Aatomkristallvõrega ained hõlmavad. Kristallvõrede tüübid

Keemilistesse vastasmõjudesse ei astu mitte üksikud aatomid ega molekulid, vaid ained.

Meie ülesanne on tutvuda aine ehitusega.

Madalatel temperatuuridel on ained stabiilses tahkes olekus.

☼ Kõige kõvem aine looduses on teemant. Teda peetakse kõigi kalliskivide kuningaks ja vääriskivid. Ja selle nimi ise tähendab kreeka keeles "hävimatut". Teemante on pikka aega peetud imelisteks kivideks. Usuti, et teemante kandev inimene ei tunne kõhuhaigusi, teda ei mõjuta mürk, säilitab mälu ja rõõmsa tuju kõrge eani ning naudib kuninglikku soosingut.

☼ Teemanti, mida on ehtetöödeldud – lõigatud, poleeritud – nimetatakse teemandiks.

Soojusvibratsiooni tagajärjel sulamisel rikutakse osakeste järjekorda, need muutuvad liikuvaks, samas kui keemilise sideme olemus ei häiri. Seega pole tahke ja vedela oleku vahel põhimõttelisi erinevusi.

Vedelik omandab voolavuse (st võime võtta anuma kuju).

Vedelkristallid avastati 19. sajandi lõpus, kuid neid on uuritud viimase 20-25 aasta jooksul. Paljud kuvaseadmed moodne tehnoloogia Näiteks mõned elektroonilised kellad, miniarvutid töötavad vedelkristallidel.

Üldiselt kõlavad sõnad "vedelkristallid" mitte vähem ebatavaliselt kui "kuum jää". Kuid tegelikkuses võib jää olla ka kuum, sest... rõhul üle 10 000 atm. vesijää sulab temperatuuril üle 200 0 C. Vedelkristallide kombinatsiooni ebatavalisus seisneb selles, et vedel olek näitab struktuuri liikuvust ja kristall eeldab ranget järjestust.

Kui aine koosneb pikliku või lamellse kujuga ja asümmeetrilise struktuuriga polüaatomilistest molekulidest, siis sulamisel on need molekulid üksteise suhtes teatud viisil orienteeritud (nende pikad teljed on paralleelsed). Sel juhul saavad molekulid vabalt endaga paralleelselt liikuda, s.t. süsteem omandab vedelikule iseloomuliku voolavuse omaduse. Samas säilitab süsteem korrastatud struktuuri, mis määrab kristallidele iseloomulikud omadused.

Sellise konstruktsiooni suur liikuvus võimaldab seda juhtida läbi väga nõrkade mõjude (termilised, elektrilised jne), s.t. sihikindlalt muuta aine omadusi, sealhulgas optilisi, väga väikese energiakuluga, mida tänapäeva tehnoloogias kasutatakse.

Tekib igasugune keemiline aine suur hulk identsed osakesed, mis on omavahel seotud.

Madalatel temperatuuridel, kui termiline liikumine raske, on osakesed ruumis ja vormis rangelt orienteeritud kristallvõre.

Kristallelement - See struktuur osakeste geomeetriliselt õige paigutusega ruumis.

Kristallvõres endas eristuvad sõlmed ja sõlmedevaheline ruum.

Sama aine olenevalt tingimustest (lk, t,...) eksisteerib mitmesugustes kristallvormides (st neil on erinevad kristallvõred) - allotroopsed modifikatsioonid, mis erinevad omaduste poolest.

Näiteks on teada neli süsiniku modifikatsiooni: grafiit, teemant, karbüün ja lonsdaleiit.

☼ Neljas kristalse süsiniku sort, lonsdaleiit, on vähe tuntud. See avastati meteoriitidest ja saadi kunstlikult ning selle ehitust uuritakse siiani.

☼ tahm, koks, süsi klassifitseeritakse amorfseteks süsinikpolümeerideks. Nüüdseks on aga teatavaks saanud, et need on ka kristalsed ained.

☼ Muide, tahmast leiti läikivaid musti osakesi, mida nimetati "peegelsüsinikuks". Peegelsüsinik on keemiliselt inertne, kuumakindel, gaase ja vedelikke mitteläbilaskev, sileda pinnaga ning eluskudedega absoluutselt kokkusobiv.

☼ Nimi grafiit pärineb itaaliakeelsest sõnast "graffito" - ma kirjutan, ma joonistan. Grafiit on nõrga metallilise läikega tumehall kristall, millel on kihiline võre. Üksikud aatomite kihid grafiidikristallides, mis on omavahel suhteliselt nõrgalt seotud, on üksteisest kergesti eraldatavad.

KRISTALVÕRETE LIIGID

Kui kristallide kasvukiirus on jahutamisel väike, moodustub klaasjas olek (amorfne).

1. Seos elemendi positsiooni perioodilisuse tabelis ja selle lihtaine kristallvõre vahel.

Elemendi positsiooni perioodilisustabelis ja sellele vastava elementaaraine kristallvõre vahel on tihe seos.

Ülejäänud elementide lihtainetel on metalliline kristallvõre.

KINNITAMINE

Tutvu loengumaterjaliga ja vasta vihikusse kirjalikult järgmistele küsimustele:

1. Mis on kristallvõre?
2. Mis tüüpi kristallvõred eksisteerivad?
3. Iseloomustage iga kristallvõre tüüpi vastavalt plaanile: Mis on kristallvõre sõlmedes, struktuuriüksus → Keemilise sideme tüüp sõlme osakeste vahel → Kristalli osakeste vahelised vastasmõjud → Kristalli füüsikalised omadused võre → Aine agregaatolek normaaltingimustes → Näited

Täitke selle teema ülesanded:

1. Mis tüüpi kristallvõre on järgmistel igapäevaelus laialdaselt kasutatavatel ainetel: vesi, äädikhape (CH 3 COOH), suhkur (C 12 H 22 O 11), kaaliumväetis (KCl), jõeliiv (SiO 2) - sulamine punkt 1710 0 C , ammoniaak (NH 3), lauasool? Tee üldine järeldus: milliste aine omaduste järgi saab määrata selle kristallvõre tüübi?
2. Kasutades antud ainete valemeid: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - määrake iga ühendi kristallvõre tüüp (ioonne, molekulaarne) ja kirjeldage selle põhjal kõigi nelja aine füüsikalisi omadusi. .
   
3. Koolitaja nr 1. "Kristallvõred"
   
4. Koolitaja nr 2. "Testi ülesanded"
   
5. Test (enesekontroll):

1) Ained, millel on reeglina molekulaarne kristallvõre:

2) mõiste "molekul" ei ole kohaldatav aine struktuuriüksuse suhtes:

a). vesi

b). hapnikku

V). teemant

G). osoon

3) Aatomi kristallvõre on iseloomulik:

a). alumiinium ja grafiit

b). väävel ja jood

V). ränioksiid ja naatriumkloriid

G). teemant ja boor

4) Kui aine on vees hästi lahustuv, kõrge sulamistemperatuuriga ja elektrit juhtiv, siis on selle kristallvõre:

A). molekulaarne

b). aatomi

V). iooniline

G). metallist

Mis tahes aine looduses koosneb teatavasti enamast peened osakesed. Need on omakorda ühendatud ja moodustavad teatud struktuuri, mis määrab konkreetse aine omadused.

Aatomiline on iseloomulik ja esineb madalatel temperatuuridel ja kõrge vererõhk. Tegelikult omandavad metallid ja mitmed muud materjalid just tänu sellele oma iseloomuliku tugevuse.

Selliste ainete struktuur molekulaarsel tasandil näeb välja nagu kristallvõre, mille iga aatom on oma naabriga ühendatud tugevaima looduses eksisteeriva ühendusega - kovalentse sidemega. Kõik väikseimad elemendid, mis moodustavad struktuure, on paigutatud korrapäraselt ja teatud perioodilisusega. Esindades võrku, mille nurkades paiknevad aatomid ja mida ümbritseb alati sama arv satelliite, aatomikristallvõre oma struktuuri praktiliselt ei muuda. On hästi teada, et puhta metalli või sulami struktuuri saab muuta ainult seda kuumutades. Sel juhul, mida kõrgem on temperatuur, seda tugevamad on sidemed võres.

Teisisõnu, aatomkristallvõre on materjalide tugevuse ja kõvaduse võti. Siiski tasub arvestada, et aatomite paigutus sisse erinevaid aineid võib ka erineda, mis omakorda mõjutab tugevusastet. Nii et näiteks teemant ja grafiit, mis sisaldavad sama süsinikuaatomit, on üksteisest tugevuselt äärmiselt erinevad: teemant on Maal, kuid grafiit võib kooruda ja puruneda. Fakt on see, et grafiidi kristallvõres on aatomid paigutatud kihtidena. Iga kiht meenutab kärgstruktuuri, milles süsinikuaatomid on üsna lõdvalt ühendatud. Selline struktuur põhjustab pliiatsijuhtmete kihilist murenemist: purunemisel kooruvad osad grafiidist lihtsalt maha. Teine asi on teemant, mille kristallvõre koosneb ergastatud süsinikuaatomitest, see tähendab neist, mis on võimelised moodustama 4 tugevat sidet. Sellist liigendit on lihtsalt võimatu hävitada.

Lisaks on metallide kristallvõredel teatud omadused:

1. Võreperiood– suurus, mis määrab kahe kõrvutiasetseva aatomi tsentrite vahelise kauguse, mõõdetuna piki võre serva. Üldtunnustatud tähistus ei erine matemaatika omast: a, b, c on vastavalt võre pikkus, laius, kõrgus. Ilmselgelt on joonise mõõtmed nii väikesed, et kaugust mõõdetakse kõige väiksemates mõõtühikutes - kümnendik nanomeetrist või angströmid.

2. K - kooskõlastusnumber. Indikaator, mis määrab aatomite pakkimise tiheduse ühes võres. Sellest lähtuvalt on selle tihedus seda suurem, mida suurem on arv K. Tegelikult näitab see arv aatomite arvu, mis on uuritavale aatomile võimalikult lähedal ja võrdsel kaugusel.

3. Võre alus. Samuti võre tihedust iseloomustav suurus. Esindab koguarv aatomid, mis kuuluvad konkreetsesse uuritavasse rakku.

4. Kompaktsuse tegur mõõdetakse võre kogumahu jagamisel kõigi selles sisalduvate aatomite ruumalaga. Nagu kaks eelmist, peegeldab see väärtus uuritava võre tihedust.

Oleme käsitlenud vaid mõnda ainet, millel on aatomkristallvõre. Vahepeal on neid väga palju. Vaatamata oma suurele mitmekesisusele sisaldab kristalne aatomvõre ühikuid, mis on alati ühendatud vahenditega (polaarsed või mittepolaarsed). Lisaks on sellised ained vees praktiliselt lahustumatud ja neid iseloomustab madal soojusjuhtivus.

Looduses on kolme tüüpi kristallvõred: kehakeskne kuupkujuline, näokeskne kuup, tihedalt pakitud kuusnurkne.

Enamikul tahketel ainetel on kristalne struktuur, mida iseloomustatakse osakeste rangelt määratletud paigutus. Kui ühendate osakesed tavaliste joontega, saate ruumilise raamistiku nimega kristallvõre. Punkte, kus kristalliosakesed paiknevad, nimetatakse võresõlmedeks. Kujutletava võre sõlmed võivad sisaldada aatomeid, ioone või molekule.

Sõltuvalt sõlmedes paiknevate osakeste olemusest ja nendevahelise ühenduse iseloomust eristatakse nelja tüüpi kristallvõresid: ioonseid, metallilisi, aatom- ja molekulaarseid.

Iooniline nimetatakse võredeks, mille sõlmedes on ioonid.

Neid moodustavad ioonsidemetega ained. Sellise võre sõlmedes on positiivsed ja negatiivsed ioonid, mis on omavahel ühendatud elektrostaatilise interaktsiooniga.

Ioonkristallvõredes on soolad, leelised, oksiidid aktiivsed metallid . Ioonid võivad olla lihtsad või keerulised. Näiteks naatriumkloriidi võrekohtades on lihtnaatriumioonid Na ja kloori Cl − , kaaliumsulfaadi võrekohtades aga vahelduvad lihtsad kaaliumioonid K ja komplekssulfaadioonid S O 4 2 −.

Ioonidevahelised sidemed sellistes kristallides on tugevad. Sellepärast ioonsed ained kõva, tulekindel, mittelenduv. Sellised ained on head lahustada vees.

Naatriumkloriidi kristallvõre

Naatriumkloriidi kristall

Metallist nimetatakse võredeks, mis koosnevad positiivsetest ioonidest ja metalliaatomitest ning vabadest elektronidest.

Neid moodustavad metalliliste sidemetega ained. Metallvõre sõlmedes on aatomid ja ioonid (kas aatomid või ioonid, milleks aatomid kergesti muutuvad, loovutades ühiseks kasutamiseks oma välised elektronid).

Sellised kristallvõred on iseloomulikud metallide ja sulamite lihtainetele.

Metallide sulamistemperatuurid võivad olla erinevad (alates \(–37\) °C elavhõbeda puhul kahe kuni kolme tuhande kraadini). Kuid kõigil metallidel on oma omadused metallist sära, vormitavus, elastsus, juhivad hästi elektrit ja soojust.

Metallist kristallvõre

Riistvara

Aatomvõresid nimetatakse kristallvõredeks, mille sõlmedes on kovalentsete sidemetega ühendatud üksikud aatomid.

Teemantil on seda tüüpi võre – üks süsiniku allotroopsetest modifikatsioonidest. Aatomkristallvõrega ained hõlmavad grafiit, räni, boor ja germaanium, samuti kompleksained, näiteks karborund SiC ja ränidioksiid, kvarts, mäekristall, liiv, mis sisaldavad ränioksiidi (\(IV\)) Si O 2.

Selliseid aineid iseloomustatakse suur tugevus ja kõvadus. Seega on teemant kõige kõvem looduslik aine. Aatomite kristallvõrega ainetel on väga kõrged sulamistemperatuurid ja keetmine. Näiteks ränidioksiidi sulamistemperatuur on \(1728\) °C, grafiidi puhul aga kõrgem - \(4000\) °C. Aatomikristallid on praktiliselt lahustumatud.

Teemantkristallvõre

Teemant

Molekulaarne nimetatakse võredeks, mille sõlmedes on molekulid, mis on ühendatud nõrkade molekulidevaheliste interaktsioonidega.

Vaatamata sellele, et molekulide sees olevad aatomid on omavahel ühendatud väga tugevate kovalentsete sidemetega, mõjuvad molekulide endi vahel nõrgad molekulidevahelised tõmbejõud. Seetõttu on molekulaarsetel kristallidel madal tugevus ja kõvadus, madalad temperatuurid sulamine ja keetmine. Paljud molekulaarsed ained on toatemperatuuril vedelikud ja gaasid. Sellised ained on lenduvad. Näiteks kristalliline jood ja tahke süsinikmonooksiid (\(IV\)) ("kuiv jää") aurustuvad vedelaks muutumata. Mõnedel molekulaarsetel ainetel on lõhn .

Seda tüüpi võres on tahketes ainetes lihtsad ained. agregatsiooni olek: monoatomiliste molekulidega väärisgaasid (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), samuti mittemetallid kahe- ja polüatomilised molekulid (H 2, O 2, N 2, Cl 2, I 2, O 3, P 4, S 8).

Neil on molekulaarne kristallvõre ka kovalentsete polaarsete sidemetega ained: vesi - jää, tahke ammoniaak, happed, mittemetallide oksiidid. Enamus orgaanilised ühendid on ka molekulaarsed kristallid (naftaleen, suhkur, glükoos).

Tagasi edasi

Tähelepanu! Slaidide eelvaated on ainult informatiivsel eesmärgil ja ei pruugi esindada kõiki esitluse funktsioone. Kui olete huvitatud see töö, laadige alla täisversioon.

Tunni tüüp: kombineeritud.

Tunni põhieesmärk: Anda õpilastele konkreetseid ideid amorfsete ja kristalsete ainete, kristallvõre tüüpide kohta, teha kindlaks seos ainete struktuuri ja omaduste vahel.

Tunni eesmärgid.

Hariduslik: kujundada arusaamu tahkete ainete kristalse ja amorfse oleku kohta, tutvustada õpilasi erinevat tüüpi kristallvõredega, teha kindlaks kristalli füüsikaliste omaduste sõltuvus kristallis oleva keemilise sideme olemusest ja kristalli tüübist. võre, anda õpilastele põhiideed keemiliste sidemete olemuse ja kristallvõre tüüpide mõjust aine omadustele, anda õpilastele ettekujutus koostise püsivuse seadusest.

Haridus: jätkake õpilaste maailmavaate kujundamist, arvestage ainete tervikstruktuuriosakeste komponentide vastastikust mõju, mille tulemusena ilmnevad uued omadused, arendage oskust korraldada oma õppetööd ja järgige töötamise reegleid. meeskond.

Arendav: arendada koolinoorte kognitiivset huvi probleemsituatsioonide abil; parandada õpilaste oskusi tuvastada ainete füüsikaliste omaduste põhjus-tagajärg sõltuvust keemilistest sidemetest ja kristallvõre tüübist, ennustada kristallvõre tüüpi aine füüsikaliste omaduste põhjal.

Varustus: D.I.Mendelejevi perioodilisustabel, kollektsioon “Metallid”, mittemetallid: väävel, grafiit, punane fosfor, hapnik; Ettekanne “Kristallvõred”, erinevat tüüpi kristallvõre mudelid (lauasool, teemant ja grafiit, süsihappegaas ja jood, metallid), plastide ja nendest valmistatud toodete näidised, klaas, plastiliin, vaigud, vaha, närimiskumm, šokolaad , arvuti, multimeedia installatsioon, videoeksperiment “Bensoehappe sublimatsioon”.

Tundide ajal

1. Organisatsioonimoment.

Õpetaja tervitab õpilasi ja fikseerib puudujad.

Seejärel räägib ta tunni teema ja tunni eesmärgi. Õpilased kirjutavad tunni teema vihikusse. (Slaid 1, 2).

2. Kodutööde kontrollimine

(2 õpilast tahvlil: määrake ainete keemilise sideme tüüp järgmiste valemitega:

1) NaCl, CO 2, I 2; 2) Na, NaOH, H 2 S (kirjuta vastus tahvlile ja lisa küsitlusse).

3. Olukorra analüüs.

Õpetaja: Mida keemia õpib? Vastus: Keemia on teadus ainetest, nende omadustest ja ainete muundumisest.

Õpetaja: Mis on aine? Vastus: Mateeria on see, millest füüsiline keha koosneb. (Slaid 3).

Õpetaja: Milliseid aine olekuid te teate?

Vastus: Agregatsioonil on kolm olekut: tahke, vedel ja gaasiline. (Slaid 4).

Õpetaja: Tooge näiteid ainetest, mis võivad esineda kõigis kolmes agregatsiooni olekus erinevatel temperatuuridel.

Vastus: Vesi. Normaaltingimustes on vesi vedelas olekus, kui temperatuur langeb alla 0 0 C, muutub vesi tahkeks olekuks - jääks ning temperatuuri tõustes 100 0 C-ni saame veeauru (gaasiline olek).

Õpetaja (lisa): Iga ainet võib saada tahkel, vedelal ja gaasilisel kujul. Lisaks veele on need metallid, mis tavatingimustes on tahkes olekus, kuumutamisel hakkavad nad pehmenema ja teatud temperatuuril (t pl) muutuvad vedelaks - sulavad. Edasisel kuumutamisel, keemistemperatuurini, hakkavad metallid aurustuma, s.t. minna gaasilisse olekusse. Iga gaasi saab temperatuuri alandamise teel muuta vedelaks ja tahkeks: näiteks hapnik, mis temperatuuril (-194 0 C) muutub siniseks vedelikuks ja temperatuuril (-218,8 0 C) tahkub lumetaoline kristallidest koosnev mass sinist värvi. Täna tunnis vaatleme aine tahket olekut.

Õpetaja: Nimetage, millised tahked ained on teie laudadel.

Vastus: Metallid, plastiliin, lauasool: NaCl, grafiit.

Õpetaja: Mis sa arvad? Milline neist ainetest on liigne?

Vastus: Plastiliin.

Õpetaja: Miks?

Tehakse oletusi. Kui õpilastel on see raske, jõuavad nad õpetaja abiga järeldusele, et erinevalt metallidest ja naatriumkloriidist ei ole plastiliinil kindlat sulamistemperatuuri - see (plastiliin) pehmeneb järk-järgult ja muutub vedelaks. Selline on näiteks suussulav šokolaad ehk nätsud, aga ka klaas, plastmassid, vaigud, vaha (selgitamisel näitab õpetaja nende ainete klassiproove). Selliseid aineid nimetatakse amorfseteks. (slaid 5) ning metallid ja naatriumkloriid on kristalsed. (Slaid 6).

Seega eristatakse kahte tüüpi tahkeid aineid : amorfne ja kristalne. (slaid7).

1) Amorfsetel ainetel ei ole kindlat sulamistemperatuuri ja osakeste paigutus neis ei ole rangelt ette nähtud.

Kristallilistel ainetel on rangelt määratletud sulamistemperatuur ja mis kõige tähtsam, neid iseloomustab osakeste õige paigutus, millest need on ehitatud: aatomid, molekulid ja ioonid. Need osakesed asuvad ruumis rangelt määratletud punktides ja kui need sõlmed on ühendatud sirgjoontega, moodustub ruumiline raam - kristallrakk.

Õpetaja küsib probleemsed küsimused

Kuidas seletada nii erinevate omadustega tahkete ainete olemasolu?

2) Miks jagunevad kristalsed ained kokkupõrkel teatud tasapindadel, samas kui amorfsetel ainetel see omadus puudub?

Kuulake õpilaste vastuseid ja suunake need nende juurde järeldus:

Ainete omadused tahkes olekus sõltuvad kristallvõre tüübist (peamiselt sellest, millised osakesed on selle sõlmedes), mille omakorda määrab keemilise sideme tüüp antud aines.

Kodutööde kontrollimine:

1) NaCl – ioonne side,

CO 2 – kovalentne polaarne side

I 2 – kovalentne mittepolaarne side

2) Na – metalliside

NaOH - ioonside Na + iooni vahel - (kovalentne O ja H)

H 2 S - kovalentne polaarne

Frontaalne uuring.

• Millist sidet nimetatakse iooniliseks?
• Millist sidet nimetatakse kovalentseks?
• Millist sidet nimetatakse polaarseks kovalentseks sidemeks? mittepolaarne?
• Mida nimetatakse elektronegatiivsuseks?

Järeldus: On loogiline jada, nähtuste seos looduses: Aatomi ehitus -> EO -> Keemiliste sidemete tüübid -> Kristallvõre tüüp -> Ainete omadused . (slaid 10).

Õpetaja: Sõltuvalt osakeste tüübist ja nendevahelise seose olemusest eristuvad nad nelja tüüpi kristallvõre: ioonsed, molekulaarsed, aatomilised ja metallilised. (Slaid 11).

Tulemused on toodud järgmises tabelis - näidistabel õpilaste töölaudade juures. (vt lisa 1). (Slaid 12).

Õpetaja: Mis sa arvad? Millise keemilise sidemega ainete puhul on seda tüüpi võre iseloomulik?

Vastus: Ioonsete keemiliste sidemetega aineid iseloomustab ioonvõre.

Õpetaja: Millised osakesed asuvad võre sõlmedes?

Vastus: Joona.

Õpetaja: Milliseid osakesi nimetatakse ioonideks?

Vastus: Ioonid on osakesed, millel on positiivne või negatiivne laeng.

Õpetaja: Mis on ioonide koostis?

Vastus: Lihtne ja keeruline.

Demonstratsioon - naatriumkloriidi (NaCl) kristallvõre mudel.

Õpetaja selgitus: Naatriumkloriidi kristallvõre sõlmedes on naatriumi- ja klooriioonid.

NaCl kristallides ei ole üksikuid naatriumkloriidi molekule. Kogu kristalli tuleks käsitleda kui hiiglaslikku makromolekuli, mis koosneb võrdsest arvust Na + ja Cl - ioonidest, Na n Cl n, kus n on suur arv.

Ioonidevahelised sidemed sellises kristallis on väga tugevad. Seetõttu on ioonvõrega ained suhteliselt suure kõvadusega. Need on tulekindlad, mittelenduvad ja haprad. Nende sulandid juhivad elektrivoolu (Miks?) ja lahustuvad kergesti vees.

Ioonsed ühendid on metallide (IA ja II A), soolade ja leeliste binaarsed ühendid.

Teemandi ja grafiidi kristallvõrede demonstreerimine.

Õpilastel on laual grafiidiproovid.

Õpetaja: Millised osakesed asuvad aatomi kristallvõre sõlmedes?

Vastus: Aatomi kristallvõre sõlmedes on üksikud aatomid.

Õpetaja: Milline keemiline side tekib aatomite vahel?

Vastus: Kovalentne keemiline side.

Õpetaja selgitused.

Tõepoolest, aatomite kristallvõrede kohtades on üksikud aatomid, mis on omavahel kovalentsete sidemetega ühendatud. Kuna aatomid, nagu ioonid, võivad ruumis paikneda erinevalt, tekivad erineva kujuga kristallid.

Teemandi aatomikristallvõre

Nendes võredes pole molekule. Kogu kristalli tuleks pidada hiiglaslikuks molekuliks. Seda tüüpi kristallvõrega ainete näideteks on süsiniku allotroopsed modifikatsioonid: teemant, grafiit; samuti boor, räni, punane fosfor, germaanium. Küsimus: Mis on need ained koostiselt? Vastus: Lihtne koostiselt.

Aatomikristallvõredel pole mitte ainult lihtsaid, vaid ka keerukaid. Näiteks alumiiniumoksiid, ränioksiid. Kõik need ained on väga kõrge sulamistemperatuuriga (teemandil üle 3500 0 C), tugevad ja kõvad, mittelenduvad ning vedelikes praktiliselt lahustumatud.

Õpetaja: Poisid, teie laudadel on metallide kogu, vaatame neid proove.

Küsimus: milline keemiline side on metallidele iseloomulik?

Vastus: Metallist. Positiivsete ioonide vaheline side metallides jagatud elektronide kaudu.

Küsimus: Millised üldised füüsikalised omadused on metallidele iseloomulikud?

Vastus: Läige, elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, plastilisus.

Küsimus: Selgitage, mis on põhjus, et nii paljudel erinevatel ainetel on samad füüsikalised omadused?

Vastus: Metallidel on üks struktuur.

Metallist kristallvõre mudelite demonstreerimine.

Õpetaja selgitus.

Metallsete sidemetega ainetel on metallilised kristallvõred

Selliste võre asukohtades on metallide aatomid ja positiivsed ioonid ning valentselektronid liiguvad kristalli mahus vabalt. Elektronid tõmbavad elektrostaatiliselt positiivseid metalliioone. See seletab võre stabiilsust.

Õpetaja demonstreerib ja nimetab aineid: jood, väävel.

Küsimus: Mis on neil ainetel ühist?

Vastus: Need ained on mittemetallid. Lihtne koostiselt.

Küsimus: Mis on keemiline side molekulide sees?

Vastus: Molekulides olev keemiline side on kovalentne mittepolaarne.

Küsimus: Millised füüsikalised omadused on neile iseloomulikud?

Vastus: Lenduv, sulav, vees vähelahustuv.

Õpetaja: Võrdleme metallide ja mittemetallide omadusi. Õpilased vastavad, et omadused on põhimõtteliselt erinevad.

Küsimus: Miks on mittemetallide omadused väga erinevad metallide omadustest?

Vastus: metallidel on metallilised sidemed, mittemetallidel aga kovalentsed mittepolaarsed sidemed.

Õpetaja: Seetõttu on võre tüüp erinev. Molekulaarne.

Küsimus: Millised osakesed asuvad võre punktides?

Vastus: Molekulid.

Süsinikdioksiidi ja joodi kristallvõrede demonstreerimine.

Õpetaja selgitus.

Molekulaarkristallvõre

Nagu näeme, võib molekulaarne kristallvõre olla mitte ainult tahketel ainetel. lihtne ained: väärisgaasid, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, valge fosfor P 4, aga ka keeruline: tahke vesi, tahke vesinikkloriid ja vesiniksulfiid. Enamikul tahketel orgaanilistel ühenditel on molekulaarsed kristallvõred (naftaleen, glükoos, suhkur).

Võresaidid sisaldavad mittepolaarseid või polaarseid molekule. Vaatamata sellele, et molekulide sees olevad aatomid on omavahel ühendatud tugevate kovalentsete sidemetega, mõjuvad molekulide endi vahel nõrgad molekulidevahelised jõud.

Järeldus: Ained on haprad, madala kõvadusega, madala sulamistemperatuuriga, lenduvad ja sublimatsioonivõimelised.

küsimus : Millist protsessi nimetatakse sublimatsiooniks või sublimatsiooniks?

Vastus : Aine üleminekut tahkest agregatsiooni olekust otse gaasilisse olekusse, möödudes vedelast olekust, nimetatakse sublimatsioon või sublimatsioon.

Katse demonstreerimine: bensoehappe sublimatsioon (videokatse).

Täidetud tabeliga töötamine.

Lisa 1. (17. slaid)

Kristallvõred, sideme tüüp ja ainete omadused

Küsimus: Millist tüüpi kristallvõre eespool käsitletutest ei leidu lihtainetes?

Vastus: Ioonilised kristallvõred.

Küsimus: Millised kristallvõred on iseloomulikud lihtainetele?

Vastus: Lihtainetele - metallidele - metallist kristallvõre; mittemetallide puhul - aatomi või molekulaarne.

Töötama koos Perioodilisustabel D. I. Mendelejev.

Küsimus: Kus asuvad metallielemendid perioodilises tabelis ja miks? Mittemetallist elemendid ja miks?

Vastus: Kui joonistada diagonaal boorilt astatiinile, siis selle diagonaali vasakus alumises nurgas on metallelemendid, sest viimasel energiatasemel sisaldavad nad ühte kuni kolme elektroni. Need on elemendid I A, II A, III A (va boor), samuti tina ja plii, antimon ja kõik sekundaarsete alarühmade elemendid.

Mittemetallist elemendid asuvad selle diagonaali paremas ülanurgas, sest viimasel energiatasemel sisaldavad nad nelja kuni kaheksa elektroni. Need on elemendid IY A, Y A, YI A, YII A, YIII A ja boor.

Õpetaja: Leiame mittemetallist elemente, mille lihtainetel on aatomkristallvõre (Vastus: C, B, Si) ja molekulaarne ( Vastus: N, S, O , halogeenid ja väärisgaasid ).

Õpetaja: Sõnastage järeldus, kuidas saate määrata lihtsa aine kristallvõre tüüpi sõltuvalt elementide asukohast D.I. Mendelejevi perioodilises tabelis.

Vastus: Metallelementide puhul, mis on I A, II A, IIIA (v.a boor), samuti tina ja plii ning kõigi lihtaine teiseste alarühmade elementide puhul on võre tüübiks metall.

Lihtaines olevate mittemetalliliste elementide IY A ja boori puhul on kristallvõre aatom; ja elementidel Y A, YI A, YII A, YIII A lihtainetes on molekulaarne kristallvõre.

Jätkame tööd valmis tabeliga.

Õpetaja: Vaadake hoolikalt lauda. Millist mustrit saab jälgida?

Kuulame tähelepanelikult õpilaste vastuseid ja teeme koos klassiga järgmise järelduse:

Seal on järgmine muster: kui ainete struktuur on teada, siis saab ennustada nende omadusi või vastupidi: kui ainete omadused on teada, siis saab määrata ka struktuuri. (Slaid 18).

Õpetaja: Vaadake hoolikalt lauda. Millist muud ainete klassifikatsiooni oskate soovitada?

Kui õpilastel on raske, selgitab õpetaja seda aineid saab jagada molekulaarse ja mittemolekulaarse struktuuriga aineteks. (Slaid 19).

Molekulaarse struktuuriga ained koosnevad molekulidest.

Mittemolekulaarse struktuuriga ained koosnevad aatomitest ja ioonidest.

Õpetaja: Täna tutvume ühe keemia põhiseadusega. See on koostise püsivuse seadus, mille avastas prantsuse keemik J. L. Proust. Seadus kehtib ainult molekulaarstruktuuriga ainete kohta. Praegu kõlab seadus järgmiselt: "Molekulaarsetel keemilistel ühenditel on olenemata nende valmistamise meetodist püsiv koostis ja omadused." Kuid mittemolekulaarse struktuuriga ainete puhul ei kehti see seadus alati.

Teoreetilised ja praktiline tähtsus Seadus seisneb selles, et selle alusel saab ainete koostist väljendada keemiliste valemitega (paljude mittemolekulaarse struktuuriga ainete puhul keemiline valem näitab mitte reaalselt eksisteeriva, vaid tingimusliku molekuli koostist).

Järeldus: Aine keemiline valem sisaldab palju teavet.(Slaid 21)

Näiteks SO 3:

1. Konkreetne aine on vääveldioksiid ehk vääveloksiid (YI).

2.Aine tüüp - kompleks; klass - oksiid.

3. Kvalitatiivne koostis - koosneb kahest elemendist: väävlist ja hapnikust.

4. Kvantitatiivne koostis- molekul koosneb 1 väävliaatomist ja 3 hapnikuaatomist.

5. Sugulane molekulmass- M r (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Molaarmass- M(SO3) = 80 g/mol.

7. Palju muud teavet.

Omandatud teadmiste kinnistamine ja rakendamine

(Slaid 22, 23).

Tic-tac-toe mäng: kriipsuta maha ained, millel on sama kristallvõre vertikaalselt, horisontaalselt, diagonaalselt.

Peegeldus.

Õpetaja esitab küsimuse: "Poisid, mida uut te tunnis õppisite?"

Õppetunni kokkuvõte

Õpetaja: Poisid, võtame kokku meie tunni peamised tulemused - vastake küsimustele.

1. Milliseid ainete klassifikatsioone õppisite?

2. Kuidas mõistate terminit kristallvõre?

3. Milliseid kristallvõre tüüpe te nüüd teate?

4. Milliseid seaduspärasusi ainete struktuuris ja omadustes õppisite tundma?

5. Millises agregatsiooniseisundis on ainetel kristallvõred?

6. Millist keemia põhiseadust sa tunnis õppisid?

Kodutöö: §22, märkmed.

1. Koostage ainete valemid: kaltsiumkloriid, ränioksiid (IY), lämmastik, vesiniksulfiid.

Määrake kristallvõre tüüp ja proovige ennustada, millised peaksid olema nende ainete sulamistemperatuurid.

2. Loovülesanne -> koosta lõigu jaoks küsimused.

Õpetaja tänab teid tunni eest. Annab õpilastele hindeid.

Juhised

Nagu nime enda järgi võib kergesti aimata, leidub metallvõre tüüpi metallides. Neid aineid iseloomustavad tavaliselt kõrge temperatuur sulamine, metalliline läige, kõvadus, on head elektrivoolu juhid. Pidage meeles, et seda tüüpi võresaidid sisaldavad kas neutraalseid aatomeid või positiivselt laetud ioone. Sõlmedevahelistes ruumides on elektronid, mille migratsioon tagab selliste ainete kõrge elektrijuhtivuse.

Ioonilist tüüpi kristallvõre. Tuleb meeles pidada, et see on omane ka sooladele. Iseloomulik - tuntud lauasoola, naatriumkloriidi kristallid. Positiivse ja negatiivse laenguga ioonid vahelduvad selliste võre kohtades. Sellised ained on tavaliselt tulekindlad ja neil on madal lenduvus. Nagu võite arvata, on neil iooni tüüp.

Aatomi tüüp kristallvõre on omane lihtsad ained– mittemetallid, mis normaalsetes tingimustes esindama tahked ained. Näiteks väävel, fosfor,... Selliste võre asukohtades on neutraalsed aatomid, mis on omavahel ühendatud kovalentsete keemiliste sidemetega. Selliseid aineid iseloomustab tulekindlus ja vees lahustumatus. Mõnel (näiteks kujul oleval süsinikul) on erakordselt kõrge kõvadus.

Lõpuks on viimast tüüpi võre molekulaarne. Seda leidub ainetes, mis on normaalsetes tingimustes vedelal või gaasilisel kujul. Nagu jällegi on lihtne mõista, on selliste võre sõlmedes molekulid. Need võivad olla kas mittepolaarsed (lihtsatele gaasidele nagu Cl2, O2) või polaarsed (kõige rohkem kuulus näide– vesi H2O). Seda tüüpi võrega ained ei juhi voolu, on lenduvad ja neil on madal sulamistemperatuur.

Allikad:

• resti tüüp

Temperatuur sulamine tahke aine puhtuse määramiseks. Puhta aine lisandid alandavad tavaliselt temperatuuri sulamine või suurendage intervalli, mille jooksul ühend sulab. Kapillaarmeetod on klassikaline meetod lisandite kontrollimiseks.

Sa vajad

• - uuritav aine;
• - klaasist kapillaar, ühest otsast suletud (läbimõõt 1 mm);
• - klaastoru läbimõõduga 6-8 mm ja pikkusega vähemalt 50 cm;
• - soojendusega plokk.

Juhised

Asetage klaastoru vertikaalselt kõvale pinnale ja laske kapillaar sellest mitu korda läbi, suletud ots allapoole. See aitab ainet tihendada. Temperatuuri määramiseks peaks aine kolonn kapillaaris olema umbes 2-5 mm.

Asetage kapillaartermomeeter kuumutatud plokki ja jälgige uuritava aine muutusi temperatuuri tõustes. Enne kütmist ja kütmise ajal ei tohiks termomeeter puudutada ploki seinu ega muid väga kuumaid pindu, muidu võib see lõhkeda.

Pange tähele temperatuuri, mille juures esimesed tilgad kapillaari ilmuvad (alates sulamine) ja temperatuur, mille juures viimased ained kaovad (lõpp sulamine). Selle intervalli jooksul hakkab aine vähenema, kuni see muutub täielikult vedelaks. Analüüsi tegemisel otsi ka aine muutusi või lagunemist.

Korrake mõõtmisi veel 1-2 korda. Esitage iga mõõtmise tulemused vastava temperatuurivahemiku kujul, mille jooksul aine läheb tahkest olekust vedelaks. Analüüsi lõpus tehke järeldus uuritava aine puhtuse kohta.

Video teemal

Kristallides paiknevad keemilised osakesed (molekulid, aatomid ja ioonid) kindlas järjekorras, teatud tingimustel moodustavad nad korrapärase sümmeetrilise hulktahukaid. Kristallvõre on nelja tüüpi – ioonsed, aatom-, molekulaarsed ja metallilised.

Kristallid

Kristalli olekut iseloomustab osakeste paigutuses kaugjärjekorra olemasolu, samuti kristallvõre sümmeetria. Tahked kristallid on kolmemõõtmelised moodustised, milles igas suunas kordub sama struktuurielement.

Õige vorm nende tõttu kristallid sisemine struktuur. Kui asendate neis olevad molekulid, aatomid ja ioonid nende osakeste raskuskeskmete asemel punktidega, saate kolmemõõtmelise korrapärase jaotuse - . Selle struktuuri korduvaid elemente nimetatakse elementaarrakkudeks ja punkte nimetatakse kristallvõre sõlmedeks. Sõltuvalt neid moodustavatest osakestest ja nendevahelise keemilise sideme olemusest on mitut tüüpi kristalle.

Ioonilised kristallvõred

Ioonkristallid moodustavad anioone ja katioone, mille vahel on. Seda tüüpi kristallid sisaldavad enamiku metallide sooli. Iga katioon tõmbab aniooni külge ja tõrjub seda teised katioonid, mistõttu on võimatu eraldada üksikuid molekule ioonkristallides. Kristalli võib pidada üheks tohutuks ja selle suurus ei ole piiratud, see on võimeline siduma uusi ioone.

Aatomikristallvõred

Aatomikristallides ühendavad üksikud aatomid kovalentsete sidemetega. meeldib ioonsed kristallid, võib neid pidada ka tohututeks molekulideks. Samas on aatomikristallid väga kõvad ja vastupidavad ning ei juhi hästi elektrit ja soojust. Need on praktiliselt lahustumatud ja neid iseloomustab madal reaktsioonivõime. Aatomvõrega ained sulavad väga kõrgel temperatuuril.

Molekulaarsed kristallid

Molekulaarsed kristallvõred tekivad molekulidest, mille aatomeid ühendavad kovalentsed sidemed. Seetõttu mõjuvad molekulide vahel nõrgad molekulaarjõud. Selliseid kristalle iseloomustab madal kõvadus, madal sulamistemperatuur ja kõrge voolavus. Nendest moodustuvad ained, samuti nende sulad ja lahused ei juhi elektrivoolu hästi.

Metallist kristallvõred

Metallist kristallvõredes on aatomid paigutatud maksimaalse tihedusega, nende sidemed on delokaliseeritud ja nad ulatuvad läbi kogu kristalli. Sellised kristallid on läbipaistmatud, metallilise läikega, kergesti deformeeruvad ning head elektri- ja soojusjuhid.

See klassifikatsioon kirjeldab ainult piiratud juhtumeid, enamikku kristalle anorgaanilised ained kuulub vahetüüpidesse - molekulaar-kovalentne, kovalentne jne. Näiteks on grafiidikristallidel iga kihi sees kovalentsed-metallilised sidemed ja kihtide vahel molekulaarsidemed.

Allikad:

• alhimik.ru, tahked

Teemant on mineraal, mis kuulub süsiniku ühe allotroopse modifikatsiooni hulka. Iseloomulik omadus selle kõrge kõvadus, mis pälvib selle õigustatult kõige kõvema aine tiitli. Teemant on üsna haruldane mineraal, kuid samal ajal on see kõige levinum. Selle erakordne kõvadus leiab selle rakenduse masinaehituses ja tööstuses.

Juhised

Teemantil on aatomkristallvõre. Molekuli aluseks olevad süsinikuaatomid on paigutatud tetraeedri kujul, mistõttu on teemandil nii suur tugevus. Kõik aatomid on omavahel ühendatud tugevate kovalentsete sidemetega, mis tekivad lähtuvalt molekuli elektronstruktuurist.

Süsinikuaatomil on sp3 hübridiseeritud orbitaalid, mis on 109 kraadise ja 28-minutilise nurga all. Hübriidorbitaalide kattumine toimub horisontaaltasandil sirgjooneliselt.

Seega, kui orbitaalid kattuvad sellise nurga all, moodustub tsentreeritud, mis kuulub kuupsüsteemi, seega võib öelda, et teemant on kuupstruktuuriga. Seda struktuuri peetakse looduses üheks tugevamaks. Kõik tetraeedrid moodustavad kuueliikmeliste aatomitsüklite kihtide kolmemõõtmelise võrgustiku. Selline stabiilne kovalentsete sidemete võrgustik ja nende kolmemõõtmeline jaotus toovad kaasa kristallvõre täiendava tugevuse.