КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
- КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
, твердое вещество, у которого атомы или молекулы образуют правильную упорядоченную решетку. Большинство твердых веществ существует в кристаллическом состоянии, которое отличается повышенной стабильностью, но это не означает, что они имеют кристаллы в прямом смысле этого слова; например, чистая медь является кристаллической только потому, что ее атомы расположены в регулярном порядке. Связи внутри кристаллов могут быть любого из известных типов. см. также
; .
Научно-технический энциклопедический словарь
.
Смотреть что такое «КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО» в других словарях:
Твёрдое тело — это агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы и характером теплового движения атомов, которые совершают малые колебания около положений равновесия. Различают кристаллические и аморфные твердые тела (см. дальний и ближний порядок). Кристаллы характеризуются пространственною периодичностью в расположении равновесных положений атомов. В аморфных телах атомы колеблются вокруг хаотически расположенных точек. Согласно классическим представлениям, устойчивым состоянием (с минимумом потенциальной энергии) твёрдого тела является кристаллическое. Аморфное тело находится в метастабильном состоянии и с течением времени должно перейти в кристаллическое состояние, однако время кристаллизации часто столь велико, что метастабильность вовсе не проявляется. Атомы и молекулы, составляющие твёрдое тело, плотно упакованы вместе. Другими словами, молекулы твёрдого тела практически сохраняют своё взаимное положение относительно других молекул и удерживаются между собой межмолекулярным взаимодействием. Многие твёрдые тела содержат в себе кристаллические структуры. В минералогии и кристаллографии под кристаллической структурой подразумевается определённый порядок атомов в кристалле. Кристаллическая структура состоит из элементарных ячеек, набора атомов расположенных в особенном порядке, который периодически повторяется во всех направлениях пространственной решётки. Расстояния между элементами этой решётки в различных направлениях называют параметром этой решётки. Кристаллическая структура и симметричность играют роль в определении множества свойств, таких как спайность кристалла, электронная зонная структура и оптические свойства. При применении достаточной силы любое из этих свойств может быть нарушено, вызывая остаточную деформацию. Твёрдые тела обладают тепловой энергией, следовательно их атомы совершают колебательное движение. Тем не менее это движение незначительно и не может наблюдаться или быть почувствованным при нормальных условиях. Кристаллическое состояние
Атомы, из которых состоят газы, жидкости и твердые вещества, имеют разную степень упорядоченности. В газе атомы и небольшие группы атомов, соединенные в молекулы, находятся в постоянном беспорядочном движении. Если охлаждать газ, то достигается температура, при которой молекулы сближаются друг с другом, насколько это возможно, и образуется жидкость. Но атомы и молекулы жидкости все-таки могут скользить относительно друг друга. При охлаждении некоторых жидкостей, например воды, достигается температура, при которой молекулы застывают в относительной неподвижности кристаллического состояния. Эта температура, разная для всех жидкостей, называется температурой замерзания. ( Вода замерзает при 0 С; при этом молекулы воды упорядоченно соединяются друг с другом, образуя правильную геометрическую фигуру.) У каждой частицы вещества (атома или молекулы), находящегося в кристаллическом состоянии, окружение точно такое же, как и у любой другой частицы того же типа во всем кристалле. Другими словами, ее окружают вполне определенные частицы, находящиеся на вполне определенных расстояниях от нее. Именно это упорядоченное трехмерное расположение характерно для кристаллов и отличает их от других твердых веществ.
Аморфное состояние — промежуточное между кристаллическим и газообразным: частицы располагаются менее правильно, чем в кристалле, но и менее беспорядочно, чем в газах.
В переводе с греческого «аморфный» означает «бесформенный». Такое название эти вещества получили потому, что в отличие от кристаллов они не имеют от природы формы многогранников.
Если расплав охлаждать с большой скоростью, то жидкость затвердевает, так и не начав кристаллизоваться. Атомы просто не успевают выстроиться в решетку и сохраняют хаотическое расположение, свойственное жидкости. Однако это уже не жидкое, а твердое вещество. Его вязкость много больше, чем у жидкости, и близка к вязкости кристалла.
Необходимая для получения аморфного состояния скорость охлаждения очень сильно зависит от природы вещества, главным образом от его вязкости: более вязкие расплавы
чаще застывают в виде стекол. Так, обычное стекло можно получить просто охлаждением расплава на воздухе. Чистые металлы получить в аморфном состоянии практически невозможно, а некоторые сплавы — можно. При скоростях охлаждения, превышающих миллион градусов в секунду, удалось получить «металлические стекла» — аморфные металлические сплавы (АМС).
АМС обладают высокими магнитными свойствами и почти не имеют магнитных потерь, поэтому они незаменимы для изготовления сердечников трансформаторов, магнитных головок для звуко- и видеозаписи и т. п.
Успехи в развитии многих областей техники в значительной степени обязаны созданию новых типов стекол и материалов на их основе. Благодаря однородности аморфного состояния и отсутствию в нем дефектов, свойственных кристаллам, стекла обладают рядом исключительно важных свойств: прозрачностью в различных диапазонах электромагнитных колебаний, химической стойкостью, долговечностью, твердостью, электроизолирующими и другими физико-химическими свойствами. Такие стекла широко применяются в быту, строительстве, в производстве электронно-лучевых трубок, электроизоляторов для высоковольтных линий электропередачи, различных стекловолокон, волоконной оптики, стеклосмазок и т. д.
КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
- КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
- вещества
, характеризуется наличием дальнего порядка в расположении частиц (атомов, ионов, молекул). В К. с. существует и ближний порядок, к-рый характеризуется постоянными координац. числами, валентными углами и длинами хим. связей. Инвариантность характеристик ближнего порядка в К. с. приводит к совпадению структурных ячеек при их трансляционном перемещении и образованию трехмерной периодичности структуры (см. Кристаллохимия. Кристаллы
). Вследствие своей макс. упорядоченности К. с. в-ва характеризуется миним. внутр. энергией и является термодинамически равновесным состоянием при данных параметрах -давлении, т-ре, составе (в случае твердых растворов
)
и др. Строго говоря, полностью упорядоченное К. с. реально не м. б. осуществлено, приближение к нему имеет место при стремлении т-ры к О К (т. наз. идеальный кристалл). Реальные тела в К. с. всегда содержат нек-рое кол-во дефектов
,
нарушающих как ближний, так и дальний порядок. Особенно много дефектов наблюдается в твердых р-рах, в к-рых отдельные частицы и их группировки статистически занимают разл. положения в пространстве. Вследствие трехмерной периодичности атомного строения основными признаками кристаллов являются однородность и анизотропия
св-в и симметрия, к-рая выражается, в частности, в том, что при определенных условиях образования кристаллы
приобретают форму многогранников (см. Монокристаллов выращивание
). Нек-рые св-ва в-ва на пов-сти кристалла и вблизи от нее существенно отличны от этих св-в внутри кристалла, в частности из-за нарушения симметрии. Состав и, соотв., св-ва меняются по объему кристалла из-за неизбежного изменения состава среды по мере роста кристалла. Т. обр., однородность св-в так же, как и наличие дальнего порядка, относится к характеристикам «идеального» К. с. Большинство тел в К. с. является поликристаллическими и представляет собой сростки большого числа мелких кристаллитов (зерен) — участков размером порядка 10 -1
-10 -3
мм, неправильной формы и различно ориентированных. Зерна отделены друг от друга межкристаллитными слоями, в к-рых нарушен порядок расположения частиц. В межкристаллитных слоях происходит также концснтрирование примесей в процессе кристаллизации. Из-за случайной ориентации зерен поликристаллич. тело в целом (объем, содержащий достаточно много зерен) м. б. изотропным, напр. полученное при осаждении кристаллич. порошков с послед. спеканием. Однако обычно в процессе кристаллизации и особенно пластич. деформации возникает текстура -преимуществ, ориентация кристаллич. зерен в определенном направлении, приводящая к анизотропии св-в. На диаграмме состояния
однокомпонентной системы вследствие полиморфизма
К. с. может отвечать неск. полей, расположенных в области сравнительно низких т-р и повыш. давлений. Если имеется лишь одно поле К. с. и в-во химически не разлагается при повышении т-ры, то поле К. с. граничит с полями жидкости и газа по линиям плавления кристаллизации и возгонки — конденсации соотв., причем жидкость
и газ (пар) могут находиться в метастабильном (переохлажденном) состоянии в поле К. с., тогда как К. с. не может находиться в поле жидкости или пара
, т. е. кристаллич. в-во нельзя перегреть выше т-ры плавления или возгонки. Нек-рые в-ва (мезогены) при нагреве переходят в жидкокристаллич. состояние (см. Жидкие кристаллы
).
Если на диаграмме однокомпонентной системы имеются два и более полей К. с., эти поля граничат по линии полиморфных превращений. Кристаллич. в-во можно перегреть или переохладить ниже т-ры полиморфного превращения. В этом случае рассматриваемое К. с. в-ва может находиться в поле др. кристаллич. модификации и является метастабильным. В то время как жидкость и пар благодаря существованию критич. точки на линии испарения можно непрерывно перевести друг в друга, вопрос о возможности непрерывного взаимного превращ. К. с. и жидкости окончательно не решен. Для нек-рых в-в можно оценить критич. параметры -давление и т-ру, при к-рых DH пл
и DV пл
равны нулю, т. е. К. с. и жидкость термодинамически неразличимы. Но реально такое превращ. не наблюдалось ни для одного в-ва (см. Критическое состояние
). В-во из К. с. можно перевести в неупорядоченное состояние (аморфное или стеклообразное), не отвечающее минимуму своб. энергии, не только изменением параметров состояния (давления, т-ры, состава), но и воздействием ионизирующего излучения или тонким измельчением. Критич. размер частиц, при к-ром уже не имеет смысла говорить о К. с., примерно 1 нм, т. е. того же порядка, что и размер элементарной ячейки. К. с. отличают обычно от др. разновидностей твердого состояния (стеклообразного, аморфного) по рентгенограммам в-ва. Лит.:
Шаскольская М. П., Кристаллография, М., 1976; Современная кристаллография, под ред. Б. К. Вайнштeйна. т. I. М., 1979. П. И. Федоров.
Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия
.
.
.
Полезное
Смотреть что такое «КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ» в других словарях:
Кристаллическое и аморфное состояния вещества.
Цель
модуля: познакомить студентов с
существующими
формами агрегатного
состояния вещества, показать различие
между твердым аморфным и твердым
кристаллическим веществом, дать понятие
о строении кристаллической решетки и
кристаллической структуре вещества,
указать прикладное значение кристаллографии
в минералогических исследованиях.
Само
понятие «вещество» не имеет четких
границ и может трактоваться по разному
в зависимости от конкретных задач
исследования. В данном случае под
веществом следует понимать любое
неорганическое химическое соединение,
находящееся в определенном агрегатном
состоянии при соответствующих параметрах
окружающей среды, главными из которых
являются температура ( Т ), давление (
Р ) и химизм обстановки ( Х ).
Агрегатное
состояние вещества – это одна из
возможных форм фазовых состояний,
отличающаяся от других комплексом
физических свойств (например, газообразное,
жидкое, твердое – аморфное, твердое –
кристаллическое). В случае изменения
параметров окружающей среды (температуры,
давления химизма обстановки) одно и то
же вещество может менять свое агрегатное
состояние, приспосабливаясь к изменившимся
условиям существования. Твердая фаза
может переходить в жидкую (растворение,
плавление) или газ (испарение, сублимация,
возгонка); жидкость может испаряться,
переходя в газ или затвердевать; газ
может конденсироваться, превращаясь в
жидкость или трансформироваться в
твердую фазу (в геологии такой процесс
называют пневматолитовым).
Исходя из
вышесказанного, одно и то же вещество
в зависимости от условий (ТРХ) может
соответственно находиться в газообразном,
жидком или твердом состоянии. Какова
же природа этого явления? В чем состоит
различие между агрегатными состояниями?
Принципиальным
различием между формами существования
вещества – его агрегатными состояниями
будет степень упорядоченности в
пространственном распределении частиц
(атомов, ионов, молекул), слагающих
вещество.
Следует пояснить.
Что имеется два основных понятия в
характеристике системы порядок–беспорядок
организации вещества. Ближний
порядок
—
характер и сила взаимодействия между
близрасположенными частицами и дальний
порядок –
закономерность общей организации
вещества во всем его объеме.
Наименее
упорядоченным является газообразное
состояние вещества, когда атомы или
молекулы свободно перемещаются в
пространстве, образуя облако ничем не
связанных между собой частиц. В таком
агрегате отсутствует всякая упорядоченность
– частицы (атомы, молекулы) газа не
связаны между собой – отсутствует
ближний порядок и нет какой-либо общей
закономерности в приложении ко всему
агрегату в целом – газовое облако не
имеет определенной формы – в нем
отсутствует дальний порядок.
Жидкое агрегатное
состояние вещества является более
упорядоченным по сравнению с газообразным.
Отдельные частицы жидкости (молекулы,
ионы) связаны между собой силами
взаимодействия (дипольный момент,
водородные мостики, разнозаряженные
ионы в электролитах и т.д.), обеспечивая
соответствующие физические свойства,
например вязкость, повышенную плотность,
электропроводность и пр. Жидкий агрегат
принимает форму заключающего его сосуда,
а в свободном состоянии образует капли.
Таким образом, в жидкостях имеется
определенный ближний порядок в
распределении и взаимодействии частиц,
но отсутствует дальний порядок, поскольку
жидкие агрегаты не имеют собственной
формы.
Наконец, твердое
агрегатное состояние вещества. Здесь
слагающие его частицы (атомы, ионы,
молекулы) достаточно прочно связаны
между собой, обеспечивая ближний порядок,
но при этом дальний порядок существует
не всегда. Твердое вещество может быть
аморфным или кристаллическим. В аморфном
веществе частицы связаны лишь между
собой, но имеют хаотическое общее
пространственное распределение, в связи
с чем такие агрегаты не обладают
определенной формой, то есть в них, как
и в жидкостях, отсутствует дальний
порядок. Разница лишь в силе взаимодействия
частиц. Так стекло, представляющее собой
аморфное вещество, имеет твердость 5 по
шкале твердости Мооса, но определенную
форму может принять лишь в результате
искусственной огранки. По своему общему
агрегатному состоянию аморфные вещества
аналогичны жидкостям и могут рассматриваться
как их переохлажденные разности.
В твердом
кристаллическом веществе, слагающие
его частицы (атомы, ионы, молекулы) не
только связаны между собой, но и имеют
четкое закономерное трехмерное
пространственное распределение во всем
объеме, чем обеспечивается не только
ближний, но и дальний порядок организации
всего агрегата, вследствие чего кристалл
приобретает форму правильного
многогранника.
Таким образом,
если подходить к организации вещества
по принципу «порядок – беспорядок» в
целом, из трех возможных форм его
агрегатного состояния наиболее
организованной упорядоченной формой
является твердое кристаллическое
состояние.
Закономерное
расположенные частицы вещества образуют
пространственную кристаллическую
решетку, которая геометрически выражает
внутреннее строение кристаллического
вещества. В связи с этим следует особо
подчеркнуть, что закономерное распределение
в пространстве частиц в кристаллическом
веществе является объективной реальностью,
а сама кристаллическая решетка – это
лишь трехмерная модель, отображающая
эту реальность. Кристаллическую решетку,
как таковую, увидеть нельзя, поскольку
она существует только теоретически, а
закономерное пространственное
распределение частиц в кристаллическом
веществе можно продемонстрировать с
помощью рентгеноструктурного анализа
и других современных точных физических
методов исследования.
Кристаллическая
решетка представляет собой бесконечный
трехмерный (объемный) пространственный
агрегат, демонстрирующий закономерное
распределение частиц вещества, слагающего
кристалл. Закономерно повторяющиеся в
пространстве точки, собственно
составляющие в объеме кристаллическую
решетку, называются узлами
.
Совершенно не обязательно, чтобы узел
соответствовал реальному пространственному
положению частицы вещества (атом, ион,
молекула) – это только закономерно
повторяющиеся точки всего кристаллического
агрегата.
Узлы, расположенные
на одной линии образуют ряд
кристаллической решетки
.
Узлы, расположенные в одной плоскости,
образуют
плоскую сетку
кристаллической решетки (ретикулу). В
принципе, любая плоскость, проходящая
через три узла не лежащие на одной
прямой, уже представляют собой плоскую
сетку. Таким образом, общее количество
плоских сеток в любой кристаллической
структуре бесконечно велико. Поскольку
расстояние между узлами в различных
направлениях кристаллической структуры
не одинаково, то появляются плоские
сетки, содержащие различное количество
узлов приходящихся на единицу их площади.
То есть, в кристаллической решетке
имеются одни плоские сетки, более густо
усеянные узлами, другие менее. Количество
узлов, приходящееся на единицу площади
какой-либо плоской сетки (ретикулы) –
определяет ретикулярную
плотность
соответствующей
плоской сетки. Естественно, что плоские
сетки, проходящие в различных направлениях
кристаллической решетки, будут отличаться
ретикулярной плотностью. Позже мы
увидим, что ретикулярная плотность
имеет не только теоретическое, но и
практическое значение, так как от нее
зависят такие свойства кристалла как
огранка, спайность, твердость и др.
Главная особенность
кристаллического вещества – это
закономерное повторение в пространстве
во всем объеме узлов, рядов и плоских
сеток, образующих кристаллическую
решетку. В связи с этим кристаллы
приобретают некоторые особые свойства,
отличающие их от твердых, но аморфных
тел аналогичного химического состава.
К таким свойствам
относятся: а/
однородность строения во всем объеме
(т.е. все физические свойства во всем
объеме кристалла проявляются одинаково
и характеризуются одними параметрами;
б/ анизотропия
(векторность)
проявления
большинства физических свойств. Другими
словами, физические свойства в кристаллах
(твердость, способность к раскалыванию,
теплопроводность и др.) проявляются
одинаково в параллельных направлениях,
но имеют другие характеристики в
непараллельных; в/ способность
самоограняться,
т.е.
принимать форму правильных многогранников.
Если однородность
связана с унифицированностью
кристаллической структуры вещества,
то анизотропия и способность самоограняться
объясняются индивидуальностью мотивов
внутриструктурного строения кристаллов,
образовавшихся в одинаковых условиях
(значениями ТРХ среды кристаллизации).
Другими словами,
благодаря закономерному внутреннему
строению кристаллы способны самоограняться,
т. е. при свободном росте они могут
принимать форму правильных многогранников
являющуюся функцией их внутреннего
строения.
Возникающие при
этом плоские поверхности называются
гранями; пересечения граней образуют
ребра; пересечения ребер – вершины.
Грани, ребра и вершины составляют
элементы ограничения кристаллов. Число
основных граней у каждого кристалла
стабильно-постоянно. Это объясняется
тем, что в процессе роста в огранке
кристалла сохраняются только медленно
растущие грани, которые, в свою очередь,
соответствуют плоским сеткам
кристаллической решетки с наибольшей
ретикулярной плотностью. Возникающие
в процессе роста быстрорастущие грани
скоро вырождаются и кристалл приобретает
определенный характерный облик или
габитус. Таким образом, габитус
– это внешний вид ограненного кристалла
с учетом наиболее развитой формы граней
(кубический, призматический, дипирамидальный
и т.д.).
Кроме ретикулярной
плотности на скорость роста отдельных
граней, ( а следовательно и габитус)
могут оказывать влияние параметры среды
кристаллизации (ТРХ). В результате этого
кристаллы одного и того же вещества,
обладающие одинаковыми кристаллическими
структурами, но выросшие при разных
параметрах среды могут отличаться
формой огранки. Например, кристаллы
пирита FeS 2
обычно
имеют форму куба, но при повышении
температуры кристаллизации приобретают
форму пентагондодекаэдров или октаэдров.
Сочетание
однородности и анизотропности главное
условие существования вещества в
кристаллическом состоянии. Любой самый
малый обломок кристалла обладает всеми
физическими свойствами целого кристалла.
Способность
самоограняться реализуется не только
с момента зарождения и до конца роста
кристалла, но и проявляется в способности
регенерации огранки обломков и даже
окатанной гальки кристалла, если они
окажутся в условиях соответствующих
условиям роста (температура, давление,
химизм среды).
Свидетельством
(частным случаем) анизотропии может
служить сама огранка кристалла, поскольку
она свидетельствует о различной скорости
роста кристалла в процессе кристаллизации
в различных направлениях. В противном
случае вместо ограненного кристалла
определенного габитуса получился бы
шар.
Более сложный и
трудно объяснимый вопрос – это пределы
размеров кристаллов. Среди природных
образований существуют кристаллы-карлики,
размеры которых не превышают тысячных
долей миллиметра. По своим размерам они
соизмеримы с коллоидными частицами,
поэтому их и называют коллоидно-дисперсными.
Такими размерами отличаются, например,
минералы глин. В то же время среди
минералов встречаются кристаллы-
гиганты. Например, кристаллы полевых
шпатов, кварца, берилла достигают весом
десятков и даже сотен килограмм.
Стабильность
параметров физических свойств кристаллов,
а также закономерности их проявления
(анизотропия) широко используются в
геологии при диагностике минералов как
в полевых, так и в лабораторных условиях.
Например, кристаллы пирита, граната,
турмалина, циркона, кварца легко узнаются
благодаря характерному габитусу; такие
минералы как кальцит, флюорит, гипс,
слюды, полевые шпаты отличаются четко
проявленной анизотропией спайности;
для некоторых минералов важным
диагностическим признаком является
характерная форма двойников (гипс,
рутил, ставролит); штриховка на гранях
кристаллов помогает распознать такие
минералы как кварц, турмалин, пирит и
т.д.
Кристаллическое
состояние вещества с точки зрения его
внутренней энергии является наиболее
выгодным из всех возможных агрегатных
состояний, поэтому твердое аморфное
вещество всегда стремится приобрести
кристалличность, т. е. со временем
переходит в более стабильное и
энергетически выгодное кристаллическое
состояние, Такой процесс упорядочения
внутреннего строения аморфного вещества
с образованием кристаллической структуры
называется раскристаллизацией
и наступает неизбежно по истечении
какого-то времени. Раскристаллизация
может занимать различное время от очень
краткого, до достаточно длительного
даже по геологическим понятиям. Например,
мутнеют оконные стекла в связи с
появлением в них элементов кристалличности.
Обсидиан – вулканическое стекло
характерно только для лав молодых
вулканических излияний. Древние лавы
представляют собой кристаллический
минеральный агрегат, который является
следствием вторичной раскристаллизации
аморфных вулканических стекол
Проектное
задание: Сравните основные физические
свойства минералов-аморфных тел и
минералов-кристаллов. Какие из этих
свойств обусловлены наличием
кристаллической структуры?
Контрольные
вопросы для самопроверки усвоения
материала.
Какие агрегатные
состояния вещества Вы знаете?Поясните понятия
«ближний порядок», «дальний порядок»
в организации вещества?Какой порядок
взаимного расположения частиц существует
в газах?Какой порядок
взаимного расположения частиц существует
в жидкостях?Какой порядок
взаимного расположения частиц существует
в твердом аморфном веществе?Что общего в
организации вещества в жидкостях и
твердых аморфных телах?В чем заключается
полная упорядоченность взаимного
расположения частиц в кристаллическом
веществе?Что понимается
под термином «кристаллическая решетка»?Перечислите
элементы строения кристаллической
решетки?Что такое
«ретикулярная плотность» плоской сетки
кристаллической решетки?Перечислите
особые свойства кристаллов, отличающие
их от аморфных тел?Поясните тезис
«кристаллы однородны, но анизотропны»?Что такое
«анизотропия» и в чем она проявляется
в кристаллах?Что следует
понимать под «однородностью внутреннего
строения» кристалла?Что обозначает
термин «раскристаллизация» аморфного
вещества?
Попов Г. М.,
Шафрановский И. И. Кристаллография.-
М.: Высшая школа, 1972.
Стр.
5-11, 15-16, 19, 30.
Шаскольская М. П.
Кристаллография. – М.: Высшая школа,
1984.
Буллах А. Г.
Минералогия с основами кристаллографии.
М.: Недра, 1989.
Лекция (модуль)
2
2
часа
Тип урока –
урок изучения нового
материала, изучение нового материала
организовано как самостоятельная работа в парах
постоянного состава (вариация
индивидуально-групповой познавательной
деятельности).
Задачи урока
– развивать
самостоятельность и волю школьников, используя
для этого проблемные ситуации; развивать навыки
самостоятельной познавательной деятельности;
воспитывать умение работать в коллективе;
формирование ценностного отношения к
окружающему миру посредством реализации
принципов субъектности и ценности.
Цели урока —
Дать понятие о кристаллическом
и аморфном состоянии твердых веществ.
Познакомить с типами кристаллических решеток, их
взаимосвязью с видами химической связи и их
влиянием на физические свойства веществ. Дать
представление о законе постоянства состава
веществ.
Оборудование и реактивы —
Модели
кристаллических решеток разных типов (металлов,
углекислого газа, поваренной соли, алмаза и
графита). Образцы жевательной резинки, пластмасс,
пластилина, металлов, льда, графита и кристаллов
поваренной соли.
бензойная кислота, стеклянный колокол или 3-х
литровая банка, фарфоровая чашечка, горелка,
образцы пластмасс и изделий из них, пластилин,
жевательная резинка, смолы, воск и т. д.
1. Подготовка к восприятию нового материала
Учитель спрашивает, какие агрегатные состояния
веществ известны учащимся.
Ребята называют три состояния: твердое, жидкое
и газообразное. Иногда эрудиты называют и
четвертое состояние — плазму, но учитель
отвечает, что это область изучения физики
высоких температур. Для нас важны три агрегатных
состояния, т. к. любое вещество может быть газом,
жидкостью и твердым веществом. Например, хорошо
всем известная при обычных условиях жидкость —
вода, может быть паром или льдом. Твердый натрий
легко плавится и может испаряться, то есть быть
газообразным. Газ кислород при низких
температурах сначала превращается в жидкость, а
при еще более низких — затвердевает в синие
кристаллы.
Образцов жевательной резинки, образцов
пластмасс, пластилина, металлов, льда, графита и
кристаллов поваренной соли.
На этом уроке, продолжает учитель, мы
рассмотрим твердое состояние вещества.
Спрашивает, какие два вида твердых веществ
различают?
Ответ: аморфное и кристаллическое.
2 .
Формулирование и запись на доске темы
урока
В результате обсуждения с классом ответов на
поставленный выше вопрос учитель формулирует и
записывает на доке тему урока: “Аморфное и
кристаллическое состояние вещества ”
3. Актуализация знаний
Актуализация знаний, полученных при изучении
предшествующих разделов курса химии,
актуализация опыта учащихся организуется, как
самостоятельная работа учащихся с
дидактическими карточками на которых дано 12
утверждений. Учащиеся либо соглашаются, либо
опровергают данные утверждения. Затем, в ходе
совместного обсуждения утверждений, на доске
фиксируются все ответы по каждому утверждению.
По некоторым утверждениям нет единого мнения.
Следует отметить, что учащиеся довольно свободно
оперируют такими понятиями, как ионная и
ковалентная связь.
Тема: Аморфное и кристаллическое состояние
вещества.
- Три агрегатных состояний вещества?
- Два агрегатных состояния твердых веществ?
- Аморфное состояние вещества это
- Кристаллическая решетка это
- Узлами КР называют
- Типы КР
- Какая КР в хлориде натрия и какие свойства у
этого вещества? - Какие КР у алмаза, кварца, горного хрусталя и
какие свойства у этих веществ? - Какие КР у льда, “сухого льда” и какие свойства
у этих веществ? - Какая КР у железа и какие свойства у этого
вещества? - Какие КР у нафталина, твердого кислорода, меди,
графита и какие свойства у этих веществ? - Закон постоянства состава вещества.
- Для веществ какого строения справедлив данный
закон?
4. Формулирование цели и организация
самостоятельной познавательной деятельности
Учитель ставит перед классом задачу: изучить
текст учебника параграфа 22. Параграф делится на
шесть частей, которые в свою очередь имеют два
пункта: А и Б. Над каждой частью учащиеся работают
по двое. Учитель сообщает о последовательности
работы, характере работы на каждом этапе и форме
отчетности. План работы записан на доске:
1. Чтение и организация текста
2. Докладчик – оппонент
5. Самостоятельная работа учащихся с текстом
учебника. В ходе работы происходит первичное
восприятие и осмысление материала
Учащиеся работают в парах над общей частью.
Каждый ученик изучает и конспектирует свой
вопрос, заполняя таблицу.
Таблица: “Аморфное и кристаллическое
состояние вещества ”
Затем они излагают по очереди друг другу свою
часть статьи, по очереди выступая в роли
докладчика и оппонента. В ходе совместного
обсуждения своего вопроса они готовят его
презентацию пред классом: иллюстрированное
рисунками и схемами сообщение. Учитель
направляет и корректирует работу класса.
6. Отчет о результатах работы над текстом.
Обсуждение результатов
Учащиеся выступают, причем к доске выходят оба
ученика, даже если рассказывает один, по каждой
из четырех статей, остальные при необходимости
вносят дополнения и коррективы. По ходу
презентаций учащиеся на местах заполняют
таблицу ( см. выше)
Учитель демонстрирует по ходу рассказа
учеников модели кристаллических решеток и для
веществ с молекулярной решеткой — явление
возгонки или сублимации
(вспомните
магазинные упаковки с сублимированными пищевыми
продуктами) на примере бензойной кислоты
(предпочтительнее, она продается в аптеках) или
нафталина. На треножник ставится подставка с
дырочкой для фарфоровой чашечки. В нее насыпают
немного бензойной кислоты, рядом помещают
игрушечные домик и скамейку, веточки растений.
Все это сверху накрывается стеклянным колоколом.
Чашечку с бензойной кислотой снизу подогревают:
под колоколом начинается “метель, буран”. Через
некоторое время после прекращения нагревания
все предметы под колоколом оказываются
покрытыми красивым искристым инеем. Произошла возгонка
— бензойная кислота из твердого перешла в
газообразное состояние, минуя жидкую фазу, а
затем снова выкристаллизовалась в виде инея.
Учитель направляет работу класса и по
окончании выступления по статье предлагает
вернуться к утверждениям, предложенным в начале
урока. В результате совместного обсуждения всех
выдвинутых гипотез, подтверждаются только те,
которые обоснованы с помощью знаний, полученных
в результате работы над текстом.
7. Подведение итогов. Рефлексия
- Химия – 8, О. С. Габриелян
- Изучаем химию в 8 классе, О. С. Габриелян, И. Г.
Остроумов
