируя мышцу глаз.
Видеть скоро будем лучше, Убедитесь вы сейчас!
7.Закрепление
-Каков существенный внешний признак кристалла?
-В чем состоит анизотропия свойств кристалла?
-Почему по одним направлениям кристалл раскалывается легче, чем по другим?
-Как убедится в анизотропии тепловых свойств монокристаллов?
-Основная причина анизотропии(неодинаковая плотность расположения атомов по разным направлениям )
-Почему поликристаллические тела изотропны?
-Чем объясняется различие между свойствами кристаллических и аморфных тел?
-Что такое кристаллическая пространственная решетка? Приведите римеры кристаллических решеток некоторых веществ.
-какие существуют типы кристаллов в зависимости от физической природы сил, действующих между их частицами?
8.Итог урока :
Итак, сегодня ребята, вы познакомились с видами твердых тел, их свойствами, способами
получения и основными направлениями применения. Так ответьте теперь на вопрос:
Алмаз и графит не похожи на вид –
В природе встречается чаще графит,
С алмазом, увы, не везёт…
Графита немало, но редок алмаз …
А почему? (различное строение кристаллической решетки)
9.Рефлексия Теперь мне бы хотелось услышать ваше отношение к сегодняшнему уроку в виде синквейна
Ключевое слово будет «урок» . Время на подготовку и заслушивается 2-3 учащихся.
(Синквейн – это не обычное стихотворение, а стихотворение, написанное в соответствии с
определенными правилами. В каждой строке задается набор слов, который необходимо отразить в
стихотворении.
1 строка – заголовок, в который выносится ключевое слово, понятие, тема синквейна, выраженное в форме существительного. 2 строка – два прилагательных. 3 строка – три глагола. 4 строка – фраза, несущая определенный смысл. 5 строка – резюме, вывод, одно слово, существительное) .Например:
Урок
Активный,интересный
Работаем,развиваемся,изучаем
Прекрасное время для всех!
Успех.
10.Домашнее задание §75,76